На выпускную квалификационную работу

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Тихоокеанский государственный университет»

 

Факультет а Инженерно-строительный а

 

Кафедра Инженерные системы и техносферная безопасность а

Направление 20.03.01. БТБ «Техносферная безопасность» а

(шифр, наименование)

 

Профиль а «Защита в чрезвычайных ситуациях» а

 

 

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

 

 

Тема: Предупреждение и ликвидация ЧС на аммиачно-холодильной установке

 

 

	ФИО	Подпись	Дата	Всего листов ТД
Дипломник	Сенькина Дарья Александровна
Руководитель	Холупова Ольга Владимировна			Всего чертежей
Зав. кафедрой	Шевцов Михаил Николаевич

 

 

Хабаровск 2016 г.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Тихоокеанский государственный университет»

 

Факультет а Инженерно-строительный а

 

Кафедра Инженерные системы и техносферная безопасность а

Направление 20.03.01. БТБ «Техносферная безопасность» а

(шифр, наименование)

 

Профиль а «Защита в чрезвычайных ситуациях» а

 

 

«ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ»

 

зав. кафедрой _________ Шевцов М. Н..

подпись ФИО

.

дата

 

ВыпускнАЯ квалификационнАЯ работА

Тема: Предупреждение и ликвидация ЧС на аммиачно-холодильной установке

 

 

Студент ___________ Сенькина Д.А.

подпись ФИО

_____________

дата

Руководитель работы ___________ Холупова О.В.

подпись ФИО

_____________

дата

Нормоконтролер ___________ Холупова О.В.

подпись ФИО

 

_____________

дата

Консультанты:

По основной части ___________ Холупова О.В.

. подпись ФИО

_____________

дата

По экономической части ___________ Холупова О.В.

подпись

ФИО

_____________

дата

Хабаровск – 2016 г.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Тихоокеанский государственный университет»

Факультет а Инженерно-строительный а

 

Кафедра Инженерные системы и техносферная безопасность а

Направление 20.03.01. БТБ «Техносферная безопасность» а

(шифр, наименование)

 

Профиль а «Защита в чрезвычайных ситуациях» а

 

“Утверждаю”

 

Зав. кафедрой __________________

 

“______” _______________ 2016 г.

 

З А Д А Н И Е

на выпускную квалификационную работу

Студенту: Сенькиной Д.А.

 

Тема проекта: Предупреждение и ликвидация ЧС на аммиачно-холодильной

установке

 

Утверждена приказом по университету № 10505/778 от 27.05.2016 г.

2. Срок сдачи студентом выпускной квалификационной работы 2016 г.

 

3. Исходные данные к проекту

3.1 Генеральный план объекта

3.2 Расчетно-пояснительная записка к паспорту безопасности опасного объекта аммиачно-холодильной установки

4. Перечень подлежащих разработке в выпускной квалификационной работе вопросов

4.1 Общая характеристика объекта. Обоснование выбора темы выпускной квалификационной работы

4.2 Особенности аварий, связанных с разливом аммиака

4.3 Ликвидация последствий условно происшедшей аварии

4.4 Оценка возможного экономического ущерба

 

5. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей) 6

5.1 План размещения объекта ОАО «Владморрыбпорт»

5.2 Схема основных причин, способствующих возникновению аварии на АХУ

5.3 Схема связи и оповещения в случае аварии на ОАО «Владморрыбпорт»

5.4 Схема расстановки сил и средств при локализации и ликвидации аварии на ОАО

«Владморрыбпорт»

5.5 Средства и оборудования, применяемые для обнаружения и ликвидации аварии

5.6 Экономический ущерб в случае аварии на территории ОАО «Владморрыбпорт»

 

6. Консультанты по проекту:

 

Раздел проекта	Консультант по разделу (ФИО, подпись, дата)
Основная часть	Холупова О.В.
Экономическая часть	Холупова О.В.

 

Руководитель проекта Задание принял к исполнению студент

 

____________ Холупова О.В.аСенькина Д.А.

подпись ФИО подпись ФИО

 

____________ __________

дата дата

 

РЕФЕРАТ

 

Выпускная квалификационная работа содержит 6 листов чертежей формата А1, пояснительную записку на 71 листе, включающую 2 рисунка, 12 таблиц, 27 использованных источников.

АММИАЧНО-ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА, АВАРИЯ, АММИАК, РАЗЛИВ, ЗОНА ЗАРАЖЕНИЯ, СИЛЫ, СРЕДСТВА, ЛОКАЛИЗАЦИЯ, ЛИКВИДАЦИЯ АВАРИИ, ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ.

Объектом исследования в данной работе является аммиачно-холодильная установка, расположенная на объекте ОАО «Владморрыбпорт» в городе Владивостоке.

Целью выпускной квалификационной работы является оценка химической опасности аммиачно-холодильной установки, а также расчет сил и средств, необходимых для локализации и ликвидации последствий в случае аварии, связанной с выбросом в окружающую среду аммиака.

