Курсовая работа: Повышение устойчивости работы объекта экономики с опасной технологией производства

График 1. Графическая зависимость ударной волны от расстояния до рассматриваемого объекта от центра взрыва ГВС

2.2.2 Определение параметров пожара и взрыва ГЖ

При авариях с ЛВЖ и горючими жидкостями можно встретиться с пожарами следующих типов:

факельное горение жидкостей, выходящих из пробоев и разрывов;

горение жидкостей в цистерне при ее вскрытии;

растекание горячей жидкости по прилегающей территории;

одновременное горение жидкостей при пожарах всех вышеуказанных типов, сопровождающееся иногда взрывами паровоздушных смесей и цистерн.

Площадь разлития всего объёма жидкости Sp рассчитывается по формуле:

(5)

Где: Vзап= 85%

Vцист = объем хранилища.

Примем: Vцист = 6000 м3

Тогда: Sp = (5*6000*0,85)/100 = 255

Радиус окружности разлива, м:

(6)

Rp= (255/3,14)0,5 = 9,01м2

Диаметр факела от пожара, м:

(7)

Dp=(4*255/3,14)0,5 =18,02 м2

2.2.3 Разгерметизация хранилища с ОХВ с последующим химическим заражением (загрязнением) прилегающей территории

В данном варианте графическое изображение зоны ВХЗ соответствуют пункту № 4 выше представленной таблицы.

Определение масштабов заражения АХОВ включает:

определение эквивалентного количества вещества по первичному облаку;

определение эквивалентного количества вещества по вторичному облаку;

расчет глубины и площади зоны заражения при аварии на ХОО;

расчет глубины и площади зоны заражения при разрушении ХОО;

определение времени действия источника заражения;

определение возможных потерь персонала ХОО и населения при аварии на ХОО и его разрушении.

2.3 Определение эквивалентного количества вещества, образующего первичное облако

Эквивалентное количество АХОВ по первичному облаку Qэ1 определяется по формуле:

Qэ1=K1*K3*K5*K7*Q0 (8)

Где:

Q0 - количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, т.

К1 - коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ (определяет относительное количество АХОВ, переходящее при аварии в газ). Для сжатых газов К1 = 1, в других случаях коэффициент К1 зависит от АХОВ.

К3 - коэффициент, учитывающий отношение пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе данного АХОВ, определяется по таблице 2 приложения 4.

К5 - коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха: принимается равным для инверсии К5 = 1, для изотермии К5 = 0,23 и для конвекции К5 = 0,08.

К7 - коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха, определяется по таблице 2 приложения 4 (для сжатых газов К7 = 1).

Согласно задания и приведенных в методической документации таблиц, для расчета принимаем следующие значения:

Q0 - Хлор = 50 т.;

К1 = 0,18; К3 = 1; К5 = 0,08; К7 = 1,4

Эквивалентное количество АХОВ по первичному облаку Qэ1 составит:

Qэ1=0,18*1*0,08*1,4*50=1,008т.

2.4 Определение эквивалентного количества вещества, образующего вторичное облако, и времени испарения

Эквивалентное количество АХОВ по вторичному облаку Qэ2 определяется по формуле:

Qэ2=(1-K1)*К2*K3*К4*K5*К6*K7*Q0/(h*d) (9)

Где:

К2 - коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ (удельная скорость испарения -количество испарившегося вещества в тоннах с площади 1 м2 за 1 час, [Т/м2*ч]).

К4 - коэффициент, учитывающий скорость ветра, определяется по таблице 3 приложения 4.

К6 - коэффициент, зависящий от времени, на которое осуществляется прогноз (зависит от времени прошедшего после начала аварии N).

К6 = N 0,8 при N < T;

К6 = T 0,8 при N > T;

К6 = 1 при Т < 1 часа,

где N - время, на которое определяется прогноз;

Т - время испарения АХОВ

h - высота слоя разлившегося АХОВ, м. (при свободном разливе АХОВ на подстилающую поверхность (земля, бетон, асфальт и т.п.) высота столба жидкости принимается равной h = 0,05 м).

d - плотность АХОВ, т/м.

Время испарения АХОВ определяется по формуле:

(10)

Согласно задания и приведенных в методической документации таблиц, для расчета принимаем следующие значения:

К2= 0,052; К4 = 2; h= 0,05 м; d = 1,558 т/м; N = 4ч.

Время испарения АХОВ составит:

T=(0,05*1,558)/(0,052*2*1)= 0,75 ч.

T=0,75 ч. < N= 4 ч. следовательно K6 = 1 при Т<1

Эквивалентное количество АХОВ по вторичному облаку Qэ2составит:

Qэ2 = ((1-0,18)*0,052*1*2*0,08*1*1*50)/(0,05*1,558) = 4,38

2.5 Расчет глубины зоны заражения при аварии на ХОО

Расчет глубины зоны заражения первичным (вторичным) облаком АХОВ при авариях на технологических емкостях, хранилищах и транспорте ведется с помощью таблиц 1 и 2.

Максимально возможная глубина зоны заражения Г, км., обусловленная первичным и вторичным облаками, определяется формулой:

Г=Г' + 0,5 * Г'' (11)

Где:

Г' - наибольший, а Г'' - наименьший из полученных размеров Г1 и Г2.

