Оценка устойчивости работы цеха по производству полиэтилентерефталата в чрезвычайных ситуациях

Размещено на http://www.allbest.ru/

42

Оценка устойчивости работы цеха по производству полиэтилентерефталата в чрезвычайных ситуациях

Содержание

Введение

1. Характеристика исходных материалов, отходов и готовой продукции

2. Описание технологического процесса

2.1 Описание схемы технологического процесса производства полиэтилентерефталата

2.2 Контрольно-измерительные приборы (КИП)

2.3 Описание здания

3. Исследование устойчивости работы цеха при взрыве ГВС

3.1 Воздушная ударная волна

3.2 Оценка устойчивости цеха к воздействию ударной волны при взрыве ГВС

3.3 Мероприятия по повышению устойчивости работы цеха

4. Исследование пожарной устойчивости объекта

4.1 Пожароустойчивость объекта

4.2 Оценка пожароустойчивости цеха

4.3 Мероприятия по повышению пожароустойчивости цеха

5. Исследование действия АХОВ на объект

5.1 Общие положения

5.2 Прогнозирование глубины зон заражения

5.3 Определение площади зоны заражения

5.4 Определение времени подхода зараженного воздуха к объекту и продолжительности заражающего действия АХОВ

5.5 Мероприятия по защите от АХОВ

5.6 Дегазация

6. Исследование радиоактивного заражения на объекте и выработка мероприятий по защите населения, рабочих и служащих и по дезактивации

6.1 Общие положения

6.2 Определение уровня радиации на объекте

6.3 Защита населения, рабочих и служащих от радиационного заражения при аварии на АЭС

6.4 Мероприятия по защите от воздействия радиационного заражения

6.5 Дезактивация

Заключение

Список литературы

Задание на курсовое проектирование

Вариант №043

Взрывоопасное вещество:

вид - пропан, количество - 30,0 т, удаление 586 м.

АХОВ:

вид - хлор,

количество - 3,0; 5,0; 8,0; 11,8 т,

условия хранения - -, разрушение ХОО,

удаление - 400 м, N - 1 ч. 16 м.

Радиационно-опасный объект:

АЭС,

тип аварии - без разрушения реактора,

удаление - 48 км.

Метеоусловия:

направление ветра - на объект,

скорость приземного ветра - 4 м/с,

температура воздуха = - 20 °С, температура почвы = - 20 °С,

СВУВ - -.

Реферат

В расчетно-пояснительной записке к курсовому проекту содержится 26 страниц, 2 рисунка, 6 таблиц и 3 литературных источника.

В данной работе проведено исследование устойчивости работы цеха по производству полиэтилентерефталата при взрыве ГВС, исследование пожарной устойчивости цеха, исследование воздействия АХОВ на его работу, а также исследование радиационного заражения на объекте при аварии на АЭС. Были предложены мероприятия по повышению устойчивости работы цеха в ЧС.

Введение

В настоящее время большое внимание уделяется повышению устойчивости работы производства, обеспечению безопасности обслуживающего персонала в сложных чрезвычайных ситуациях (ЧС).

Под устойчивостью работы объекта понимается способность объекта выпускать установленные виды продукции в объемах и номенклатурах, предусмотренных соответствующими планами, а также приспособленность этого объекта к восстановлению в случае повреждения.

Мероприятия по обеспечению устойчивости работы объекта прежде всего должны быть направлены на защиту рабочих и служащих.

Современный типовой комплекс промышленного предприятия составляют здания и сооружения, в которых размещают производственные цеха, станочное и технологическое оборудование; сооружения энергетического хозяйства, системы энергоснабжения; инженерные и топливные коммуникации; отдельно стоящие технологические установки; сеть внутреннего транспорта, системы связи и управления; складское хозяйство; различные здания и сооружения административного, бытового и хозяйственного предназначения.

Каждый объект в зависимости от особенностей его производства и других характеристик имеет свою специфику. Однако объекты имеют много и общего: производственный процесс осуществляется, как правило, внутри зданий и сооружений, сами здания в большинстве случаев выполнены из унифицированных элементов, территория объекта насыщена инженерными, коммунальными и энергетическими линиями; плотность застройки на многих объектах составляет 30 - 60 %. Все это дает основание считать, что для всех промышленных объектов, независимо от профиля производства и назначения, характерны общие факторы, влияющие на подготовку объекта к работе в условиях ЧС. К этим факторам относятся: район расположения объекта; внутренняя планировка и застройка территории объекта; системы энергоснабжения; технологический процесс; производственные связи объекта; системы управления; подготовленность объекта к восстановлению производства и др.

Основные поражающие факторы, которые представляют главную опасность для наземных объектов, - ударная волна, вторичные поражающие факторы, заражение радиоактивными веществами и АХОВ.

В качестве критериев оценки физической устойчивости приняты:

· при воздействии ударной волны - избыточные давления, при которых элементы производственного комплекса не разрушаются (не повреждаются) или получают такие повреждения или разрушения (слабые и средние разрушения), при которых они могут быть восстановлены в короткие сроки;

· при воздействии вторичных факторов поражения - избыточные давления, при которых происходящие разрушения и повреждения не приводят к авариям, пожарам, взрывам, затоплениям, опасному заражению местности и атмосферы, т.е. к поражению людей и выходу из строя средств производства.

Исходными данными для оценки физической устойчивости являются: конструктивные особенности элемента, его форма; вес элемента (оборудования, прибора); габариты (длина, ширина, высота, диаметр и т.п.), прочностные характеристики элемента.

Возможность возникновения очагов воспламенения и горения устанавливается по данным возгораемости материалов; вторичным факторам поражения, вызванным воздействием ударной волны (разрушение печей, газопроводов, пробои электропроводки, кабелей и т.п.).

Образование очагов пожаров и их развитие зависит также от степени огнестойкости зданий и сооружений и пожароопасности технологических процессов.

По пожарной опасности объекты в соответствии с характером технологического процесса подразделяют на пять категорий: А, Б, В, Г, и Д.

