Теоретический раздел, Порядок определения расчетной площади ЧС - Противопожарная защита на предприятиях пищевой промышленности

Порядок определения расчетной площади ЧС

Прогнозирование масштабов заражения АХОВ осуществляется по методике. Методика предназначена для заблаговременного и оперативного прогнозирования масштабов заражения на случай выброса АХОВ в окружающую среду при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте.

При этом принимаются следующие основные допущения и ограничения:

Емкости, содержащие АХОВ, разрушаются полностью. При заблаговременном прогнозировании количество выброшенного при аварии вещества (Qо) принимают равным количеству АХОВ в максимальной по объему единичной емкости, метеорологические условия - изотермия, скорость ветра 2 м/с. При авариях на газо - и продуктопроводах выброс АХОВ принимается равным максимальному количеству вещества, содержащемуся в трубопроводе между автоматическими отсекателями, например, для аммиакопроводов - 275-500 т.

Толщина слоя жидкости для АХОВ (h), разлившихся свободно на подстилающей поверхности, принимается равной 0,05 м по всей площади разлива, а для АХОВ, разлившихся в поддон или обвалование, определяется следующим образом:

А) при разливах из емкостей, имеющих самостоятельный поддон (обвалование):

H = H - 0,2,

Где Н - высота поддона (обвалования), м;

Б) при разливах из емкостей, расположенных группой, имеющих общий поддон (обвалование):

,

Где: Qо - количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, т;

d - плотность АХОВ, т/м3;

F - реальная площадь разлива в поддон (обвалование), м2.

Предельное время пребывания людей в зоне заражения и продолжительность сохранения неизменными метеорологических условий (степени вертикальной устойчивости воздуха, направления и скорости ветра) составляют 4 ч. По истечении указанного времени прогноз обстановки должен уточняться.

Расчеты ведутся по эквивалентным количествам АХОВ. Под эквивалентным количеством АХОВ понимается такое количество хлора, масштаб заражения которым при инверсии эквивалентен масштабу заражения при данной степени вертикальной устойчивости воздуха количеством данного АХОВ, перешедшим в первичное (вторичное) облако.

Различают три степени вертикальной устойчивости воздуха:

Первая степень - инверсия - характеризуется большой вертикальной устойчивостью воздуха, обусловленной повышением температуры его слоев с высотой и сильным охлаждением почвы. При этом более холодный и, соответственно, более тяжелый воздух находится внизу, а более теплый - вверху. Инверсия воздуха возникает ночью при безоблачном небе. Ночью нижний слой воздуха остывает, отдавая свое тепло земле, которая охлаждается быстрее. При безоблачном небе излучение тепла в воздушное пространство идет интенсивнее и разность температур поверхности почвы и прилегающего слоя воздуха может достигать нескольких градусов. Если ветра нет, то охладившийся слой воздуха длительно застаивается около земной поверхности. Зимой инверсия возможна в ясные морозные дни. Инверсия препятствует рассеиванию зараженного воздуха и способствует длительному сохранению высоких концентраций АХОВ в приземном слое. При инверсии создаются наиболее благоприятные условия для распространения зараженного воздуха.

Вторая степень - изотермия - характеризуется состоянием безразличного вертикального равновесия воздуха. Изотермия возникает в утренние и вечерние часы при устойчивой погоде, но наиболее типична для пасмурной погоды. Наличие облачности нарушает суточный ход температуры, уменьшая разницу в степени нагретости воздуха и почвы в дневное и ночное время; этим устраняется нарушение вертикальной устойчивости воздуха. При изотермии создаются достаточно благоприятные условия для заражения местности АХОВ.

Третья степень - конвекция - характеризуется большой вертикальной неустойчивостью воздуха, которая обусловлена резким падением температуры воздуха с высотой и сильным нагревом почвы. Конвекция наблюдается в летние ясные дни, когда при интенсивном нагревании нижнего слоя воздуха он становится легче и вытесняется вверх, а верхние слои, более холодные и тяжелые, опускаются вниз. При этом происходит вертикальное перемешивание воздуха. Конвекция вызывает сильное рассеивание зараженного воздуха. Концентрация АХОВ быстро падает ниже поражающей. При конвекции создаются самые неблагоприятные условия для заражения местности АХОВ.

Таблица 2.1- Определение степени вертикальной устойчивости воздуха по прогнозу погоды

Скор. ветра, м/c

Ночь

Утро

День

Вечер

Ясно, перем. облач.