Полученное значение Г необходимо сравнить с предельно возможным значением глубины переноса зараженных воздушных масс Гп, определяемым по формуле:

Гп=N*Vп (12)

Где:

Vп - скорость (км/ч) переноса переднего фронта зараженного воздуха при данных скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха, определяется по таблице 4 приложения 4.

N - время от начала аварии, ч.

Согласно заданию, приведенных в методической документации таблиц и проведенных ранее расчетов, принимаем следующие значения:

Qэ1 = 1,008 т.; Qэ2 = 4,38

Скорость ветра = 4 м/с

Vп = 28 км/ч;

N = 1 ч.

Максимально возможная глубина зоны заражения Г, км.

Результат Г1=1,25, Г2=3,28

Следовательно Г'=3,28, Г''=1,25

Гп = 1*28 = 28 км.

За окончательную расчетную глубину зоны заражения принимается минимальная (наименьшая) из величин Г и Гп. Указанный выбор можно объяснить следующим образом:

при Г < Гп переносимый зараженный воздух на дальностях Г > Гп имеет концентрацию меньше пороговой токсодозы.

при Г > Гп перенос не может быть осуществлен на расстоянии >Гп.

Г=3,91 км<Гп=28 км, следовательно Г = 3,91

2.6 Определение площади зоны заражения

Площадь зоны фактического заражения АХОВ - это площадь территории, воздушное пространство которой заражено АХОВ в опасных для жизни пределах. Конфигурация зоны фактического заражения близка к эллипсу, который не выходит за пределы зоны возможного заражения и может перемещаться в ее пределах под воздействием ветра. Ее размеры используют для определения возможной численности пораженного населения и необходимого количества сил и средств, необходимых для проведения спасательных работ.

Площадь зоны фактического заражения облаком АХОВ рассчитывается по формуле:

Sф=К8*Г2*N0,2 (13)

Где:

Г - глубина зоны заражения, км.

N - время, на которое осуществляется прогноз, ч.

К8 - коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха и принимается равным: для инверсии К8 = 0,081, для изотермии К8 = 0,133, для конвекции К8 = 0,235.

Согласно заданию и проведенных ранее расчетов, принимаем следующие значения:

Степени вертикальной устойчивости воздуха - Конвекция

Г = 3,91; N = 4; К8 = 0,235

Площадь зоны фактического заражения облаком АХОВ составит:

Sф = 0,235*3,905*3,905*4^0,2 = 4,73 км2.

2.7 Определение времени подхода зараженного воздуха к заданной границе (объекту)

Время подхода облака АХОВ к заданному рубежу (объекту) зависит от скорости переноса облака воздушным потоком и определяется по формуле:

(14)

Где:

Х - расстояние от источника заражения до выбранного рубежа (объекта), км;

Vп - скорость переноса фронта облака зараженного воздуха, км/ч.

Согласно заданию и проведенных ранее расчетов, принимаем следующие значения:

Vп=28 км/ч

Х - Расстояние принимается от хранилища хлора до объектов.

Таблица 7. Результат расчета времени подхода облака АХОВ к заданному рубежу

2.8 Ограничения и особенности прогнозирования обстановки

при прогнозировании не учитываются воздействия сейсмоволны от взрыва;

поражающее действие разлетающихся осколков конструкций;

последствия воздействия теплового потока;

ослабление энергии взрыва ограждающими конструкциями зданий;

воздействие вторичной ВУВ на уже разрушенные сооружения рассматривается без учета первичных разрушений.

2.9 Оценка ожидаемого состояния зданий и технологического оборудования

Определение ожидаемого состояния зданий (озд) и технологического оборудования (ото) проводится с использованием приведенного показателя устойчивости по формулам:

(15)

(16)

Где:

?Рф - избыточное давление во фронте воздушной ударной волны, воздействующее на здание (технологическое оборудование), кг/см2;

?Р*зд(то) - значение ?Рф, вызывающее сильные разрушения зданий (технологического оборудования), кг/см2;

К1 - коэффициент, учитывающий повреждение технологического оборудования обломками конструкций зданий.

Значения ?Р*зд(то) в зависимости от характеристики здания (технологического оборудования) определяются из таблицы.

Расчет озд и ото осуществляется как для взрыва, конденсированного ВВ, так и для взрыва ГВС.

Таблица 8. Результат расчета ожидаемого состояния зданий (озд) и технологического оборудования (ото). Разрушение возможно при о>0,3

График 2. Зависимость вероятности разрушения.

В зависимости от полученных значений озд и отопо приведенному графику определяем вероятность наступления сильных и полных разрушений зданий и технологического оборудования (по максимальным значениям).

По каждому виду взрыва устанавливается на основе анализа полученных вероятностных показателей наиболее вероятная степень разрушения зданий и сооружений.

Результаты вычислений заносятся в таблицу.

При значениях озд и ото<= 0,3 расчеты вероятностей разрушений цехов не производятся, т.к.при этих значениях здания и технологическое оборудование не получают сильных разрушений.

Таблица 9. Результат расчета вероятности наступления сильных и полных разрушений. Разрушение возможно при о>0,3