Прогнозування можливих надзвичайних ситуацій на виробництві

Тип работы:
Контрольная
Предмет:
Безопасность жизнедеятельности


Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ЗМІСТ

Вступ

1. Прогнозування можливих НС на виробництві

1.1 Оцінка зон впливу СДОР при розгерметизації ємкостей і сосудів

1.2 Оцінка зон впливу вибухових процесів

1.3 Оцінка пожежонебезпечних зон

2. Стійкість об'єкта і шляхи її підвищення

Література

Вступ

Ціль і задачі цивільної оборони — навчити діям у надзвичайних ситуаціях: вмінню визначити засоби захисту населення, основам організації і проведенню рятувальних та інших невідкладних робіт при ліквідації наслідків аварій, катастроф, стихійного лиха, засобам, підвищення стійкості роботи об'єктів господарської діяльності.

Надзвичайна ситуація (НС) — це порушення умов життя і діяльності людей на об'єкті чи території, заподіяне аварією, катастрофою, стихійним лихом, епідемією і т. ін., що привело чи може привести до людських чи матеріальних втрат.

Загальні ознаки НС:

— наявність чи загроза загибелі людей, чи істотне погіршення умов їхньої життєдіяльності;

— матеріальний збиток;

— істотне погіршення стану навколишнього середовища.

НС бувають: техногенного і природного характеру.

1. Прогнозування можливих НС на виробництві

1.1 Оцінка зон впливу СДОР при розгерметизації ємкостей і сосудів

Для визначення розмірів зон впливу виходять із припущення, що відбувся викид усієї кількості СДОР, що міститься в апараті (ємкості). Далі визначають розміри і площу зони хімічного зараження.

Розміри зон хімічного зараження залежать від кількості СДОР на об'єкті, фізичних і токсичних властивостей, умов збереження, метеоумов і рельєфу місцевості. На глибину поширення СДОР і на їхню концентрацію в повітрі значно впливають вертикальні потоки повітря. Їхній напрямок характеризується ступенем вертикальної стійкості атмосфери. Розрізняють три ступені вертикальної стійкості атмосфери: інверсію, ізотермію і конвекцію.

Інверсія в атмосфері - це підвищення температури повітря по мірі збільшення висоти. Інверсії в приземному шарі повітря найчастіше утворюються в безвітряні ночі в результаті інтенсивного випромінювання тепла земною поверхнею, що приводить до охолодження як самої поверхні, так і прилягаючого шару повітря.

Інверсійний шар є затримуючим в атмосфері, перешкоджає руху повітря по вертикалі, внаслідок чого під ним накопичуються водяний пар, пил, що сприяє утворенню диму і тумана. Інверсія перешкоджує розсіюванню повітря по висоті і створює найбільше сприятливі умови для збереження високих концентрацій СДОР.

Ізотермія характеризується стабільною рівновагою повітря. Вона найбільш типова для похмурої погоди, але може виникнути й у ранкові й у вечірні години. Ізотермія так само, як інверсія, сприяє тривалому застою пари. СДОР на місцевості, у лісі, у житлових кварталах міст і населених пунктів.

Конвекція — це вертикальне переміщення повітря з одних висот на інші. Повітря більш тепле переміщується вгору, а більш холодне і більш щільне — униз. При конвекції спостерігаються висхідні потоки повітря, що розсіюють заражену хмару, і це створює несприятливі умови для поширення СДОР.

Ступінь вертикальної стійкості приземного шару повітря може бути визначений за даними прогнозу погоди і з допомогою графіка (рис. 1. 1).

Швидкість повітря, м/с

Ніч

День

Ясно

Напів'ясно

Похмуро

Ясно

Напів'ясно

Похмуро

0,5

Інверсія

Конвекція

0,6…2

2,1…4

Більш 4

Ізотермія

Ізотермія

Рис. 1.1 Графік для оцінки ступеня вертикальної стійкості повітря за даними прогнозу погоди

У табл. 1.1 і 1.2 приведені орієнтовані відстані, на яких можуть створюватися в повітрі уражаючі концентрації деяких видів СДОР для визначених умов.