Сплош. облач.

Ясно, перем. облач.

Сплош. облач.

Ясно, перем. облач.

Сплош. облач.

Ясно, перем облач

Сплош. облач

Менее 2

Ин

Из

Из (ин)

Из

К (из)

Из

Ин

Из

От 2 до 4

Ин

Из

Из (ин)

Из

Из

Из

Из (ин)

Из

Более 4

Из

Из

Из

Из

Из

Из

Из

Из

Для проведения расчетов используются следующие основные исходные данные:

Общее количество АХОВ на объекте и данные по размещению их запасов в емкостях и технологических трубопроводах;

Количество АХОВ, выброшенных в атмосферу, и характер их разлива на подстилающей поверхности ("свободно", "в поддон" или "обвалование");

Высота поддона или обвалования складских емкостей;

Метеорологические условия: температура воздуха, скорость ветра в приземном слое (на высоте 10 м), степень вертикальной устойчивости воздуха;

Плотность (количество) населения в зоне возможного химического заражения и степень его защиты.

Вычисляем эквивалентное количество АХОВ, перешедшее в первичное облако, по формуле:

,

Где: K1 - коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ (табл. 2.2; для сжатых газов K1 = 1);

K3 - коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе другого АХОВ (табл. 2.2 );

K5- коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха: принимается равным для инверсии 1, для изотермии - 0,23, для конвекции - 0,08;

K7 - коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха;

Qо - количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, т.

Таблица 2.2 - Значения поправочных коэффициентов для оценки эквивалентного количества АХОВ

Наименование

Плотность АХОВ, т/м3

Температура кипен., С

Пороговая токсодоза, мгмин / л

Значения вспомогательных коэффициентов

АХОВ

Газ

Жидкость

К1

К2

К3

К7 для температуры воздуха (С)

-40

-20

0

20

40

Акролеин

-

0,839

52,7

0,2

0

0,013

3,0

0,1

0,2

0,4

1

2,2

Аммиак:

Под давлен.

0,0008

0,681

-33,42

15

0,18

0,025

0,04

0/0,9

0,3/1

0,6/1

1/1

1,4

Изотермич.

-

0,681

-33,42

15

0,01

0,025

0,04

0/0,9

0,3/1

0,6/1

1/1

1,4/1

Ацетонитрил

-

0,786

81,6

21,6

0

0,004

0,028

0,02

0,1

0,3

1

2,6

Ацетонциангидрин

-

0,932

120

1,9

0

0,002

0,316

0

0

0,3

1

1,5

Водород:

Мышьяков.

0,0035

1,64

-62,47

0,2

0,17

0,054

3,0

0,3/1

0,5/1

0,8/1

1/1

1,2/1

Фтористый

-

0,989

19,52

4

0

0,028

0,15

0,1

0,2

0,5

1

1

Хлористый

0,0016

1,191

-85,10

2

0,28

0,037

0,30

0,4/1

0,6/1

0,8/1

1/1

1,2/1

Бромистый

0,0036

1,490

-66,77

2,4

0,13

0,055

0,25

0,3/1

0,5/1

0,8/1

1/1

1,2/1

Цианистый

-

0,687

25,7

0,2

0

0,026

3,0

0

0

0,4

1

1,3

Диметиламин

0,0020

0,680

6,9

1,2

0,06

0,041

0,5

0/0,1

0/0,3

0/0,8

1/1

2,5/1

Метиламин

0,0014

0,699

-6,5

1,2

0,13

0,034

0,5

0/0,3

0/0,7

0,3/1

1/1

1,8/1

Метил бромист.

-

1,732

3,6

1,2

0,04

0,039

0,5

0/0,2

0/0,4

0/0,9

1/1

2,3/1

Метил хлорист.