В ходе выполнения данной работы были решены следующие задачи:

- произведен анализ условий возникновения и развития аварий на аммиачно-холодильной установке и определены основные возможные причины аварии, сопровождающиеся утечкой аммиака;

- разработаны технические решения, которые ориентированы на обеспечение безопасной эксплуатации аммиачно-холодильной установки.

- выполнен расчет вероятных зон действия поражающих факторов при аварийном выбросе аммиака;

- произведен расчет сил и средств, необходимых для локализации и ликвидации аварии;

- определен экономический ущерб от возможной аварии.

Данные задачи были успешно решены в ходе выполнения выпускной квалификационной работы.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Список условных сокращений 8

Введение 9

1. Общая характеристика объекта. Обоснование выбора темы выпускной квалификационной работы 10

1.1 Общие сведения о предприятии 10

1.2 Характеристика района и места расположения предприятия 12

1.2.1 Общие сведения о городе Владивостоке 12

1.2.2 Географическое положение предприятия 13

1.2.3 Климатическая характеристика 13

1.2.4 Расположение магистральных и подъездных путей 16

1.3 Состояние окружающей среды 17

1.4 Обоснование выбора темы выпускной квалификационной работы 21

2. Особенности аварий, связанных с разливом аммиака 23

2.1 Краткая характеристика аммиака 23

2.1.1 Физико-химические и токсические свойства аммиака 23

2.2 Описание технологического процесса аммиачно-холодильной установки 25

2.3 Анализ опасностей и возможность возникновения аварий и

чрезвычайных ситуаций на объекте 27

2.4 Мероприятия по повышению устойчивости при ЧС 28

2.5 Охрана труда на предприятии 30

3. Ликвидация последствий условно происшедшей аварии 34

3.1 Возможные аварии и чрезвычайные ситуации на предприятии 34

3.2 Проведение аварийно-спасательных работ 35

3.3 Особенности химического заражения 37

3.4 Расчет вероятных зон действия поражающих факторов при аварийном

выбросе аммиака 39

3.5 Оценка возможного числа пострадавших 46

3.6 Расчет сил и средств для локализации и ликвидации аварии 47

4. Оценка возможного экономического ущерба 59

4.1 Прямые потери от аварии 59

4.2 Затраты на локализацию (ликвидацию) и расследование аварии 61

4.3 Социально-экономические потери 62

4.4 Косвенный ущерб 64

4.5 Экологический ущерб 65

Заключение 68

Список использованных источников 69

Графическая часть:

План размещения Демонстрационный

ОАО «Владморрыбпорт» лист формата А1

Схема основных причин, способствующих Демонстрационный

возникновению аварии на АХУ лист формата А1

Схема связи и оповещения в случае аварии Демонстрационный

на ОАО «Владморрыбпорт» лист формата А1

Схема расстановки сил и средств при локализации Демонстрационный

и ликвидации аварии на ОАО «Владморрыбпорт» лист формата А1

Средства и оборудования, применяемые Демонстрационный

для обнаружения и ликвидации аварии лист формата А1

Экономический ущерб в случае аварии Демонстрационный

на территории ОАО «Владморрыбпорт» лист формата А1

 

Список условных сокращений

 

АСДНР - аварийно-спасательные и другие неотложные работы

АХОВ - аварийно химические опасные вещества

АХУ – аммиачно-холодильная установка

АЦ – автоцистерна

АШ – автомобиль штабной

ГЗДС – газодымозащитная служба

ГО – гражданская оборона

МЧС - Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий

НАСФ - нештатные аварийно-спасательные формирования

ОТ – охрана труда

ПДК – предельно-допустимая концентрация

СИЗОД – средства индивидуальной защиты органов дыхания

ПСО – поисково-спасательный отряд

ПСС – поисково-спасательная служба

УВД – управление внутренних дел

ХОО - хи­мически опасный объект

ЧС – чрезвычайная ситуация

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Искусственный холод применяют во многих отраслях для получения температур ниже температуры окружающей среды. Применение холода для сохранения пищевых продуктов известно давно.

Химическое производство растет наравне с человеческими потребностями. В России ежегодно происходит порядка 50 аварий с выбросом аварийно химически опасных веществ (АХОВ) из-за выхода из строя устаревшего оборудования, отсутствия и устаревания систем мониторинга в сфере безопасности.

Среди промышленных объектов, содержащих АХОВ самыми многочисленными в Российской Федерации являются предприятия, использующие в технологическом цикле аммиак - свыше 50% от общего числа химически опасных объектов. В связи с тем, что применение аммиака с каждым годом увеличивается, возрастает риск возникновения аварий с этим веществом, как в России, так и в мире. При всей универсальности аммиака и его достоинствах не следует забывать о его токсичности, пожаровзрывоопасности.

