Расчетно-аналитическое исследование показателей пожарной опасности веществ и прогнозирование динамики (стр. 4 из 4)

К 27 мин будут вскрыты последние 4 оконных проема:

Для удобства все данные сводим в таблицу 2.

Таблица 2.

Время, мин	12	17	23	27
F_пола, м²	25	125	125	125
S_n, м²	25	25	95	125
F₁, м²	0,84	5,84	1,68	3,36
F₁/S_n	3,36∙10^-2	0,23	1,77∙10^-2	2,69∙10^-2
S_n/F_пола	1	0,2	0,76	1
α_в	1,9	4,9	1,9	1,9
F_пр, м²	2,52	17,52	5,04	10,08
F_пр/S_n	0,1	0,7	0,053	0,081
V_м, кг/( м²∙с)	0,009	0,014	0,014	0,008
F_огр, м²	147,48	185,6	732,5	1022,42
q, кВт/м²	22,7	26,4	29,9	34,3
t, °С	450	950	700	700

Плотность теплового потока на заданные моменты времени составит:

Рис. 2. Изменение температуры пожара во времени

Время свободного развития пожара составляет приблизительно 20 мин. Из рис. 1 видно, что площадь пожара в это время будет 70 м², т.е. огнем будет охвачено полностью первое помещение и часть второго и третьего помещений. К этому времени температура пожара достигнет 800 °С. Следовательно работа личного состава без снижения температуры невозможна.

Определение характеристик поражающих факторов и степени их воздействия на людей и окружающую среду

Исходные данные:

Масса хранящихся на объекте ГСМ (СУГ), Q = 100 т.

Размер объекта: 2х4 км.

Плотность рабочего персонала на объекте, П_р = 2 тыс. чел./м².

Плотность населения в поселке, П_н = 2 тыс. чел./м².

Расстояние от объекта до поселка, х = 0,5 км.

Наименование СДЯВ, А – сероуглерод.

Количество выброшенного СДЯВ, Q₀ – 50 т.

Степень вертикальной устойчивости воздуха: изотермия.

Температура воздуха, t = 0 °С.

Скорость ветра, V_в = 5 м/с.

Характер разлива: свободно.

Определить:

I. При взрыве хранилища СУГ:

1) Ожидаемую степень разрушения производственного кирпичного здания на расстоянии 300 м от хранилища сжиженных углеводородных газов;

2) Является ли объект экономики потенциально опасным при:

а) мгновенном и полном разрушении резервуара с СУГ;

б) неполном разрушении резервуара.

II. При взрыве склада ГСМ:

1) Величину радиуса смертельного поражения при взрыве топливовоздушной смеси (ТВС) в результате полного разрушения емкостей с бензином;

2) Ожидаемую степень разрушения зданий и сооружений в поселке на расстоянии 500 м от склада ГСМ.

Решение.

I. При взрыве хранилища СУГ:

1.1. В очаге взрыва газовоздушной смеси (ГВС) (Рис. 3) выделяются зоны, имеющие форму полусфер: I зона (детонационной волны) радиусом R₁

II зона (действия продуктов взрыва), радиус которой R₂

R₁

1,7 ∙ 81

138 м.

Рис. 3. Зоны в очаге поражения при взрыве ТВС.

1.2. Производственное здание находится за пределами этих двух зон и оказалось в третьей зоне ударной воздушной волны. По графику (рис. 8 [5]), находим, что при массе взрывоопасной ГВС 100 т на расстоянии 300 м от центра взрыва величина избыточного давления должна составить 50 кПа (или 0,5 кг/см²).

1.3. Избыточное давление величиной 50 кПа вызовет сильные разрушения производственного кирпичного здания (табл. 12 приложения 2 [5]).

2.1. При мгновенном и полном разрушении резервуара во зрыве участвует вся масса СУГ (100 т). По табл. 9 [5] определяем, что число погибших из числа персонала 129 чел., а радиус смертельного поражения достигнет 139 м. Хотя среди населения жертв нет, так как расстояние от объекта экономики до поселка больше 139 м, объект при полном разрушении резервуара является потенциально опасным (погибло больше 10 человек).

