Анализ состояния безопасности промышленных объектов

3. Оценка состояния зданий, технологического оборудования, сетей коммунально-энергетического хозяйства и производственных возможностей объекта после техногенного происшествия Прогнозирование поражения людей

Оценку ожидаемого состояния зданий (озд) и технологического оборудования (ото) проводят с использованием приведенного показателя устойчивости по формулам:

где ?Рф - давление воздушной ударной волны, действующее на здание, кПа;

?Рзд(то)* - значение давления воздушной ударной волны, вызывающее сильные разрушения зданий и технологического оборудования. Значение выбирают по данным приложения Е;

К1 - коэффициент, учитывающий повреждение технологического оборудования обломками конструкций зданий.

1) Определяем показатель устойчивости для пункта управления:

2) Определям показатель устойчивости для операторской:

В зависимости от полученных значений озд и ото по графику (рисунок 12) определяют вероятность наступления сильных и полных разрушений зданий и технологического оборудования, а также ущерб основным производственным фондам (ОПФ) объекта экономики.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 12 - Зависимость вероятности разрушений основных производственных фондов от показателя устойчивости о: Р1 - слабых; Р2 - средних; Р3 - сильных; Р4 - полных

производственный опасность техногенный поражающий

Оценка устойчивости элементов объекта при действии избыточного давления отражена в таблице 11.

Таблица 11 - Оценка устойчивости элементов объекта при действии избыточного давления

N п/п	Характеристика сооружения	?Рф, кПа	?Рзд(то)*, кПа	Вероятность разрушений	Стоим.здания/ стоим обор, тыс.руб	Ущерб, тыс.руб
				сильных	полных	суммарная
1	Пункт управления-двухэтажное кирпичное здание	94	32	1	1	2	740000	740000
2	Операторская	188	32	1	1	2	123000	123000

Оценка устойчивости ОЭ к тепловому излучению

На расстоянии 25 м от центра «огненного шара» расположен пункт управления (кирпич, степень огнестойкости III ). Интенсивность теплового облучения в этом месте составит 86,35 кВт/м2. В соответствии с данными, приведенными в таблице 12 повреждение элементов здания произойдет через 15 минут .

На расстоянии 10 м от центра «огненного шара» расположена операторская (кирпич, степень огнестойкости III). Интенсивность теплового излучения в этом месте составит 93 кВт/м2. В соответствии с данными, приведенными в таблице 12, повреждение элементов здания произойдет через 11 минут.

Таблица 12 - Характер повреждений элементов зданий при действии теплового излучения

Характер повреждений элементов зданий	Интенсивность излучения, кВт/м2
Стальные конструкции (Твоспл=300 °С) разрушение
10 минут	30
30 минут	20
50 минут	15
Кирпичные конструкции (Твоспл=700 °С) разрушение
10 минут	95
30 минут	55
50 минут	35

В случае возможного сценария горения внутри резервуара с ЛВЖ или ГЖ следует воспользоваться следующей информацией.

Размер зоны теплового воздействия Rбез, м, соответствует безопасному расстоянию при заданном уровне плотности излучения для человека, объекта, материалов

где R* - приведенный размер очага горения (для горящих зданий равный R*= (L - длина стены, обращенной к объекту теплового воздействия, Н - высота дома, м. Для случая горения нефтепродуктов в резервуаре диаметром Dрез, R*=0,8 Dрез), м;

qсоб - плотность потока собственного излучения пламени пожара (таблица 13 ), кВт/м2;

qкр - плотность потока падающего на объект излучения пламени пожара, критическая для рассматриваемого объекта при данной степени термического воздействия (таблица 14), кВт/м2.