В данной работе рассматривается объект, на котором расположена аммиачно-холодильная установка ОАО «Владморрыбпорт» города Владивостока, которая обеспечивает хранение мороженых, соленых и охлажденных продуктов.

Целью данной работы является оценка химической опасности аммиачно-холодильной установки, а также расчет сил и средств, необходимых для локализации и ликвидации последствий в случае аварии, связанной с выбросом в окружающую среду аммиака.

При этом необходимо решить следующие задачи:

- провести анализ условий возникновения и развития аварий на данном объекте;

- выполнить расчет вероятных зон действия поражающих факторов при аварийном выбросе аммиака;

- произвести расчет сил и средств, необходимых для локализации и ликвидации аварии;

- произвести расчет экономического ущерба от возможной аварии.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА. ОБОСНОВАНИЕ

ВЫБОРА ТЕМЫ ВЫПУКСНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ

РАБОТЫ

 

1.1 Общие сведения о предприятии

 

Владивостокский морской рыбный порт располагается на южном берегу бухты Золотой Рог. Протяженность Порта составляет 1200 метров с глубинами от 9,75 до 11,5 метра. Общая площадь Порта составляет более 110 тыс. м².

В 1968 году на территории порта был построена самая большая в стране на тот период холодильная установка. В настоящее время данный холодильник ОАО «Владморрыбпорт» обеспечивает в камерах хранение мороженых, соленых и охлажденных продуктов. Применяемый хладагент в нем – аммиак. Условная емкость холодильника составляет 15 тонн. Размер санитарно-защитной зоны 1000 м от источника выброса /2/.

Основные виды деятельности – это организация и производство погрузочно-разгрузочных работ, транспортно - эскпидиционное обслуживание грузов, а также хранение мороженой рыбной и мясной продукции. Объект относится к категории промышленных и химически опасных объектов.

По территории объекта имеется две железнодорожных платформы и одна автомобильная. С морской стороны имеются грузовые балконы.

Также на территории предприятия находятся:

- холодильник и аммиачные трубопроводы;

- здание управления со встроенной столовой, здравпунктом, общежитием;

- компрессорный цех и управление транспортно-технологического цеха. Здание двухэтажное, пристроено с западной стороны холодильника. С наружной стороны компрессорного цеха расположено 3 емкости для хранения и слива из системы запасов хладагента (ресиверы);

- ремонтно-зарядный цех. Здание двухэтажное кирпичное, пристроенное с восточной стороны холодильника;

- гаражи

- котельная. Здание одноэтажное, кирпичное;

- проходная. Здание двухэтажное, кирпичное, пристроено к зданию
управления;

- 2 административных здания;

- 2 защитных сооружения общей вместимостью 720 человек.

В данной работе в качестве опасного объекта рассматриваем аммиачно-холодильную установку (АХУ), расположенную на территории предприятия ОАО «Владморрыбпорт».

На территории объекта имеются сети водопровода, канализации, тепловые сети, проложена система кабельных трасс, средств связи и оповещения.

Все помещения, отапливаемые, и снабжены эффективной системой вентиляции, что позволяет в любое время года поддерживать температуру внутри них от 0 до 20 градусов С.

Объект имеет 3 электрические подстанции мощностью 1890 киловатт, которые обеспечивают на 100% потребность предприятия в электроэнергии, систему противопожарного обеспечения.

В качестве теплоснабжения используется водяное отопление с однотрубной системой, источником тепла которого служит котельная, находящаяся на территории предприятия.

Основное водоснабжение объекта исходит от центрального водопровода, которое обеспечивает водой предприятие, как для производственных, так и для противопожарных нужд.

Также на данном предприятии проведена сеть канализации, где отвод производственных и бытовых отходов производится раздельно.

Предусмотрен резервный источник теплоснабжения в виде котельной порта.

Имеется резервная система связи, обеспечивающая функционирование объекта при чрезвычайной ситуации (ЧС) и действий аварийно-восстановительных подразделений при ликвидации чрезвычайной ситуации.

Штатное количество работающих на объекте составляет 690 человек, наибольшая работающая смена – 278 человек.

Охрану ОАО «Владморрыбпорт» осуществляет охранное предприятие, по периметру установлено видеонаблюдение. Охрана осуществляется четырьмя круглосуточно обходными постами. Территория предприятия ограждена железобетонным забором, поверх забора в три ряда натянута колючая проволока.

Объект в технологической схеме в качестве хладагента применяет химически опасное вещество – аммиак, что определяет потенциальную опасность при превышении ПДК в рабочей зоне в процессе его использования.

 

1.2 Характеристика района и места расположения предприятия

 

1.2.1 Общие сведения о городе Владивостоке

 

Владивосток – это административный центр Приморского края, на севере Приморский край граничит с Хабаровским краем, на западе с КНР, на юго-западе с КНДР, с юга и востока омывается Японским морем. Владивосток это крупнейший порт России, население города которого в настоящее время превышает 600 000 человек.

