Прогнозування наслідків руйнування хімічно небезпечного об`єкта Оцінка стійкості інженерно

МОСКОВСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ

ТОНКОЇ ХІМІЧНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ

ім. М.В. ЛОМОНОСОВА.

Кафедра ЗОХП

З дисципліни:

"Захист у надзвичайних ситуаціях"

Тема:

"Прогнозування наслідків руйнування хімічно небезпечного об'єкта. Оцінка стійкості інженерно - технічного комплексу об'єкта економіки до впливу повітряної ударної хвилі".

Варіант № 23

Виконавець: студентка V курсу

групи БМ-59 Мельникова О.А.

Перевірив: доцент Тащілін Г.М.

Москва 2006

Розділ 1. Прогнозування хімічної обстановки при руйнуванні резервуарів з ОХВ

Порядок виконання.

1. Визначення часу (тривалості) випаровування для кожного ОХВ Ті1, Ті2.

, Ч

-высота слоя ОХВ ( h =0,05м); де h-висота шару ОХВ (h = 0,05 м);

-плотность ОХВ, т/м3; d-щільність ОХВ, т/м3;

К2-коефіцієнт, що враховує фізико-хімічні властивості ОХВ;

К4 = 1;

К7-температурний коефіцієнт (для вторинного хмари).

=0,681 т/м3, К2=0,025, К7=1 при Т=0 º С; Для аміаку: d = 0,681 т/м3, К2 = 0,025, К7 = 1 при Т = 0 º С;

=1,570 т/м3, К2=0,010, К7=0,4 при Т=0 º С. для трихлористого фосфору: d = 1,570 т/м3, К2 = 0,010, К7 = 0,4 при Т = 0 º С.

2. Розрахунок сумарного еквівалентної кількості хлору, який перейшов у вторинну хмару:

, Т

-коэффициент, зависящий от физико-химических свойств i -го ОХВ; де К2 i-коефіцієнт, що залежить від фізико-хімічних властивостей i-го ОХВ;

-коэффициент токсичности i -го ОХВ; К3 i-коефіцієнт токсичності i-го ОХВ;

К4 і К5 = 1

- временной коэффициент: К6 i - тимчасового коефіцієнт:

0,8 при N <Ти; К6 = N 0,8 при N <Ті;

>Ти, при Ти<1, К6==1. К6 = Ті0, 8 при N> Ті, при Ті <1, К6 == 1.

-температурный коэффициент для i -го ОХВ (вторичное облако); К7 i-температурний коефіцієнт для i-го ОХВ (вторинна хмара);

-запасы i -го ОХВ на объекте, т; Qi-запаси i-го ОХВ на об'єкті, т;

-плотность i -го ОХВ, т/м3. di-щільність i-го ОХВ, т/м3.

Значення допоміжних коефіцієнтів беруться з таблиці П2

=2ч, Ти1=1,36ч, N >Ти1, К6=Ти0,8=1,360,8=1,28, К7=1 при Т=0 º С. Для аміаку К2 = 0,025, К3 = 0,04; N = 2ч, Ті1 = 1,36 год, N> Ті1, К6 = Ті0, 8 = 1,360,8 = 1,28, К7 = 1 при Т = 0 º С.

=2ч, Ти2=19,6 ч, N <Ти2, К6= N 0,8=20,8=1,74, К7=0,4 при Т=0 º С. Для трихлористого фосфору К2 = 0,010, К3 = 0,2; N = 2ч, Ті2 = 19,6 год, N <Ті2, К6 = N 0,8 = 20,8 = 1,74, К7 = 0,4 при Т = 0 º С.

э=20*1*1*(0,025*0,04*1,28*1*(50/0,681) +0,010*0,2*1,74*0,4*(20/1,570)) =2,24 т. Q е = 20 * 1 * 1 * (0,025 * 0,04 * 1,28 * 1 * (50 / 0,681) +0,010 * 0,2 * 1,74 * 0,4 * (20 / 1,570)) = 2 , 24 т.

3. Визначення глибини зони зараження Г ОХВ за допомогою таблиці методом інтерполювання по суміжних даними:

км.

4. Визначення граничної глибини переносу фронту хмари ЗВ:

* V , км ГПР = N * V, км

-время от начала аварии, ч; де N-час від початку аварії, год;

-скорость переноса фронта облака зараженного воздуха, при инверсии V =5 км/ч при U =1 м/с V-швидкість перенесення фронту хмари зараженого повітря, при інверсії V = 5 км / год при U = 1 м / с

ГПР = 2 * 5 = 10 км.

За розрахункову глибину Гр приймаємо менше з Гп і ГПР. Гр = 7,16 км.

5. Визначення площі зони можливого зараження:

в= π* Гр2* ψ/360, км2 S в = π * Гр2 * ψ/360, км2

де ψ-кутові розміри можливого зараження, град;

=1 м/с, ψ=180 град. при U = 1 м / с, ψ = 180 град.

в=3,14*7,162*180/360=80,49 км2. S в = 3,14 * 7,162 * 180/360 = 80,49 км2.

6. Площа зони фактичного зараження:

ф=К8*Гр2* N 0,2, км2 S ф = К8 * Гр2 * N 0,2, км2

де К8-коефіцієнт, що залежить від СВУВ; К8 = 0,081;

- время от начала аварии, ч N - час від початку аварії, год

ф=0,081*7,162*20,2 = 4,77 км2. S ф = 0,081 * 7,162 * 20,2 = 4,77 км2.

7. Ширина зони фактичного зараження:

, Км

км

8. Визначення можливих втрат виробничого персоналу:

Кількість відкрито розташованого персоналу:

о; Мо = М * m о;

Мо = 1000 * 0,85 = 850 чол.

Кількість персоналу, що знаходиться в будинках:

з; Мз = М * m з;

Мз = 1000 * 0,15 = 150 чол.

Втрати відкрито розташованого персоналу:

За = Мо * ро

Втрати персоналу, що знаходиться в будинках:

Пз = Мз * рз

Значення ро і рз беруться з таблиці 4.13

пр=80%: ро=25%, рз=14%. При m пр = 80%: ро = 25%, рз = 14%.

За = 850 * 0,25 = 212 чол;

Пз = 150 * 0,14 = 21 чол.

Загальні втрати виробничого персоналу:

П = По + Пз = чол.

П = 212 +21 = 233 чол.

Структура втрат:

Пл = 0,25 * П-легкого ступеня; Пл = 0,25 * 233 = 58 чол

Пср = 0,40 * П-середнього ступеня; Пср = 0,40 * 233 = 93 чол;

Пт = 0,35 * П-важкого ступеня. Пт = 0,35 * 233 = 82 чол.

9. Тривалість вражаючої дії ОХВ:

ТПД = Тімакс = 19,6 год

10. Визначення часу підходу хмари ОХВ до об'єкта (населеного пункту):

подх=Х/ V , ч t подх = Х / V, ч

де Х-відстань від джерела зараження до заданого об'єкта, км;

- скорость переноса фронта облака зараженного воздуха, км/ч. V - швидкість переносу фронту хмари зараженого повітря, км / ч.

подх=7/5=1,4 ч. t подх = 7 / 5 = 1,4 ч.

Зведена таблиця результатів:

Ті1	Ті2	э Q е.	Г	ГПР	Гр	в S в	ф S ф	Ш	П	ТПД	t
1,36	19,6	2,24	7,16	10	7,16	80,49	4,77	0,85	233	19,6	1,4

12. Висновки з оцінки обстановки та рекомендації щодо захисту персоналу та населення.

в=80,49 км2, Г=7,16 км), места, времени и характера аварии, направления зоны распространения облака ОХВ и его поражающие факторы, способов защиты и правил эвакуации. При виникненні аварії в першу чергу проводиться оповіщення персоналу по внутрішній системі із зазначенням меж небезпечної зони (S в = 80,49 км2, Г = 7,16 км), місця, часу і характеру аварії, напрямку зони розповсюдження хмари ОХВ і його вражаючі чинники , способів захисту та правил евакуації.

Для захисту необхідно використовувати протигази, респіратори та інші ЗІЗ. У них люди повинні перебувати протягом усього періоду повного випаровування ОХВ.

( H 2 SO 4)). Знезараження ОХВ (зокрема, аміаку і трихлористого фосфору) необхідно проводити дегазацією за допомогою спеціальних дезактивуючих рецептур, (10% водним розчином HCl (H 2 SO 4)).

Розділ 2. Прогнозування інженерної обстановки при наземному вибуху газо-повітряної суміші (ГВП)

Порядок виконання.

1. Визначення зони дії детонаційної хвилі, обмеженою радіусом:

, М

де 18,5-емпіричний коефіцієнт;

- масса сжиженных углеводородных газов в резервуаре, т; Q - маса зріджених вуглеводневих газів в резервуарі, т;

К - коефіцієнт переходу речовини в ГВП.

2. от центра взрыва ГВС. Визначення надлишкового тиску в зоні ВУВ на відстані r від центра вибуху ГВС.

/ r 0) Для розрахунку обчислюємо безрозмірний радіус: Ř = 0,24 * (r / r 0)

Ř = 0,24 * (1400/114, 57) = 2,93

При Ř> 2 Δ Росії , КПа

Δ Росії кПа

Перевіряємо вийшло значення за таблицею 3.1-результати сходяться.

Тиск чинне (реальне) обчислюємо за формулою:

Δ Рд = Δ Росії * α

де α-кутовий коефіцієнт.

Δ Рд = 9,84 * 2 = 19,68 кПа

3. Ступінь і характер руйнувань (пошкоджень) визначаються шляхом порівняння чинного тиску з критичним для елементів будівель та будівель в цілому.

Δ Рд = 19,68 кПа - слабкі руйнування (у разі безкаркасних конструкцій 10 - 20 кПа).

Характер руйнувань промислових об'єктів ВУВ: руйнування частини допоміжних цехів, окремих ділянок технологічних комунікацій; в цехах пошкодження дахів, перегородок, комунікацій, елементів АСУ.

Можливо відновити будівлю після аварії, необхідно замінити прийшло в непридатність обладнання. Поразка отримає приблизно 10-15% персоналу об'єкта.

Розділ 3. Прогнозування пожежної обстановки

Порядок виконання.

1. Щільність теплового поки від факела за рахунок променистого теплообміну:

ф-плотность теплового потока от факела, Вт/м2; де q ф-щільність теплового потоку від факела, Вт/м2;

ε пр-наведена ступінь чорноти;

де ε ф-ступінь чорноти факела, ε ф = 0,80

ε м-ступінь чорноти матеріалу, ε м = 0,85

С0-коефіцієнт випромінювання абсолютно чорного тіла, С0 = 5,7 Вт/м2К4

Тф-температура факела полум'я, Тф = 1373К

Тсам-температура самозаймання деревини, Тсам = 568К

φ2, 1 - повний коефіцієнт опромінення:

φ2, 1 = 4 * φ

и b / l ; де φ-коефіцієнт опромінення для ¼ площі факела визначається за номограмме залежно від наведених розмірів факела а / l і b / l;

=0,3*18=5,4 м; де а-половина висоти факела, для ГР: а = 0,5 * 0,6 d = 0,3 * 18 = 5,4 м;

-половина ширины факела, b =0,5 d =0,5*18=9м; b-половина ширини факела, b = 0,5 d = 0,5 * 18 = 9м;

-расстояние до облучаемой поверхности, м. l-відстань до облучаемой поверхні, м.

=5,4/42=0,13; b / l =9/42=0,21 а / l = 5,4 / 42 = 0,13; b / l = 9 / 42 = 0,21

За номограмі φ = 0,008

φ2, 1 = 4 * 0,008 = 0,032

Вт/м2

2. Повна щільність теплового потоку від джерела полум'я:

фп= q ф*Кв q фп = q ф * Кв

ф-плотность теплового потока от факела, Вт/м2; де q ф-щільність теплового потоку від факела, Вт/м2;

=3 м/с. Кв-вітрової коефіцієнт Кв = U = 3 м / с.

фп=4404,48 *3 =13213,44 Вт/м2 q фп = 4404,48 * 3 = 13213,44 Вт/м2

кр): Критерій пожежної безпеки - не перевищення критичної щільності теплового потоку (q кр):

фп< q кр q фп <q кр

фп=13213,44 Вт/м2 превышает критическую для дерева ( q кр=12800 Вт/м2), следовательно объект загорится. Висновок: повна щільність теплового потоку q фп = 13213,44 Вт/м2 перевищує критичну для дерева (q кр = 12800 Вт/м2), отже об'єкт зажевріє.

Порядок виконання.

Завдання № 1:

0: Визначення радіуса зони детонаційної хвилі r 0:

, М

н – масса сжиженных углеводородных газов в резервуаре, т; де Q н - маса зріджених вуглеводневих газів в резервуарі, т;

Кн - коефіцієнт переходу речовини в ГВП.

1. 1: Визначення безрозмірного радіусу Ř ударної хвилі на відстані r 1:

Ř = 0,24 * (r1/r0) = 0,24 * (600/127, 84) = 1,13

1-расстояние от эпицентра взрыва до объекта, м; де r 1-відстань від епіцентру вибуху до об'єкта, м;

2. 1 в зависимости от Ř: Визначення надлишкового тиску Δ Росії на відстані r 1 в залежності від Ř:

При Ř ≤ 2 Δ Росії , КПа

Δ Росії кПа

3. Визначення коефіцієнта поразки Кп:

Кк - коефіцієнт конструкції (для каркасною = 2);

Км - матеріалу стін (для цегли = 1,5);

Кс - сейсмостійкості (сейсмостійкості конструкцій = 1,5)

Кв-висотності будівлі:

=1, т. к. Q =0 ККР - коефіцієнт кранового обладнання, ККР = 1 +4,65 * 10-3 * Q = 1, тому що Q = 0

4. Ступінь руйнування будинку визначається значенням коефіцієнта поразки.

При Кп = 39,13 будівлю отримає середні руйнування.

Характер руйнування: руйнування частини технологічних цехів, пошкодження комунікацій (енерго - і водопостачання), руйнування частини обладнання.

Завдання № 2:

1. 2: Визначення безрозмірного радіусу Ř ударної хвилі на відстані r 2:

Ř = 0,24 * (r2/r0) = 0,24 * (700/127, 84) = 1,31

2-расстояние от эпицентра взрыва до объекта, м; де r 2-відстань від епіцентру вибуху до об'єкта, м;

2. 2 в зависимости от Ř: Визначення надлишкового тиску Δ Росії на відстані r 2 в залежності від Ř:

При Ř ≤ 2 Δ Росії , КПа

Δ Росії кПа

3. 2: Визначення швидкісного напору повітря на відстані r 2:

, Па

де Р 0 - атмосферний тиск дорівнює 101325 Па

4. см: Визначення сили зсуву F см:

см = ΔP ск* Cx * S = 3495,87*1,6*4,0 = 22373,57 Н F см = ΔP ск * Cx * S = 3495,87 * 1,6 * 4,0 = 22373,57 Н

= l * h =2,0*2,0=4,0 м2 – площадь Миделя S = l * h = 2,0 * 2,0 = 4,0 м2 - площа миделя

5. тр: Визначення утримує сили незакріпленого предмета F тр:

тр = f тр* m * g = 0,5*3800*9,81 = 18639 Н F тр = f тр * m * g = 0,5 * 3800 * 9,81 = 18639 Н

– ускорение свободного падения = 9,81 м/с2, де g - прискорення вільного падіння = 9,81 м/с2,

см > F тр, то оборудование необходимо закрепить усилием Q = F см - F тр = 22373,57 – 18639 = 3734,57 Н Т. до F см> F тр, то обладнання необхідно закріпити зусиллям Q = F см - F тр = 22373,57 - 18639 = 3734,57 Н

Завдання № 3.

1. 3: Визначення безрозмірного радіусу Ř ударної хвилі на відстані r 3:

Ř = 0,24 * (r3/r0) = 0,24 * (1500 / 1 27,84) = 2,82

3-расстояние от эпицентра взрыва до объекта, м; де r 3-відстань від епіцентру вибуху до об'єкта, м;

2. 3 в зависимости от Ř: Визначення надлишкового тиску Δ Росії на відстані r 3 в залежності від Ř:

При Ř> 2 Δ Росії , КПа