ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ГЛУБИН ЗОН ЗАРАЖЕНИЯ АХОВ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.Масштабы заражения АХОВ в зависимости от их физиче­ских свойств агрегатного состояния рассчитываются по первичному и вторичному облаку, например:

- для сжиженных газов - отдельно по первичному и вторичному облаку;

- ядовитых жидкостей, кипящих выше температуры окружающей среды, только по вторичному облаку.

1.2. Исходные данные для прогнозирования масштабов заражения АХОВ:

- общее количество АХОВ на объекте и данные размещения их запасов в ёмкостях и технологических трубопроводах;

- количество АХОВ, выброшенных в атмосферу и характер их разлива по подстилающей поверхности («свободно», в «поддон» или в «обваловку»);

- высота поддона или обваловки складских помещений;

-метеоусловия (температура воздуха, скорость ветра на высоте 10 м, степень вертикальной устойчивости воздуха);

- величина выброса АХОВ (Q₀), его содержание в максимальной по объёму единичной ёмкости, метеоусловие - инверсия, скорость ветра - 1 м/с (при прогнозе), а при аварии - конкретные данные о количестве вы­брошенного (разлившегося) АХОВ и реальные метеоусловия.

1.3. Для заблаговременного прогнозирования масштабов зара­жения на случай производственных аварий в качестве исходных дан­ных рекомендуется принимать: за величину выброса АХОВ (Q₀) - его содержание в максимальной по объему единичной емкости (техноло­гической, складской, транспортной), метеорологические условия - ин­версия, скорость ветра -1 м/с.

Для прогноза масштаба заражения непосредственно после ава­рии должны браться конкретные данные количества выброшенного (разлившегося) АХОВ и реальные метеоусловия.

1.4. Внешние границы зон заражения рассчитываются по прогнозовой токсодозе при ингаляционном воздействии на организм че­ловека.

Инверсия - такое состояние воздуха, когда отсутствуют восхо­дящие потоки t почвы < t воздуха;

Конвекция - состояние воздуха, при котором сильно развиты восходящие потоки t почвы > t воздуха;

Изотермия - промежуточное состояние t почвы = t воздуха.

1.5.Принятые допущения:

- ёмкости, содержащие АХОВ, при авариях разрушаются полностью;

- толщина слоя жидкости для АХОВ (h),разлившихся свободно на подстилающей поверхности, принимается раиной 0,05 м но всей площади разлива;

- для АХОВ, разлившихся в поддон или обваловку, определяетсяиз соотношений:

При разливах из ёмкостей, имеющих самостоятельный поддон (обвалование) h=H - 0.2 м, где Н - высота поддона (обвалование), м;

При разливах из ёмкостей, расположенных группой, имеющих общий поддон (обвалование)

где Q₀ - количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, т; d - удельный вес АХОВ,т/м³; F - реальная площадь разлива в поддон (обвалование), м²;

Предельное время пребывания людей в зоне заражения и продолжительность сохранения неизменными метеоусловий (степень вертикальной устойчивости воздуха, направление и скорость ветра) составляют 4 ч. По истечении указанного времени прогноз обстановки должен уточняться.

При авариях на газо- и продуктопроводах величина выбора АХОВ принимается равной его максимальному количеству, содержащегося в трубопроводе между автоматическими отсеками, например, для аммиакопровода - 275-500 т.

1.6.Термины и определения:

АХОВ - это химические вещества, применяемые в народнохозяйственных целях, которые при выливе или выбросе могут приводить к заражению воздуха с поражающими концентрациями.

Зона заражения АХОВ - территория, зараженная АХОВ в опасных для жизни людей пределах.

Под прогнозированием масштаба заражения АХОВ понимается определение глубины и площади зоны заражения АХОВ.

Под аварией понимается нарушение технологических процессов на производстве, повреждение трубопроводов, емкостей, хранилищ, транспортных средств при осуществлении перевозок и т.п., приводящие к выбросу АХОВ в атмосферу в количествах, представляющих опасность массового поражения людей и животных.

ХО — объект народного хозяйства, при аварии или разрушении которого могут произойти массовые поражения людей, животных и растений АХОВ.

Первичное облако — облако АХОВ образующееся в результате мгновенного (1-Змин.) перехода в атмосферу части содержимого емкости с АХОВ при её разрушении.

Вторичное облако - облако АХОВ, образующееся в результате испарения разлившегося вещества с подстилающей поверхности.

Пороговая токсодоза - ингаляционная токсодоэа, вызывающая начальные симптомы поражения.

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

Площадь зоны фактического заражения АХОВ - площадь территории, зараженной АХОВ в опасных для жизни пределах.

Площадь зоны возможного заражения АХОВ - площадь территории, в пределах которой под воздействием изменения направления ветра может перемещаться облако АХОВ.

Г_п = Г₂+0,5Г₁ (1)

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ГЛУБИН ЗОН ЗАРАЖЕНИЯ АХОВ

2.1 .Определение количественных характеристик выброса АХОВ. Они определяются по их эквивалентным значениям.

2.1.1. Определение эквивалентного количества вещества. Расчёт ведут по первичному облаку.

Воспользуемся формулой:

Q_э1=K₁ K₃ K₅ K₇ Q₀ (2)

где К₁ - коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ (табл. 2), для сжатых газов К₁ =1; Кз - коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе другого вещества (табл. 5); K₅ - коэффициент, учитывающий степень вертикальной устой­чивости воздуха, принимается равным: при инверсии — 1, для изотермии - 0,23, конвекции — 0,08; К.7 - коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (табл. 5), для сжатых газов - К₇ = 1; Qo - количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, т.

При авариях на хранилищах сжатого газа величина Q₀ рассчитывается по формуле:

Q₀=d·V_x (3)

где d - удельный вес АХОВ т/м³ (табл. 5); Vx - объём хранилища, м³.

При авариях на газопроводе величина Qo рассчитывается по формуле:

где n - процентное содержание АХОВ в природном газе; d - удельный вес АХОВ т/м³ (табл. 5); Vr - объём секции газопровода между автоматическими отсекателями, м³.

2.1.2. Определение эквивалентного количества вещества по вторичному облаку. Эквивалентное количество вещества по вторичному облаку рассчитывается по формуле:

где К₂ - коэффициент, зависящий от физических свойств АХОВ (табл. 5);

К₄ - коэффициент, учитывающий скорость ветра (табл.6); К₆ - коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после начала аварии.

Значение коэффициента рассчитывают после определения продолжительности испарения вещества Т согласно п. 4.2.:

где h - толщина слоя АХОВ, м; d - удельный вес АХОВ, т/м³;

К₂, К₄, К₆ - коэффициенты формулы (5).

(8)

2.2. Расчёт глубины зоны заражения при авариях на химически опасном объекте.

Расчёт глубин зон заражения первичным (вторичным) облаком АХОВ при авариях на технологических емкостях, хранилищах и транспорте ведётся с помощью табл. 2.4.

В табл. 4 даны максимальные значения глубин зон заражения первичным Г1 или вторичным облаком АХОВ Г₂, определяемые в зависимости от эквивалентного количества вещества и скорости ветра (их расчёт был рассмотрен ранее). Полная глубина зоны заражения Г,км, обусловленная воздействием первичного и вторичного облака АХОВ определяется по формуле:

Г = Г' + 0,5Г" (9)

где Г' - наибольший, Г" - наименьший из размеров Г₁ и Г₂ .

Полученные значения Г сравнивают с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс Г_п, определяемым по формуле:

(10)

где N - время от начала аварии, ч; V - скорость переноса переднего фронта заражённого воздуха при данных скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха, км/ч (табл.2).

За окончательную расчётную глубину зоны заражения принимается меньшее из двух сравниваемых между собой значений.

Пример 1. На химическом предприятии произошла авария на технологическом трубопроводе с жидким хлором. В результате аварии возник источник заражения АХОВ. Количество вытекшей жидкости из трубопровода не установлено. Известно, что в технологической системе содержалось 40 т сжиженного хлора. Требуется определить глубину возможного заражения хлором при времени от начала аварии 1 ч и продолжительность действия источника заражения.

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

Решение: 1. Так как объём разлившегося жидкого хлора неизвестен, то для расчёта согласно п. 1.6 примем его равным максимальному количеству в системе - 40т.

2.По формуле (1) определяем эквивалентное количество вещества в первичном облаке:

 

Значение коэффициентов берём из таблицы 5.

Q_эl = 0,18 · 1,0 · 0,23 · 0,6 · 40 = 1m

3.По табл.4 для 1т находим глубину зоны заражения первичным облаком: Г1= 1,68 км.

По формуле 7 определяем время испарения хлора (используя табл.5 и 6).

 

5.По формуле (5) рассчитываем эквивалентное количество вещества во вторичном облаке:

коэффициенты определяем по таблице 2,4:

6.Находим глубину зоны заражения вторичным облаком.Потабл.4 глубина зоны заражения для 10 т составляет 5,53, а для 20 т- 8,19 км.

Интерполированием находим глубину зоны заражения вторич­ным облаком для 11,8 т:

7.Находим полную глубину зоны заражения

8.По формулеГ_п = N- находим предельно возможные значе­ния глубины переноса воздушных масс заражённого воздуха, значе­ние скорости переноса берём из табл.2:

Г_п = 1·29 = 29 км.

Таким образом полная глубина зоны заражения хлором в ре­зультате аварии может составить 6,8 км, а продолжительность дейст­вия источника заражения - около 40 мин.

Пример 2. На участке аммиакопровода произошла авария с вы­бросом аммиака. Величина выброса не установлена. Требуется опре­делить глубину возможного заражения аммиаком (Г_п) через 2 ч. после аварии. Разлив аммиака на подстилающей поверхности свободный. Температура воздуха 40°С, инверсия, скорость ветра 1 м/с.

Решение 2. Так как объём разлившегося аммиака неизвестен, то согласно по. 1.5 принимаем его равным максимальному количеству, содержащемуся в трубопроводе между автоматическими отсекателями (500 т).

2.По формуле (1) определяем эквивалентное количество веще­ства в первичном облаке:

3.По табл.4 для 5,4 т интерполированием находим глубину зоны заражения первичным облаком:

4.По формуле 7 и табл. 5 и 7 находим время испарения ам­миака:

5.По формуле (5) определяем эквивалентное количество вещества во вторичном облаке:

6.По табл.4 для 12,04 т интерполированием находим глубину зоны заражения вторичным облаком:

7.Полная глубина зоны заражения зоны заражения будет

8.По формуле Г_п=N· и табл. 2 находим предельно возмо­жное значение глубины переноса воздушных масс Г_п = 2·5= 10 км.

Таким образом, глубина возможного заражения через 2 ч после аварии составит 10км.