Прогноз последствий разрушения на пивзаводе емкостей с сильно действующим ядовитым веществом

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исходные данные

№ варианта	Количество бензина М, т	Способ хранения	Марка бензина	Теплота сгорания Qv, кДж/кг	Удельная теплота пожара Qо, кДж/м2*с	Площадь производственной территории S, км2	Расстояние до производственных помещений R, м	Количество рабочих и служащих	Всего человек
								На территории Nт, %	В цехах Nц, %	В защитных сооружениях Nз, %
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
30	45	одиночное	АИ-93	46,2*103	2200	0,3	150	30	30	20	400

Задача 1

Учитывая рост цен на бензин, руководство городского предприятия решило создать на своей территории дополнительные запасы бензина в емкостях, разместив их на максимально возможном удалении R от производственных помещений. Цель работы: Необходимо определить тяжесть последствий взрыва емкостей (дать прогноз возможной ЧС), для чего необходимо определить:

1) Степень разрушения объектов на территории предприятия;

2) Размеры зоны ЧС;

3) Степень поражения рабочих и служащих.

Выполнение работы:

Определение радиуса зоны бризантного действия взрыва осуществляется по формуле



где R₁- радиус зоны бризантного действия взрыва, м;

М- массовое количество бензина, кг ;

1,75- усредненный переводной коэффициент.

Избыточное давление в зоне бризантного действия (?Р_ф1, кПа) принимается в пределах ?Р_ф1=1750кПа.

Радиус зоны действия продуктов взрыва (радиус огненного шара объемного взрыва) определяется по формуле

R₂=1,7*R₁=1,7*62,3=105,9 (м)

Избыточное давление в зоне разлета продуктов взрыва (на границе огненного шара) определяется по формуле

?Р_ф2=1300*=1300*1300*0,072+50=143,1 (кПа)

Избыточное давление в зоне действия воздушной ударной волны (?Р_ф3, кПа) на расстоянии R, м от склада ГСМ до производственных помещений (если R>1,7R₁) рассчитывается следующим образом

Степень разрушения объектов (зданий, сооружений, транспорта) определяется путем сравнения величины ?Р_ф3 с предельными значениями избыточного давления для отдельных элементов ИТК (инженерно-технического комплекса) из таблицы 1.

Т.к. ?Р_ф3=146,3 кПа, а предельное значение избыточного давления для кирпичного здания в 3 этажа и более равно 40 кПа, то степень разрушения здания будет полная. Трубопровод наземный, цех с металлическим каркасом, резервуар наземный - степень разрушения полная.

Определение зоны ЧС (т.к. ?Р_ф3>200 кПа) осуществляется следующим образом

- радиус зоны ЧС при взрыве, м.

Площадь зоны ЧС (S_чс, м²) при рассчитанной величине определяется

Степень разрушения объекта в результате воздействия избыточного давления воздушной ударной волны D₁, % составит

Вывод: восстановление объекта экономики целесообразно, слабые и средние разрушения зданий не превышают 40%.

Степень поражения людей (рабочих и служащих) на объекте (П,%) будет зависеть от степени разрушения зданий и степени защищенности персонала. Она определяется с помощью табл.2 .

Степень разрушения зданий	Способ защищенности персонала
	Не защищены	В здании	В защитном сооружении
	Степень общих потерь	Степень санитарных потерь	Степень общих потерь	Степень санитарных потерь	Степень общих потерь	Степень санитарных потерь
Слабая (Ущерб 24%)	8	3	1,2	0,4	0,3	0,1

Общие потери людей от воздействия ударной волны (N_о, чел.) составляют

Санитарные потери людей от воздействия ударной волны (N_C, чел.) определяют

Безвозвратные потери людей (N₆,чел.) на предприятии составляют

Безопасный радиус зоны ЧС при взрыве ТВС R_без?Р от воздействия избыточного давления ?Р_ф3, м определяется с помощью выражения



?Р_ф3 выбирается равным 10кПа, соответствующее наименьшим потерям людей и слабой степени разрушения цехов и зданий.

