на химически опасных объектах

Прогнозирование масштабов заражения АХОВ при авариях

 

ОТЧЕТ

 

 

Выполнил:

Студент группы ИПО-12 К.В. Курочкин

 

 

Проверил:

Ст. преподаватель И.В.Камышникова

 

 

Братск 2012

Цель работы:

1. Изучить методику прогнозирования масштаба заражения АХОВ при авариях на химически опасных объектах (ХОО).

2. Провести оценку обстановки при авариях на ХОО по реальным условиям.

 

Общие положения:

Масштабы заражения АХОВ в зависимости от их химических, физических свойств и агрегатного состояния рассчитываются для первичного и вторичного облаков:

· для сжиженных газов – отдельно для первичного и вторичного облака;

· для сжатых газов – для первичного облака;

· для жидкостей, с температурой кипения выше температуры окружающей среды – для вторичного облака.

 

 

Исходные данные для прогнозирования масштабов заражения АХОВ:

· общее количество АХОВ на объекте и данные о размещении их запасов в технологических ёмкостях и трубопроводах;

· количество АХОВ, выброшенных в атмосферу, характер их разлива на постилающую поверхность («свободно» или «в поддон» или «в обваловку»);

· высота поддона или обваловки складских ёмкостей;

· метеорологические условия: температура воздуха, скорость ветра на высоте 10 м (на высоте флюгера), степень вертикальной устойчивости атмосферы.

 

Принятые допущения:

· При заблаговременном прогнозировании масштабов заражения на случай производственных аварий в качестве исходных данных рекомендуется принимать: выброс АХОВ (Q₀) – количество АХОВ в максимальной по объёму единичной ёмкости (технологической, складской, транспортной и др.), метеорологические условия – инверсия, скорость метра 1 м/с.

· Для прогнозирования масштабов заражения непосредственно после аварии должны браться конкретные данные о количестве выброшенного (разлившегося) АХОВ и реальные метеоусловия.

· Внешние границы зоны заражения рассчитываются по пороговой токсодозе при ингаляционном воздействии на организм.

· Ёмкости, содержащие АХОВ при авариях разрушаются полностью.

· Толщина слоя жидкости АХОВ, разлившегося свободно на подстилающей поверхности, принимается равной 0,05 м по всей площади разлива; для АХОВ.

 

Разлившихся в поддон или обваловку, определяется следующим образом:

а) при разливах из ёмкостей имеющих самостоятельный поддон (обваловку):

, где: Н – высота поддона (обваловки), м;

б) при разливах из ёмкостей, расположенных группой, имеющих общий поддон (обваловку):

,

где: Q₀ – количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, т;

d – плотность АХОВ, т/м³;

F – реальная площадь разлива в поддон (обваловку), м².

· Предельное время пребывания людей в зоне заражения и продолжительность сохранения неизменным метеорологических условий составляет 4 ч. По истечении указанного времени прогноз обстановки должен уточняться.

· При авариях на газопроводах и продуктопроводах выброс АХОВ принимается равным максимальному количеству АХОВ, содержащемуся в трубопроводе между отсекателями, например, для аммиакапроводов – 275-500 т.

Рабочие формулы:

(1.1)

где: К₁ – коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ(табл. 1.1);

К₃ – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе АХОВ (табл. 1.1);

К₅ – коэффициент, учитывающий СВУА, принимается равным: для инверсии - 1, для изотермии - 0,23, для конвекции - 0,08;

К₇ – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (табл. 1.1),

Q₀ – количество выброшенного или вылитого АХОВ, т.

 

Q_э2 = (1– K₁) × K₂ × K₃ × K₄ × K₅ × K₆ × K₇× (1.2)

 

где: К₂ – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ (табл. 1.1);

К₄ – коэффициент, учитывающий скорость ветра (табл. 1.3);

К₆ – коэффициент, зависящий от времени, прошедшего, после аварии, определяется из соотношения:

К₆ = N ^0,8 при N < t

К₆ = t ^0,8 при N > t

К₆ = 1 при t < 1

где: N – время прошедшее после начала аварии, ч;

t – продолжительность испарения АХОВ, ч определяется ; (1.3)

h – толщина слоя АХОВ, м (толщина слоя жидкости, разлившейся свободно принимается равной 0,05 м; разлившихся в поддон или обваловку – h = H – 0,2 с высотой Н, м)

d - плотность АХОВ, т/м³

Г = Гмак + 0,5Гмин (1.4)

где: Гмак, Гмин – глубина заражения по первичному и вторичному облаку, км. Значения Гмин и Гмак определяются по данным табл. 1.4. с использованием величин Qэ₁, Qэ₂. При этом за Гмак принимается большее из двух сравниваемых значений табличной глубины заражения.

 

(1.7)

где: N – время прошедшее после аварии;

V – переноса переднего фронта зараженного воздуха, км/ч (табл. 1.5)

 

(1.8)

где: f – угловые размеры зоны возможного заражения, град. (табл. 1.6)

 

(1.9)

где: К₈ – коэффициент, зависящий от СВУА, равный: при инверсии - 0,081, изотермии - 0,133,

конвекции - 0,295.

(1.10)

где: L – расстояние от источника заражения до объекта, км.

 

Исходные данные:

Таблица 1.1

№ варианта	Наименование АХОВ	Плотность АХОВ, т/м3	Температура кипения, °С	Пороговая токсодоза мг·мин/л	Значения вспомогательных коэффициентов
газ	жидкость	К1	K2	K3	K7 для температуры воздуха (°С)
-40	-20
	Метилмеркаптан	-	0,867	5,95	1,7	0,06	0,043	0,353	0 0,1	0 0,3	0 0,8	1	2,4

 

 

Таблица 1.2

 

Скорость ветра м/с	Ночь	Утро	День	Вечер
Ясно	Пас-но	Ясно	Пас-но	Ясно	Пас-но	Ясно	Пас-но
2-3,9	Ин	Из	Из(Ин)	Из	Из	Из	Ин	Из

 

Таблица 1.3

 

Скорость ветра, м/с
К4		1,33	1,67	2,0	2,34	2,67	3,0	3,34	3,67	4,0	5,68

 

Таблица 1.4

Скорость ветра, м/с	Эквивалентное количество АХОВ, т
0,01	0,05	0,1	0,5
	0,26	0,59	0,84	1,92

 

Таблица 1.5

 

Скорость ветра, м/с

Скорость переноса км/ч

Инверсия

Изотермия

Конвекция

 

 

Таблица 1.6

 

Скорость ветра, м/с	менее 0,5	0,6-1	1,1-2	более 2
Градусы

Расчеты:

 

Так как количество разлившегося метилмеркаптана неизвестно, то принимаем его равным максимальному – 3 т.

 

1) По формуле (1.1) определяем эквивалентное количество вещества в первичном облаке:

 

Q_э1 = K₁ × K₃ × K₅ × K₇ × Q₀

Q_э1 = 0.06 · 0.353 · 0.23 · 1 · 3 = 0.0146 т.

2) По формуле (1.3) определяем время испарения хлора:

3) По формуле (1.2) определяем эквивалентное количество вещества во вторичном облаке:

Q_э2 = (1– K₁) × K₂ × K₃ × K₄ × K₅ × K₆ × K₇×

Q_э2 = (1-0.06) × 0.043 × 0.353 × 1.33 × 0.23 × 1 × 1 × = 0.3020 т.

4) По формуле (1.4) определяем глубину заражения (Г, км) первичным (вторичным)

облаком:

Г₁=0.26 км

Г = Гмак + 0,5Гмин

Г = 1.17 + 0.5 · 0.26 = 1.3 км.

 

5) По формуле (1.7) находим предельно возможные значения глубины переноса воздушных масс:

Г_п = N · V

Г_п = 2 · 12 = 24 км.

Таким образом, глубина зоны заражения метилмеркаптаном в результате аварии может составить 1.3 км; продолжительность действия источника заражения – около 45 мин.

 

Определяем площадь заражения АХОВ

1) Зона возможного заражения:

2) Зона фактического заражения:

 

Зона возможного поражения может иметь форму окружности, полуокружности или сектора, имеющих угловые размеры (f) согласно табл. 6 и радиус, равный расчетной глубине заражения (Гр) с центром, совпадающим с источником заражения (рис. 1.1)

 

Направление ветра

Рис. 1.1. Вид зоны заражения АХОВ в зависимости от скорости ветра (м/с)

в) от 1,1 до 2

 

Определяем время подхода зараженного облака к объекту:

 

 

Таким образом, время подхода зараженного облака к объекту составляет примерно 1.5 мин.,зона возможного заражения составляет 1.33 км., а фактического 0.26 км.