Обеспечение безопасности прогнозирование и разработка мероприятий по предупреждению и ликвидации (стр. 11 из 28)
h – высота завала;
L – дальность разлета обломков (при авариях со взрывом L=0,5H);
Азав, Взав – длина и ширина завала.
Рисунок 2.2 – Расчетная схема образования завала при различных давлениях
Размеры завалов при взрыве в здании определяются по формулам
Азав= А+2L; Взав=В+2L (2.31)
Вне здания: Азав= А+L; Взав=В+L (2.32)
Приравняв правые части формул (2.22) и (2.23), найдем высоту завала
, (2.33)Из приложения Б видно, что полному разрушению подвергнутся здание компрессорной станции (А=85 м, В=65 м, Н=10 м, Азав=95 м, Взав=75 м) и установка подготовки газа (А=4 м, В=5 м, Н=4 м, по формулам 3.17: Азав=6 м, Взав=7 м). Таким образом, подставив значения получим высоту и объем завала, образовавшегося при полном разрушении строения
; 
; 
; 
; 
;
.Объем завала зданий, получивших сильную степень разрушения, принимают равным половине от объема завала полностью разрушенного здания. В зоне сильных разрушений находятся установка охлаждения газа (А=45м, В=20 м, Н=4 м, Азав=47 м, Взав=22 м), здание ремонтного управления (А=30 м, В=10 м, Н=3 м, Азав=33 м, Взав=13 м) и установка очистки газа (А=38 м, В=15 м, Н=4 м, Азав=40 м, Взав=17 м).
; 
; 
; 
; 
; 
; 
;
; 
;Общие потери людей на объекте будут суммироваться из чисел пострадавших в зданиях и вне зданий
Nоб = Nоб.зд + Nоб.откр., (2.34)
где Nоб.зд – пострадавшие, находившиеся в зданиях (17 человек);
Nоб.откр – пострадавшие, находившиеся вблизи здания (0 человек).
Следовательно,
Nоб = 17+0=17 чел.
Безвозвратные потери людей под завалами составят
Nб = 0,6∙Nоб (2.35)
Nб = 0,6×17=10 чел.,
а санитарные потери в завалах
Nс = Nоб – Nб (2.36)
Nс = 17 – 10=7 чел.
Таким образом, общее число пострадавших при ЧС на компрессорной станции будет определяться как сумма пострадавших от избыточного давления ударной волны взрыва и пострадавших, находящихся под завалами:
Nсан=7+5=12; Nбезвозвр=10+0=10.
Общее число пострадавших при ЧС на компрессорной станции составит– 22 человека.
2.11 Расчет интенсивности теплового излучения и времени существования «огненного шара»
Облако газовоздушной смеси, переобогащенное топливом, и не способное поэтому объемно детонировать, начинает гореть вокруг своей внешней оболочки, образуя огневой шар. Такие шары, вызванные горением углеводородов, светятся и излучают тепло, что может причинить смертельные ожоги и вызвать возгорание горючих веществ. Огневой шар как поражающий фактор оценивается следующими параметрами:
- максимальный размер;
- время существования;
- плотность теплового потока.
Данные для расчета.
По сценарию С3 с максимально негативным воздействием на окружающую среду, перед образованием «огненного шара», 902,5 кг. газа участвует в образовании избыточного давления, т.о. масса газа в «огненном шаре» составит 2292,5 кг. Плотность газа 0,71 кг/м3. Расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара» 60м.
Расчет интенсивности теплового излучения «огненного шара» q, кВт/м2, проводят по формуле:
q = Ef · Fq · t, (2.37)
где Ef — cреднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м2;
Fq — угловой коэффициент облученности;
t - коэффициент пропускания атмосферы.
Ef определяют на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать Ef равным 450 кВт/м2 [17].
Fq рассчитывают по формуле:
, (2.38)где Н— высота центра «огненного шара», м;
Ds — эффективный диаметр «огненного шара», м;
r — расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара», м.
Эффективный диаметр «огненного шара» Ds рассчитывают по формуле:
Ds =5,33∙ m 0,327, (2.39)
где т — масса горючего вещества, кг.