Вывод: безопасное расстояние от воздействия воздушной ударной волны является равным 703,06 м

Интенсивность теплового излучения J, кДж/(м²*с), взрыва ТВС на расстоянии R определяется по формуле

F-коэффициент, характеризующий взаимное расположение источника теплового излучения и объекта;

Т-коэффициент прозрачности воздуха(для его расчета R берется в км).

Продолжительность существования огненного шара t_св, с, определяется по формуле

Величина теплового импульса U_T, кДж/м², определяется из выражения

1) Человек на расстоянии R=150м получит смертельную степень поражения

2) Рубероид, брезент, древесно-стружечная плита на расстоянии R=150м воспламенится

Размеры безопасной зоны теплового воздействия R_безT, м, рассчитывают по соотношению, определяющему безопасное расстояние при заданном уровне интенсивности теплового излучения для человека и горючих материалов в конструкциях производственных помещений

б- коэффициент, учитывающий долю энергии, идущей на лучистый теплообмен (для нефтепродуктов б=0,6)

Вывод: безопасное расстояние по тепловому излучению составляет 502,5м

Сравним величины и

=703,06м

=593м

Вывод: дополнительные запасы бензина надо размещать на расстоянии 703,06 м от производственных помещений.

Задача 2

взрыв емкость ядовитый поражение

Расчет зоны ЧС после разрушения емкости с сильно действующим ядовитым веществом (СДЯВ).

Провести прогноз последствий разрушения на пивзаводе емкостей с СДЯВ. Разрушения произошли в результате взрыва склада ГСМ на смежном предприятии. В зоне прямой видимости находятся жилые кварталы. По результатам прогноза принимается решение об эвакуации населения, а также определяется время, имеющееся для проведения мер по спасению людей. Необходимо определить:

· глубину и площадь зоны заражения СДЯВ;

· время движения облака СДЯВ к жилым кварталам;

· потери людей в очаге поражения СДЯВ.

Исходные данные

Таб.1

№ варианта	Место ЧС	Вид СДЯВ	Кол-во СДЯВ	Характер Разлива СДЯВ	Кол-во Емкостей шт.	Площадь поддона 1емкости, F, м2	Время после аварии, t, ч	Расстояние до жилых кварталов, Х, км	Условия защиты рабочих
			Qo, т	Vx, м3	свободно	в поддон
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
30	Пивзавод	Амиак	3	-	-	+	2	50	3,1	0,5	Территория

Таб.2

№ варианта	Обеспечение персонала противогазами, %	Время года	Время суток	Метеоусловия
				Скорость ветра, U, м/с	Температура воздуха, С ?	Облачность
1	2	3	4	5	6	7
30	50	Лето	Вечер	4	-40	ясно

Выполнение работы

Определение продолжительности поражающего действия СДЯВ

Определение толщины слоя h, м, разлившегося СДЯВ: для СДЯВ, разлившегося из емкостей, расположенных группой и имеющих общий поддон

h=0,044м

Определение времени Т, ч испарения СДЯВ с площади разлива

где К₂- коэффициент, зависящий от физико-химических свойств СДЯВ (табл.5[6]);

К₄- коэффициент, учитывающий скорость ветра (табл.6);

К₇^//- коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха для вторичного облака (для сжатых газов К₇^//=1). (табл.5)

Определение количественных характеристик выброса СДЯВ для расчета масштабов заражения

Определение эквивалентного массового количества СДЯВ по первичному облаку Q_Э1, т, (для определения Г₁)

где К₁- коэффициент, зависящий от условий хранения СДЯВ (табл 5),

К₃- коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе другого СДЯВ (табл.5); К₅- коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха (для инверсии-1; для изотермии- 0,23; для конвенции- 0,08), (табл.7); К₇- коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха для первичного облака (табл.5).

Определение эквивалентного массового количества СДЯВ по вторичному облаку Q_Э2, т, (для определения Г₂)



где К₆- коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после аварии t(если t<T, то К₆=t^0,8; если t>T, то К₆=Т^0,8; если Т<1ч, то К₆=1).

Определение глубины зоны заражения первичным (Г₁, км) и вторичным (Г₂, км) облаком СДЯВ.

