asyan.org
добавить свой файл
  1 2 3 4

НАВЧАЛЬНИЙ МАТЕРІАЛ

Прогнозування і оцінка хімічної обстановки в разі аварії на хімічно небезпечних промислових об’єктах і транспорті.

Прогнозування і оцінка хімічної обстановки при аваріях на хімічно небезпечних об’єктах (ХНО) і транспорті (автомобільному, трубопровідному, залізничному, річковому, морському) здійснюється для визначення можливих наслідків аварій, порядку дій в зоні можливого зараження і здійснення заходів щодо захисту людей (аварійне прогнозування), а також для визначення ступеня хімічної небезпеки об’єктів які зберігають або використовують НХР і адміністративно-територіальних одиниць (АТО), у межах яких живе населення, пов’язано з ризиком його ураження НХР, завчасно складання планів здійснення заходів щодо захисту населення і ліквідації наслідків аварій (довгострокове прогнозування).

Зона можливого хімічного зараження (ЗМХЗ)

- це територія, у межах якої під впливом зміни напрямку вітру може виникнути переміщення хмари НХР з небезпечними для людини концентраціями. Зона наноситься на карту (план) місцевості у вигляді кола, півкола, чверть кола, однієї восьмої кола залежності від швидкості вітру.

Радіус сектора (r) дорівнює глибині поширення хмари зараженого повітря Г, а бісектриса сектора збігається з віссю сліду хмари і орієнтована в напрямку вітру (Рис. 1).

При прогнозуванні обстановки після аварії визначаються параметри прогнозованої зони хімічного зараження (ПЗХЗ) – розрахованої зони в межах зони можливого хімічного зараження (ЗМХЗ), параметри якої приблизно визначаються формою сектора (трикутника) з кутовим розміром 12˚ при інверсії, 20˚ - при ізотермії, 35˚ - при конвекції.

Методика прогнозування і оцінка ХО основана на тому, що при руйнуванні ємності, в якій знаходиться НХР, утворюється первинна або вторинна хмара.

Первинна хмара НХР – це хмара, яка виникає внаслідок миттєвого переходу (1-2хв.) в атмосферу пароподібної частини НХР з ємності при руйнуванні.

Вторинна хмара НХР – це хмара, що виникає внаслідок випаровування речовини з поверхні розливу НХР (підстильної поверхні).

Параметри зони хімічного зараження (глибина Г, ширина Ш, площа S) залежать від кількості і типу НХР, що перейшла в первинну або вторинну хмару, умов зберігання (ємності обваловані, не обваловані): метеоумов, характеру місцевості (відкрита, закрита) та ін.

При «вільному» виливу НХР висота шару (h) вважається такою, що не перевищує 0.05 м, при виливі «у піддон» висота шару приймається
h=H-0,2 м, де H – висота обвалування.

Кількість НХР в разі аварії на сховищі стислого газу визначається за формулою Q=dV (т), де d – щільність НХР, т/м3 (додаток 1), V – ємність сховища.

В разі аварії на газопроводі Q=ndVг/100 (т), де n – вміст НХР у природному газі (%), Vг – ємність газопроводу між автоматичними відсікателями (м3).

`полотно 2

Рис. 1. Зони можливого хімічного зараження залежно від швидкості вітру
Вихідними даними при прогнозуванні є:

  • тип та кількість НХР на об’єкті Q, т;

  • умови зберігання НХР: в ємностях (обваловані, не обваловані), в трубопроводах;

  • висота обвалування ємності Н, м;

  • метеоумови: швидкість вітру (V, м/с), температура повітря (˚С), ступінь вертикальної стійкості повітря (СВСП): інверсія, ізотермія, конвекція (табл. 8);

  • характер місцевості (відкрита, закрита, довжина забудови, лісового масиву перед об’єктом (L, км);

  • місце знаходження об’єкта господарювання (координати), відстань до ХНО (R, км);

  • забезпеченість людей протигазам ГП-5, %.

Визначаються:

  1. Глибина прогнозованої зони хімічного зараження, ГПЗХЗ, км.

  2. Ширина прогнозованої зони хімічного зараження, ШПЗХЗ, км.

  3. Площа можливого хімічного зараження, SЗМХЗ, км2.

  4. Час підходу хмари зараженого повітря до заданого об’єкта tпідх, хв.

  5. Час вражаючої дії НХР, tур, год.

  6. Можливі втрати людей в осередку хімічного ураження N, осіб.