Таблица 13 - Теплотехнические характеристики материалов и веществ

Вещества, материалы	Массовая скорость выгорания, нвыг кг/(м2с)	Теплота горения, Qрн, кДж/кг	Плотность теплового потока собственного излучения пламени пожара, qсоб, кВт/м2
Ацетон	0,047	28400	1200
Бензол	0,08	30500	2500
Бензин	0,05	44000	1780…2200
Керосин	0,05	43000	1520
Мазут	0,013	40000	1300
Нефть	0,02	43700	874
Древесина	0,015	19000	260
Каучук натуральный	0,013	42000	460
Пиломатериалы	0,017	14000	150

Таблица 14 - Характеристика критических тепловых нагрузок различных веществ и материалов

Вещество, материал	Спирт	Битумная кровля	Древесина сосновая	Древесина крашеная
qкр, кВт/м2	10,7	7,0	12,8	7,0

Определим размер зоны теплового воздействия Rбез:

Результаты оценки воздействия теплового излучения представлены в таблице 15.

Таблица 15 - Оценка устойчивости элементов объекта при действии теплового излучения

Номер и наименование объекта	Краткая характеристика объекта	Степень огнестойкости	Пожар пролива	Пожар «огненный шар»
			Интенсивность падающего излучения, кВт/м2	Время разрушения, мин	Интенсивность излучения, кВт/м2	Время разрушение, мин
Пункт управления	Кирпич, 2 этажа	III	8,8	не произойдет	86,35	15
Операторская	Кирпич, 1 этаж	III	14,4	не произойдет	85,32	11

Определение потерь рабочих и служащих объекта экономики

Потери рабочих и служащих объекта экономики зависят от количества персонала, работающего на объекте, наличия инженерных сооружений, их устойчивости к воздействию избыточного давления, степени разрушения зданий и сооружений, в которых находится персонал, а также от количества сотрудников, которые выполняют свои обязанности на открытой местности.

При детерминированном подходе поражающий эффект ударной волны при взрыве и теплового излучения определяется величиной избыточного давления и интенсивностью теплового излучения в данной точке пространства.

Значения избыточного давления и теплового излучения, вызывающие поражения человека приведены в таблицах 16 - 18.

Таблица 16 - Потери персонала при воздействии избыточного давления на открытой местности

N п/п	Величина избыточного давления, кПа	Степень поражения (травмы)	Характеристика поражения
1	0,2 - 0,4	Легкая	Легкое поражение (ушибы, вывихи, временная потеря слуха, общая контузия).
2	0,4 - 0,6	Средняя	Серьезная контузия организма, переломы, вывихи конечностей, повреждения органов слуха.
3	0,6-1,0	Тяжелая	Сильная контузия всего организма, повреждения внутренних органов и головного мозга, тяжелые переломы конечностей. Возможны смертельные исходы.
4	1,0	Порог смертельного поражения
5	> 1,0	Крайне тяжелая	Полученные травмы часто приводят к смертельному исходу
6	2,5 -3,0	Летальный исход в 50% случаев
7	> 3,0	Безусловное смертельное поражение

Таблица 17 - Потери персонала при воздействии теплового излучения на открытой местности

Характер воздействия на человека	Интенсивность излучения, кВт/м2
Летальный исход
10 секунд	45
30 секунд	35
1 минута	20
10 минут	10
Ожог 2-ой степени
10 секунд	20
30 секунд	10,5
1 минута	8
10 минут	6

Таблица 18 - Степени поражения человека тепловым излучением

Характер воздействия на человека	Интенсивность излучения, кВт/м2
Без негативных последствий в течение неограниченного времени	1,4
Безопасно для человека в брезентовой одежде	4,2
Непереносимая боль через 20 30 сек. Ожог 1 степени через 15-20 сек. Ожог 2 степени через 30-40 сек.	7,0
Непереносимая боль через 3 5 сек. Ожог 1 степени через 6-8 сек. Ожог 2 степени через 12-16 сек.	10,5
Летальный исход с вероятностью 50% при длительном воздействии около 10 сек.	44,5

Определяем геометрические размеры пламени пожара разлития с учетом принятой в расчетах площади разлива по формуле:

Радиус разлива r = 31 м.

Рассчитывают безразмерную скорость ветра Wв при mвыг = 0,06кг/м2*с. Принимаем скорость ветра 5 м/с.