Глубина зоны заражения первичным облаком СДЯВ Г₁ определяют из таблицы 8 по величине скорости ветра U, м/с и эквивалентного массового количества СДЯВ Q_Э1, т.

Аналогично определяют глубину зоны заражения вторичным облакомГ₂, км.

Определение полной глубины зоны заражения Г,

где Г^/- наибольший из размеров Г₁ и Г₂, км;

Г^//- наименьший из размеров Г₁ и Г₂, км.

Определение предельно возможного значения глубины переноса воздушных масс Г_n, км

где t- время от начала аварии, ч;

U_ф- скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха при данных скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха, км/ч токсодозы хлора к пороговой токсодозе другого СДЯВ (табл.9).

Определение окончательной расчетной глубины зоны заражения Г_о, км



Определение площади зоны возможного заражения облаком СДЯВ

Определение площади зоны возможного заражения облаком СДЯВ

где S_в- площадь зоны заражения СДЯВ, км²;

ц- угловые размеры зоны возможного заражения, град. (табл. 10).

Определение зоны фактического заражения облаком СДЯВ

где S_ф- площадь зоны фактического заражения СДЯВ, км²;

К_в- коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха (табл. 7), при изотермииК_в=0,133

Определение времени зараженного воздуха к объекту осуществляется по формуле

где t_Д- время движения зараженного воздуха к объекту, ч;

Х- расстояние от источника заражения до заданного объекта, км.

Вывод: движение облака к жилому кварталу составляет 0,2 ч, эвакуация невозможна, необходимо задраить окна и двери.

Определение потерь людей П, %, в очаге поражения СДЯВ

Потери определяется из табл. 11 и зависят от условий защиты и обеспеченности СИЗ

П=5о%

Вывод: потери личного состава в очаге поражения составят 50%.

Задача 3

Определение основных характеристик инженерного защитного сооружения объекта экономики.

Цель работы: Для разработки проектно-сметной документации на сооружение укрытия (убежища) необходимо:

1) провести оценку инженерной защиты рабочих и служащих объекта;

2) определить исходные данные для принятия объемно-планировочного решения проектируемого убежища;

3) рассчитать основные параметры систем жизнеобеспечения;

4) определить защитные свойства проектируемого убежища от ударной волны и радиационного излучения.

Исходные данные

Число работников наибольшей работающей смены N, чел.	Число работников, укрываемых в фактически имеющихся защитных сооружениях NЗ, чел.	Численность работников в пункте управления NПУ, чел.	Режим воздухообеспечения	Климатическая зона
950	600	2	I I	3
Размер дверного проёма	Максимальная высота близлежащего здания НЗД, м	Ожидаемая мощность взрыва ядерного топлива q, Кт	Минимальное расстояние от объекта до вероятного центра взрыва R, км
0,8х1,8
+	6	20	8,6



Таблица 2

Преобладающая скорость среднего ветра в районе объекта VСВ , км/ч	Место расположения убежища	Материал, используемый для перекрытия убежища (в числители - номер материала по табл. 18, в знаменателе - толщина слоя, см)
	Встроенное в отдельно стоящее здание
25	+
Время выпадения радиоактивных веществ tВЫП, ч.	Время для получения максимальной дозы облучения t, ч.	Расчетное время пребывания людей в убежище T, сут.
1	96	4

Выполнение работы

Оценка инженерной защиты рабочих и служащих объекта [1,4,7,8]

где К_инж.з.- коэффициент, показывающий, какая часть производственного персонала работающей смены может укрыться своевременно в защитных сооружениях объекта;

N_з- численность работников, укрываемых в фактически имеющихся защитных сооружениях, чел.; N- численность работников набольшей работающей смены, чел.

Вывод: Т.к. К_инж.з.<1, то необходимо либо строительство убежища с соответствующими защитными свойствами для неукрытых людей работающей смены, либо размещение людей в укрытиях других объектов.

Определение исходных данных для принятия объемно-планового решения проектируемых убежищ [1,4,7,8]

Расчет основных помещений убежища

А-помещение для укрываемых

Площадь помещений для укрываемых в проектируемом убежище S_n, м²



^- норматив площади на одного человека, м²/чел. (определяется по таблице 12[5]); (N - N_з)- количество незащищенного персонала N_нз, чел.

