598_HHerbakov_JU.S._Noksologija__

Значение глубины зоны заражения при аварийном выбросе (разливе) АХОВ определяется по табл. П1 Методики прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте РД 52.04.253-90 и табл. 2, в зависимости от количественных характеристик выброса и скорости ветра.

Эквивалентное количество вещества по первичному облаку (в тоннах)

определяется по формуле:
Q = K1 x K3 x K5 x K7 x Qо,	(3)

где K1 - коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ, - табл. П2 (для сжатых газов K1 = 1);

K3 - коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе другого АХОВ (табл. П2);

K5 - коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха: принимается равным для инверсии - 1, для изотермии - 0,23, для конвекции - 0,08;

K7 - коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха, - табл. П2 (для сжатых газов K7 = 1);

Qо - количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества,

т.

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

	Qо = d x Vх,	(4)
где:	d – плотность АХОВ, т/куб. м (табл. П2);
	Vх - объем хранилища, куб. м.
При авариях на газопроводе величина Qо рассчитывается по формуле:
	n x d x Vг
	Qо = ----------,	(5)
	100
где:	n - процентное содержание АХОВв природном газе;

d – плотность АХОВ, т/куб. м (табл. П2);

Vг - объем секции газопровода между автоматическими отсекателями, куб. м.

При определении величины Q для сжиженных газов (аммиак), не вошедших в табл. П2, значение коэффициента K7 принимается равным 1, а значение коэффициента K1 рассчитывается по соотношению

C x T
K1 = --------------,	(6)
Hисп
где: C - удельная теплоемкость жидкого АХОВ, кДж/кг. град; p
T - разность температур жидкого АХОВ до и после
разрушения емкости, град. C;
Hисп - удельная теплота испарения жидкого	АХОВ при
температуре испарения, кДж/кг.
11

2.1.2. Определение эквивалентного количества вещества по вторичному облаку (для аммиака).

Эквивалентное	количество	вещества	по	вторичному	облаку
рассчитывается по формуле:
Qо	= (1 - K1) x K2 x K3 x K4 x K5 x K6 x K7 ,				(7)

где:

K2 - коэффициент, зависящий от физико - химических свойств АХОВ (табл. П

2);

K4 - коэффициент, учитывающий скорость ветра (табл. П3

K6 - коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после начала аварии N; значение коэффициента определяется после расчета продолжительности

испарения вещества Т согласно п. 4.2 .

N при N < T

K6 = 0,8

T при N > = T; при T < 1 час K6 принимается для 1 часа; d – плотность, АХОВ т/куб. м (табл. П 2);

h - толщина слоя АХОВ, м.

При определении величины Q для веществ, не вошедших в табл. № 2 П 2, значение коэффициента K7 принимается равным 1, а значение коэффициент K2 определяется по формуле:

K2 = 8,10 x 10 x P x M,

(8)

где: P - давление насыщенного пара вещества при заданной температуре воздуха, мм. рт. ст;

М- молекулярный вес вещества.

2.2.Расчет глубины зоны заражения при аварии на химически опасном объекте (для аммиака).

Расчет глубин зон заражения первичным (вторичным) облаком АХОВ при авариях на технологических емкостях, хранилищах и транспорте ведется с помощью табл. П 1 и табл. 2.

В табл. П1 приведены максимальные значения глубин зон заражения первичным Г1 или вторичным облаком АХОВ Г2, определяемые в зависимости от эквивалентного количества вещества (его расчет проводится согласно п. 2.1)

и скорости ветра. Полная глубина зоны заражения Г (км), обусловленной воздействием первичного и вторичного облака АХОВ, определяется: Г = Г' + 0,5 Г", где: Г' - наибольший, Г" - наименьший из размеров Г1 и Г2. Полученное значение Г сравнивается с предельно возможным значением глубины переноса

воздушных масс Гп, определяемым по формуле:
Гп = N x V,	(9)

где: N - время от начала аварии, ч;

12

V - скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха при данных скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха, км/ч

(табл. 2).

За окончательную расчетную глубину зоны заражения принимается меньшее из 2-х сравниваемых между собой значений.

Варианты задания (Остальные данные брать из таблиц и примеров)

Номер	Значение	N, ч	V	м
варианта	H (м)
1	1,65	0,1	5	3
2	1,50	0,3	4	4
3	1,50	0,2	7	5
4	1.00	0, 4	10	8
5	2,50	0,5	8	4
6	3,00	0,6	3	3
7	2,00	0,4	5	3
8	3,00	0,3	7	7
9	2,00	0,2	8	5
10	1,00	0,4	9	4
11	2,00	0,3	10	7
12	1.00	0,5	11	4
13	2,00	0,3	13	2
14	1,50	0,4	14	5
15	1,10	0,25	15	6
16	2,00	0,3	10	4
17	1,00	0,5	6	3
18	1,45	0,4	4	2
19	2,25	0,5	3	4
20	1,50	0,3	7	6
21	1,85	0,2	12	7
22	2,00	0,4	9	3
23	1,90	0,5	15	4
24	1,65	0,3	11	5
25	2,35	0,2	15	2
26	3,15	0,4	13	5
27	1,85	0,5	11	6
28	2,00	0,5	13	2
29	1.90	0,3	10	4
30	2,45	0,2	11	6

13

Таблица 1 Угловые размеры зоны возможного заражения АХОВ в зависимости от скорости ветра v

U, м/с	< 0,5	0,6 - 1	1,1 - 2	> 2
фи, град	360	180	90	45

Таблица 2 Скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха в зависимости от скорости ветра

Скорость ветра, м/с	1	2	3		4	5	6	7	8	9	1	1	1	1	1	1
											0	1	2	3	4	5
Скорость переноса,	Инверсия
км/ч
	5	1	1		2	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
		0	6		1
	Изотермия
	6	1	1		2	2	3	4	4	5	5	6	7	7	8	8
		2	8		4	9	5	1	7	3	9	5	1	6	2	8
	Конвекция
	7	1	2		2
		4	1		8

Пример 4.1. В результате аварии на объекте, расположенном на расстоянии 5 км от города, произошло разрушение емкости с хлором.

Метеоусловия: изотермия, скорость ветра - 4 м/с.

Определить время подхода облака зараженного воздуха к границе города. Решение.

1. Для скорости ветра в условиях изотермии, равной 4 м/с, по табл. 2 находим скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха - 24 км/ч.

2. Время подхода облака зараженного воздуха к городу:

5

t = --- = 0,2 ч. 24

Примечания. 1. Плотности газообразных АХОВ в графе 3 приведены для атмосферного давления: при давлении в емкости, отличном от атмосферного, плотности газообразных АХОВ определяются путем умножения данных графы 3 на значения давления в кгс/кв. см.

2. В графах 10 - 14 в числителе - значения K7 для первичного, в знаменателе - для вторичного облака.

14

3.В графе 6 численные значения токсодоз, помеченные звездочками, определены ориентировочно расчетом по соотношению:

Д = 240 x K x ПДКр.з., где:

Д - токсодоза, мг. мин/л; ПДКр.з. - ПДК рабочей зоны по ГОСТ 12.1.005-88, мг/л;

K = 5 - для раздражающих ядов (помечены одной звездочкой); К = 9 - для всех прочих ядов (помечены двумя звездочками).

4.Значение K1 для изотермического хранения аммиака приведено для случая разливов (выбросов) в поддон.

Таблица П3

Значение коэффициента k4 в зависимости от скорости ветра

Скорость	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	15
ветра, м/с
K4	1	1,33	1,67	2,0	2,34	2,67	3,0	3,34	3,67	4,0	5,68

Примечания. 1. Обозначения: ин - инверсия; из - изотермия; к - конвекция. Буквы в скобках - при снежном покрове.

2.Под термином "утро" понимается период времени в течение 2-х часов после восхода солнца; под термином "вечер" - в течение 2-х часов после захода солнца.

Период от восхода до захода солнца за вычетом 2-х утренних часов - день,

апериод от захода до восхода солнца за вычетом 2-х вечерних часов - ночь.

3.Скорость ветра и степень вертикальной устойчивости воздуха принимаются в расчетах на момент аварии.

Пример 1. На химическом предприятии произошла авария на технологическом трубопроводе с жидким хлором, находящимся под давлением. В результате аварии возник источник заражения сильнодействующим ядовитым веществом. Количество вытекшей из трубопровода жидкости 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: старость ветра - 5 м/с, температура воздуха 0 град. C, изотермия. Разлив АХОВ на подстилающей поверхности - свободный.

Решение. 1. Так как объем разлившегося жидкого хлора неизвестен, то для расчета согласно п. 1.5 принимаем его равным максимальному количеству

всистеме - 40 т.

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

Q = 0,18 x 1 x 0,23 x 0,6 x 40 = 1 т.

3.По формуле (12) определяем время испарения хлора:

15

	0,05 x 1,553
T =	---------------- = 0,64 ч = 38 мин.

0,052 x 2,34 x 1

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

Q = (1 - 0,18) x 0,052 x 1 x 2,34 x 0,23 x 1 x 1 x 40 x = 11,8 т. 0,05 x 1,553

5.По табл. П1 для 1 т находим глубину зоны заражения первичным облаком Г1 - 1,68 км.

6.Находим глубину зоны заражения вторичным облаком. По табл. П 1 глубина зоны заражения для 10 т составляет 5,53 км, а для 20 т - 8,19 км. Интерполированием находим глубину зоны заражения для 11,8 т.