Таблиця 1.1 — Глибини поширення хмар зараженого повітря з уражаючими концентраціями СДОР на відкритій місцевості, км (ємкості не обваловані, швидкість вітру 1 м/с)

Найменування СДОР

Кількість СДОР в ємкостях (на об'єкті), т

5

10

25

50

75

100

При інверсії

Хлор, фосген

23

49

80

Більш 80

Амоніак

3,5

4,5

6,5

9,5

12

15

Сірчистий ангідрид

4

4,5

7

10

12,5

17,5

Сірководень

5,5

7,5

12,5

20

25

61,6

При ізотермії

Хлор, фосген

4,6

7

11,5

16

19

21

Амоніак

0,7

0,9

1,3

1,9

2,4

3

Сірчистий ангідрид

0,8

0,9

1,4

2

2,5

3,5

Сірководень

1,1

1,5

2,5

4

5

8,8

При конвекції

Хлор, фосген

1

1,4

1,96

2,4

2,85

3,15

Амоніак

0,21

0,27

0,39

0,5

0,62

0,66

Сірчистий ангідрид

0,24

0,27

0,42

0,52

0,65

0,77

Сірководень

0,33

0,45

0,65

0,88

1,1

1,5

Таблиця 1.2 — Глибини поширення хмар зараженого повітря з уражаючими концентраціями СДОР на закритій місцевості, км (ємкості не обваловані, швидкість вітру 1 м/с)

Найменування СДОР

Кількість СДОР в ємкостях (на об'єкті), т

5

10

25

50

75

100

При інверсії

Хлор, фосген

6,57

14

22,85

41,14

48,85

54

Амоніак

1

1,28

1,85

2,71

3,42

4,28

Сірчистий ангідрид

1,14

1,28

2

2,85

3,57

5

Сірководень

1,57

2,14

3,57

5,71

7,14

17,6

При ізотермії

Хлор, фосген

1,31

2

3,28

4,57

5,43

6

Амоніак

0,2

0,26

0,37

0,54

0,68

0,86

Сірчистий ангідрид

0,23

0,26

0,4

0,57

0,71

1,1

Сірководень

0,31

0,43

0,71

1,14

1,43

2,51

При конвекції

Хлор, фосген

0,4

0,52

0,72

1

1,2

1,32

Амоніак

0,06

0,08

0,11

0,16

0,2

0,26

Сірчистий ангідрид

0,07

0,08

0,12

0,17

0,21

0,3

Сірководень

0,093

0,13

0,21

0,34

0,43

0,65

Примітки до табл.1.1 і 1. 2:

1. При швидкості вітру більш 1 м/с застосовують поправочні коефіцієнти, що мають наступні значення:

Швидкість вітру, м/с

1

2

3

4

5

6

Поправочний коефіцієнт:

при інверсії

1

0,6

0,45

0,38

--

--

при ізотермії

1

0,71

0,55

0,5

0,45

0,41

при конвекції

1

0,7

0,62

0,55

--

--

2 Для обвалованих ємкостей із СДОР глибина поширення хмари зараженого повітря зменшується в 1,5 рази.

Для СДОР, не зазначених у табл. 1.1 і 1. 2, глибину зони (м) можна визначити в залежності від відомих смертельних і вражаючих концентрацій за формулі

Г = 34,2 ,

де G1 — кількість СДОР, кг;

D — токсодоза, мг (хв/дм3; Д = СТ (С — концентрація, мг/дм3; Т -- час впливу СДОР даної концентрації, хв);

V — швидкість вітру в приземному шарі повітря, м/с.

Ширина зони хімічного зараження визначається із співвідношень:

Ш = 0,03 Г при інверсії;

Ш = 0,15 Г при ізотермії;

Ш = 0,8 Г при конвекції.

Площа зони хімічного зараження

Приклад розрахунку розмірів і площі зони хімічного зараження.