0,0023

0,983

-23,76

10,8

0,125

0,044

0,056

0/0,5

0,1/1

0,6/1

1/1

1,5/1

Метилакрилат

-

0,953

80,2

6

0

0,005

0,1

0,1

0,2

0,4

1

3,1

Метилмеркаптан

-

0,867

5,95

1,7

0,06

0,043

0,353

0/0,1

0/0,3

0/0,8

1/1

2,4/1

Нитрил акриловой кислоты

-

0,806

77,3

0,75

0

0,007

0,80

0,04

0,1

0,4

1

2,4

Окислы азота

-

1,491

21,0

1,5

0

0,040

0,40

0

0

0,4

1

1

Окись этилена

-

0,882

10,7

2,2

0,05

0,041

0,27

0/0,1

0/0,3

0/0,7

1/1

3,2/1

Сернистый ангидрид

0,0029

1,462

-10,1

1,8

0,11

0,049

0,333

0/0,2

0/0,5

0,3/1

1/1

1,7/1

Сероводород

0,0015

0,964

-60,35

16,1

0,27

0,042

0,036

0,3/1

0,5/1

0,8/1

1/1

1,2/1

Сероуглерод

-

1,263

46,2

45

0

0,021

0,013

0,1

0,2

0,4

1

2,1

Соляная кислота

-

1,198

-

2

0

0,021

0,30

0

0,1

0,3

1

1,6

Триметиламин

-

0,671

2,9

6

0,07

0,047

0,1

0/0,1

0/0,4

0/0,9

1/1

2,2/1

Формальдегид

-

0,815

-19,0

0,6

0,19

0,034

1,0

0/0,4

0/1

0,5/1

1/1

1,5/1

Фосген

0,0035

1,432

8,2

0,6

0,05

0,061

1,0

0/0,1

0/0,3

0/0,7

1/1

2,7/1

Фтор

0,0017

1,512

-188,2

0,2

0,95

0,038

3,0

0,7/1

0,8/1

0,9/1

1/1

1,1/1

Фосфор Треххлористый

-

1,570

75,3

3

0

0,010

0,2

0,1

0,2

0,4

1

2,3

Фосфора Хлорокись

-

1,675

107,2

0,06

0

0,003

10,0

0,05

0,1

0,3

1

2,6

Хлор

0,0032

1,553

-34,1

0,6

0,18

0,052

1,0

0/0,9

0,3/1

0,6/1

1/1

1,4/1

Хлорпикрин

-

1,658

112,3

0,02

0

0,002

30,0

0,03

0,1

0,3

1

2,9

Хлорциан

0,0021

1,220

12,6

0,75

0,04

0,048

0,80

0/0

0/0

0/0,6

1/1

3,9/1

Этиленимин

-

0,838

55,0

4,8

0

0,009

0,125

0,05

0,1

0,4

1

2,2

Этиленсульфид

-

1,005

55,0

0,1

0

0,013

6,0

0,05

0,1

0,4

1

2,2

Этилмеркаптан

-

0,839

35,0

2,2

0

0,028

0,27

0,1

0,2

0,5

1

1,7
    1. Плотности газообразных АХОВ в столбце 2 приведены для атмосферного давления; при давлении в емкости, отличном от атмосферного, плотности газообразных АХОВ определяются путем умножения данных столбца 2 на значения давления в атмосферах (1 атм = 760 мм. рт. ст.). 2. Значения К7 в столбцах 9-13 в числителе приведены для первичного, в знаменателе - для вторичного облака. 3. Значение К1 для изотермического хранения аммиака приведено для случая разлива (выброса) в поддон. 2. Вычисляем эквивалентное количество АХОВ, перешедшее во вторичное облако, по формуле:

,

Где:K2 - коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ (табл. 2.2);

K4 - коэффициент, учитывающий скорость ветра (табл. 2.3);

K6 - коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после начала аварии N; его значение определяется после расчета продолжительности испарения вещества Т (ч) (см. п. 7):

K6 = N0,8 при N<T; K6 = T0,8 при NT;

При Т<1 ч K6 принимается для 1 ч;

d - плотность АХОВ, т/м3 ;

h - толщина слоя АХОВ, м.

При определении величины QЭ2 для веществ, не вошедших в табл. 2, значение коэффициента К7 принимается равным 1, а коэффициент К2 определяется по формуле:

K2 = 8,1010-6p,

Где: р - давление насыщенного пара вещества при заданной температуре воздуха, мм. рт. ст; m - молекулярная масса вещества.

Таблица 2.3 - Значение коэффициента К4 в зависимости от скорости ветра

Скорость ветра, м/с

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

15

К4

1

1,33

1,67

2,0

2,34

2,67

3,0

3,34

3,67

4,0

5,68

В случае полного разрушения химически опасного объекта расчет эквивалентного количества АХОВ в облаке зараженного воздуха ведется, как для вторичного облака, по формуле:

,

K2i - коэффициент, зависящий от физико-химических свойств i-го АХОВ;

K3i - коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе i-го АХОВ;

K6i - коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после разрушения объекта;

K7i - поправка на температуру для i-го АХОВ;

Qi - запасы i-го АХОВ на объекте, т;

Di - плотность i-го АХОВ, т/м3.

3. По табл. 2.4 определяем глубину распространения первичного (Г1) и вторичного (Г2) облаков АХОВ. Общую глубину распространения воздуха Г вычисляем по формуле:

Г =Г'+0,5Г",

Где: Г' - наибольший, Г" - наименьший из размеров Г1 и Г2, км.

4. Общую глубину распространения облака зараженного воздуха Г сравниваем с возможным предельным значением глубины переноса воздушных масс ГП, определяемой из уравнения:

ГП = Nv,

Где: N - время от начала аварии, ч;

V - скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха при данных скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха, км/ч (табл. 2.4).

Вычисляем площадь зоны возможного заражения АХОВ Sв:

Sв = 8,7210-3Г2 ,

Где: Sв - площадь зоны возможного заражения АХОВ, км ;

Г - глубина зоны заражения, км;

- угловые размеры зоны возможного заражения, град (табл. 2.5).

6. Вычисляем площадь зоны фактического заражения АХОВ Sф по формуле:

Sф = K8Г2N0,2

Где: К8 - коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха, принимается равным 0,081 при инверсии; 0,133 при изотермии; 0,235 при конвекции; N - время, прошедшее после начала аварии, ч.

Таблица 2.4 - Глубины зоны заражения, км

Скорость ветра, м/с

Эквивалентное количество АХОВ, т

0,01

0,05

0,1

0,5

1

3

5

10

20

30

50

70

100

300

500

700

1000

2000

1 и менее

0,38

0,85

1,25

3,16

4,75

9,18

12,53

19,20

29,56

38,13

52,67

65,23

81,91

166

231

288

363

572

2

0,26

0,59

0,84

1,92

2,84

5,35

7,20

10,83

16,44

21,02

28,73

35,35

44,09

87,79

121

150

189

295

3

0,22

0,48

0,68

1,53

2,17

3,99

5,34

7,96

11,94

15,8

20,59

25,21

31,30

61,47

84,50

104

130

202

4

0,19

0,42

0,59

1,33

1,88

3,28

4,36

6,46

9,62

12,18

16,43

20,05

24,80

48,18

65,92

81,17

101

157

5

0,17

0,38

0,53

1,19

1,68

2,91

3,75

5,53

8,19

10,33

13,88

16,89

20,82

40,11

54,67

67,15

83,60

129

6

0,15

0,34

0,48

1,09

1,53

2,66

3,43

4,88

7,20

9,06

12,14

14,79

18,13

34,67

47,09

56,72

71,70

110

7

0,14

0,32

0,45

1,00

1,42

2,46

3,17

4,49

6,48

8,14

10,87

13,17

16,17

30,73

41,63

50,93

63,16

96,30

8

0,13

0,30

0,42

0,94

1,33

2,30

2,97

4,20

5,92

7,42

9,90

11,98

14,68

27,75

37,49

45,79

56,70

86,20

9

0,12

0,28

0,40

0,88

1,25

2,17

2,80

3,96

5,60

6,86

9,12

11,03

13,50

25,39

34,24

41,76

51,60

78,30

10

0,12

0,26

0,38

0,84

1,19

2,06

2,66

3,76

5,31

6,50

8,50

10,23

12,54

23,49

31,61

38,50

47,53

71,90

11

0,11

0,25

0,36

0,80

1,13

1,96

2,53

3,58

5,06

6,20

8,01

9,61

11,74

21,91

29,44

35,81

44,15

66,62

12

0,11

0,24

0,34

0,76

1,08

1,88

2,42

3,43

4,85

5,94

7,67

9,07

11,06

20,58

27,61

35,55

41,30

62,20

13

0,10

0,23

0,33

0,74

1,04

1,80

2,37

3,29

4,66

5,70

7,37

8,72

10,48

19,45

26,04

31,62

38,90

58,44

14

0,10

0,22

0,32

0,71

1,00

1,74

2,24

3,17

4,49

5,50

7,10

8,40

10,04

18,46

24,69

29,95

36,81

55,20

15 и более

0,10

0,22

0,31

0,69

0,97

1,68

2,17

3,07

4,34

5,31

6,86

8,11

9,70

17,60

23,50

28,48

34,98

52,37

Таблица 2.4 - Скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха

В зависимости от скорости ветра, км/ч

Состояние атмосферы (степень вертикальной устойчивости)

Скорость ветра, м/с

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Инверсия

5

10

16

21

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Изотермия

6

12

18

24

29

35

41

47

53

59

65

71

76

82

88

Конвекция

7

14

21

28

Таблица 2.5 - Угловые размеры зоны возможного заражения АХОВ в зависимости от скорости ветра

U, м/с

<0,5

0,6-1

1,1-2

2

,

360

180

90

45

7. Вычисляем продолжительность поражающего действия АХОВ (время испарения АХОВ с площади разлива) по формуле:

.