Объекты категории А: нефтеперерабатывающие заводы, химические предприятия, склады бензина и др.

Объекты категории Б: цеха приготовления и транспортировки угольной пыли и древесной муки, цеха обработки синтетического каучука, склады кинопленки и др.

Пожары на предприятиях категории А и Б возможны при средних и слабых разрушениях, наиболее уязвимы на этих объектах воздушные коммуникации.

Объекты категории В: лесопильные, деревообрабатывающие, столярные цеха и др.

Объекты категории Г: металлургические производства, предприятия горячей обработки металла, термические цеха, а также котельные.

Объекты категории Д: предприятия по холодной обработке металлов и другие, связанные с хранением и переработкой несгораемых материалов.

На объектах категорий В, Г и Д возникновение отдельных пожаров будет зависеть от степени огнестойкости зданий, образование сплошных пожаров - от плотности застройки.

Устойчивость работы объектов в условиях радиоактивного заражения в первую очередь зависит от степени поражения людей. Критерием устойчивости в этом случае является максимальная допустимая доза излучения, которая не приводит к потере работоспособности и заболеванию лучевой болезнью. В условиях радиоактивного заражения должна быть обеспечена производственная деятельность объекта и разработаны способы защиты рабочих и служащих.

В условиях ЧС местность может быть заражена АХОВ, которые в определенных количествах, превышающих предельно допустимые концентрации (ПДК) в воздухе или на местности, могут оказывать вредное воздействие на людей, вызывая у них различные степени поражения.

Ликвидация последствий химического заражения на объекте предусматривает проведение следующих мероприятий:

Прогнозирование зон заражения.

Оповещение рабочих и служащих о возникновении аварии.

Ведение химической разведки, обозначение границ очага химического поражения.

Использование средств индивидуальной и коллективной защиты.

Поиск и вынос пораженных и оказание им первой медицинской помощи.

Эвакуация рабочих, служащих и населения из очага химического поражения.

Предотвращение распространения аварии: локализация очага химического заражения путем нейтрализации вылитого АХОВ, установка водяных или огневых завес на направление распространения зараженного воздуха.

Основные мероприятия по повышению устойчивости работы промышленных объектов:

Защита рабочих и служащих.

Повышение прочности и устойчивости важнейших элементов объекта и совершенствование технологического процесса.

Повышение устойчивости управления объектом.

Разработка мероприятий по уменьшению вероятности возникновения вторичных факторов поражения и ущерба от них.

Подготовка к восстановлению объекта после его поражения.

Целью данной работы является оценка устойчивости работы цеха по производству полиэтилентерефталата в ЧС.

1. Характеристика исходных материалов, отходов и готовой продукции

Исходные материалы: диметиловый эфир терефталевой кислоты, этиленгликоль.

Диметилтерефталат - токсичен: раздражает слизистые оболочки глаз, дыхательных путей и кожу. ПДК = 0,1 мг/м3.

Этиленгликоль - умеренно токсичен: обладает наркотическим действием, при попадании внутрь может вызвать хроническое отравление с поражением жизненно важных органов (действует на сосуды, почки, нервную систему). ПДК в воздухе рабочей зоны - 5 мг/м3.

Отходы: метиловый спирт и избыток этиленгликоля.

Метиловый спирт - токсичен: действует на нервную и сосудистую системы, обладает кумулятивными свойствами. ПДК в воздухе - 5 мг/м3.

Готовая продукция: полиэтилентерефталат - не токсичен.

На основании сравнения расчетной величины ожидаемого избыточного давления во фронте поражающего действия ударной волны ДРфIII = 11,23 кПа (п. 3.1.) и величин пределов устойчивости основного технологического оборудования (п. 3.2, таблица 1) можно сделать вывод, что это оборудование устойчиво к разрушению, поэтому не произойдет выброса (разлива) исходного сырья и готовой продукции, следовательно, не возникнут вторичные поражающие факторы.

2. Описание технологического процесса

2.1 Описание схемы технологического процесса производства полиэтилентерефталата

Технологический процесс производства полиэтилентерефталата включает следующие стадии: растворение диэтилового эфира терефталевой кислоты в этиленгликоле; переэтерификация с получением дигликолевого эфира терефталевой кислоты и низкомолекулярных полиэфиров; фильтрование реакционной смеси; поликонденсация; получение твердого высокомолекулярного полиэфира в виде ленты, нити или блока; дробление; высушивание крошки.

Диметилтерефталат расплавляют в плавильнике 2 из нержавеющей стали, снабженном плавильной решеткой и рубашкой. После расплавления диметилтерефталат перекачивают насосом 1 в аппарат переэтерификации 3. Одновременно с этим в аапарат 3 подают из нагревателя 7 этиленгликоль, содержащий катализатор (ацетаты цинка, марганца и кобальта в чистом виде или в смеси с трехокисью сурьмы и др.). В зависимости от температуры (169 - 180 °С) длительность переэтерификации составляет 6 - 15 ч. В начале переэтерификации отгоняется метиловый спирт, а при повышении температуры до 240 - 250 °С - избыток этиленгликоля. Затем образовавшийся дигликолевый эфир терефталевой кислоты подают в аппарат для поликонденсации 8. Это реактор из нержавеющей стали, снабженный мешалкой и обеспечивающий возможность создания в нем высокого вакуума. Продолжительность поликонденсации 3 - 8 ч. Начальная температура реакции 240 - 260 °С, конечная 280 - 290 °С. Остаточное давление в аппарате при отгонке этилен гликоля, выделяющегося при поликонденсации, не превышает 100 - 200 Па.

Образовавшийся полимер в расплавленном состоянии представляет собой прозрачную, очень вязкую жидкость. Жидкий полиэтилентерефталат после снятия вакуума выгружают через обогреваемый вентиль в дне под давлением сжатого азота.

Если выгружаемый из реактора полимер быстро охладить, то он сохраняет аморфное состояние и остается прозрачным. После нагревания выше температуры склеивания он кристаллизуется, теряет прозрачность и приобретает окраску.