Владивосток является самостоятельным муниципальным образованием на территории Приморского края. Его общая площадь составляет 56154 гектара. Протяженность границ города 112, 5 километра, причем значительная часть проходит по морской границе (87,5 км).

Владивосток раскинулся полукругом на самой южной оконечности полуострова Муравьев-Амурский, длина которого около 30 километров, средняя ширина – 12 километров. В черту города входит весь полуостров вместе с цепочкой островов, протянувшихся к югу от него. Омывается полуостров с запада водами Амурского залива, с юга – водами бухт Золотой Рог, Диомид, Большой Улисс, Патрокл и проливом Босфор Восточный, с востока – водами Уссурийского залива.

 

1.2.2 Географическое положение предприятия

 

Географические координаты города: 132 градуса восточной долготы, 43 градуса северной широты.

Владивостокский морской рыбный порт располагается в городе, который входит в единую область Дальневосточных муссонов, возникающих в районах Сибири и Тихого океана. В зимнее время на Западной границе Дальнего Востока создаётся область высокого давления из-за быстрого и сильного охлаждения материка, а в районе Курильских островов в это время давление понижается. Холодный воздух стремится в зону пониженного давления, образуя зимний муссон. В летнее время давление над материком снижается, так как он быстро нагревается, а над морем давление становятся выше, и воздушные массы начинают переходить с Тихого океана на континент, образуя летний муссон, из-за этого все климатические характеристики отличаются от средних норм, характерных для других районов этой широты.

Рельеф полуострова гористый. Сопки, являющиеся южными отрогами хребта Глагодинза, имеют направление с северо-востока на юго-запад и в большей степени разделены распадками и долинами небольших речек. Высота сопок колеблется от 50 до 300 метров. Те места, где есть пониженные формы рельефа, в основном каменистые и покрыты травянистой растительностью.

Рельеф территории, на которой расположено предприятие - гористый с подъемом от объекта с южной стороны, с севера – бухта Золотой рог.

Лесные массивы в городе и рядом с объектом отсутствуют, за исключением отдельных зеленых островов, в виде городских парков и скверов.

 

1.2.3 Климатическая характеристика

 

В летний период наблюдается часто также такое атмосферное явление, как туман. Его распространение зависит от рельефа местности и высоты расположения пунктов относительно открытого моря. Туманы в основном проявляются в период с апреля по август (45-76 дней) и возникают в любое время суток. Больше всего это атмосферное явление происходит в июне-июле. Это связано с муссонным характером циркуляции атмосферы.

Ветровой режим Владивостока определяется муссонной циркуляцией, выраженной в преобладании северо-западного ветра в холодное полугодие и юго-восточной – в теплое. В таблице 1.2.1 приведены характеристики повторяемости направлений ветра и штилей, в зависимости от разных месяцев, а в таблице 1.2.2 – средняя месячная и годовая скорость ветра.

 

Таблица 1.2.1 – Повторяемость направлений ветра и штилей в г.

Владивостоке, %

	Направление ветра и штиль
Месяцы	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	ЗС	Штиль
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Год

 

Таблица 1.2.2 – Средняя месячная и годовая скорость ветра, м/с (данные с

метеостанции г. Владивостока)

Месяцы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Год
Скорость ветра, м/с	7,2	6,9	6,4	6,8	6,5	6,0	5,7	5,7	5,8	6,7	7,0	6,8	6,5

 

Особенно существенно ветер влияет на температуру и влажность воздуха. Зимой при ветрах южных и юго-восточных направлений относительная влажность воздуха в среднем повышается до 80%, а при западных и северо-западных – до 40%.

Климат Владивостока муссонный. Средняя температура августа и января составляет 20,6 °C и −12,6 °C соответственно. Абсолютный максимум и минимум температуры этих же месяцев +34,1 °C и −31,4 °C соответственно. Рекордным количеством осадков, выпавших за сутки, является 243,5 мм. Среднегодовое давление 763 мм ртутного столба.

В Таблице 1.2.3 предоставим данные о среднемесячной и годовой температуре воздуха, абсолютном минимуме и максимуме температуры, °С.

 

Таблица 1.2.3 – Средняя месячная и годовая температура воздуха,

абсолютный минимум и максимум температуры воздуха, °С

Средняя месячная и годовая температура воздуха, °С	Абсолютный минимум температуры воздуха, °С	Абсолютный максимум температуры воздуха, °С
Месяц	Температура	Месяц	Температура	Месяц	Температура
I	-12,9	I	-31	I
II	-9,4	II	-29	II
III	-2,2	III	-21	III
IV	4,7	IV	-8	IV
V	9,6	V	-1	V
VI	13,2	VI		VI
VII	17,5	VII		VII
VIII	19,5	VIII		VIII
IX	15,6	IX		IX
X	8,5	X	-10	X
XI	-1,0	XI	-20	XI
XII	-9,4	XII	-28	XII
Год	4,5	Год	-31	Год

 

 

Лето во Владивостоке начинается с 28 июня и в среднем составляет 85 дней, такое позднее лето объясняется наличием таких атмосферных явлений, как туман и облачность, а значит и большой влажностью воздуха в данный период. Тайфуны и циклоны приносят большое количество осадков в июле, а в августе и сентябре погода стоит чаще солнечная. Последние теплые дни заканчиваются в конце сентября, и приходит осень.

