Материал: Факторы, определяющие устойчивость функционирования промышленных объектов и технических систем

–  приведение в полную готовность средств защиты, оповещения и связи;

–       проведение комплекса противопожарных, противопаводковых и др. мероприятий;

–       проведение (по особому указанию) рассредоточения и эвакуации населения и др.

На период действия ЧС планируется:

–  оповещение персонала о ЧС;

–       безаварийная остановка производства;

–       укрытие производственного персонала в защитных сооружениях;

–       проведение неотложных спасательных, восстановительных и др. работ в очагах поражения, районах заражения и др.

Мероприятия по повышению устойчивости функционирования объектов экономики, намечаемые к реализации до ЧС вносятся в планы социально-экономического развития объекта, намечаемые к реализации при угрозе и возникновении ЧС - в планы и планы-графики действий при ЧС в мирное и военное время.

2. Определение параметров поражающих факторов, прогнозируемых чрезвычайные ситуации

.1 Определение устойчивости ЗАО «Термофор» к воздействию ударной волны

ЗАО «Термофор» зарегистрировано в 17. 05. 2003 года Постановлением Администрации г. Новосибирска № 331, свидетельство № 227. Юридический адрес организации: 630071 Россия Новосибирская область, г. Новосибирск, ул. Станционная, д. 60/1.

ЗАО «Термофор»базируется на территории Новосибирского завода «Сибтекстильмаш». Она входит в группу предприятий «ЗАВОД ТРУД», в которой объединены крупные промышленные предприятия Новосибирска из разных отраслей машиностроения, финансовые и торговые компании.

ЗАО «Термофор»выпускает серийно:

–  классические дровяные печи-каменки для русских бань «Компакт 12»;

–       классические дровяные печи-каменки для русских бань«Тунгуска»;

–       дровяную печь-камин «Калина»;

–       твердотопливные воздухогрейнные котлы «Профессор Бутаков»;

–       портативные дровяные отопительно-варочные печи «Дуплет;

–       дровяные отопительно-варочные печи длительного горения эконом- класса «Нормаль»;

–       товары, необходимые для полной комплектации и нормальной работы печей (модули трубы различного диаметра, «утепленные» модули трубы (сендвичи) для установки их в зоне минусовых температур, «зонтики», искрогасители, баки для воды как холодной так и горячей, термозащиты, колено разных размеров, потолочные разделки). Устойчивость элементов производственных комплексов объектов экономики и их структурных подразделений к воздействию воздушной ударной волны заключается:

–       в выявлении основных элементов производственного комплекса, от которых зависит функционирование объектов и их структурных подразделений;

–       в определении (по формулам, таблицам) расчетной устойчивости каждого элемента производственного комплекса цеха - по нижней границе диапазона давлений, вызывающих средние разрушения;

–       в определении расчетной устойчивости группы элементов (зданий, оборудования и т. п.) и производственного комплекса цехов в целом - по минимальной расчетной устойчивости элемента (группы элементов), выход из строя которого (которых) приведет к остановке производства;

–       в сравнении расчетной устойчивости производственного комплекса цехов (объектов в целом) с величиной прогнозируемого избыточного давления воздушной ударной волны взрыва;

–       в разработке мероприятий по повышению устойчивости наиболее уязвимых элементов производственного комплекса цехов и объектов.

Определим устойчивость механического цеха, часть которого арендует ЗАО«Термофор»к воздействию воздушной ударной волны с максимальным избыточным давлением DРФ =45 кПа. Характеристика цеха:

–  здание цеха с тяжелым металлическим каркасом.

–       Оборудование цеха включает в себя станки: токарно-револьверный прутковый, копировально-фрезерный с программным управлением; зубообрабатывающий; фрезерно-центровальный полуавтомат.

–       КЭС цеха: электрические сети кабельные, наземные и трубопроводы наземные.

Проведем расчет устойчивости каждого элемента производственного комплекса цеха к воздействию воздушной ударной волны в таблице 2.1 по данным таблицы П.6.

Таблица 2.1 - Степень разрушения элементов производственного комплекса цеха

Для каждого элемента производственного комплекса механического цеха находим величины DРФ, вызывающие полное, сильное, среднее и слабое разрушения.

По нижней границе средних разрушений определяем расчетную устойчивость каждого элемента производственного комплекса цеха к воздействию воздушной ударной волны.

Определяем расчетную устойчивость групп элементов и всего производственного комплекса цеха к воздействию воздушной ударной волны - по минимальной величине DРФ элемента и группы элементов, выход из строя которого (которых) приведет к остановке производства.