Из реактора расплав поступает в водяную ванну 12 на охлаждение, а затем на измельчитель 13. Крошку (гранулы) подают в бак с мешалкой 14, а из него в вакуум-сушилку 15.

Рис. 1. Схема технологического процесса производства полиэтилентерефталата

Спецификация оборудования

1 - дозирующий насос;

2 - плавильник диметилтерефталата;

3 - автоклав переэтерификации;

4 - конденсатор;

5 - сборник метилового спирта;

6 - фильтр расплава;

7 - нагреватель этиленгликоля;

8 - автоклав поликонденсации;

9 - пароэжекторная вакуумная установка;

10 - вентиль с программным устройством;

11 - конденсатор этиленгликоля;

12 - водяная ванна;

13 - измельчитель;

14 - гомогенизатор;

15 - сушилка.

2.2 Контрольно-измерительные приборы (КИП)

Для качественного ведения технологического процесса используют приборы контроля технологических параметров.

Одним из основных параметров процесса является температура в аппаратах. Стабилизация температуры в аппарате осуществляется за счет изменения расхода воды в рубашке аппарата. Локальный контур регулирования температуры в аппарате состоит из термометра сопротивления (поз. 7а), вторичного прибора (поз. 76), диска со встроенным электронным регулятором преобразователя (поз. 7в) и регулируемого клапана (поз. 7г). При отклонении температуры от заданного значения изменяется сопротивление датчика - термометра сопротивления, которое сравнивается с заданной величиной и формируется управляющий сигнал, который поступает на вход вторичного прибора. Величина такого сигнала на выходе составляет 0 - 5 мА. Этот сигнал преобразуется преобразователем в пневматический, величина которого составляет 0,2 - 1 кгс/см2. Пневматический сигнал поступает на регулирующий клапан, который установлен на трубопроводе подачи этиленгликоля в автоклав переэтерификации.



Рис. 2. Локальный контур регулирования температуры в аппарате

2.3 Описание здания

Проектируемое производственное здание - трехэтажное с полным каркасом и навесными пандами.

Строительство трехэтажного здания позволяет наилучшим образом использовать ограниченные земельные участки, сократить протяженность внешних инженерных коммуникаций.

Трехэтажное производственное здание предусмотрено строить с полным каркасом. Каркас выполняется из железобетона. Здание имеет пространственную жесткость, которая обеспечена рамками, имеющими жесткие стыки колонн и балок. Стойка колонн 6,0*6,0 м, стыки колонн осуществляются путем приварки накладок стыковых стержней. Балки имеют высоту 800 мм. Стыки балок с колонной жестко соединены сваркой закладных деталей с последующей заделкой стыков бетоном.

Многоэтажные перекрытия балочного типа. Балочная клетка состоит из балок, опирающихся на специальные выступы несущих колонн. За балочную клетку устанавливаются плиты перекрытий, а затем по этим плитам делается пол. Перекрытия железобетонные, так как на них устанавливаются плавильник, автоклав, нагреватель, водяная ванна, гомогенизатор, сушилка. Основным несущим элементом перекрытия здания является ребристая плита пролетом 6000 мм с номинальной шириной 1500 мм. Плиты укладываются по балкам и замоноличиваются цементным раствором. В проекте для строящегося здания принят аварийный фундамент.

Стены здания подразделяются на наружные и внутренние. Наружные стены являются ограждающими конструкциями. Для наружных стен приняты навесные панельные стены высотой 1200 мм из легкого бетона, толщина которых составляет 300 мм. Внутренние стены и перегородки выполнены из кирпича и отштукатурены.

Основу кровли составляют сборные железобетонные плиты толщиной 300 мм. Покрытия пола первого этажа состоит из уплотненного грунта, бетона, цементной вытяжки и мозаичного слоя. На последующих этажах покрытие пола состоит из железобетонной плиты, цементной вытяжки и плитки на цементном растворе. Линолеум - в бытовых помещениях.

Лестница принята по серии 44-65, размеры лестничной клетки 2400*5500 мм. Стены технологических помещений, лабораторий облицованы керамической плиткой. В бытовых помещениях стены покрыты водоэмульсионной краской, остальная часть стен - меловая побелка.

Двери однопольные и двухпольные деревянные, облицованные кровельной сталью по асбестовому картону, высота дверей 2,4 м и 2,1 м. Двери в бытовых помещениях деревянные однопольные.

Согласно технологии в производственных помещениях окна не предусмотрены. В остальных помещениях предусматриваются размеры оконных проемов 1200*1200 мм. Рамы оконные деревянные имеют открывающиеся створки.

На первом этаже размещено помещение хранения диметилтерефталата и этиленгликоля, механическая мастерская, бытовые помещения, санузлы с одной стороны, электрощитовая - с другой стороны.

На втором этаже расположено помещение для подготовки диметилтерефталата и этиленгликоля к переэтерификации, а также помещение для аппарата поликонденсации, измельчитель и вакуум-сушилка. Санузлы расположены с одной стороны, электрощитовая - с другой стороны.

На третьем этаже расположено помещение для проведения процесса переэтерификации диметилтерефталата этиленгликолем, гомогенизтор, а также сборник метилового спирта. Бытовые помещения и санузлы расположены с одной стороны, электрощитовая - с другой стороны.

Источником электроснабжения является заводская ТЭЦ, находящаяся рядом. Водоснабжение цеха также осуществляется от общезаводской водопроводной сети.

3. Исследование устойчивости работы цеха при взрыве ГВС

3.1 Воздушная ударная волна

Воздушная ударная волна представляет собой область резко сжатого воздуха, распространяющегося во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Поражающее действие ударной волны определяется, главным образом, избыточным давлением в ее фронте - ДРф. При взрыве ГВС в очаге взрыва различают три круговые зоны:

I - зона детонационной волны;

II - зона действия продуктов взрыва;

III - зона воздушной ударной волны.