Осень отличается от лета и по продолжительности и по климату. Длится она с конца сентября и заканчивается в середине ноября. В это время во Владивостоке ясно, сухо и тёпло. Температура воздуха не поднимается выше +9°C. Туманы осенью появляются редко. Первые заморозки проявляются в конце октября - в начале ноября, а вместе с ними и отрицательная температура. Ветра осенью усиливаются и могут достигать 8 м/с. А снежный покров формируется в середине ноября и тогда осенний сезон переходит в зимний.

В зимний период город имеет ясную и морозную погоду, при этом преобладает сухой и холодный континентальный воздух. Продолжительность зимнего периода составляет примерно 132 дня, с 13 ноября по 23 марта. Осадками в данный период года в основном является снег, но иногда приходят смешанные осадки в виде снега и дождя или же просто дождя. Метели в городе не продолжительны и длятся в среднем до 10 дней, но скорость ветра во время них может достигать 20 м/с, что отрицательно сказывается на жизни города и производстве предприятий.

Весенний период длится с конца марта по конец июнь. Среднесуточная температура воздуха составляет +8 °C и выше. Вёсны в зависимости от типа циркуляции и температурного фона весна в городе бывает теплой и холодной, а по срокам наступления – ранняя и поздняя.

В целом, климатические и географические условия не мешают производству данного объекта, но при возникновении чрезвычайной ситуации они сыграют важную роль в распространении очага аварии на рядом прилежащую территорию и непосредственно на население.

 

1.2.4 Расположение магистральных и подъездных путей

 

С северной стороны холодильника построен шпунтовой причал длиной. Глубина у причальной стенки позволяет швартовку судов. Причал оснащен портальными кранами для ведения погрузочно-разгрузочных работ. С морской стороны холодильника имеются грузовые балконы, выполненные в виде сплошной этажерки в три этажа (со второго по пятый этажи). Транспортировка груза между этажами холодильника осуществляется грузовыми лифтами.

По северной стороне объекта также имеется две железнодорожных платформы и одна автомобильная.

Имеемые подъездные дороги обеспечивают подъезд любого вида транспорта, включая и крупногабаритный. Однако в зимнее время из-за уклона дороги въезд автотранспорта затруднен.

 

1.3 Охрана окружающей среды

 

При авариях на химически опасном объекте, имеющей аммиачно-холодильную установку при выбросе (проливе) аммиака происходит химическое заражение окружающей среды продолжительностью от нескольких часов до нескольких суток, в зависимости от конкретных условий – состояния погоды, времени года, местности, а также характера применяемых мер по ликвидации аварии.

Основным физико-химическим показателем, определяющим размеры опасной для людей зоны распространения вредных веществ, является их фазовое состояние при данных метеоусловиях.

Пары и газы, а также неоседающий аэрозоль, образующиеся при авариях со сжиженными или газообразными АХОВ, могут распространяться на многие километры, что существенно увеличивается масштабы опасности.

При этом образуется зона химического заражения, представляющая собой территорию, в пределах которой создается опасность химического поражения.

Она включает в себя очаг химического заражения и зону распространения зараженного воздуха с опасными концентрациями АХОВ (при неоседающих АХОВ), а также зону заражения территории (при наличии оседающих примесей).

Аммиак при аварии на производственном объекте поднимается вверх за горючими газами, а его воздействие на окружающее пространство, приводит к распространению неприятного запаха. Следует заметить, что продукты сгорания аммиака, азот и вода, полностью безопасны для окружающей среды. В этом отношении он резко отличается от гидрофтор-углеродов. При их сгорании образуется фтористоводородная кислота, которая имеет высокую коррозионную активность и чрезвычайную токсичность.

Аммиак по термодинамическим свойствам является одним из лучших хладагентов, активно абсорбируемым водой.

Удельная теплота парообразования аммиака в 2,5 раза выше, чем у фреонов, он не приводит к повреждению озонового слоя, не обладает потенциалом влияния на глобальное потепление климата. При утечках аммиак удаляется из атмосферы во время дождя и не загрязняет окружающую среду.

Опасность возникает только при утечках аммиака в большом количестве или в закрытом помещении. Нарушается плодородные свойства почвы, и при ликвидации данного вещества этот слой почвы необходимо снимать, травянистые растения при попадании на них жидкого аммиака погибают, а при больших концентрациях аммиака в водных артериях нарушается жизнедеятельность водных организмов и рыб, что наносит вред экологии.