Вихідні дані: руйнування не обвалованої ємкості, що містить 10тамоніаку.

Рішення. Припускаємо, що викид амоніаку відбувся в похмуру погоду, уночі при швидкості вітру 1 м/с. Ступінь вертикальної стійкості повітря — ізотермія (рис. 1). По таблиці 1 для 10 т амоніаку знаходимо глибину поширення зараженого повітря при швидкості вітру 1 м/с; вона дорівнює 0,9 км. Ширина зони хімічного зараження Ш = 0,15 Г = 0,15 0,9 = 0,135 км.

Площа зони хімічного зараження

1. 2 Оцінка зон впливу вибухових процесів

Найбільш імовірним є вибух усередині приміщення. Виникаючі при цьому навантаження залежать від багатьох факторів: типу вибухової речовини, її маси, щільності заповнення внутрішнього об'єму приміщення вибуховою речовиною і т. ін. Орієнтовна оцінка можливих наслідків вибуху можна робиться по величині надлишкового тиску, що виникає в об'ємі виробничого приміщення по ОНТП 24--86 [1].

Для горючих газів, пари ЛЗР і ГР, що складаються з атомів H, O, N, Cl, F, Br, J, надлишковий тиск визначається по формулі:

,

де Рмакс — максимальний тиск вибуху стехіометричної газоповітряної або пароповітряної суміші в замкнутому об'ємі; визначається експериментально чи по довідковим даним, при відсутності даних допускається приймати рівним 900 кПа;

Ро — початковий тиск, кПа; допускається приймати рівним 101 кПа;

m — маса горючого газу (гг) чи пари ЛЗР чи ГР, що надійшли в результаті аварії в приміщення, кг;

z — частка участі пального у вибуху; допускається приймати по табл. 3;

г — густина пари чи пари газу, кг/м3;

Vв — вільний об'єм приміщення; визначається як різниця між об'ємом приміщення і об'ємом, що займає технологічне устаткування;

Сст — стехіометрична концентрація ГГ чи пари ЛЗР чи ГР, % об., що обчислюють за формулою

,

де — стехіометричний коефіцієнт кисню в реакції згоряння;

nc, nн, no, nx — число атомів С, Н, О і галогенів у молекулі пального;

Кн — коефіцієнт, що враховує негерметичність приміщення і неадіабатичність процесу горіння; допускається приймати Кн рівним 3.

Таблиця 2.1 — Коефіцієнт участі пального у вибуху (z) для різних видів пальних речовин

Вид пальної речовини

Значення

Горючі гази

0,5

Легкозаймисті і горючі рідини, нагріті до температури спалаху і вище

Легкозаймисті і горючі рідини, нагріті нижче температури спалаху, при наявності можливості утворення аерозолю

Легкозаймисті і горючі рідини, нагріті нижче температури спалаху, при відсутності можливості утворення аерозолю

0,3

0,3

0

Надлишковий тиск вибуху для хімічних речовин, крім згаданих вище, а також для сумішей

, (2. 1)

де Нг — теплота згоряння, Дж/кг;

у — густина повітря до вибуху при початковій температурі, кг/м3;

Ср — питома теплоємкість повітря, Дж/(кг К); допускається приймати рівною 1,01 103 Дж/(кг К);

То — початкова температура повітря, К.

Надлишковий тиск вибуху для горючого пилу визначають за формулою (2. 1); при відсутності даних z приймається рівною 0,5.

Розрахунок надлишкового тиску вибуху для речовин і матеріалів, здатних вибухати і горіти при взаємодії з водою, киснем чи повітрям проводять за формулою (2. 1), приймаючи z = 1.

Приклад розрахунку надлишкового тиску вибуху.

Вихідні дані: пара діетилового ефіру, m =10кг; г = 0,064кг/м3; Vв = 6400 м3.

Рішення.

Розрахунок надлишкового тиску проводиться за формулою:

Стехіометричну концентрацію % об., обчислюємо за формулою

.