Радиус зоны I - r1 приблизительно может быть определен по формуле

, м,

где Q - количество сжатого газа (пропан, метан и т.д.) в тоннах.

Давление во фронте ударной волны этой зоны ДРфI = 1700 кПа.

Радиус действия зоны II - r2 определяется по формуле

, м;

, кПа,

где r - расстояние от центра взрыва до рассматриваемой точки в метрах.

Избыточное давление в зоне III в зависимости от расстояния до центра взрыва может быть определено по нижеприведенным формулам.

Для определения ДРфIII предварительно находят значение величины Ш по формуле

,

где rI - радиус зоны I;

rIII - радиус зоны III или расстояние от центра взрыва до точки, в которой нужно определить давление в кПа. Если Ш ? 2, то ДРфIII определяется по формуле

, кПа.

При Ш ? 2

, кПа.

Расчет ожидаемого избыточного давления во фронте поражающего действия воздушной ударной волны:

м;

м;

;

Ш ? 2, т.к. 2,59 ? 2, поэтому

кПа.

3.2 Оценка устойчивости цеха к воздействию ударной волны при взрыве ГВС

Произведем оценку устойчивости работы цеха по производству полиэтилентерефталата, подробная характеристика которого приведена выше. Оценка устойчивости здания и технологического оборудования производится на основании таблиц приложения 2 [1], характеризующих степень разрушения зданий и элементов технологического оборудования в зависимости от избыточного давления во фронте ударной волны.

Перечень оборудования цеха и пределы устойчивости его элементов приведены в таблице 1. взрывоустойчивость пожарный безопасность цех

Из приведенных данных в таблице 1 следует, что предел устойчивости (верхняя граница зоны слабых разрушений) для здания цеха - 30 кПа, для производственного оборудования - 25 кПа, т.е. как у здания цеха, так и почти у всех элементов технологического оборудования он выше, чем давление во фронте ударной волны от взрыва ГВС, равного 11,23 кПа. Исключение составляют пульт управления и контрольно-измерительная аппаратура, предел устойчивости которых 15 кПа. Однако ряд элементов оборудования цеха получит слабые разрушения, к ним относятся: контрольно-измерительная аппаратура, пульт управления автоматической системой, отдельно стоящие распределительные электрические щиты.

Здание цеха достаточно прочное, практически никаких разрушений не получит, за исключением разрушения остекления, которое относится к повреждениям.

3.3 Мероприятия по повышению устойчивости работы цеха

С целью предотвращения поражения персонала цеха осколками стекла и повреждения ими отдельных элементов технологического процесса необходимо с внутренней стороны остекления здания установить металлическую сетку или заменить обычное остекление на армированное.

Укрепить легкие деревянные перегородки в административно-бытовых помещениях.

Закрыть металлическими кожухами плавильник, автоклав, конденсатор, нагреватель, гомогенизатор, сушилку.

Контрольно-измерительную аппаратуру и пульт управления автоматизированной системой поместить в закрытые металлические шкафы.

Создать запас электроизмерительных и осветительных приборов и блоков для системы автоматического управления.

Предусмотреть возможность перехода на ручное управление процессом производства.

Создать необходимые запасы пленки для временного закрытия окон при разрушении остекления.

4. Исследование пожарной устойчивости объекта

4.1 Пожароустойчивость объекта

Источниками возникновения пожаров могут быть взрывы ГВС и ВВ, а также короткие замыкания в электросетях, вызванные взрывами или другими причинами, нарушение правил пожарной безопасности.

Минимальный тепловой импульс, который может вызвать пожар, 100 - 150 кДж/м2 (3 - 4 кал/см2).

На возникновение и распространение пожаров влияют такие факторы, как огнестойкость зданий (сооружений), пожарная опасность производства, плотность застройки, метеоусловия и др. факторы. На основании оценки устойчивости здания цеха от ударной волны оценивается возможность возникновения и распространения пожара. Устанавливаются наиболее опасные в пожарном отношении участки производства, элементы производственного процесса и общая пожарная обстановка в цехе. При этом учитывается, что при повреждении здания цеха (разрушение остекления, дверей и др. непрочных конструкций) происходит более быстрое возгорание и интенсивное развитие пожара.

Отдельные пожары возможны в зданиях со слабыми и средними разрушениями. При сильных и полных разрушениях возможны лишь отдельные очаги тления и горения в завалах.

Объект считается устойчивым в противопожарном отношении, если при определенном тепловом импульсе не загораются какие-либо материалы и элементы здания. Поскольку обеспечить абсолютную теплостойкость зданий практически невозможно, то следует стремиться увеличить теплостойкость возгораемых конструкций до какого-то целесообразного предела.

4.2 Оценка пожароустойчивости цеха

Согласно описанию здания цеха, оно имеет степень огнестойкости - III. Категории зданий по пожарной опасности - А (1). Здание цеха спроектировано и выполнено с соблюдением всех мер пожарной безопасности. Наиболее опасным в пожарном отношении являются административно-бытовые помещения, имеющие деревянные перегородки, деревянную мебель и др.

Источником пожара внутри самого цеха могут быть короткие замыкания, которые могут возникать от разлетающихся осколков стекол, если остекление не ограждено изнутри предохранительной металлической сеткой, а также неконтролируемого смешения исходных компонентов.

4.3 Мероприятия по повышению пожароустойчивости цеха

Установка в здании цеха и административно-бытовых помещениях с внутренней стороны оконных рам защитных металлических сеток или установка вместо обычного стекла армированного.

Окраска в цехе и административно-бытовых помещениях всех горючих материалов несгораемой краской.

Замена огнеопасного линолеума на полах административно-бытовых помещений пожаробезопасными материалами.

Периодическая проверка противопожарного инвентаря и проведение противопожарных учений с личным составом цеха и администрации.

5. Исследование действия АХОВ на объект

5.1 Общие положения

Масштабы заражения АХОВ в зависимости от физических свойств и агрегатного состояния рассчитываются по первичному и вторичному облаку: для сжиженных газов опально по первичному и вторичному облаку; для сжатых газов - только по первичному облаку; для ядовитых жидкостей, кипящих при температуре выше окружающей среды, - только по вторичному облаку.