В зависимости от степени заражения среды химическая обстановка может быть нормальной – при концентрации каждого вида АХОВ в среде не более 1 предельно допустимой концентрации (ПДК) и химическим заражением различной степени – при превышении соответственно данных показателей.

Сам запах аммиака чувствуется при концентрации 37 мг/м³. И поэтому если в рабочей зоне запах аммиака стал ощутим, это значит, что работать в данной среде без средств защиты опасно. В таблице 1.3 приведены данные по воздействию аммиака при различных концентрациях на организм человека и реакция этого организма на данную концентрацию.

 

Таблица 2.6 – Физиологическое воздействие аммиака на организм человека

Концен­трация газа, ppm	Воздействие на человека без средств защиты	Реакция организма	Продолжительность воздействия и установленные уровни воздействия
5*	Пороговое значение для обнаружения ам­миака. Зависит от температуры - вы­полнение задачи об­легчается при низкой температуре и в су­хой воздушной среде
	Большинство людей чувствуют характер­ный запах	Не опасен. Пре­дупреждение!	В большинстве стран - не ограничено
25-35	Характерный запах	Не опасен. Пре­дупреждение!	Предельно допусти­мая концентрация в большинстве стран. В США - предельно допустимая концен­трация в воздухе производственного помещения
	Явно ощутимый за­пах. У непривыкшего человека возникает желание покинуть производственный участок	Не опасен. Пре­дупреждение!	ATEL - во многих странах разрешен 8-часовой рабочий день. В ряде стран 50 ppm являются пре-дельно допустимой концентрацией
	На здорового чело­века неблагоприят-ного воздействия не оказывается. Непри­ятный запах может вызвать панику у не привыкшего к нему человека	Не опасен	Не следует нахо­диться под воздейст­вием дольше, чем необходимо
	Сильный запах	Не опасен	Предельная ядовитая концентрация, уста­новленная в рамках Программы управле­ния рисками (EPA RMP), США
	Человек, имеющий опыт работы с аммиаком, стре-мится покинуть про­изводственный уча­сток	Не опасен, но опытный персо­нал считает не­приемлемым про­должение работы	В США концентра­ция считается пред­ставляющей непо­средственную опас­ность для жизни или здоровья. При кон­центрациях ниже этого предела ис­пользование защит­ных масок в США не является обязатель­ным.

 

продолжение таблицы 2.6

400-700	Мгновенное раздра­жение глаз и дыхательной сис­темы. Даже привык­ший человек не мо­жет оставаться в помещении		В нормальных усло­виях какого-либо вреда здоровью нет, даже при продолжи­тельности воздейст­вия 30 мин
	Кашель, спазм голо­совых связок, серьез­ное раздражение слизистой носа, глаз и дыхательной сис­темы		При продолжитель­ности воздействия 30 мин - опасность для здоровья, оказа­ние срочной меди­цинской помощи
2000-5000	Кашель, спазм голо­совых связок, серьез­ное раздраже-ние слизистой носа, глаз и дыхательной сис­темы		При продолжитель­ности воздействия 30 мин и даже менее возможен смертель­ный исход
	Потеря сознания, ды­хательная недоста­точность		Смерть в течение не­скольких минут

* - Концентрацию в 2-5 ppm (миллионных долей) можно обнаружить по запаху

 

Контроль химического заражения окружающей среды так же, как и контроль радиационной обстановки, является составной частью контроля общего состояния окружающей среды и заключается в проведении ее мониторинга, прогнозирования, и, на основании сравнения полученных переменных данных с предельно допустимыми, определении необходимости выработке мер по защите населения и нормализации химической обстановки.

Контроль химической обстановки осуществляется в атмосферном воздухе, в почве литосферы и гидро­сфере. Основное внимание при этом уделяется кон­тролю заражения воздуха как определяющего факто­ра химического заражения всей окружающей среды.

Контроль химической обстановки осуществляется силами и средствами Федеральной службы по гидро­метеорологии и мониторингу окружающей среды, сети наблюдения и лабораторного контроля ГО МЧС, подразделениями наблюдения и контроля заинтересо­ванных министерств, ведомств и химически опасных объектов. Особое внимание при контроле уделяется районам расположения ХОО на всех этапах их функ­ционирования, в особенности при аварийных ситуа­циях. Меры по защите населения определяются в со­ответствии с Методологией определения мер по защи­те населения при авариях на ХОО.

1.4 Обоснование выбора темы выпускной квалификационной работы

Выпускная квалификационная работа выбрана на тему: «Предупреждение и ликвидация чрезвычайной ситуации на аммиачно-холодильной установке». Предотвращение аварий на производствах, использующих опасные химические вещества, в настоящее время является актуальной темой, и занимают одно из важнейших мест, так как потери при таких авариях могут быть сравнимы с потерями от применения ядерного оружия.