Коефіцієнт для діетилового ефіру дорівнює

.

Отже,

.

Таким чином,

Вибух може викликати руйнування й ушкодження будинків, споруджень, технологічних установок, ємкостей і трубопроводів на підприємствах з вибухо- та пожежонебезпечної технологією може привести до витікання газоподібних чи зріджених вуглеводних продуктів. При перемішуванні вуглеводних продуктів з повітрям утворюються вибухо- чи пожежонебезпечні суміші.

При вибуху газоповітряної суміші утворюється осередок вибуху з ударною хвилею, що викликає руйнування будинків, споруджень і обладнання. В осередку вибуху газоповітряної суміші прийнято виділяти три кругові зони (рис. 2): І - зона детонаційної хвилі; ІІ - зона дії продуктів вибуху; ІІІ - зона повітряної ударної хвилі.

Зона детонаційної хвилі (зона І) знаходиться в межах хмари вибуху. Радіус цієї зони r, м, приблизно може бути визначений за формулою

де Q -- маса зрідженого вуглеводного газу, т.

У межах зони І діє надлишковий тиск, що може прийматися постійним,.

Рис. 2. Зони осередку вибуху газоповітряної суміші: І - зона детонаційної хвилі; ІІ - зона дії продуктів вибуху; ІІІ - зона повітряної ударної хвилі; r, rII, rIII — радіуси зовнішніх границь відповідних зон.

Зона дії продуктів вибуху (зона ІІ) охоплює всю площу розльоту продуктів газоповітряної суміші в результаті її детонації. Радіус цієї зони rII = 1,7r.

Надлишковий тиск у межах зони ІІ може бути визначений за формулою

де r — відстань від центра вибуху, м.

У зоні дії повітряної ударної хвилі (зона ІІІ) формується фронт ударної хвилі, що поширюється по поверхні землі. Надлишковий тиск у зоні ІІІ, в залежності від відстані до центра вибуху L, може бути розрахований за формулами.

Для цього попередньо визначається відносна величина

де r -- радіус зони I;

rIII -- радіус зони III чи відстань від центра вибуху до цеху, кПа (rIII> rII);

при

при

Для визначення надлишкового тиску на визначеній відстані від центра вибуху необхідно знати кількість вибухонебезпечної суміші, що зберігається в ємкості чи агрегаті.

Приклад визначення ступеня руйнування будинку ударною хвилею вибуху.

Вихідні дані. Потрібно визначити надлишковий тиск, очікуваний в районі механічного цеху при вибуху ємкості, у якій знаходиться 100 т зрідженого пропану (Q=100т); відстань від ємкості до цеху 300 м.

Рішення. Визначаємо радіус зони детонаційної хвилі (зони І):

Обчислюємо радіус зони дії продуктів вибуху (зони ІІ):

Порівнюючи відстань від центра вибуху до цеху (300 м) зі знайденими радіусами зони І (80 м) і зони ІІ (136 м), робимо висновок, що цех перебуває за межами цих зон і, отже, знаходиться в зоні повітряної ударної хвилі (зоні ІІІ). Далі визначаємо надлишковий тиск на відстані 300 м, використовуючи розрахункові формули для зони ІІІ і приймаючи rIII=300 м.

Для цього визначаємо відносну величину

Тому, що то

Висновок. При вибуху 100 т зрідженого пропану цех знаходиться під впливом повітряної ударної хвилі з надлишковим тиском близько 60 кПа (ступінь руйнування будинків і споруджень оцінюється по таблиці додатку 2 [3].) У даному випадку для масивних промислових будівель з металічним каркасом і крановим устаткуванням вантажопідйомністю 25… 50 т ступінь руйнування повний.

1. 3 Оцінка пожежонебезпечних зон

Пожежа — це неконтрольоване горіння, що приводить до матеріального збитку і створює небезпеку для життя людей.