Исходными данными для прогнозирования масштабов заражения АХОВ являются: общее количество АХОВ и его размещение в емкостях и трубопроводах; количество АХОВ, выброшенного в атмосферу; характер разлива АХОВ («свободно», «в поддон», «в обваловку»); высота подъема (обваловки); метеоусловия: температура воздуха, скорость ветра на высоте 10 м (на высоте флюгера), степень вертикальной устойчивости (СВУВ).

При заблаговременном прогнозировании масштабов заражения принимается количество АХОВ в максимальной емкости; метеоусловия: инверсия, скорость ветра - 1 м/сек. Если СВУВ не указана, то принимается - инверсия. Для прогнозирования после конкретной аварии берутся конкретные данные по количеству АХОВ, температуре воздуха и скорости ветра.

При свободном разливе АХОВ, толщина слоя разлива принимается равной 0,05м,.при обваловке h = H - 0,2 м, где Н - высота обваловки в метрах. Метеоусловия считаются неизменными в течение 4 часов, после чего уточняются.

При прогнозировании масштабов заражения все АХОВ приводятся к эквиваленту хлора.

Под эквивалентным количеством АХОВ принимается такое количество хлора, масштаб заражения которым при инверсии эквивалентен масштабу заражения количеством данного вещества, перешедшим в первичное (вторичное) облако.

5.2 Прогнозирование глубины зон заражения

Расчет глубины зон заражения АХОВ ведется по "Методике прогнозирования'' на основании приложения 3 [1].

Эквивалентное количество вещества по первичному облаку определяется по формуле

, т,

где K1 - коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ, определяется по таблице П2 (приложение 3), для сжиженных газов K1 = l;

К3 - коэффициент отношения пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе определяемого АХОВ, определяется по таблице П2;

К5 - коэффициент, учитывающий СВУВ: принимается для инверсии - 1; изотермии - 0,23; конвекции - 0,08;

К7 - коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха, определяется по таблице П2, для сжатых газов К7 = 1;

Q0 - количество разлившегося (выброшенного) вещества, т.

Определим Qэкв1 по данным задания.

т.

Эквивалентное количество вещества по вторичному облаку определяется по формуле

т,

где K4 - коэффициент, учитывающий скорость ветра, определяется по таблице ПЗ

(приложение 3);

К6 - коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после аварии; он определяется после расчета продолжительности испарения АХОВ - Т по формуле

d - плотность АХОВ, т/м3, определяется по таблице П2;

h - толщина слоя АХОВ, м.

Время испарения АХОВ - Т определяется по формуле

ч;

К2 - коэффициент, характеризующий данное АХОВ, определяется по табл. П2. Если в таблице П2 нет данного АХОВ, то К2 определяется по формуле

где p - давление насыщенного пара вещества при заданной температуре воздуха, в мм рт. столба;

М - молекулярный вес вещества.

Определим Qэкв2 по заданным данным:

N = 1 ч. 16 мин. = 1,267 часа,

ч.;

Так как N > T, то K6 = 0,750,8 = 0,79; K2 = 0,052, согласно таблице П2.

т.

На основании найденных значений Qэкв1 и Qэкв2 по таблице П1 приложения 3 определяем глубину зоны заражения первичным и вторичным облаком. Т. к. в таблице П1 значений глубины заражения для найденных величин Qэкв1 = 1,5 т и Qэкв2 = 24,12 т нет, то их значения определяем путем интерполирования. Так, для первичного облака Qэкв1 = 1,5 т находим значение Q = 1 т, для которого глубина зоны заражения равна 1,88 км и для Q = 3 т глубина зоны соответственно будет 3,28, тогда глубина заражения АХОВ для первичного облака будет:

км.

Аналогично определяется глубина заражения АХОВ для вторичного облака, только при этом для интерполирования принимаются значения Q, равные 20 и 30 т, глубины зон поражения которых соответственно равны 9,62 и 12,18. Затем находится промежуточное значение для Qэкв2 = 24,12 т.

км.

Полная глубина зоны заражения АХОВ - Г, обусловленная воздействием первичного и вторичного облаков, определяется по формуле

км,

где ГI - наибольшая, а ГII - наименьшая из размеров Г1 и Г2.

После этого полученное значение Г сравнивается с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс - ГП, которое определяется по формуле

 км,

где N - время от начала аварии в часах;

V - скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха при данной скорости ветра и СВУВ, км/час, определяется по таблице 2 (приложение 3).

После расчетов полной глубины заражения АХОВ и глубины переноса переднего фронта зараженного воздуха, сравнения их величины, окончательно за глубину заражения АХОВ принимается наименьшее из них.

Определим глубину зоны заражения АХОВ - Г по заданным данным. Наименьшей из Г1 и Г2 является Г1 = 1,29 км, тогда

км.

Предельно возможная глубина переноса воздушных масс:

км.

Сравнивая величины Г и ГП, видим, что наименьшей из них является ГП, т. о. глубина зоны заражения АХОВ в результате аварии может составлять ГП = 26,6 км.

Учитывая, что удаление цеха от места аварии - 0,4 км, видно, что цех попадает в зону заражения АХОВ.

5.3 Определение площади зоны заражения

Площадь зоны возможного заражения первичным (вторичным) облаком заражения определяется по формуле

, км2,

где SВ - площадь зоны возможного заражения АХОВ;

Г - глубина зоны возможного заражения, км;

ц - угловые размеры зоны возможного заражения, градусы.

В табл. приводятся зависимости ц от скорости ветра V, м/сек.

Таблица 2

V, м/с	< 0,5	0,6 - 1,0	1,1 - 2,0	> 2,0
ц, град.	360	180	90	45

Площадь зоны фактического заражения SФ в квадратных километрах рассчитывается по формуле

, км2,

где КВ - коэффициент характеризующий СВУВ, равный: для инверсии - 0,081; изотермии - 0,133; конвекции - 0,236.