В рассматриваемой работе в технологическом процессе на производстве используется такое опасное вещество, как аммиак, который применяется в аммиачно-холодильных установках и является основным источником холодоснабжения для различного типа производственных комплексов. На территории Приморского края находится около 17 производственных объектов, использующих в работе аммиачно-холодильную установку. Высокие энергетические показатели, интенсивность теплообмена при изменении агрегатного состояния обеспечили широкое использование аммиака при решении задач холодоснабжения крупных предприятий с высокой холодопроизводительностью. Но в случае пожара, взрыва или иной аварии данное вещество способно нанести непоправимый урон здоровью рабочего персонала и жителям города, а при высоких концентрациях повлечь за собой человеческие жизни. Любая авария с аммиаком ведет к серьезным последствиям.

Как показывает практика, при аварии на аммиачно-холодильных установках большой вред здоровью наносится тем людям, которые находились близко от источника выброса аммиака и чаще всего этими людьми оказываются рабочий персонал. Но при использовании средств индивидуальной защиты угроза здоровью и жизни человека в разы снижается. По статистическим данным об авариях на таких химически опасных объектах можно сказать, что аварии с аммиачными веществами случаются не часто, но последствия от выброса и пролива аммиака могут быть весьма тяжелыми.

Аммиак представляет собой вещество удушающего и нейротропного действия, способный спровоцировать токсический оттек легких, а также вызвать поражение нервной системы. При воздействии паров аммиака на слизистую оболочку глаза происходит обильное слезотечение, резь в глазах, раздражение, и эти пары способны, в частности, вызвать химический ожог с потерей зрения. При попадании в органы дыхания у человека начинаются приступы кашля и затрудненное дыхание, а если аммиак попадает на кожу, то возникает не только покраснение, зуд и жжение, но и химический ожог с пузырями. Поэтому при обращении с таким веществом нужно быть предельно осторожным и соблюдать все предписания по его эксплуатации.

Причиной большинства аварий являются неправильные действия обслуживающего персонала, влекущие за собой гидравлические удары в компрессорах, разрушения трубопроводов и разгерметизацию технологического оборудования, а также нарушения инструкций по эксплуатации оборудования и невыполнение администрацией предприятия требований правил эксплуатаций аммиачно-холодильной установки.

В настоящее время данная холодильная установка обеспечивает в камерах хранение мороженых, соленых и охлажденных продуктов. На аммиачно-холодильной установке данного объекта используется такое опасное вещество, как аммиак, который может находиться и в жидком и в газообразном состоянии, и он относится к АХОВ.

Так как данный объект граничит с жилым кварталом необходимо рассмотреть вопросы безаварийной и устойчивой работы этого производства и выявить существующие недостатки. А также рассмотреть современные способы ликвидации аварии данного характера быстрыми действиями и с минимальными последствиями. Исследование данного объекта, разработка мероприятий по повышению устойчивости и его должного функционирования, является целью выпускной квалификационной работы.

 

 

2 ОСОБЕННОСТИ АВАРИЙ, СВЯЗАННЫХ С РАЗЛИВОМ

АММИАКА

 

2.1 Краткая характеристика аммиака

 

Аммиак – бесцветный газ с резким запахом. При атмосферном давлении и температуре выше минус 33,4'С аммиак находится в газообразном состоянии, температура плавления равна –78°С, температура кипения –33°С,

Хорошо растворяется в воде, спирте и ряде других органических растворителей, аммиак легче воздуха почти в два раза.

По объемам производства аммиак занимает одно из первых мест; ежегодно во всем мире получают около 100 миллионов тонн этого соединения. Аммиак выпускается в жидком виде или в виде водного раствора – аммиачной воды, которая обычно содержит 25% NH₃.

Жидкий аммиак применяют в качестве теплоносителя в промышленных холодильных машинах (хладагент R717). Жидкий аммиак не горюч и не взрывоопасен. Газообразный аммиак относится к горючим газам.

Смеси аммиака с воздухом при его содержании от 15 до 28% взрывоопасны.

У аммиака, как у хладагента, применяемого в холодильной промышленности, есть преимущество: он благодаря своему резкому запаху сигнализирует об утечке даже при концентрации гораздо более низкой, чем уровень концентрации, представляющий опасность. И при 37 мг/м³ человек уже может ощутить запах аммиака.

 

2.1.1 Физико-химические и токсические свойства аммиака

 

Химическая формула аммиака NH₃. Критическая температура аммиака 132 °С, критическое давление - 112 атмосфер. Содержащие его баллоны должны быть окрашены в жёлтый цвет и иметь чёрную надпись "Аммиак".

Это вещество проявляет свойства слабой кислоты и способно вступать в реакцию с металлами, образовывая амиды. Амиды из щелочных металлов получаются при воздействии на них аммиаком. Раствор аммиака обладает щелочными свойствами и окрашивает индикатор фенолфталеин в малиновый цвет. Аммиак горит в кислороде с образованием молекулярного азота:

4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O.

