5234 (Прогнозування можливих надзвичайних ситуацій на виробництві), страница 2

^{Для СДОР, не зазначених у табл. 1.1 і 1.2, глибину зони (м) можна визначити в залежності від відомих смертельних і вражаючих концентрацій за формулі}

^{Г = 34,2 ,}

^{де G1 - кількість СДОР, кг;}

^{D - токсодоза, мг (хв/дм3; Д = СТ (С - концентрація, мг/дм3; Т — час впливу СДОР даної концентрації, хв);}

^{V - швидкість вітру в приземному шарі повітря, м/с.}

^{Ширина зони хімічного зараження визначається із співвідношень:}

^{Ш = 0,03 Г при інверсії;}

^{Ш = 0,15 Г при ізотермії;}

^{Ш = 0,8 Г при конвекції.}

^{Площа зони хімічного зараження}

^{Приклад розрахунку розмірів і площі зони хімічного зараження.}

^{Вихідні дані: руйнування не обвалованої ємкості, що містить 10тамоніаку.}

^{Рішення. Припускаємо, що викид амоніаку відбувся в похмуру погоду, уночі при швидкості вітру 1 м/с. Ступінь вертикальної стійкості повітря - ізотермія (рис. 1). По таблиці 1 для 10 т амоніаку знаходимо глибину поширення зараженого повітря при швидкості вітру 1 м/с; вона дорівнює 0,9 км. Ширина зони хімічного зараження Ш = 0,15 Г = 0,15 0,9 = 0,135 км.}

^{Площа зони хімічного зараження}

^{1.2 Оцінка зон впливу вибухових процесів}

^{Найбільш імовірним є вибух усередині приміщення. Виникаючі при цьому навантаження залежать від багатьох факторів: типу вибухової речовини, її маси, щільності заповнення внутрішнього об’єму приміщення вибуховою речовиною і т.ін. Орієнтовна оцінка можливих наслідків вибуху можна робиться по величині надлишкового тиску, що виникає в об’ємі виробничого приміщення по ОНТП 24—86 [1].}

^{Для горючих газів, пари ЛЗР і ГР, що складаються з атомів H, O, N, Cl, F, Br, J, надлишковий тиск визначається по формулі:}

^,

^{де Рмакс - максимальний тиск вибуху стехіометричної газоповітряної або пароповітряної суміші в замкнутому об’ємі; визначається експериментально чи по довідковим даним, при відсутності даних допускається приймати рівним 900 кПа;}

^{Ро - початковий тиск, кПа; допускається приймати рівним 101 кПа;}

^{m - маса горючого газу (гг) чи пари ЛЗР чи ГР, що надійшли в результаті аварії в приміщення, кг;}

^{z - частка участі пального у вибуху; допускається приймати по табл.3;}

^{г – густина пари чи пари газу, кг/м3;}

^{Vв - вільний об’єм приміщення; визначається як різниця між об’ємом приміщення і об’ємом, що займає технологічне устаткування;}

^{Сст - стехіометрична концентрація ГГ чи пари ЛЗР чи ГР, % об., що обчислюють за формулою}

^,

^{де - стехіометричний коефіцієнт кисню в реакції згоряння;}

^{nc, nн, no, nx - число атомів С, Н, О і галогенів у молекулі пального;}

^{Кн - коефіцієнт, що враховує негерметичність приміщення і неадіабатичність процесу горіння; допускається приймати Кн рівним 3.}

^{Таблиця 2.1 - Коефіцієнт участі пального у вибуху (z) для різних видів пальних речовин}

^{Надлишковий тиск вибуху для хімічних речовин, крім згаданих вище, а також для сумішей}

^{, (2.1)}

^{де Нг - теплота згоряння, Дж/кг;}

^{у - густина повітря до вибуху при початковій температурі, кг/м3;}

^{Ср - питома теплоємкість повітря, Дж/(кг К); допускається приймати рівною 1,01 103 Дж/(кг К);}

^{То - початкова температура повітря, К.}

^{Надлишковий тиск вибуху для горючого пилу визначають за формулою (2.1); при відсутності даних z приймається рівною 0,5.}

^{Розрахунок надлишкового тиску вибуху для речовин і матеріалів, здатних вибухати і горіти при взаємодії з водою, киснем чи повітрям проводять за формулою (2.1), приймаючи z = 1.}

^{Приклад розрахунку надлишкового тиску вибуху.}

^{Вихідні дані: пара діетилового ефіру, m =10кг; г = 0,064кг/м3; Vв = 6400м3.}

^{Рішення.}

^{Розрахунок надлишкового тиску проводиться за формулою:}

^{Стехіометричну концентрацію % об., обчислюємо за формулою}

^.

^{Коефіцієнт для діетилового ефіру дорівнює}

^.

^Отже,

^.

^{Таким чином,}

^{Вибух може викликати руйнування й ушкодження будинків, споруджень, технологічних установок, ємкостей і трубопроводів на підприємствах з вибухо- та пожежонебезпечної технологією може привести до витікання газоподібних чи зріджених вуглеводних продуктів. При перемішуванні вуглеводних продуктів з повітрям утворюються вибухо- чи пожежонебезпечні суміші.}

^{При вибуху газоповітряної суміші утворюється осередок вибуху з ударною хвилею, що викликає руйнування будинків, споруджень і обладнання. В осередку вибуху газоповітряної суміші прийнято виділяти три кругові зони (рис. 2): І - зона детонаційної хвилі; ІІ – зона дії продуктів вибуху; ІІІ – зона повітряної ударної хвилі.}

^{Зона детонаційної хвилі (зона І) знаходиться в межах хмари вибуху. Радіус цієї зони r, м, приблизно може бути визначений за формулою}

^{де Q — маса зрідженого вуглеводного газу, т.}

^{У межах зони І діє надлишковий тиск, що може прийматися постійним, .}

^{Рис.2. Зони осередку вибуху газоповітряної суміші: І - зона детонаційної хвилі; ІІ - зона дії продуктів вибуху; ІІІ - зона повітряної ударної хвилі; r, rII, rIII - радіуси зовнішніх границь відповідних зон.}

^{Зона дії продуктів вибуху (зона ІІ) охоплює всю площу розльоту продуктів газоповітряної суміші в результаті її детонації. Радіус цієї зони rII = 1,7r.}

^{Надлишковий тиск у межах зони ІІ може бути визначений за формулою}

^{де r - відстань від центра вибуху, м.}

^{У зоні дії повітряної ударної хвилі (зона ІІІ) формується фронт ударної хвилі, що поширюється по поверхні землі. Надлишковий тиск у зоні ІІІ , в залежності від відстані до центра вибуху L, може бути розрахований за формулами.}

^{Для цього попередньо визначається відносна величина}

^{де r — радіус зони I;}

^{rIII — радіус зони III чи відстань від центра вибуху до цеху, кПа (rIII>rII);}

^при

^при

^{Для визначення надлишкового тиску на визначеній відстані від центра вибуху необхідно знати кількість вибухонебезпечної суміші, що зберігається в ємкості чи агрегаті.}

^{Приклад визначення ступеня руйнування будинку ударною хвилею вибуху.}

^{Вихідні дані. Потрібно визначити надлишковий тиск, очікуваний в районі механічного цеху при вибуху ємкості, у якій знаходиться 100 т зрідженого пропану (Q=100т); відстань від ємкості до цеху 300 м.}

^{Рішення. Визначаємо радіус зони детонаційної хвилі (зони І):}

^{Обчислюємо радіус зони дії продуктів вибуху (зони ІІ):}

^{Порівнюючи відстань від центра вибуху до цеху (300 м) зі знайденими радіусами зони І (80 м) і зони ІІ (136 м), робимо висновок, що цех перебуває за межами цих зон і, отже, знаходиться в зоні повітряної ударної хвилі (зоні ІІІ). Далі визначаємо надлишковий тиск на відстані 300м, використовуючи розрахункові формули для зони ІІІ і приймаючи rIII=300 м.}

^{Для цього визначаємо відносну величину}

^{Тому, що то}

^{Висновок. При вибуху 100 т зрідженого пропану цех знаходиться під впливом повітряної ударної хвилі з надлишковим тиском близько 60 кПа (ступінь руйнування будинків і споруджень оцінюється по таблиці додатку 2 [3].) У даному випадку для масивних промислових будівель з металічним каркасом і крановим устаткуванням вантажопідйомністю 25...50 т ступінь руйнування повний.}

^{1.3 Оцінка пожежонебезпечних зон}

^{Пожежа - це неконтрольоване горіння, що приводить до матеріального збитку і створює небезпеку для життя людей.}

^{На виникнення і поширення пожеж впливають, головним чином, такі фактори: вогнестійкість будинків і споруджень; пожежна небезпека виробництва; щільність забудови; метеоумови та ін.}

^{Вогнестійкість будинків і споруджень визначається займистістю їхніх елементів і вогнестійкістю основних конструкцій. Усі будівельні матеріали по займистості поділяються на горючі, важкогорючі і негорючі.}

^{Розрізняють п'ять ступенів вогнестійкості будинків: I, II, III, IV, V. Їх можна характеризувати таким чином:}

^{I і II ступені — будинки та спорудження, в яких всі основні конструкції виконані з негорючих матеріалів; причому аналогічні конструкції у будинків I ступеня мають більшу межу вогнестійкості;}

^{III ступінь — будинки, в яких несучі стіни виконані з негорючих матеріалів, а перекриття і перегородки (не несучі) — горючі і важкогорючі (дерев'яні оштукатурені);}

^{IV ступінь — дерев'яні оштукатурені будинки;}

^{V ступінь — дерев'яні неоштукатурені будинки.}

^{Пожежна небезпека виробництва визначається технологічним процесом, речовинами і матеріалами, що використовуються у виробництві, а також готовою продукцією. По пожежній небезпеці всі об'єкти поділяються на п'ять категорій: А, Б, В, Г, Д (див.[2]).}

^{Щільність забудови (П) визначається відношенням сумарної площі, що займають всі будинки Sп, до площі території об'єкту Sт:}

^{При щільності забудови до 7% пожежі практично не поширюються. При щільності забудови від 7 до 20% можуть поширюватися окремі пожежі, а понад 20% імовірне виникнення суцільних пожеж.}

^{Орієнтовно можна приймати, що виникнення і розвиток пожежі (утворення суцільної пожежі) у будинках I, II і III ступенів вогнестійкості [2, 3] можливо при надлишкових тисках вибуху 30—50 кПа, а в будинках IV і V ступенів — до 20 кПа.}

^{2. Стійкість об’єкта і шляхи її підвищення}

^{Під стійкістю роботи промислового об'єкта розуміють здатність об'єкта випускати установлені види продукції в умовах НС, а також пристосованість цього об'єкта до відновлення у випадку ушкодження.}

^{Аналізують стійкість і уразливість елементів об'єкта в умовах НС, а також оцінюють небезпеку виходу з ладу чи руйнування елементів або всього об'єкта в цілому. На цьому етапі аналізують:}

^{- надійність установ і технологічних комплексів;}

^{- наслідки аварій окремих систем виробництва;}

^{- поширення ударної хвилі по території підприємства при вибухах ємкостей, комунікацій;}

^{- поширення вогню при пожежах;}