На виникнення і поширення пожеж впливають, головним чином, такі фактори: вогнестійкість будинків і споруджень; пожежна небезпека виробництва; щільність забудови; метеоумови та ін.

Вогнестійкість будинків і споруджень визначається займистістю їхніх елементів і вогнестійкістю основних конструкцій. Усі будівельні матеріали по займистості поділяються на горючі, важкогорючі і негорючі.

Розрізняють п’ять ступенів вогнестійкості будинків: I, II, III, IV, V. Їх можна характеризувати таким чином:

I і II ступені -- будинки та спорудження, в яких всі основні конструкції виконані з негорючих матеріалів; причому аналогічні конструкції у будинків I ступеня мають більшу межу вогнестійкості;

III ступінь -- будинки, в яких несучі стіни виконані з негорючих матеріалів, а перекриття і перегородки (не несучі) -- горючі і важкогорючі (дерев'яні оштукатурені);

IV ступінь -- дерев’яні оштукатурені будинки;

V ступінь -- дерев’яні неоштукатурені будинки.

Пожежна небезпека виробництва визначається технологічним процесом, речовинами і матеріалами, що використовуються у виробництві, а також готовою продукцією. По пожежній небезпеці всі об'єкти поділяються на п’ять категорій: А, Б, В, Г, Д (див. 2]).

Щільність забудови (П) визначається відношенням сумарної площі, що займають всі будинки Sп, до площі території об'єкту Sт:

При щільності забудови до 7% пожежі практично не поширюються. При щільності забудови від 7 до 20% можуть поширюватися окремі пожежі, а понад 20% імовірне виникнення суцільних пожеж.

Орієнтовно можна приймати, що виникнення і розвиток пожежі (утворення суцільної пожежі) у будинках I, II і III ступенів вогнестійкості [2, 3] можливо при надлишкових тисках вибуху 30--50 кПа, а в будинках IV і V ступенів -- до 20 кПа.

2. Стійкість об'єкта і шляхи її підвищення

Під стійкістю роботи промислового об'єкта розуміють здатність об'єкта випускати установлені види продукції в умовах НС, а також пристосованість цього об'єкта до відновлення у випадку ушкодження.

Аналізують стійкість і уразливість елементів об'єкта в умовах НС, а також оцінюють небезпеку виходу з ладу чи руйнування елементів або всього об'єкта в цілому. На цьому етапі аналізують:

— надійність установ і технологічних комплексів;

— наслідки аварій окремих систем виробництва;

— поширення ударної хвилі по території підприємства при вибухах ємкостей, комунікацій;

— поширення вогню при пожежах;

— розсіювання речовин, що вивільняються при НС;

— можливість вторинного утворення токсичних, пожежо- і вибухонебезпечних сумішей і т. ін.

Зразкова схема оцінки небезпеки промислового об'єкта представлена на рис. 3.

Рис. 3

На стійкість об'єкта впливають метеоумови району, рельєф місцевості, характер забудови території, суміжні виробництва, що оточують об'єкт, транспортні магістралі, природні умови прилягаючої місцевості (лісові масиви -- джерела пожеж, водяні об'єкти -- джерела повеней і т. ін.). Особливу увагу варто звернути на ділянки, де можуть виникнути вторинні фактори ураження (ємкості з ЛЗР і СДОР, склади вибухонебезпечних речовин і вибухонебезпечні технологічні установки; технологічні комунікації, руйнування яких може викликати пожежі, вибухи і загазованість).

Після аналізу робляться висновки про стійкість об'єкта в умовах НС і пропонуються рекомендації з її підвищення.

Література

1. ОНТП 24−86. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. М. :ВНИИПО, 25 с.

2. Охрана труда в химической промышленности/ Г. В. Макаров и др. -М.: Химия, 1989.- 496 с.

3. Демиденко Г. П., Кузьменко Е. П., Орлова П. П., Пролыгин В. А., Сидоренко Н. А. Защита объектов народного хозяйства от оружия массового поражения. Справочник. — К.: Высшая школа, 1989. — 287 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой