logo
Обоснование и выбор мероприятий по обеспечению устойчивого функционирования опасного производственного объекта

2.2 Определение вторичных поражающих факторов в ЧС

В результате взрыва КВВ на ОЭ с опасной технологией производства возможно образование вторичных поражающих факторов ЧС.

Основными источниками вторичных поражающих факторов ЧС на машиностроительном заводе могут быть:

- разгерметизация газгольдеров с сжиженным газом и взрыв газовоздушных смесей (далее - ГВС);

- разгерметизация ёмкостей с легковоспламеняющимися жидкостями (далее - ЛВЖ) и пожар разлития;

- разгерметизация хранилища аварийно химически опасных веществ (далее - АХОВ) с последующим химическим заражением (загрязнением) прилегающей территории;

- разрушение технологического оборудования (далее - ТО) обломками ограждающих конструкций.

Для прогнозирования появления вторичных поражающих факторов, следует оценить состояние газгольдера, хранилища АХОВ и склада ЛВЖ, после первичного взрыва. Эти объекты будут повреждены при давлениях во фронте воздушной ударной волны равных:

- для газгольдера - 0,19 кг/см2;

- для хранилища хлора - 0,24 кг/см2;

- для склада ГСМ - 0,18 кг/см2.

Исходя из расчетов, сведенных в Таблицу 2.2 видим, что газгольдер будет поврежден вследствие первичного взрыва, т.к. ДРфв=0,25 кг/см2 больше предела 0,19 кг/см2, при котором газгольдер не разрушится. Хранилище хлора не повреждено, т.к. ДРфв=0,17 кг/см2, что меньше 0,24 кг/см2. Склад ГСМ не поврежден, т.к. ДРфв=0,17 кг/см2, что не превышает 0,18 кг/см2.

2.2.1 При повреждении газгольдера со сжиженным газом может образоваться ГВС, которая при наличии источников открытого огня, и при скорости ветра менее 15 м/сек, взрывается

Во время выпадения обильных осадков взрыва ГВС не произойдет.

Значение избыточного давления в зоне облака взрыва (зоне детонации), ограниченной радиусом rо, может составить 17 кг/см2 и более, за пределами этой зоны давление во фронте ВУВ снижается - по мере увеличения расстояния от зоны облака взрыва.

По плану завода замеряем расстояния r1 от взорвавшихся газгольдеров (от точки соприкосновения баков № 30) до объектов на территории завода.

Рассчитав радиус облака взрыва ГВС r0 по формуле (2.7):

, м (2.7)

где k - коэффициент перехода сжиженного газа в стехиометрическую (взрывную) смесь, (показывает, какая часть вещества участвует во взрыве). Принимается равным 0,6.

Q - масса хранимого сжиженного газа, т.

Затем находим отношение r1 к r0.

По этому отношению, из таблицы 2.4, выбираем значения ДРфг , которые будет иметь ВУВ ГВС, на удалении r1 до рассматриваемого объекта от центра взрыва ГВС. При выборке значений ДРфг по необходимости интерполируем данные таблицы 2.4.

Таблица 2.4 - Значения величины давления во фронте воздушной ударной волны при взрыве ГВС

r1/r0, м

0-1

1,01

1,04

1,08

1,2

1,4

1,8

2,7

3,0

4

5

6

8

12

20

?Рфг, кг/см2

17

12,32

8,14

5,68

4

3

2

1

0,8

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,05

Все замеры, произведенные по плану завода, и расчеты сведем в таблицу 2.5.

Таблица 2.5 - Значения параметров радиуса облака взрыва ГВС r0, м и давления во фронте воздушной ударной волны при взрыве ГВС ?Рфг, кг/см2

№ на схеме

Название здания

k

Q, т

r1, м

r0, м

r1/r0

?Рфг, кг/см2

1

2

3

4

5

6

7

8

13

Мартеновский цех

0,6

1,23

210

16,72

12,56

0,096

10

Литейный цех

122

7,30

0,235

8

Кузнечный цех

200

11,96

0,100

16

Шлифовальный цех

0,6

1,23

358

16,72

21,41

0,043

9

Механический цех №1

284

16,99

0,069

12

Механический цех №2

174

10,41

0,140

15

Сборочный цех

264

15,79

0,076

25

Электроцех

170

10,17

0,146

23

Инструментальный цех

40

2,39

1,341

24

Столярный цех

76

4,54

0,445

11

Прессовый цех

132

7,89

0,205

18

Котельная

78

4,66

0,433

19

Склад готовой продукции

120

7,18

0,241

22

Диспетчерская

70

4,19

0,481

29

Баки с горючим

134

8,01

0,200

ГРП1/ГРП2

90/420

5,38/25,12

0,362/0,024

33

Хранилище аммиака

70

4,19

0,481

6

ГВЦ

352

21,05

0,045

21

Насосная

128

7,66

0,217

1

Конструкторское бюро

294

17,58

0,065

2

Заводоуправление

288

17,23

0,067

3

Заводоуправление (АТС РТУ)

276

16,51

0,072

4

Клуб

296

17,70

0,064

5

Столовая

318

19,02

0,056

7

Детский сад

420

25,12

0,024

14

Компрессорная

248

14,83

0,082

17

Цех ширпотреба

74

4,43

0,457

20

Открытый склад

214

12,80

0,095

26

Гараж

14

0,84

17

27

Склад отдела снабжения

24

1,43

2,911

28

Склад отдела снабжения

70

4,19

0,481

31

Склад сырья

20

1,20

68,451

32

Склад стройматериалов

18

1,08

442,534

На основании полученных данных избыточного давления во фронте ВУВ вторичного поражающего фактора можно сделать вывод о характере разрушения зданий и ТО, находящегося в них. Степени разрушения зданий наносим на план машиностроительного завода в соответствии с требованиями ГОСТ Р 22.0.10-96 Безопасность в ЧС. Правила нанесения на карты обстановки о ЧС. На плане не обозначаем повреждения зданий.

Для нахождения границ зон действия ВУВ ГВС с давлением 1 кг/см2, 0,5 кг/см2, 0,3 кг/см2, 0,1 кг/см2, 0,05 кг/см2 расчёты выполняются от обратного: по величине давления ДРфг из таблицы 2.4 выбирается отношение r1/r0. По известному r0 находится .

Таблица 2.6 - Границы зон действия воздушной ударной волны ГВС r1, м

ДРфг, кг/см2

r1/r0

r1, м

1

2,7

45,09

0,5

4

66,80

0,3

6

100,20

0,1

12

200,40

0,05

20

334,00

Полученные границы зон наносим на план завода (П.Б.2).

Результаты вычислений пунктов 2.1 и 2.2.1 обобщены и внесены в таблицу П.Б.3.

2.2.2 При авариях с ЛВЖ и горючими жидкостями можно встретиться с пожарами следующих типов

- факельное горение жидкостей, выходящих из пробоев и разрывов;

- горение жидкостей в цистерне при ее вскрытии;

- растекание горячей жидкости по прилегающей территории;

- одновременное горение жидкостей при пожарах всех вышеуказанных типов, сопровождающееся иногда взрывами паровоздушных смесей и цистерн.

k=0,6 для резервуаров с газом, сжиженных под давлением; Q=1230 кг; mk=58 кг/кмоль; С=3,13. Таким образом

.

Тогда

Зону пожара разлития наносим на план машиностроительного завода (П.Б.2).

2.2.3 Эквивалентное количество АХОВ по первичному облаку Qэ1

где К1 - коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ (таблица П.В.1.1); для сжатых газов К1=1;

К3 - коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе АХОВ (таблица П.В.1.1);

К5 - коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха: 1 - при инверсии; 0,23 - при изотермии; 0,08 - при конвекции;

- коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха на скорость образования первичного облака (таблица П.В.1.1); для сжатых газов ;

Q0 - количество выброшенного (разлившегося) при аварии АХОВ, т.

Для аммиака: K1=0,18; K3=0,04; при температуре окружающего производства -10С. При инверсии K5=1. Q0=42 т. Таким образом,

(2.13)

где h - толщина слоя АХОВ, м;

d - плотность АХОВ, т/м 3 (таблица П.В.1).

- коэффициент, учитывающий влияние температуры окружающего воздуха на скорость образования вторичного облака (таблица П.В.1.1).

h=0,05; d=0,681 (для аммиака в жидком состоянии); К2=0,025; К4=1,5; =1.

Тогда .

Для аммиака K2=0,025. При скорости ветра 2,5 м/с, интерполируя значения данных таблицы П.В.1.2, получим, что K4=1,5. при температуре окружающего производства -10С. h=0,05м и d=0,681т/м3 (для аммиака в жидком состоянии). Т=0,908 ч, что меньше чем N= 4 ч, а следовательно К6=Т0,8=0,9080,8=0,93

Таким образом,

Площадь разлива АХОВ определяется по формуле (2.14):

(2.14)

где V - объем разлившегося АХОВ, м3;

h - высота слоя разлившегося АХОВ, м.

и h=0,05 м, тогда

Максимальные значения глубины зон заражения по первичному Г1, км и вторичному Г2, км облакам АХОВ определяются по таблице П.В.1.3, в зависимости, соответственно, от Qэ1, Qэ2 и скорости ветра.

Полученное значение ГУ сравнивается с возможным предельным значением глубины переноса воздушных масс Гп,

Интерполируя значения данных таблицы П.В.1.4 при скорости ветра 2,5 м/с и при вертикальной степени устойчивости воздуха - инверсии V=13 км/ч; N=4 ч. Таким образом,

Глубину зоны возможного заражения наносим на план завода по направлению ветра, равным 700 и отсчитываемое по часовой стрелке от северного направления (П.В.2).

Площадь возможного заражения первичным (вторичным) облаком АХОВ определяется по формуле (2.18):

(2.18)

где Sв - площадь возможного заражения первичным (вторичным) облаком АХОВ, км2;

Г - глубина зоны заражения, км;

ц - угловой размер зоны заражения, град. (таблица П.В.5).

Г=3,3 км; ц=45?

Тогда

.

Площадь возможного заражения также отображается на плане завода с учетом углового размера зоны заражения (П.В.2).

Площадь зоны фактического заражения АХОВ - это площадь территории, зараженной АХОВ в опасных для жизни пределах. Площадь зоны фактического заражения АХОВ определяется по формуле (2.19):

(2.19)

где К5 - коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха;

N - время, прошедшее после начала аварии, час.

К5=1; N= 4 ч. Тогда

Зона фактического заражения имеет форму эллипса и входит в зону возможного химического заражения. Обычно на карту не наносится ввиду возможного изменения направления ветра.

Зона химического заражения не затрагивает артезианскую скважину и пожарный водоем, что является важным условием для проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ (далее - АСДНР).

Время подхода зараженного облака к объекту, расположенному на пути его движения, определяется по формуле (2.20):

(2.20)

где Х - расстояние от источника заражения до объекта, км;

V - скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха, км/ч (таблица П.В.4);

t - время подхода зараженного воздуха к объекту, час.

Расчеты времени подхода зараженного облака к объектам, расположенным на пути его движения, объединим в таблицу 2.7.

Таблица 2.7 - Время подхода зараженного воздуха t к объектам, попадающим в зону химического заражения

№ на схеме

Наименование здания

X, км

V, км/ч

t, ч

1

2

3

4

5

16

Шлифовальный цех

0,434

13

0,033

9

Механический цех №1

0,346

0,027

12

Механический цех №2

0,238

0,018

15

Сборочный цех

0,334

0,026

25

Электроцех

0,244

0,019

23

Инструментальный цех

0,104

0,008

24

Столярный цех

0,146

0,011

19

Склад готовой продукции

0,186

0,014

11

Прессовый цех

0,216

0,017

30

Газгольдер

0,074

0,006

ГРП

0,476

0,037

29

Баки с горючим

0,206

0,016

Жилой дом №1

0,186

0,014

Жилой дом №2

0,228

0,017

Жилой дом №3

0,258

0,020

Принимается следующая структура потерь в очаге поражения АХОВ:

- 35% - безвозвратные потери;

- 40% - санитарные потери средней и тяжелой степени (с выходом из строя не менее, чем на 2-3 недели с обязательной госпитализацией);

- 25% - санитарные потери легкой степени.

На момент разгерметизации хранилища аммиака только в прессовом цехе будет работать 3 смена, состоящая из 100 человек. Также в зону химического заражения попадают жилые здания, расположенные вблизи территории предприятия.

Таким образом, безвозвратные потери составят ; санитарные потери средней и тяжелой степени - ; санитарные потери легкой степени -