8,19 - 5,53

Г2 = 5,53 + (-----------) x (11,8 - 10) = 6,0 км.

20 - 10

7.Находим полную глубину зоны заражения:

Г= 6 + 0,5 x 1,68 = 6,84 км.

8.По формуле (7) находим предельно возможные значения глубины

переноса воздушных масс: Гп = 1 x 29 = 29 км. Соответственно глубина зоны заражения хлором в результате аварии

может составить 6,8 км.

Продолжительность действия источника заражения - около 40 мин. Пример 2. Необходимо оценить опасность возможного очага

химического поражения через 1 час после аварии на химически опасном объекте, расположенном в южной части города. На объекте в газгольдере емкостью 2000 куб. м хранится аммиак. Температура воздуха +40 град. C. Граница объекта в северной его части проходит на удалении 200 м от возможного места аварии. Далее проходит на глубину 300 м санитарно - защитная зона, за которой расположены жилые кварталы.

Давление в газгольдере - атмосферное.

Решение. 2. Согласно п. 1.5 принимаются метеоусловия: - инверсия, скорость ветра - 1 м/с, направление ветра - 180 град.

2. По формуле (2) определяем величину выброса АХОВ:

Q0 = 0,0008 x 2000 = 1,6 т.

3. По формуле (1) определяем эквивалентное количество вещества в облаке АХОВ:

Q= 1 x 0,04 x 1 x 1 x 1,6 = 0,06 т.

4.По табл. П1 интерполированием находим глубину зоны заражения:

1,25 - 0,85

16

Г1 = 0,85 + ----------- x 0,01 = 0,93 км.

0,05

5. По формуле (7) находим предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс:

Гп = 1 x 5 = 5 км.

6.Расчетная глубина зоны заражения принимается равной 0,93 км.

7.Глубина заражения в жилых кварталах:

0,93 - 0,2 - 0,3 = 0,43 км.

Таким образом, облако зараженного воздуха через 1 час после аварии может представлять опасность для рабочих и служащих химически опасного

объекта, а также населения города, проживающего на удалении 430 м от санитарно - защитной зоны объекта.

Пример 3. Оценить, на каком удалении через 4 часа после аварии будет сохраняться опасность поражения населения в зоне химического заражения при разрушении изотермического хранилища аммиака емкостью

30000 т.

Высота обваловки емкости - 3,5 м. Температура воздуха 20 град. C. Разлив в поддон.

Решение. 3. Поскольку метеоусловия и величина выброса неизвестны, то согласно п. 1.5 принимается: метеоусловия - инверсия, скорость ветра - 1 м/с, величина выброса равна общему количеству вещества, содержащегося в емкости - 30000 т.

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

Q= 0,01 x 0,04 x 1 x 1 x 30000 = 12 т.

3.По формуле (12) определяем время испарения аммиака:

	(3,5 - 0,2) x 0,681
T =	------------------------- = 89,9 ч.

0,025 x 1 x 1

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

Q = (1 - 0,01) x 0,025 x 0,04 x 1 x 1 x 4 x

	1 x 30000
x	---------------------- -- = 40 т.
	(3,5 - 0,2) x 0,681

5. По табл. П 1 Приложения 1 для 12 т интерполированием находим глубину заражения первичным облаком аммиака:

29,56	- 19,20
Г1 = 19,20 + (---------------------	x 2) = 21,3 км.
20	- 10

6. Аналогично для 40 т находим глубину заражения вторичным облаком аммиака:

17

52,67 - 38,13
Г2 = 38,13 + (-----------------------	x 10) = 45,4 км.

50 - 30

7. Полная глубина зоны заражения:

Г= 45,4 + 0,5 x 21,3 = 56,05 км.

8.По формуле (7) находим предельно возможное значение глубины

переноса воздушных масс:

Гп = 4 x 5 = 20 км.

Таким образом, через 4 часа после аварии образующееся облако зараженного воздуха может представлять опасность для населения,

проживающего на удалении до 20 км.

Пример 4. На участке аммиакопровода ОмскНовосибирск произошла авария, сопровождавшаяся выбросом аммиака. Величина выброса не установлена. Требуется определить глубину возможного заражения аммиаком через 2 часа после аварии. Разлив аммиака на подстилающей поверхности - свободный.

Температура воздуха - 20 град. C.

Решение. 1. Так как объем разлившегося аммиака неизвестен, то согласно п. 1.7 принимаем его равным максимальному количеству, содержащемуся в трубопроводе между автоматическими отсекателями, 500 т. Метеоусловия согласно п. 1.5 принимаются: инверсия, скорость ветра - 1 м/с.

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

Q = 0,18 x 0,04 x 1 x 1 x 500 = 3,6 т.