Расчетная устойчивость здания                       30 кПа;

Расчетная устойчивость оборудования           20 кПа;

Расчетная устойчивость транспорта                30 кПа;

Расчетная устойчивость связи                          50 кПа;

Расчетная устойчивость КЭС                                    30 кПа.

Расчетная устойчивость цеха                                     20 кПа.

Сравнив расчетную устойчивость производственного комплекса цеха

(20 кПа) и прогнозируемое значение DРФ (45 кПа), можно сделать вывод: производственный комплекс цеха не устойчив к воздействию воздушной ударной волны.

Для повышения устойчивости производственного комплекса цеха к действию воздушной ударной волны необходимы следующие мероприятия по повышению физической устойчивости наиболее уязвимых элементов производственного комплекса: установка дополнительных рамных конструкций, подкосов и т.п., создание защитных кожухов на оборудование.

По данным таблицы 2.1 составим схемы возможного разрушения оборудования механического цеха при фиксированных давлениях DРФ = 10, 20, 30, 40, 50, 60 кПа (рис. 2.1).

Давление DРФ = 10 кПа.

Рисунок 2.1 - Разрушение станочного оборудования механического цеха при различных значениях давления DРФ

Определение (расчет) устойчивости некоторых элементов промышленного комплекса объекта, быстро обтекаемых воздушной ударной волной (дымовые трубы, опоры ЛЭП, высокие станки, шкафы с аппаратурой и т.п.) производится не по величине избыточного давления DРФ, а по величине давления скоростного напора воздуха ΔРск, движущегося за фронтом ударной волны. Давление скоростного напора воздуха ΔРск зависит от избыточного давления воздуха DРФ и определяется по формуле (2.1) или графику (рис. 2.2).

Рисунок 2.2- Зависимость скоростного напора ΔРскот избыточного давления DРФ

При воздействии давления скоростного напора воздуха DРск возникает так называемая смещающая сила Рсм. Она может вызвать смещение или отбрасывание элементов производственного комплекса относительно их основания (фундамента) или их опрокидывание. При этом смещение приводит, как правило, к средним разрушениям, а опрокидывание - к сильным.

Смещение незакрепленного оборудования (рис. 2.3) произойдет при превышении силы Рсм над силой трения Fтр, т.е. при выполнении условия:

ГдеРсм - смещающая сила скоростного напора воздуха, Н,

ΔРск - величина скоростного напора воздуха, кПа;

S = b×h - площадь поверхности обтекаемого оборудования, м2;

b и h - ширина и высота оборудования, м.

Сx - коэффициент аэродинамического сопротивления оборудования, определяемый по табл. П.8,

f - коэффициент трения, определяемый по табл. П.9,

g - ускорение свободного падения, равное 9,8 м/с2.

m - масса предмета, кг.

Рисунок 2.3 - Силы, действующие на оборудование при смещении:  1 - центр давления; 2 - центр тяжести; 1 - длина, м; h - высота, м.

Из формулы (2.2) можно определить величину DРск, при которой смещения оборудования не пройдет (Рсм = Fтр):

При воздействии давления скоростного напора воздуха DРск возникает так называемая смещающая сила Рсм. Она может вызвать смещение или отбрасывание элементов производственного комплекса относительно их основания (фундамента) или их опрокидывание. При этом смещение приводит, как правило, к средним разрушениям, а опрокидывание - к сильным.

Определим предельное значение DРФ(min), не вызывающее смещение незакрепленного оборудования (шкаф с контрольно-измерительными приборами, металлическое основание) по бетону: длина l = 880 мм, ширина b = 750 мм, высота h = 1750 мм, масса m = 680 кг.

Коэффициент трения f металла по бетонуравен0,3 (определяется по табл. П.9).

Из графика рисунка 2.2 по величине ΔРcк(min) = 1,3 кПа определяем величину ΔРф(min)= 23 кПа.

Отсюда можно сделать вывод, что при DРФ> 23 кПа давление скоростного напора воздуха ударной волны взрыва вызовет смещение шкафа и его среднее разрушение.

Опрокидывание незакрепленного оборудования произойдет, если смещающая сила Рсм, действуя на плече z = h/2 будет создавать опрокидывающий момент, превышающий стабилизирующий момент от веса оборудования G на плече l/2 (рис. 2.4).

Он находится по формуле:

Рсм×h/2 >G×l/2,

где Рсм = DРск×S×Cx = DРск×b×h×Cx;

G = mg.

Из формулы (2.4) можно определить величину DРск, при которой опрокидывания оборудования не произойдет:

Рисунок 2.4- Силы, действующие на оборудование при опрокидывании: 1 - центр давления; 2 - центр тяжести; 1 - длина, м; h - высота, м.