N - время после начала аварии, час.

Определим SВ и SФ для заданных условий:

км2.

При скорости ветра 4 м/сек принимаем ц = 45°:

км2.

5.4 Определение времени подхода зараженного воздуха к объекту и продолжительности заражающего действия АХОВ

Время подхода облака, зараженного АХОВ, к заданному объекту зависит от скорости переноса облака воздушным потоком и определяется по формуле

, час.,

где х - расстояние от источника заражения до объекта, км;

у - скорость переноса переднего фронта облака зараженного АХОВ воздуха, км/час, определяется по таблице 2 (приложение 3).

Определим время подхода зараженного АХОВ воздуха к цеху согласно заданным условиям: x = 400 м или 0,4 км; y - согласно таблице 2 равно 21 км/час, тогда

Продолжительность заражающего действия АХОВ определяется временем его испарения с площади разлива.

Время испарения АХОВ с площади разлива определяется по формуле

час,

где h - толщина слоя разлива АХОВ, м;

d - удельный вес АХОВ, т/м2;

К2, К4, К7 - коэффициенты, приведенные в разделе 5.2.

Определим период заражающего действия АХОВ для заданных условий: h = 0,05 м; d = 1,553 т/м3; К2 = 0,052; К4 = 2,0; К7 = 1,0.

часа.

5.5 Мероприятия по защите от АХОВ

Рассмотрим возможные мероприятия, которые необходимо провести в случае заражения хлором:

Оповестить личный состав цеха о приближении облака АХОВ.

Дать указание личному составу цеха немедленно применить средства индивидуальной защиты от АХОВ (изолирующие противогазы).

Рекомендовать личному составу цеха перейти в верхние этажи здания и загерметизировать помещения, где будет располагаться личный состав цеха (уходить от облака АХОВ не позволит время подхода зараженного АХОВ облака, равное - 1,125 мин).

Организовать контроль за наличием и уровнем заражения АХОВ на предприятии.

Обеспечить связь с руководством предприятия.

Подготовиться к оказанию помощи пострадавшим и их эвакуации.

Наметить мероприятия по дегазация помещений и оборудования после спада уровня АХОВ до безопасного.

5.6 Дегазация

Дегазация - разложение отравляющих веществ до нетоксичных продуктов и удаление их с зараженных поверхностей в целях снижения зараженности до допустимых норм. Производится с помощью специальных технических средств - приборов, комплектов, поливомоечных машин с применением дегазирующих веществ, а также воды, органических растворителей, моющих растворов. Различают частичную и полную дегазацию.

К дегазирующим веществам относятся химические соединения, которые вступают в реакцию с отравляющими веществами и превращают их в нетоксичные соединения. Различают дегазирующие вещества окислительно-хлорирующего действия (гипохлориты, хлорамины) и щелочные (едкие щелочи, сода, аммиак, аммонистые соли и др.), которые применяются в виде растворов. В качестве растворителей используются вода и различные органические жидкости (дихлорэтан, трихлорэтан, бензин и др.).

В случае заражения хлором следует использовать дегазирующий раствор №2ащ, представляющий собой водный раствор, содержащий 2 % едкого натра, 5 % моноэтаноламина и 20 % аммиака. Для дегазации в качестве вспомогательных веществ могут быть использованы порошки СФ-24, а при их отсутствии - порошки «Дон», «Эра» и другие моющие средства в виде водных растворов. Следует помнить, что моющие растворы не обезвреживают АХОВ, а только способствуют быстрому удалению их с зараженной поверхности.

Дегазация территории может проводиться химическим или механическим способом. Химический способ в данном случае осуществляется поливкой дегазирующими растворами с помощью поливомоечных и других дорожных машин. Механический способ - срезание и удаление верхнего зараженного слоя почвы с помощью бульдозера, грейдеров на глубину 7 - 8 см или изоляция зараженной поверхности с использованием настилов из соломы, камыша, веток, досок и т. д.

Дегазация территории с твердым покрытием при заражении хлором производится обработкой раствором едкого натра (щелочью).

6. Исследование радиоактивного заражения на объекте и выработка мероприятий по защите населения, рабочих и служащих и по дезактивации

6.1 Общие положения

При аварии на радиационно-опасном объекте (РОО) возможны два варианта загрязнения местности радионуклидами: первый - при аварии с разрушением реактора; второй - при аварии без разрушения реактора.

При аварии с разрушением реактора образуется пять зон заражения местности радиоактивными веществами и при наличии среднего ветра одного направления эти зоны будут характеризоваться следующими величинами:

Таблица 3

Наименование зон заражения и их условные обозначения	Уровень радиации через 1 ч на внешней границе зон заражения, Р/ч	Ширина зон заражения, км	Длина зон заражения, км	Площадь зон заражения, км2
А1 - слабого радиоактивного I заражения (радиационной опасности)	0,025	31	340	8432
А - умеренного загрязнения	0,1	20	200	3200
Б - сильного загрязнения	1,0	12	80	768
В - опасного загрязнения	3,0	7,2	48	277
Г - чрезвычайно опасного загрязнения	10,0	5,0	28	112

Из большого числа радионуклидов, выбрасываемых при этом виде аварии в атмосферу, наиболее характерными являются: инертные газы (ксенон, криптон и др.) с периодом полураспада несколько минут; йод-131, период полураспада - 8,2 суток; цезий-137, период полураспада - 30 лет; стронций-90 с периодом полураспада 28,6 лет; плутоний-239, 240 с периодом полураспада более 1500 лет. Спад радиации при этом виде аварии происходит довольно медленно: за сутки - в 2 раза, за месяц - в 5 раз, за 3 месяца - в 11 раз, за полгода - в 40 раз, за год - в 85 раз.

При аварии без разрушения реактора образуется две зоны радиоактивного загрязнения (заражения), характеристика которых приведены в таблице.