3.По формуле (12) определяем время испарения аммиака:

	0,05 x 0,681
T =	----------------- = 1,4 ч.
	0,025 x 1 x 1

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

Q = (1 - 0,18) x 0,025 x 0,04 x 1 x 1 x 1,4 x 1 x

	500
x	---------------- = 15,8 т.
	0,05 x 0,681

5. По табл. П1 для 3,6 т интерполированием находим глубину зоны

заражения первичным облаком:
12,53 - 9,18
Г1 = 9,18 + (------------------	x 0,6) = 10,2 км.
5 - 3
	18

6. По табл. П1 для 15,8	т интерполированием находим глубину зоны
заражения вторичным облаком:
29,56 - 19,20
Г 2 = 19,2 + (------------------	x 5,8) = 25,2 км.
20 - 10

7.Полная глубина зоны заражения

25,2 + 0,5 x 10,2 = 30,3 км.

8.По формуле (7) находим предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс

Гп = 2 x 5 = 10 км.

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

2.3.Расчет глубины зоны возможного заражения при разрушении химически опасного объекта

Вслучае разрушения химически опасного объекта при прогнозировании глубины заражения рекомендуется брать данные на одновременный выброс суммарного запаса АХОВ на объекте и следующие метеорологические условия: инверсия, скорость ветра - 1 м/с.

Эквивалентное количество АХОВ в облаке зараженного воздуха определяется аналогично рассмотренному в п. 2.1.2 методу для вторичного облака при свободном разливе. При этом суммарное

эквивалентное количество Q рассчитывается по формуле:
		Q = 20 x K4 x K5 x ∑K x K		x K	x K x d,	(8)
		i=1	2i 3i	6i	7i
где:	К	- коэффициент,	зависящий от физико - химических
	свойств i-го АХОВ;
	K - коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора
3i к пороговой токсодозе i-го АХОВ;
	K	- коэффициент,	зависящий от времени, прошедшего после
6i	разрушения объекта;
	K - поправка на температуру для i-го АХОВ;
	Q	- запасы i-го АХОВ на объекте, т;
	d	- плотность i-го АХОВ, т/куб. м.

Полученные по табл. П1 значения глубины зоны заражения Г в
зависимости	от	рассчитанной	величины	Q	и	скорости	ветра
сравниваются	с	предельно возможным		значением		глубины	переноса
воздушных масс Гп (формула 7).			За окончательную расчетную глубину зоны

заражения принимается меньшее из 2-х сравниваемых между собой значений.

19

2 ЧАСТЬ

Чрезвычайные ситуации, вызванные взрывами

Введение.

При взрыве технологической установки, резервуара, парогазо-воздушного облака образуется ударная волна, характеризуемая избыточным давлением Рф, кПА, и импульсом фазы сжигания Г, кПа с, негативно воздействующая на человека, здания, сооружения и т.д.

При оценке барического воздействия на здания и сооружения принимают четыре степени разрушений:

-слабые разрушения - повреждения крыш, оконных и дверных проемов. Ущерб –10 –15 % от стоимости зданий;

-средние разрушения – разрушения крыш, окон, перегородок, верхних этажей. Ущерб –30 – 40 % ;

-сильные разрушения – разрушение несущих конструкций и перекрытий. Ущерб -50%.Ремонт нецелесообразен;

-полное разрушение – обрушение зданий, сооружений.

Общая характеристика взрывов. Согласно ГОСТ Р 22.0.05 – 94: взрыв

– быстро протекающий процесс физических и химических превращений веществ, сопровождающийся высвобождением значительного количества энергии в ограниченном объеме, в результате которого в окружающем пространстве образуется и распространяется ударная волна, способная привести или приводящая к возникновению техногенной ЧС.

По мере прохождения ударной волны давление в фиксированной точке

изменяется. Период	повышенного избыточного давления Рф = Р Ро
0 называется фазой сжатия, а период		пониженного давления – фазой

разряжения.

По мере распространения ударной волны ее интенсивность убывает, скорость продвижения фронта волны уменьшается, и на определенном расстоянии от эпицентра взрыва ударная волна переходит в звуковую.

Согласно закону Хопкинса – Кранца при взрыве дух зарядов взрывчатого вещества одной формы, но разного размера (массы) в одинаковой атмосфере подобные взрывные волны будут наблюдаться на одинаковом расстоянии

R	R(Pо m) ,	(1)
где R – расстояние от эпицентра взрыва, м;
Pо – давление начальное в фиксированной точке, кПа;
M – масса взрывчатого вещества, кг.
Данная формула дает	возможность оценивать различные	взрывы,

сопоставляя их со взрывом эталонного вещества, в качестве которого обычно принимают тротил. Под тротиловым эквивалентом m тнт, кг, понимают массу такого тротилового заряда, при взрыве которого выделяется столько же энергии, сколько и при взрыве данного заряда массой m, кг, т.е.

20