где щ - скорость ветра, м/с;

mвыг - массовая скорость выгорания, кг/м2*с;

сп - плотность паров бензина, кг/м3, сп = 3,81 кг/м3;

Находят геометрические параметры факела пожара разлития по формуле Томаса:

где св - плотность воздуха, кг/ м3;

a, в, с - эмпирические коэффициенты в формуле Томаса. а = 55; в = 0,67; с = - 0,21.

Высота пламени пожара разлития составит:

Косинус угла наклона пламени пожара разлития составит:

Следовательно, и =61.

Плотность потока теплового излучения пламени пожара разлития, падающего на элементарную площадку, qпад, найдена по формуле:

где ц - угловой коэффициент излучения с площадки на боковой поверхности пламени пожара разлива на единичную площадку, расположенную на уровне грунта, определяемый по графику (рисунок 13);

qсоб - средняя по поверхности плотность потока собственного излучения пламени, кВт/м2. Для ориентировочных расчетов принимают следующие значения этой величины (таблица 19).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 13 - Зависимость углового коэффициента излучения ц с цилиндрического пламени пожара разлития на элементарную площадку от R/r

Таблица 19 - Ориентировочные значения средней по поверхности плотности потока собственного излучения пламени, кВт/м2

Наименование вещества	qсоб, кВт/м2
Сжиженный природный газ (метан)	150-170
Сжиженный нефтяной газ	50-60
Бензин	25-60
Нефть	60-80
Мазут	50-70
Спирт	90-120

Определим плотность потока теплового излучения пламени пожара разлития, падающего на элементарную площадку:

По значению qсоб = 40, найдена плотность потока теплового излучения qпад на разных расстояниях от границы пламени. Результаты расчета сведены в таблицу 20.

Таблица 20 - Результаты расчета

R, м	30,5	45,75	61	76,25	91,5	106,75	122	137,25
qпад кВт/м2	40	31,36	23,28	16,5	13	9,5	7,52	6,95

Анализ данных таблицы 20 показывает, что безопасным для персонала будет расстояние от очага более 137,5 м, где плотность падающего теплового потока будет меньше 4,0 кВт/м2.

Вероятность смертельного поражения человека тепловым излучением на разных расстояниях от границы пламени определим по таблице 21, в зависимости от величины пробит - функции.

Таблица 21 - Значения условной вероятности поражения человека в зависимости от Pr

Условная вероятность поражения, %	Pr
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	-	2,67	2,95	3,12	3,25	3,36	3,45	3,52	3,59	3,66
10	3,72	3,77	3,82	3,90	3,92	3,96	4,01	4,05	4,08	4,12
20	4,16	4,19	4,23	4,26	4,29	4,33	4,36	4,39	4,42	4,45
30	4,48	4,50	4,53	4,56	4,59	4,61	4,64	4,67	4,69	4,72
40	4,75	4,77	4,80	4,82	4,85	4,87	4,90	4,92	4,95	4,97
50	5,00	5,03	5,05	5,08	5,10	5,13	5,15	5,18	5,20	5,23
60	5,25	5,28	5,31	5,33	5,36	5,39	5,41	5,44	5,47	5,50
70	5,52	5,55	5,58	5,61	5,64	5,67	5,71	5,74	5,77	5,81
80	5,84	5,88	5,92	5,95	5,99	6,04	6,08	6,13	6,18	6,23
90	6,28	6,34	6,41	6,48	6,55	6,64	6,75	6,88	7,05	7,33
--	0,00	0,10	0,20	0,30	0,40	0,50	0,60	0,70	0,80	0,90
99	7,33	7,37	7,41	7,46	7,51	7,58	7,65	7,75	7,88	8,09

Величину пробит - функции определим по формуле:

где q - интенсивность теплового излучения, кВт/м2;

ф - эффективное время экспозиции, с. Эту величину определяют для пожара пролива по формуле:

где фо - характерное время обнаружения пожара, с (фо = 5 с);

х - расстояние от места расположения человека до зоны, где плотность потока теплового излучения не превышает 4 кВт/м2, м;

u - скорость движения человека, м/с (u = 5 м/с).

Результаты расчета вероятности смертельного поражения человека тепловым излучением Рпор на разных расстояниях от границы пламени сведены в таблицу 22.

Таблица 22 - Результаты расчета

R,м	30,5	45,75	61	76,25	91,5	106,75	122	137,25
Pr	7,56	6,73	5,71	4,54	3,73	2,66	1,86	-
Pпор, %	99	90	70	30	10	0	0	0

Анализ данных таблицы 22 показывает, что размеры безопасной зоны для персонала составляют около 107 м от границ пламени.

Ожидаемое число погибших на различных расстояниях с учетом примерного распределения людей на территории сведены в таблицу 23.

Таблица 23 - Результаты расчета

R,м	30,5	45,75	61	76,25	91,5	106,75	122	137,25
Pпор, %	99	90	70	30	10	0	0	0
Ni	2	8	4	1	1	0	0	0
Nпi	2	7	3	0	0	0	0	0

Анализ данных таблицы 23 показывает, что при пожаре пролива в условиях наихудшего сценария аварии погибнет около 12 человек.

Вероятностные последствия аварии для людей при возникновении «огненного шара» производим с учетом следующей информации.

Угловой коэффициент излучения с «огненного шара» на единичную площадку на облучаемой поверхности при H = 0,5*Dэф определяем по формуле:

где Х - расстояния, на которых находится человек, м.

Плотность теплового потока, падающего с поверхности «огненного шара» на элементарную площадку на поверхности мишени qпад, кВт/м2, рассчитываем по формуле:

где qсоб - плотность потока собственного излучения «огненного шара», кВт/м2. Допускается принимать равной 450 кВт/м2;

ц - угловой коэффициент излучения с «огненного шара» на единичную площадку на облучаемой поверхности;

Х - расстояние от точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара» до облучаемого объекта; Н - высота центра «огненного шара», м, которую допускается принимать равной 0,5Dэф;

Dэф - эффективный диаметр «огненного шара», м.

Результаты расчета сведены в таблицу 24.

Таблица 24 - Результаты расчета

R,м	30	50	75
ц	0,2	0,14	0,08
qпад, кВт/м2	88,2	61,93	34,93
Pr	10,25	9,04	7,09
Pпор, %	100	100	90
Ni	3	11	2
Nпi	3	11	2

Таким образом, при возникновении «огненного шара» наиболее вероятно погибнет 16 человек.

Вероятностные последствия аварии для людей при возникновении взрыва.

Таблица 25 - Потери персонала, находящегося в момент взрыва внутри сооружений (% от численности)

N п/п	Степень разрушения сооружения	Степень поражения рабочих и служащих
		Легкая	Средняя	Тяжелая	Крайне тяжелая	Смертельная
1	Слабая	10	2
2	Средняя	10	5	5	3
3	Сильная	4	6	10	20	50
4	Полная			3	7	90

Результаты расчета потерь работников внутри сооружений представлены в виде таблицы (таблица 26).

Таблица 26 - Потери рабочих и служащих объекта экономики, находящихся в момент взрыва внутри сооружений

N п/п	Персонал, работающий внутри сооружений	Место выполнения работ	Количество персонала, чел	Значение избыточного давления, кПа	Степень поражения рабочих и служащих
					Легкая	Средняя	Тяжелая	Крайне тяжелая	Смертельная
1	Рабочие и служащие	Пункт управления	15	93	0	0	0	1	14
2	Рабочие	Операторская	1		0	0	0	0	1

При нахождении работников внутри сооружений погибнет 15 человек, крайне тяжелую степень поражения получит 1 человек.

Расчет ущерба

Ущерб от аварии на опасном производственном объекте, П.

Прямые потери Пп от аварий определяются по формуле

Пп= По.ф + Птм.ц. + Пим

Где П0.ф - потери предприятия в результате уничтожения основных фондов. Птм.ц- потери в результате уничтожения основных фондов

Пим.-потери в результате уничтожения имущества третьих лиц.

П0.ф.у. = Soiспиртохранилища = 131,1 +1594,8=1725,9

П0.фп=90x0,40+28758,5x0,15+11488,6x0,05=4924,21тыс.р

Таким образом, потери в результате уничтожения основных фондов П0.фп составят 6650,11 тыс руб.

Потери спирта в объеме 250м3 составят ущерб в сумме 40x250000=10000тыс.руб.

Потери в результате уничтожения аварией имущества третьих лиц Птм.ц отсутствуют:

Птмц=0

Таким образом, в случае развития наиболее опасной ситуации прямые потери.

Ппп от аварии составят

Ппп=6650,11+10000=16650,11тыс.руб

Таким образом, потери при локализации и ликвидации аварии:

Пл=40000+100000+40000-160000=180тыс.руб

Расходы на мероприятия связанные с расследованием аварии -100т.р.

Таким образом, расходы на локализацию и расследование причин аварии составят

Пда=180000+100000=280000т.руб.

Социально экономические потери

Ущерб нанесенный персоналу предприятия

Расходы на медицинскую, социальную и профессиональную реабилитацию Sм пострадавшим из числа персонала составили:

24,0 тыс.руб - расходы на пребывание девяти пострадавших в стационаре в течение шести дней

17,0тыс. руб. - расходы на приобретение необходимых лекарственных средств 100 тыс. руб. санитарно - курортное лечение.

Таким образом Sм=24+17+100=141 тыс.руб

Псэ=6+141+28,6=175,6 т.р

В результате аварии третьи лица не пострадали

Косвенный ущерб

Известно что на предприятии средняя заработная плата составляет 6 тыс.руб/мес. число сотрудников не использованных на работе в результате простоя. Составило 40 чел; часть условно - постоянных расходов Ууп составляет 2 тыс руб день Величина Пзп обозначающая сумму израсходованной зарплаты и части условно-постоянных расходов составит.

Пз.п.=(300x40+2000)x40=560тыс.руб

При ежедневной прибыли в 60 тыс.р недополучения в результате аварии прибыль составит 60x40 =2400т.р

Таким образом, косвенный ущерб будет равен

Пнв=560+2400=2560т.р

Экологический ущерб

В силу того, что разлитие нефтепродуктов при аварии было ограничено размерами площади 1250, то экологический ущерб Пэкол будет определяться главным образом размером взысканий за вред причиненный выбросом в атмосферу продуктов горения спирта.

Mui=qun xSxtx106

Где q=2.140 -скорость испарения бензина

S-площадь разлива, м2

t-время испарения принимается 3600

В нашем случае

Пб=НбxКаxКэа=0,4x1.08x3.84x5=8,29т.р.

Наиболее вероятная авария

Разгерметизация оборудования - выброс опасного веществам - разлив в пределах отделения - мгновенного воспламенения вытекающего опасного вещества не произошло - авария локализовано благодаря эффективным мерам по предотвращению пожара.

Население, третьи лица, их имущество не пострадало.

По.ф.л. =(131,1+ 1594,8)x0,15=258.9тыс.руб

По.ф.=258,9

Потери спирта в объеме 50000 л составят ущерб в сумме 40x50000=2000 т.р.

Потери в результате уничтожения аварией имущества третьих лиц Птмц отсутствуют:

Птмц=0

Таким образом, в случае развития наиболее опасной ситуации прямые потери Ппп от аварии составят

Ппп=2000+258,9=2258,9т.руб

Расходы связанные с ликвидацией и локализацией аварии Пл составят:

Непредусмотренные выплаты заработной платы персоналу при ликвидации и локализации аварии -20 т.руб

Сводная форма по оценке ущерба от наиболее опасной аварии на ООО «Альфа»

Вид ущерба	Величина ущерба, тыс,р.
Прямой ущерб	2258,9
В том числе ущерб имущество третьих лиц	0
Расходы на ликвидацию аварии	260
Социально-экономические потери	27
Косвенный ущерб	1250
В том числе для третьих лиц	0
Экологический ущерб	0,008
Потери от выбытия трудовых ресурсов	3759,908
В том числе ущерб третьим лицам и окружающей природной среде	0

Содержание