Внутренний объем помещений для укрытия людей V_n, м³, определяется по формуле

где V_y- внутренний объем помещения для одного укрываемого, м³/чел. (V_y=1,5 м³/чел.)

Высота помещений для укрытия в убежище h, м

Определение количества нар для сидения Н_с, шт.

где N_c- число мест для сидения от общего числа укрываемых, % (табл. 12 [5]);

n_c-число мест для сидения на одних нарах (приложение В[6]).

Определение количества нар для лежания H_л, шт.



где N_л- число мест для лежания от общего числа укрываемых, % (табл. 12[5]);

n_л- число мест для лежания на одних нарах (приложение В [6]).

Б. Пункт управления

Определение площади пункта управления S_пу, м²

где S_ny- норма площади на одного работника пункта управления, м²/чел. (=2 м²/чел.).

В. Медицинский пункт

Определение площади медицинского пункта S_мп,м²

1) S_мп= 9м² при численности укрываемых 900…1200 чел.;

2) S_мп=9м²+1м²- на каждые 100 укрываемых сверх 900…1200чел.;

3) Кроме того, в помещениях для укрываемых оборудуется санитарный пост площадью S_cn=2м² на каждые 500 укрываемых, но не менее одного поста на убежище.

Вывод: S_мп =9 м^2, S_cn=2м²

Расчет вспомогательных помещений

Площадь фильтровентиляционной камеры S_ф.к., м²



где n_фвк - количество фильтровентиляционных комплексов (ориентировочно принимается равное 2 и окончательно уточняется по формулам 21 или 23);

S_фвк- площадь, занимаемая ФВК, м² (табл. 13[5]);

S_обс- площадь для обслуживания ФВК, м² (табл. 13[5]).

Определение площади помещения для хранения продовольствия S_пр, м²

где 150- минимальное количество укрываемых в убежище, чел.

Расчет площади помещения для ДЭС, м²

где f- количество дизельных электростанций (1- основная, 1- резервная); S_ДЭС- площадь, занимаемая одной ДЭС (S_ДЭС=3,5м²) [4]; - площадь для обслуживания одной ДЭС (=3м²) [4].

Площадь электрощитовой S_эщ, м², ориентировочно принимается

S_эщ=S_ДЭС.=3,5м²

Площадь помещения баллонной S_б, м², (предусматривается в убежищах с регенерацией воздуха для хранения баллонов со сжатым воздухом или кислородом) ориентировочно принимается

S_б=S_nc.=13м²



Площадь тамбура S_m, м², (для помещений ДЭС и баллонной или для входа без тамбур-щлюза) ориентировочно определяется

Определение площади санитарных узлов S_cy, м²:

а) для женщин (

где- норматив площади на один санитарный узел (=1,08 м²/чел.);

N_ж- количество укрываемых, обслуживаемых одним прибором, чел. (N_ж=75 чел.).

б) для мужчин , м²

где 2*- норматив площади на санитарный узел с унитазом и писсуаром, м²/чел.;

N_м- количество укрываемых, обслуживаемых двумя приборами, чел. (N_м=150 чел.). в) для умывания (S_ум,м²)



где - - норматив площади на один умывальник, м² (=1,08 м²);

N_УМ - количество людей, обслуживаемых одним умывальником (N_УМ =200 чел.).

Определение количества входов n_ВХ, шт. в зависимости от размеров дверного проема S_ВХ, м?м.

Число входов определяется из расчета: один вход размером 0,8?1,8 м на 200 человек или размером 1,2?2 м на 300 человек. При вместимости убежища до 300 человек устраивается один вход.

Делаем два прохода, т.к. 350 человек и S_вх=1,44 м²

Тамбур-шлюз (предусматривается при одном из входов в убежищах вместимостью 300 чел. и более) имеет следующую площадь: при ширине дверного проема 0,8м S_тш =8м².

Длина галереи аварийного (эвакуационного) выхода L, м, зависит от места расположения убежища и максимальной высоты близлежащих зданий

L=0,5•Н_зд+3=0,5?6+3=6м

где Н_зд - максимальная высота близлежащих зданий, м;

3 - радиус окружности вокруг оголовка, гарантирующий его незавал при разрушении близлежащих зданий, м.