Таблица 4

Наименование зон и их условные обозначения	Уровень радиации через 1 ч на внешней границе зон заражения, Р/ч	Ширина зон заражения, км	Длина зон заражения, км
А1 - слабого радиационного заражения (радиационной опасности)	0,025	2	74
А - умеренного загрязнения	0,1	1,2	43

Наиболее характерными радионуклидами, выбрасываемыми в атмосферу в этом случае будут: инертные газы и йод-131. Спад радиации идет значительно быстрее, чем в предыдущем случае: за 6 часов - в 2 раза; за сутки - в 5 раз; за 10 суток - в 25 раз; за месяц - в 80 раз.

В целях проведения защитных мероприятий (эвакуации, дезактивации, хозяйственной деятельности) местность в районе загрязнения условно делится на 4 зоны:

Зона отчуждения (10 - 40 км от места аварии) с уровнем радиации на местности более 20 мР/ч. Проживание людей и хозяйственная деятельность в этой зоне запрещены.

Зона эвакуации (20 - 50 км от места аварии) с уровнем радиации в ней 5 - 20 мР/ч. Население из зоны эвакуируется, хозяйственная деятельность в зоне осуществляется вахтовым методом.

Зона жесткого контроля (50 - 100 км от места аварии) с уровнем радиации в зоне 2 - 5 мР/ч. Проживание населения в зоне разрешено при условии питания населения "чистыми" (привозными) продуктами. Животноводство в зоне запрещено.

Зона проживания без ограничений с уровнем радиации менее 2 мР/ч.

Обычно на картах, схемах, в литературе радиоактивное загрязнение местности наиболее характерными радионуклидами указываются по плотности загрязнения. Условно местность по плотности загрязнения долгоживущими радионуклидами делится на 4 зоны:

1-я зона - загрязнение стронцием-90 - более 40 Ки/км2 или по цезию-137 более 80 Ки/км2;

2-я зона - загрязнение стронцием-90 - 10 - 40 Ки/км2 или по цезию-137 - 40 - 80 Ки/км2;

3-я зона - загрязнение стронцием-90 - 3 - 10 Ки/км2 или по цезию-137 - 15 - 40 Ки/км2;

4 зона - загрязнение стронцием-90 - менее 3 Ки/км2 или по цезию-137 - менее 15 Ки/км2.

Допустимая плотность загрязнения по плутонию-239 (240) - 0,1 Ки/км2 и менее.

Если известна плотность загрязнения местности, то можно установить уровень загрязнения местности над естественным фоном по формуле

мкР/ч,

где А - плотность загрязнения местности, Ки/км2.

6.2 Определение уровня радиации на объекте

На основании вышеизложенного, а также приложения 5 [1], определяющего защиту населения, рабочих и служащих в различных условиях радиационной обстановки, определим уровень радиации на объекте (цехе) согласно заданию.

Из заданных данных видно, что цех находится в зоне A1 - слабого радиационного загрязнения, уровень радиации в которой на внешней границе (74 км от аварийной АЭС) -0,025 Р/ч, на внутренней границе (43 км от аварийной АЭС) - 0,1 Р/ч. Цех расположен около внутренней границы слабого радиационного загрязнения. На основании проведенной интерполяции и при условии, что цех находится на оси следа облака радиационного заражения, получим уровень радиации в районе цеха

Р/ч.

6.3 Защита населения, рабочих и служащих от радиационного заражения при аварии на АЭС

Согласно приложению 5 [1], табл. 2 рассчитаем дозы радиации за 1, 2 и 10 суток которые получат люди, находящиеся на открытой местности (Kосл. = 1.) во время прохождения фронта зараженного радиоактивными веществами воздуха.

бэр,

где t - время нахождения людей на открытой местности, ч;

Косл. - коэффициент ослабления радиации;

Рср. - средний уровень радиации, определяемый по формуле

Р/ч,

где Кt - коэффициент для пересчета уровней радиации на различное время после аварии (разрушения) на АЭС, определяется по таблице 2 приложения 5;

Р1 - уровень радиации в районе цеха Р/ч.

бэра;

бэра;

бэра.

Согласно расчету люди получат следующие дозы радиации: за 1 сутки - 1,6 бэра, за 2 суток - 23,1 бэра, за 10 суток - 13,68 бэра. Данный уровень радиационного заражения не приведет к заболеванию человека лучевой болезнью, однако, находиться на открытой местности и вести какие-либо работы недопустимо до тех пор, пока уровень радиации не спадет ниже 5 мР/ч, т.е. до уровня радиации зоны жесткого контроля.

Рабочие и служащие, находящиеся в здании цеха подготовки эмульсии к поливу (Косл. = 6). получат следующие дозы радиации: за 1 сутки - 0,27 бэра, за 2 суток - 0,52 бэра, за 10 суток - 2,28 бэра.

В том случае, когда население (персонал) находится в укрытии (проживает в жилых и служебных помещениях каменных многоэтажных домов с коэффициентом ослабления радиации Косл. = 20), то согласно табл.3 приложения 5 за 1 и 2 суток получит:

бэра;

бэра.

Уровень радиации в 5 мР/ч соответствует верхней границе уровня радиации зоны жесткого контроля, проживание людей в этой зоне возможно, но с определенными ограничениями.

Рассмотрим типовой режим защиты населения (персонала), проживающего в жилых и служебных помещениях многоэтажных каменных домов с коэффициентом ослабления радиации Косл. = 20. Согласно табл. 4 приложения 5, режим характеризуется:

Таблица 5

Наименование зоны	Уровень радиации на 1 ч. после аварии, Р/час	Условное наименование режима защиты	Общая продолжительность режима защиты, сутки	Последовательность соблюдения режима защиты
				Укрытие в защитном сооружении (гермет. пом.), час	Продолжительность проживания населения с ограничением пребывания на открытой местности
					до 1 ч. в сутки	до 2 ч. в сутки
А1	0,1	3 - 3	120	4	45	75

Действительно, через 120 суток спад уровня радиации в районе цеха будет более чем в 80 раз, т.е. на местности уровень радиации будет менее Р = 0,0011 Р/ч или 1 мР/ч, что является характерным для зоны без ограничений.

