Расчеты при разрушении химически опасного объекта.

При раз­ру­ше­нии ХОО рас­сма­тривается то­ль­ко один ва­ри­ант рас­чет­ных фор­мул про­гно­за об­ста­но­вки, спра­ве­дли­вый для слу­чая, ког­да, во-первых, все ве­ще­ства на­хо­дя­т­ся в жид­ком агре­гат­ном со­сто­янии и, во-вторых, не всту­па­ют меж­ду со­бой в хи­ми­че­ские ре­ак­ции.

При этих двух допущениях рас­чет мно­гих пер­вич­ных и вто­рич­ных об­ла­ков по при­ве­ден­ным вы­ше фор­му­лам был бы ве­сь­ма усло­вен, по­это­му на прак­ти­ке ис­по­ль­зу­ет­ся од­на при­бли­жен­ная фор­му­ла для рас­че­та об­ще­го эк­ви­ва­ле­нт­но­го ко­ли­че­ства хло­ра.

Принимается следующий по­ря­док расчета.

1) Рас­чет Т_i для i от 1 до n, где n - чис­ло раз­лич­ных АХОВ в ЧС.

2) Определение на­бо­ров ко­эф­фи­ци­ен­тов (k₁- k₈)_i для каж­до­го i-го АХОВ.

3) Опре­де­ле­ние обоб­щен­но­го эк­ви­ва­ле­нт­но­го ко­ли­че­ства АХОВ :

m_э = 20 K₄K₅ (K₂K₃K₆K_7в m_о/r_ж)_i (15)

(При рас­че­те пер­вич­ны­ми об­ла­ка­ми пре­не­бре­гаем, k7бе­рем для вто­рич­но­го об­ла­ка).

4) Рас­чет глу­бин зон - ана­ло­гич­но рас­че­ту при ава­ри­ях.

5) Рас­чет пло­ща­дей.

6) Рас­чет про­до­лжи­те­ль­но­сти за­ра­же­ния по фор­му­ле:

t = max {T_{исп i}} (16)

Примеры решения задач

Задача №1

На объекте произошла авария на технологическом трубопроводе с жидким хлором, находящимся под давлением. В трубопроводе содержалось 40т сжижен­ного хлора. Оценить химическую обстановку через 2 часа после аварии. Метеоус­ловия: скорость ветра - 5 м/с, температура воздуха - 0 С, изотермия. Разлив АХОВ на подстилающую поверхность - свободный.

Исходные данные:

АХОВ - хлор, низкокипящая жидкость, t_кип = -34^оС , r_ж =1,553 т/м³

Способ хранения – сжиженный газ под давлением

Аварийная масса 40 т

Высота слоя испарения 0,05 м

Время прогноза Т_прог = 2 ч

Метеоусловия:

СВУ – изотермия, t = 0^оС, скорость ветра v =5м/с , = 45^о , v_п = 29 км/ч

Коэффициенты:

К₁ = 0,18 К₃ = 1 К_7п = 0,26

К₂ = 0,052 К₄ = 2,34 К_7в = 1

К₅ = 0,23 К₈ = 0,133

Решение:

1 . Определение глубины зоны заражения:

а) m_э1 = K₁ К₃ К₅ К_7п m_о = 0,18 × 1 × 0,23 × 0,26 × 40 = 1 т

б) Т_исп = h р_ж / К₂ К₄ К_7в = 0,05 × 1,553 / (0,052 × 2,34 × 1) = 0,64 ч = 38 мин

в) К₆ = 1 ; (Т_исп <1)

г) m_э2 = (1- К₁)К₂КзК₄К₅К_бК_7вm₀/(hr_ж) =

(1- 0,18)×0,052×1×2,34×0,23×1×1×40/0,05×1,553 = 11,8 т

д) Г₁ = 1,68 км, Г₂ = 5,53+(8,19-5,53)×(11,8-10)/(20-10) = 6км,

е) Г_об = max { Г₁;Г₂) + 0,5 min { Г₁;Г₂} = 6 + 0,5×1,68 = 6,84 км

ж) Г_п=Т_прог V_n=2×29 = 58 км

з) Г = min { Г_об; Г_п) = min { 6,84 ; 58 } = 6,84 км

Определение площади заражения

а) S_B = 8,73×10^-3×Г² ф = 8,73×10^-3 ×6,84² × 45 = 18,38 кв. км.

б) Т_ф = Г / V_n= 6,38 / 29 = 0,22 час

в) q = min { Т_ф; Т_прог} = min { 0,22; 2} = 0,22 час

г) S_Ф = К₈ Г² q^0,2 = 0,133 * 6,84² * 0,22^0,2 = 4,6 кв.км.

Задача №2

На объекте сосредоточены запасы хлора - 30т, аммиака - 150т, нитрила акри­ловой кислоты - 200т. Оценить химическую обстановку на 3 часа после разруше­ния объекта. Температура воздуха - 0° С. Определить время подхода облака зара­женного воздуха к рубежу, отстоящему от места аварии на 18 км.

Решение:

Для прогнозирования принимаются условия: инверсия, скорость ветра-1м/с.

1. По формуле (5) определяем времена испарения АХОВ:

хлора Т_исп = h р_ж / К₂ К4 К₇ =0,05 * 1,553 / 0,052*1* 1 = 1,49час = 1час З0 мин

аммиака Т_исп = h р_ж / К₂ К4 К₇ =0,05 * 0,681 / 0,025*1*1= 1,36час = 1час 22мин

нитрила акриловой кислоты

Т_исп = h р_ж / К₂ К4 К₇ =0,05 * 0,806 / 0,007*1*0,4= 14,39час=14час 23мин

2. Определяем значение коэффициента К₆ для каждого вещества по формуле (З):
хлор К₆ = min { Т_исп ; Т^ }°'⁸ = min { 1,49 ; 3}°'⁸ = 1,49 °'⁸ = 1,375,

аммиак К₆ - min { Т_исп ; Т^ }°'⁸ = min { 1,36 ; 3}°'⁸ = 1,36 °'⁸ = 1,279,

нитрил акриловой кислоты К₆ = min { Т_исп ; Тпр_ОГ }°'⁸ = min { 14,39 ; 3}°'⁸ = 3 °'⁸ = 2,408.

3. По формуле (15) находим суммарное эквивалентное количество АХОВ

m_э = 20 К₄К₅ S(К₂К₃К₆К₇ m_о/р_ж)₁=20*1*1*(0,052*1*1*1,375*1*30/1,553+

+0,025*0,04*1,279*1*150/0,681+0,007*2,408*0,4*200/0,806) = 60т.

4. По таблице 13 находим глубину зоны заражения

Г_об = 52,67 +(65,23-52,67)*(60-50)/(70-50) = 59 км

5. По формуле (8) определяем глубину переноса переднего фронта облака

Г_п= Тпр_ОГ V_n =3*5=15 км.

6. По формуле (9) определяем окончательную глубину зоны

Г_ок = min { Г_об; Г_п) = min { 59; 15} = 15 км.

7. По формуле (10) определяем площадь зоны возможного заражения

S_B = 8,73* 10'³* Г_ок ²* ф =8,73* 10'³* 15 ²* 180 = 353,57 км²

8. По формуле (11) определяем время формирования зоны

Т_Ф = Г_ОК /V_n =15/5=3 час.

9. По формуле (12) определяем минимальное из времён

q = min { Т_ф; Т_прог} = min { 3; 3} = 3 час

10. По формуле (13) определяем площадь зоны фактического заражения

S_Ф = К₈ Г_ок ² е°'² = 0,081*15 ² * 3 ^0,2 =22,7 км ²

11. По формуле (14) определяем время подхода облака к заданному рубежу

t = X/V_n = 18 / 5 = 3,6 час = 3 час 36 мин

12. Продолжительность аварии определяется наибольшим временем испарения АХОВ (нитрил акриловой кислоты) и составляет 14 час 23 мин.

Контрольные вопросы.

1. Ко­эф­фи­ци­ен­ты, ис­по­ль­зу­емые при рас­че­те.

2. По­сле­до­ва­те­ль­ность рас­чет глу­би­ны зо­ны за­ра­же­ния.

3. Опре­де­ле­ние пло­ща­ди зо­ны за­ра­же­ния.

4. Зо­на воз­мож­но­го за­ра­жения. Зо­на фак­ти­че­ско­го за­ра­же­ния.

5. Про­до­лжи­те­ль­ность за­ра­же­ния.

6. До­пу­ще­ния при про­гно­зе об­ста­но­вки при раз­ру­ше­нии ХОО.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ТАБЛИЦЫ ДЛЯ РАСЧЕТОВ.

Таб­ли­ца 13. Глу­би­ны зон воз­мож­но­го за­ра­же­ния АХОВ, км

При­ме­ча­ния: 1.При ско­ро­сти вет­ра бо­лее 15 м/с ис­по­ль­зу­ют зна­че­ние для 15 м/с.

2.При ско­ро­сти вет­ра ме­нее 1 м/с ис­поль­зу­ют зна­че­ние для 1 м/с.

Таблица 14. Ха­ра­к­те­ри­с­ти­ки АХОВ и рас­чет­ные ко­эф­фи­ци­ен­ты.

При­ме­ча­ния: 1.Плот­но­сти га­зо­об­раз­ных АХОВ в ко­лон­ке 3 при­ве­де­ны для ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния ( 98.1 кПа ).

2.В ко­лон­ках 10—14 в чис­ли­те­ле да­ны зна­че­ния для пер­вич­но­го об­ла­ка, в зна­ме­на­те­ле — для вто­рич­но­го.

3.Зна­че­ние К при изо­тер­ми­че­ском хра­не­нии ам­ми­ака при­ве­де­но для слу­чая раз­ли­вов (вы­бро­сов) в под­дон.

Таб­ли­ца 15. Зна­че­ния ко­эф­фи­ци­ен­та К4 в за­ви­си­мо­сти от ско­ро­сти вет­ра.

Таб­ли­ца 16. Ско­рость пе­ре­но­са пе­ре­дне­го фрон­та об­ла­ка за­ра­жен­но­го воз­ду­ха, км/час

(Сохранена нумерация таблиц по методическому пособию 1992 г)

[1] Ис­по­ль­зу­ет­ся при рас­че­те эк­ви­ва­ле­нт­но­го ко­ли­че­ства ве­ще­ства. При расчете пло­ща­ди зо­ны за­ра­же­нияиспользуется (см. ниже) коэффициент К₈, также учи­ты­ва­ющий влияние сте­пени вер­ти­ка­ль­ной устой­чи­во­сти воз­ду­ха на интенсивность рассеивания АХОВ

[2] Наблюдается так называемый «эффект танковой гусеницы».

• ⇐ Назад
• 12