При нагревании аммиак разлагается (реакция обратная синтезу):

2NH₃ N₂ + 3H₂

В зависимости от области применения жидкий аммиак выпускается трех марок /14/. Аммиак жидкий технический и его технические условия: А — для азотирования, в качестве хладагента, при получении защитных атмосфер; Ак — для поставок на экспорт и при транспортировании по магистральному аммиакопроводу; Б — для переработки для удобрения и в сельском хозяйстве в качестве азотного удобрения.

По некоторым своим свойствам аммиак похож на хлор. Так же как и хлор, аммиак удобно хранить в сжиженном виде. Зависимости давление паров – температура и доля мгновенно испаряющейся жидкости в адиабатическом приближении температура для аммиака и для хлора весьма близки. Однако аммиак в основном перевозится в виде охлажденной жидкости (в рефрижераторах).

 

Таблица 2.1.1 - физико-химические свойства аммиака

Свойства	Значения
Обозначение (как хладагента) Химическая формула Молекулярная масса Молекулярный объем Критическая температура, °С Критическая плотность, кг/м3 Критическое давление, МПа (кгс/см2) Температура, °С - кипения при давлении 1013 ГПа (760 мм. рт. ст.) - затвердевания	R717 NH3 17,03 22,07 132,4 235,0 11,36 (115,2)   -33,3   -77,9

продолжение таблицы 2.1.1

Свойства	Значения
Температура, °С - воспламенения Теплота растворения газообразного аммиака в воде, кДж/кг Растворимость жидкого аммиака в воде	2072,5   неограниченная (полная смесимость)

 

В первую очередь аммиак поражает нервную систему, снижая способность нервных клеток усваивать кислород. Также у пораженных резко снижается слуховой порог: даже не слишком громкие звуки становятся невыносимы и могут вызвать судороги. Действие аммиака на дыхательные пути может спровоцировать рефлекторный ларингоспазм. Снижается частота сердечных сокращений вплоть до остановки сердца.

Аммиак обладает сильным токсическим действием на организм человека. По санитарной классификации сильнодействующих ядовитых веществ его относят к группе 3, подгруппе А, классу опасности 4.

 

Таблица 2.1.2 - Объемное содержание аммиака в воздухе помещений

Показатели	Значение, % (мг/м3)
Предельно допустимое в рабочей зоне ПДК	0,0028 (20)
Не вызывающие последствий после пребывания в течение 60 минут	0,035 (250)
Опасное для жизни	0,05-0,1 (350-700)
Вызывающее смертельный исход при воздействии в течении 30-60 минут	0,21-0,39 (1500-2700)

 

2.2 Описание технологического процесса аммиачно-холодильной установки

 

В данном разделе приведено описание технологического процесса аммиачной холодильной установки. Так как большое количество продукции и сырья является скоропортящимся продуктами, то их необходимо постоянно поддерживать в охлажденном состоянии. Для холодообеспечения процесса производства и сохранности продукции на объекте имеется аммиачная холодильная установка.

Холодильный цех (холодильник) – это промышленное предприятие (или его цех), в помещениях которого с помощью холодильной установки поддерживают определенные режимы, необходимые для обработки и хранения скоропортящихся продуктов.

Холодильная установка представляет собой замкнутую систему, в которой в зависимости от заданной температуры в камерах холодильника и температуры охлаждающей конденсаторы воды самоустанавливаются все остальные параметры. Для поддержания чистого воздуха в помещении компрессорного участка имеется система общеобменной вентиляции.

Работой компрессоров в батареях охлаждения поддерживается определенное давление и, соответственно, температуры кипения аммиака на несколько градусов, ниже требуемой температуры в камере. В результате жидкий аммиак в батареях испаряется, образующиеся при этом пары через отделитель жидкости отсасываются низкой ступенью компрессора, сжимаются до промежуточного давления и нагнетаются в промсосуд, где барботируя через слой жидкого аммиака, охлаждаются. Охлажденные пары всасываются высокой степенью компрессора, где сжимаются до определенного конечного давления и поступают в конденсатор. В конденсаторе происходит охлаждение и конденсация паров аммиака. Тепло конденсации отводится проходящей через конденсатор морской водой. Проходя через регулирующий вентиль, жидкий аммиак дросселируется с давления нагнетания до давления испарения или давления промсосуда. При этом температура жидкого аммиака снижается, соответственно, до температуры кипения или температуры промсосуда. Пары, образующиеся при дросселировании, отсасываются компрессором, а жидкость из циркуляционного ресивера аммиачными насосами подается через камерные коллекторы в батареи охлаждения, где испаряется при давлении кипения за счет поступающих в камеры теплопритоков, жидкость, поступающая в промсосуд, испаряется за счет горячих паров аммиака, проходящих через нее после низкой степени компрессора.

По мере потерь аммиака в холодильной системе производится периодическая его закачка в систему от специально оборудованной спецмашины.