Определение показателей развития аварии на территории резервуарного парка

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Исходные данные

Резервуар горизонтальный с западно-сургутской нефтью, объёмом 1500 м3

Степень заполнения резервуара: 80% (по объёму);

Температура нефти: 15°С;

Нормальная температура кипения нефти: 130°С;

Плотность западно-сургутской нефти: 892 кг/м3;

Удельная теплота сгорания нефти: 43 000 кДж/кг;

Статистическая вероятность выброса нефти из резервуара: 10-3 1/год;

Расстояние до человека, для которого определяется величина индивидуального риска (r2): 100 метров;

Расстояние до соседнего резервуара (r1): 30 метров;

Расстояние до жилого массива (r3): 400 метров.

Необходимо:

- построить логическую схему развития аварий на территории резервуарного парка;

- провести расчет параметров поражающих факторов (избыточного давления, импульса ударной волны, теплового излучения пожара пролива, теплового излучения «огненного шара»);

- определить индивидуальный риск.

2. Решение

1. Построение структурно-логической схемы развития аварии («Дерева событий»).

Обычно к крупным техногенным авариям приводят комбинации случайных событий на разных стадиях возникновения и развития аварий, например, технологические отказы, ошибки обслуживающего персонала, форс-мажорные внешние обстоятельства и т.п., в связи с чем для прогнозирования и расчёта возможных последствий техногенной аварии и для обеспечения уровня безопасности объекта целесообразно установить все причинно-следственные связи между событиями, которые привели к возникновению аварийной ситуации. Для этого используется логико-графический анализ, или анализ т.н. «Дерева событий», который даёт наглядное представление о схеме дальнейшего расчёта параметров аварийной ситуации. «Дерево событий» представляет собою модель последовательности событий возникновения и распространения пожара, которые опасно воздействуют на людей, находящиеся поблизости здания и сооружения, технологическое оборудование. Структурно-логическая схема развития аварии с выбросом западно-сургутской нефти из горизонтального резервуара.

2. Расчет вероятности развития аварии по каждому сценарию

Произведём необходимые расчёты по оценке вероятности дальнейшего развития техногенной аварии по разным сценариям.

Вероятность сгорания смеси нефтяных паров в открытом пространстве с образованием волны избыточного давления (А9) составит:

Qc.д. = 1*10-3 * 0,0119 = 1,19* 10-5 (1/год);

Вероятность образования «огненного шара» (А3) составит:

Qo.ш. = 1*10-3 * 0,7039 = 7,039* 10-4 (1/год);

Вероятность воспламенения нефтяного пролива (А5) составит:

Qв.п. = = 1*10-3 * 0,0287 = 2,87* 10-5 (1/год);

Остальные вероятности развития аварии принимаем равными 0.

3. Расчет условной вероятности поражения человека в результате воздействия поражающих факторов.

Определение условной вероятности поражения человека производим с помощью определения значений пробит-функции Pr, которые определяются в зависимости от параметров поражающих факторов.

3.1. Определение параметров поражающих факторов.

а) Рассчитываем приведённую массу mпр:

,

Где - эффективная энергия взрыва, рассчитываемая по формуле:

,

При этом: k (доля энергии волны давления) = 0,5;

Ср (удельная теплоёмкость сырой нефти) = 2000 Дж/(кг К);

m (масса сырой нефти в резервуаре) = 1500*0,8* 0,892 = 1070400 (кг);

Т (температура жидкой фазы нефти) = 15 + 273,15 = 288,15°К;

Тb (нормальная температура кипения нефти) = 130 + 273,15 = 403,15°К;

Подставив численные значения в формулу 3.1.1.2, получим:

Eeff = 0,5*2000* 1,07*106 *(403,15 -288,15) = 123* 109

Отсюда приведенная масса: mпр = (123* 109 /4,52)* 10-6 = 27212 (кг)

б) Рассчитываем избыточное давление:

;

Р =105 * [0,8* /100 +3* /100*100 + 5*27212/106 ] = 6500 (кПа).

в) Находим импульс волны давления I+:

;

I+ = 123* /100 = 1107 (Па*с).

Расчёт интенсивности теплового излучения «огненного шара».