При уровне радиации в районе цеха Р = 0,088 Р/ч режим защиты рабочих и служащих согласно таблице 5 приложения 4 будет:

Таблица 6

Наименование зоны	Уровень радиации на 1 ч. после аварии, Р/час	Условное наименование режима защиты	Общая продолжительность режима защиты, сутки	Последовательность соблюдения режима защиты
				Укрытие в защитном сооружении не менее 1 ч.	Время работы цеха вахтовым методом
А1	0,1	6 - 2	50	4	50

Через 50 суток вследствие спада радиации более чем в 80 раз в районе цеха уровень радиации будет порядка Р = 1 мР/ч, что позволяет вести работы без соблюдения каких-либо мер противорадиационной защиты.

6.4 Мероприятия по защите от воздействия радиационного заражения

Круг мероприятий по защите населения, рабочих и служащих от воздействия радиационного заражения достаточно широк:

Использование средств коллективной защиты: защитных сооружений и противорадиационных укрытий.

Использование производственным персоналом индивидуальных средств защиты: противогазов, респираторов, ватно-марлевых повязок, защитной одежды и обуви (личным составом невоенизированных формирований цеха).

Использование руководством цеха средств оповещения: радио, телевидения, телефона для оповещения персонала цеха о сложившейся обстановке и действиях в условиях радиационного заражения.

Обеспечение помещений цеха и административно-бытовых помещений всем необходимым для герметизации.

Проведение йодной профилактики всего персонала цеха.

Организация наблюдения за уровнем радиационного загрязнения.

Обеспечение персонала цеха чистыми продуктами питания.

Обеспечение соблюдения режима защиты всем персоналом цеха.

Подготовка к дезактивации объекта.

Подготовка к проведению санитарной обработки обслуживающего персонала, который подвергался радиационному загрязнению.

Подготовка к возможной эвакуации и ведению работ в цехе вахтовым методом.

6.5 Дезактивация

Дезактивация удаление радиоактивных веществ с зараженных поверхностей транспортных средств и техники, зданий и сооружений, территории, одежды и средств индивидуальной защиты, а также из воды. Проводится в тех случаях, когда степень заражения превышает допустимые пределы. Дезактивация подразделяется на частичную и полную и проводится в основном двумя способами - механическим и физико-химическим.

Механический способ - удаление РВ с зараженных поверхностей. Физико-химический способ основан на процессах, возникающих при смывании РВ растворами различных препаратов. Для проведения дезактивации используется вода. Вместе с водой применяются специальные препараты, повышающие эффективность смывания радиоактивных веществ. Это поверхностно-активные и комплексообразующие вещества, кислоты и щелочи. К первым относятся порошок СФ-2 и препараты ОП-7, ОП-10; ко вторым - фосфаты натрия, трилон Б, щавелевая и лимонная кислоты, соли этих кислот. Для получения раствора порошок добавляют в воду небольшими порциями при постоянном перемешивании. Препараты ОП-7 и ОП-10 применяют как составную часть дезактивирующих растворов, предназначенных для дезактивации поверхностей зданий, сооружений и оборудования.

Дезактивация зданий и сооружений проводится обмыванием водой. Обмыв начинается обычно с крыши и ведется сверху вниз. Особо тщательно обмываются окна, двери, карнизы и нижние этажи здания. Для предохранения от попадания зараженной воды во внутренние помещения необходимо закрыть двери, окна, вентиляционные отверстия и т. д.

Дезактивация внутренних помещений и рабочих мест проводится обмыванием растворами или водой, обметанием вениками и щетками, а также протиркой. Начинать дезактивацию следует с потолка. Потолок, стены, станки и оборудование протирают влажными тряпками, пол моется теплой водой с мылом или 2 - 3 %-ным содовым раствором. Внутри помещения радиоактивное заражение не должно превышать 90 мР/ч.

Дезактивация участков территории, имеющих твердое покрытие (асфальт, бетон), может проводиться смыванием радиоактивной пыли струей воды под большим давлением с помощью поливомоечных машин или сметанием радиоактивных веществ подметально-уборочными машинами. Участки территории, не имеющие твердого покрытия, дезактивируются путем срезания зараженного слоя грунта толщиной 5 - 10 см дорожными машинами (бульдозерами, грейдерами), засыпкой зараженных участков территории слоем незараженного грунта толщиной 8 - 10 см, перепахиванием зараженной территории тракторными плугами на глубину до 20 см, устройством настилов для проездов и проходов по зараженной территории.

Дезактивация воды проводится фильтрованием, перегонкой, а также с помощью ионообменных смол или отстаиванием.

Продовольствие и пищевое сырье дезактивируются путем обработки или замены зараженной тары, а не затаренные - путем снятия зараженного слоя. Зараженная готовая пища и хлеб уничтожаются.

Заключение

На основании проведенных исследований устойчивости работы цеха по производству полиэтилентерефталата в ЧС можно утверждать, что цех достаточно устойчив к воздействию рассмотренных поражающих факторов и при выполнении намеченных мероприятии по повышению устойчивости его работы способен выпускать заданную продукцию в установленном объеме и ассортименте. Короткие перерывы в работе могут быть при устранении возможных повреждений в результате взрыва ГВС, для проведения дегазации и дезактивации при заражении АХОВ и радиоактивными веществами после спада уровней заражения.

Список литературы

1. Белоусов А.Я., Бобров И.К. Оценка устойчивости работы цеха (производства) кинофотоматериалов и магнитных носителей в чрезвычайных ситуациях. Учебно-методическое пособие. - СПб, 2000.

2. Атаманюк В.Г., Ширшев Л.Г., Акимов Н.И. Гражданская оборона: Учебник для вузов. - М: Высшая школа, 1987.

3. Брагинский Г.И., Кудрна С.К. Технология основы кинофотопленок и магнитных лент. - Л.: Химия, 1980.

Размещено на Allbest.ru