8. Вычисляем время подхода облака зараженного воздуха к заданному объекту:

,

Где: х - расстояние от источника заражения до заданного объекта, км;

- скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха, км/ч (табл. 2.4).

Вычисляем возможные общие потери населения в очаге поражения АХОВ по формуле:

Ро= Sф ( Гг/Г)К + (1- Гг/Г)К,

Где: Ро - общие потери населения в очаге поражения АХОВ, чел.;

Гг - глубина распространения облака зараженного АХОВ воздуха в городе, км;

, - средняя плотность населения соответственно в городе и загородной зоне, чел./км2;

К, К - доля незащищенного населения соответственно в городе и загородной зоне, вычисляемая по формулам:

К = 1 - n1 - n2,

К = 1 - n1 - n2,

Где: n1, n1 - доля населения, обеспеченного противогазами, соответственно в городе и загородной зоне;

n2, n2 - доля населения, обеспеченного убежищами, соответственно в городе и загородной зоне.

Для оперативных расчетов принимается, что структура потерь в очаге АХОВ составит:

    35 % - безвозвратные потери; 40 % - санитарные потери тяжелой и средней форм тяжести (выход людей из строя на срок не менее чем на 2-3 недели с обязательной госпитализацией); 25 % - санитарные потери легкой формы тяжести.

При аварии (разрушении) объектов с АХОВ условные обозначения наносятся на карту (план, схему).

Зона возможного заражения облаком АХОВ на картах (схемах) ограничена окружностью, полуокружностью или сектором, имеющим угловые размеры и радиус, равный глубине заражения Г. Угловые размеры в зависимости от скорости ветра по прогнозу приведены в табл. 2.5. Центр окружности, полуокружности или сектора совпадает с источником заражения. Зона фактического заражения, имеющая форму эллипса, включается в зону возможного заражения. Ввиду возможных перемещений облака АХОВ под воздействием изменений направления ветра фиксированное изображение зоны фактического заражения на карты (схемы) не наносится.

При скорости ветра по прогнозу меньше 0,5 м/с зона заражения имеет вид окружности:

зона заражения

Рисунок 1-Зона заражения

Точка "О" соответствует источнику заражения; угол = 360; радиус окружности равен L.

При скорости ветра по прогнозу 0,6-1,0 м/с зона заражения имеет вид полуокружности:

зона заражения

Рисунок 2-Зона заражения

Точка "О" соответствует источнику заражения; угол = 180; радиус полуокружности равен L; биссектриса угла совпадает с осью следа облака и ориентирована по направлению ветра.

При скорости ветра по прогнозу больше 1 м/с зона заражения имеет вид сектора:

зона заражения

Рисунок 3-Зона заражения

Точка "О" соответствует источнику заражения; = 90 при u = 1,12,0 м/с; = 45 при u > 2,0 м/с; радиус сектора равен L; биссектриса угла совпадает с осью следа облака и ориентирована по направлению ветра.

Точкой синего цвета отмечается место аварии и проводится ось в направлении распространения облака зараженного воздуха. На оси следа откладывают величину глубины зоны возможного заражения АХОВ. Синим цветом наносится зона возможного заражения АХОВ в виде окружности, полуокружности или сектора, как отмечено выше. Зона возможного химического заражения штрихуется желтым цветом. Возле места аварии синим цветом делается поясняющая надпись: в числителе указываются тип и количество выброшенного АХОВ (т), в знаменателе - время и дата аварии.

Населенные пункты в зоне возможного химического заражения с находящимися в них людьми, сельскохозяйственными животными и растениями составляют очаг возможного химического поражения.

Похожие статьи




Теоретический раздел, Порядок определения расчетной площади ЧС - Противопожарная защита на предприятиях пищевой промышленности

Предыдущая | Следующая