а) Найдём массу горючего m в «огненном шаре»:

m = 1500*0,8* 0,892 = 1070400 (кг)

б) Определим эффективный диаметр «огненного шара»:

Ds = 5,33*( = 543,7 (м)

в) Определим угловой коэффициент облучённости, принимая во внимание, что H = Ds|2 = 543,7/2 = 271,9 (м)

,

Fq = (0,5 + 0,5) / [4*1*1 + (100/543,7) 2 ] 1,5 = 0,395

г) Определим время существования «огненного шара tS (сек.):

,

ts = 0,92*(1070400) 0,303 = 94,1 (с)

д) Определим коэффициент пропускания атмосферы :

.

= exp[-7,0* 10-4 *(1002 + 271,92 )1/2 -543,7/2] = 0,625

е) Определим интенсивность теплового излучения q (кВт/м2) огненного шара:

где (средне поверхностная интенсивность теплового излучения пламени) = 40 ( кВт/м2 );

(угловой коэффициент облученности) = 0,395

( коэффициент пропускания атмосферы) = 0,625.

Отсюда q = 40 * 0,395 * 0,625 = 9,875 (кВт/м2).

Расчёт интенсивности теплового излучения от пожаров пролива

а) Определим площадь нефтяного пролива:

F = 1070400 / (0,05* 892) = 24000 (м2),

б) Определим эффективный диаметр нефтяного пролива:

,

d = (4*24000/3,14)1/2 = 174,8 (м)

в) Определим высоту пламени Н (м), принимая во внимание следующие параметры:

(удельная массовая скорость выгорания топлива)= 0,04 кг/(м2с);

а ( плотность окружающего воздуха)= 1,2 кг/м3;

g (ускорение свободного падения ) = 9,81 (м/с2).

,

Н = 42* 174,8 [0,04/ 1,2*(9,81*174,8)1/2 ]0,61 = 63,5 (м)

г) Определим угловой коэффициент облученности Fq:

,

{

При этом:

= (0,529 + 1,309 +1)/ 2*1,144 = 1,24

= (1 + 1,1442)/ 2*1,144 = 1,01 ;

S1 = 2r/d = 2*100/174,8 = 1,144 (м2);

H = 2H/d = 2*63,5/174,8 = 0,727 (м)

Подставляя полученные числовые значения в формулы, получим:

Fv = 0,318*[0,874*0,508 + 0,635*(0,278 - 0,50* 0,434)] = 0,1535;

Fn = 0,318* ( 0,436*0,822 - 0,499*0,217) = 0,080.

Отсюда угловой коэффициент облученности Fq= (0,15352 + 0,082)1/2 = 0,173

д) Определяем коэффициент пропускания атмосферы :

= exp [-7,0 * 10-4 (r -0,5d)] = exp [-7,0 * 10-4 (100 -0,5*174,8)] = 0,88

Полученные значения Ef, Fq и подставляем в формулу (П3.1) Пособия, после чего мы определим значение интенсивности теплового излучения q:

= 40* 0,173* 0,88 = 6,09(кВт/м2).

3.2 Определение значений пробит-функций Рт.

Для полученных значений параметров поражающих факторов определяем величины пробит - функций Рr.

Рус.д =4,85; Руо.ш = 3,25; Руn = 0

Для вышеуказанных значений пробит - функции условная вероятность поражения человека поражающими факторами в результате техногенной аварии:

Qnс.д = 0,445; Qnо.ш = 0,39; Qnп = 0.

4. Расчет величины индивидуального риска

Величину индивидуального риска для человека, находящегося на расстоянии 100 м от источника аварии определяем по формуле:

R = 4,45 * 10-1 * 1,19* 10-5 + 3,90 * 10-1 * 7,039* 10-4 = 2,798* 10-5 (год-1)

авария поражающий нефтяной излучение

Ответ: Значение индивидуального риска при разгерметизации резервуара с западно-сургутской нефтью для человека, находящегося на расстоянии 100 метров от источника опасности, составляет 2,798* 10-5 (год-1)

Определяем предельно допустимую интенсивность теплового излучения пожаров проливов.

Таблица 1. Предельно допустимая интенсивность теплового излучения пожаров приливов ЛВЖ и ГЖ

Таблица 2. Предельно допустимая доза теплового излучения при воздействии «огненного шара» на человека

Размещено на Allbest.ru