Определим предельное значение ΔPф(min), не вызывающее опрокидывание незакрепленного оборудования (шкаф с контрольно-измерительными приборами, металлическое основание) по бетону. Данные те же.

По формуле (2.5) определяем предельное значение давления скоростного напора ΔРск(min), при котором станок еще не опрокидывается:

Из графика рисунка 2.2 по величине ΔРск(min) = 2 кПа определяем величину DРФ(min)= 25 кПа.

Отсюда можно сделать вывод: при DРФ>24кПа давление скоростного напора воздуха вызовет опрокидывание станка и его сильное разрушение.

Для предотвращения смещения и опрокидывания станка необходимы соответствующие мероприятия: закрепление станка, проектирование защитных устройств для особо ценного оборудования.

При определении устойчивости закрепленного оборудования дополнительно учитывают:

–  при возможном смещении - усилия болтов крепления, работающих на срез Qг:

Рсм>Fтр + Qг;

–  при возможном опрокидывании - реакцию крепления Q на плече l:

Рсм×z>G× ½ + Ql.

По результатам исследований устойчивость производственного комплекса цехов и других структурных подразделений к воздействию воздушной ударной волны строят сводную таблицу устойчивости к воздушной ударной волне производственного комплекса завода в целом

Таким образом, расчетная устойчивость производственного комплекса завода определяется по минимальной величине расчетной устойчивости цеха (отдела, лаборатории и т.п.), выход из строя которых приведет к остановке производства.

2.2 Определение устойчивости ЗАО «Термофор» к воздействию светового и теплового излучений

чрезвычайный производственный световой излучение

Устойчивость элементов производственных комплексов объектов и их структурных подразделений к действию светотеплового излучения ядерного взрыва заключается:

–  в выявлении пожароопасных элементов производственного комплекса;

–       в определении (по формулам, таблицам) расчетной устойчивости элементов производственного комплекса к светотепловому излучению - по минимальному значению импульса воспламенения U, кДж/м2;

–       в сравнении расчетной устойчивости цехов и других структурных подразделений и объектов с расчетной величиной прогнозируемого светотеплового импульса Uр,кДж/м2;

–       в выработке рекомендаций по повышению устойчивости наиболее уязвимых по воспламенению элементов производственного комплекса.

Определим устойчивость механического цеха, часть которого арендует ЗАО«Термофор»к воздействию светотеплового импульса 1024 кДж/м2. Характеристика цеха:

Пожароопасные (сгораемые) элементы цеха:

–  кровля - рубероид;

–       двери и окна - деревянные, окрашенные в темный цвет.

По табл. П.10 определяем светотепловые импульсы, вызывающие воспламенение сгораемых элементов здания цеха:

–  кровля - рубероид - 600 кДж/м2;

–       двери и окна - деревянные, окрашенные в темный цвет - 350 кДж/м2.

Следовательно, расчетная устойчивость производственного комплекса цеха к светотепловому излучению (по минимальному значению импульса воспламенения) - 350 кДж/м2.

Сравниваем это значение с прогнозируемой величиной светотеплового импульса (1024 кДж/м2), можно сделать вывод что производственный комплекс цеха не устойчив к светотепловому излучению ядерного взрыва.

Для повышения устойчивости производственного комплекса цеха к светотепловому излучению необходимы противопожарные мероприятия: замена деревянных оконных рам и переплетов на металлические, либо их пропитка антипиренами.

Заключение

Предупреждение и ликвидация последствий чрезвычайных ситуаций - одна из актуальных проблем современности. Хорошо организованная система предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, умелые действия по проведению аварийно-спасательных работ, оказание необходимой помощи пострадавшим позволяют сократить число погибших, уменьшить материальные потери и обеспечить успешную работу объектов экономики. Чем больше предприятие вкладывает средств в профилактические, организационные и инженерно-технические мероприятия, тем больше эффективность и тем меньше вероятность возникновения чрезвычайной ситуации.

Хотя недостатки в системах безопасности российских объектов экономики отмечались всегда, положение дел особенно ухудшилось в период государственного и экономического переустройства страны. Процесс структурной перестройки в отраслях промышленности на фоне разгосударствления и приватизации предприятий, проходил без должного учета необходимости обеспечения технической безопасности и противоаварийной устойчивости промышленных производств. Многие предприниматели и руководители предприятий рассматривали и рассматривают расходы на безопасность и противоаварийную устойчивость в качестве своего рода резерва для снижения затрат и обеспечения сиюминутной прибыли.