H определяют в ходе специальных исследований. Допускается принимать H равной Ds/2.
Время существования «огненного шара» ts, с, рассчитывают по формуле:
ts = 0,92 m 0,303 (2.40)
Коэффициент пропускания атмосферы t рассчитывают по формуле:
t = ехр [-7,0 · 10-4 (
- Ds / 2)], (2.41)Доза теплового излучения Q, Дж/м2,рассчитывается по формуле:
Q = q · ts, (2.42)
Расчет.
По формуле (2.39) определяем эффективный диаметр «огненного шара» Ds:
Ds = 5,33 · 2292,50,327 = 66,9 м.
По формуле (2.38), принимая H = Ds /2 = 33,5 м, находим угловой коэффициент облученности Fq:
По формуле (2.41) находим коэффициент пропускания атмосферы t:
t = ехр [-7,0 · 10-4 · (
)] = 0,97.По формуле (2.37), принимая Ef = 200 кВт/м2, находим интенсивность теплового излучения q:
q = 450 · 0,1· 0,97 = 45,3 кВт/м2.
По формуле (2.40) определяем время существования «огненного шара» ts:
ts = 0,92 · 2292,50,303 = 9,5 с.
Доза теплового излучения Q определяем по формуле (2.42):
Q = 45300·9,5 = 0,43 МДж/м2.
Зависимость величины теплового излучения огневого шара от расстояния до его центра представлена в таблице 2.7 и на рисунке 2.3.
Таблица 2.7 – Зависимость величины теплового потока от расстояния до его центра
| Расстояние до центра огневого шара | Тепловой поток, q, кВт/м2 | Доза теплового излучения, 105 Дж/м2 |
| 1 | 2 | 3 |
| 40 | 70,2 | 6,7 |
| 60 | 45,3 | 4,4 |
| 80 | 28,6 | 2,8 |
| 100 | 18,4 | 1,8 |
| 120 | 12,2 | 1,2 |
| 140 | 8,4 | 0,8 |
| 160 | 5,9 | 0,6 |
| 180 | 4,3 | 0,4 |
| 200 | 3,2 | 0,3 |
| 220 | 2,4 | 0,2 |
| 240 | 1,9 | 0,2 |
| 260 | 1,5 | 0,1 |
| 280 | 1,2 | 0,1 |
Площадь пожара на промплощдке КС составила 2352 м2.
За время существования огневого шара (9,5 сек.), допустим, что 3 человека получат ожоги различной степени тяжести. На таблице 2.8 представлена численность и степень ожогов пострадавшего населения.
Таблица 2.8 – Предельно допустимая доза теплового излучения при воздействии «огненного шара» на человека
| Расстояние до центра огневого шара, м | Доза теплового излучения, Дж/м2 | Степень ожога | Численность пострадавшего населения |
| до 75 | 3,2×105 | III | 1 |
| От 75 до 90 | 2,2×105 | II | 1 |
| От 90 до 115 | 1,2×105 | I | 1 |
Т.о. 1 человек, находящийся в радиусе до 75 метров от газопровода получит ожоги III степени,1 человек в радиусе от 75 до 90 метров II степень и 1 человек в радиусе от 90 до 115 метров I степень. Всего пострадает 3 человека.
Учитывая масштаб и расстояние, на котором расположен газопровод, необходимо произвести оценку риска для населения находящиеся на промплощадке компрессорной станции.
2.12 Метод оценки индивидуального риска для аварии в помещении
Уровень обеспечения безопасности людей при пожарах отвечает требуемому, если:
, (2.43)где
— нормируемый индивидуальный риск, 
= 10-6 год-1;Qв — расчетный индивидуальный риск.
Расчетный индивидуальный риск Qв в каждом здании (помещении) рассчитывают по формуле
Qв= Qп Pпp (1 - Рэ) (1 - Pп.з), (2.44)
где Qп — вероятность пожара в здании в год (Qп=10-4 – по статистическим данным);
Рпр — вероятность присутствия людей в здании;
Рэ — вероятность эвакуации людей;
Рп.з — вероятность эффективной работы технических решений противопожарной защиты.
Вероятность эвакуации Рэ рассчитывают по формуле