2.2. При неполном разрушении резервуара облако ТВС образуется из 50 % массы СУГ, т.е. Q = 50 т. Среди населения в этом случае так же жертв нет, а среди персонала они достигнут 51 человека. Радиус смертельных поражений составит 88 м.

Следовательно, при неполном разрушении резервуара объект экономики является потенциально опасным.

II. При взрыве склада ГСМ:

2.1. В очаге взрыва топливовоздушной смеси (Рис. 5) выделяются зоны, имеющие форму полусфер: I зона (детонационной волны) радиусом R₁

; II зона (действия продуктов взрыва), радиус которой R₂

R₁

1,7 ∙ 81

138 м. В расчетах принимаем, что весь объем хранящихся ГСМ принимает участие во взрыве.

2.2. Поселок находится за пределами этих двух зон и оказался в третьей зоне ударной волны. По графику (рис. 8 [5]) находим, что при массе взрывоопасной ТВС 100 т на расстоянии 500 м от центра взрыва величина избыточного давления должна составить 23 кПа (0,23 кг/см²).

Избыточное давление величиной 0,23 кг/см² вызовет сильные разрушения деревянных и кирпичных зданий в поселке (табл. 12 приложения 2 [5]).

При мгновенном и полном разрушении емкостей с ГСМ во взрыве участвует вся масса ГСМ (100 т). По таблице 9 определяем, что число погибших из числа персонала 26 чел., а радиус смертельного поражения достигнет 139 м. Среди населения поселка жертв нет т.к. расстояние от объекта экономики до поселка больше 139 м.

Прогнозирование химической обстановки при аварии на ХОО

Для заблаговременного и оперативного прогнозирования масштабов заражения на случай выбросов сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ) в окружающую среду при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте используется РД 52.04.253-90 «Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте».

Методика позволяет осуществлять прогнозирование масштабов зон заражения при авариях на технологических емкостях и хранилищах, при транспортировке железнодорожным, трубопроводным и другими видами транспорта, а также в случае разрушения химически опасных объектов.

Рассмотрим случай аварии на ХОО, где в технологической системе содержалось 50 т сероуглерода. Определим глубину зоны возможного заражения сероуглеродом при времени от начала аварии 1 ч и продолжительность действия источника заражения (время испарения сероуглерода).

Метеоусловия на момент аварии: скорость ветра 5 м/с, температура воздуха 0 °С, изотермия. Разлив СДЯВ на подстилающей поверхности - свободный.

Решение

1. Так как количество разлившегося сероуглерода неизвестно, то принимаем его равным максимальному - 50 т (согласно п.1.5 [6]).

2. По формуле (1, [6]) определяем эквивалентное количество вещества в первичном облаке: Q_э1 = 0 т.

3. По формуле (12, [6]) определяем время испарения хлора:

4. По формуле (5, [6]) определяем эквивалентное количество вещества во вторичном облаке:

т.

5. По приложению 2 для 0,1 т находим глубину зоны заражения для вторичного облака: Г₂=0,17 км.

6. Находим полную глубину зоны заражения:

Г = 0,17 + 0,5 0 = 0,17 км.

7. По формуле (7, [6]) находим предельно возможные значения глубины переноса воздушных масс: Г_п = 1 · 29 = 29 км.

Таким образом, глубина зоны заражения сероуглеродом в результате аварии может составить 0,17 км; продолжительность действия источника заражения - около 3,2 часа.

Список литературы

1. Березин Б.Д., Березин Д.Б. Курс современной органической химии. М., Высшая школа, 1999.

2. Ким А.М. Органическая химия. Новосибирск, Сибирское университетское издательство, 2002.

3. Мищенко К.П., Равделя А.А. Краткий справочник физико-химических величин. Л., Химия, 1974.

4. Беззапонная О.В., Вайнтер Е.В. Основы процессов горения. Материальный и тепловой баланс процессов горения. Екатеринбург, ГОУ-ВПО УГТУ-УПИ, 2008.

5. Врублевский А.В., Котов Г.В., Гороховик М.В. Опасные факторы чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера: Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы. – Мн.: ЦНИИТУ, 2004.

6. Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте. РД 52.04.253-90.

7. Корольченко А.Я., Корольченко Д.А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник: в 2-х ч. – 2-е изд., перераб., и доп. – М.: Асс. «Пожнаука», 2004.