Общая площадь вспомогательных помещений

Складывается из площадей по результатам расчетов по п.п. 2.2.1.-2.2.8, а именно

S_ВСП=12+9+13+3,5+13+3,25+5,04+5,04+1,89+2*1,44=68,6м²

Суммарная площадь убежища S_УБ, м² определяется по формуле



S_уб=S_n+S_ВСП

S_уб=175+68,6=243,6 м²

Расчет параметров жизнеобеспечения

Система воздухообеспечения

Расчет количества подаваемого в убежище воздуха в режиме II- фильтровентиляции V_фв, м³/ч

где V_норм.у.- норма подачи очищенного воздуха на каждого укрываемого, м³/(ч?чел) (табл.14[5]);

V_{норм.ПУ}- норма подачи очищенного воздуха на каждого работника ПУ, м³/(ч?чел)(табл.14[5]);

Определение количества фильтровентиляционных комплексов для II режима воздухообеспечения

Система водоснабжения

Минимальный запас воды х_вв проточных емкостях убежища должен составлять

х_в =Т• х_Ч•N_нз

х_в=4?5?350=7000л



где х_Ч- норма запаса воды на одного укрываемого в сутки (2 л - на питье, 3 л - на санитарно-гигиенические нужды), л/чел.

Система канализации и санитарные узлы

Объем резервуара для сточных вод в помещении санитарного узла х_ст ,л

х_ст =х_ст.ч•N_НЗ•T

х_ст=2?350?4=2800л

х_ст.ч- норма приема сточных вод в сутки на каждого укрываемого, л (х_ст.ч=2 л/чел.); Т - время пребывания укрываемых в убежище, сутки

При использовании автономного источника электропитания в убежище необходимо иметь две единицы дизель-электростанции (1- основная, 1- резервная). Система продовольственного обеспечения

Резервный запас продовольствия в убежище в сухом пайке на одного укрываемого в сутки исчисляется из расчета -2 кг/(чел•сут).

П_пр=Т?2кг?N_нз=4?2?350=2800кг

Определение защитных свойств проектируемого убежища

Определение защитных свойств по ударной волне

Осуществляется путем сравнения величины избыточного давления, на которое рассчитаны элементы конструкций ? Р_Ф.ЗАЩ., кПа (100 кПа), избыточного давления ударной волны, ожидаемого на объекте при ядерном взрыве ? Р_Ф.ВЗР.

Вывод: Т.к. ? Р_Ф.ЗАЩ.> ? Р_Ф.ВЗР., то убежище обеспечивает защиту людей при вероятном избыточном давлении от взрыва ядерного топлива.

Определение защитных свойств убежища по ионизирующим излучениям. Определение требуемого коэффициента ослабления радиации К_{осл. треб.}



где Р₁ - максимальный ожидаемый на объекте уровень радиации на 1 ч после взрыва, рад/ч табл. 16[6]

t_н - время начала заражения, ч (t_н =(R/V_с.в.)+t_вып , при этом, t_вып - время выпадения радиоактивных веществ);

t_к - время окончания облучения, ч, (t_к = t_н + t, при этом t- время для получения максимальной дозы облучения, ч)

V_с.в. - преобладающая скорость среднего ветра, км/ч.

t_н=

t_к=1,34+96=97,34 ч

Определение фактического коэффициента ослабления радиации от радиоактивного заражения К_{осл. ф.}

где К_р - коэффициент, учитывающий условия расположения убежища табл. 17[5];

n - число защитных слоев материалов перекрытия убежища (n=2);

h_i - толщина i-го защитного слоя, см;

d_i - толщина i-го слоя половинного ослабления, см;

d_i =13/с

с - плотность материала, г/см³ , определяется по табл. 18[5].

d₁ =13/2,3=5,65

d₂ =13/1,6=8,13

Сравнение величин К_{осл. треб.} и К_{осл. ф.}

Вывод: Т.к. К_{осл. треб.} <К_{осл. ф.}, значит убежище обеспечивает должный уровень защиты людей от ионизирующего излучения.

Размещено на Allbest.ru