Прогнозування і оцінка хімічної обстановки здійснюється з використанням таблиць і розрахунків. Усі розрахунки виконуються на термін не більше 4 годин після початку аварії (tав=4 год) – тривалість збереження сталих метеоумов. Після цього прогноз має бути уточненим.
Порядок оцінки хімічної обстановки:


  1. Визначення розмірів (глибини, ширини) та площі зони хімічного зараження

    1. Глибина прогнозованої зони розповсюдження хмари зараженого повітря з уражаючими концентраціями визначається за формулою:

а) для відкритої місцевості: ;

б) для закритої місцевості: ,

де ГТ – табличне значення глибини зони визначене за табл. 1 для умов: місцевість відкрита, ємності НХР не обваловані («вільний» розлив), швидкість вітру V=1 м/с, температура повітря 0˚С. Вхідними даними до таблиці є: кількість викинутої при аварії НХР Q, т, ступінь вертикальної стійкості повітря. У знайдене значення глибини зони вводиться поправка на задану температуру повітря за приміткою 1 або 2 до табл. 1.

Кв – поправочний коефіцієнт на вітер за табл. 2;

КСХ – коефіцієнт, що враховує тип сховища і характеризує зменшення глибини розповсюдження хмари НХР при виливі у «піддон» (при умові зберігання НХР в обвалованих ємностях) за табл. 3 з урахуванням висоти обвалування Н, м. Для не обвалованої ємності КСХ=1.

ГЗМ – величина на яку зменшується глибина розповсюдження хмари НХР на закритій місцевості, (міська, сільська забудова, лісовий масив), км. Визначається за формулою: ,

де L – довжина закритої місцевості на осі сліду хмари НХР, км (в межах глибини, на яку розповсюдилась би хмара на відкритій місцевості); КЗМ – коефіцієнт зменшення глибини розповсюдження хмари НХР для кожного 1 км довжини закритої місцевості за табл. 4 (для відкритої місцевості КЗМ=1).

Після визначення розрахункової глибини зони Гр її значення порівнюється з можливою граничною глибиною переносу повітряних мас Гп за 4 години, найдене в табл. 9, або розрахунком Гп=4W. Найменше за фактичну глибину прогнозованої зони хімічного зараження, тобто ГР= ГПЗХЗ.
1.2. Ширина прогнозованої зони хімічного зараження (ШПЗХЗ)

Залежно від СВСП її ширина розраховується за формулами:
при інверсії ШПЗХЗ = 0,2ГПЗХЗ, км;

при ізотермії ШПЗХЗ = 0,35ГПЗХЗ, км;

при конвекції ШПЗХЗ = 0,6ГПЗХЗ, км;

де ГПЗХЗ – глибина прогнозованої зони хімічного зараження визначена в
п. 1.1. км.

Ширину зони забруднення в місці знаходження об’єкта для якого здійснюється прогнозування, можна визначити за цими ж формулами, якщо замість ГПЗХЗ підставить відстань об’єкта R0 від місця аварії.
1.3. Площа прогнозованої зони хімічного зараження

Площа ПЗХЗ визначається за формулою:

, км2,

ГПЗХЗ – глибина прогнозованої зони хімічного зараження, км;

ШПЗХЗ – ширина прогнозованої зони хімічної зараження, км.


  1. Визначення часу підходу хмари зараженого повітря до заданого об’єкта (tпідх)

Час підходу хмари НХР до заданого об’єкта залежить від швидкості перенесення хмари повітряним потоком W визначається формулою , хв,

де R – відстань від місця аварії (джерела забруднення) до заданого об’єкта, км; W – швидкість переносу переднього фронту забрудненого повітря визначається за табл. 5 (швидкість вітру на висоті хмари більша ніж у поверхні землі), м/с.


  1. Визначення часу вражаючої дії хімічного зараження (tур)

Час дії НХР визначається терміном випаровування НХР з поверхні її розливу (tур=tвип), що залежить від характеру розливу («вільно» чи «у піддон»), швидкості вітру, типу НХР й може бути визначено за табл. 6 або розрахунком за формулою: , год, де h – товщина шару розлитої НХР, м. Якщо ємності не обваловані буде «вільний» розлив h=0,05 м. Якщо обваловані – розлив «у піддон» h=H-0,2 м, H – висота обвалування, м; d – щільність НХР (табл. 10): К1, К2, К3 - коефіцієнти, що враховують тип НХР, температуру повітря, швидкість вітру, відповідно. К1 та К2 беруть з табл. 10, К3 розраховують .


  1. Визначення можливих втрат робітників і службовців об’єкта господарювання в осередку хімічного ураження

Очікуванні втрати визначаються за табл. 7 в залежності від чисельності людей, що можуть опинитися в прогнозованій зоні хімічного зараження, ступені їх захищеності – забезпеченості людей протигазами.

Результати розрахунків з оцінки хімічної обстановки зводяться до таблиці (див. табл. 11). На карту наносяться межі прогнозованої зони зараження НХР, аналізуються результати та визначаються пропозиції щодо захисту працівників об’єкту господарювання, який може опинитися в зоні хімічного зараження. Район аварії обмежується колом діаметром Д0, значення якого залежать від кількості вилитої НХР, умов зберігання, стійкості повітря і орієнтовно становить чверть ширини прогнозованої зони хімічного зараження.

Кутовий розмір зони зараження становить (φПЗХЗ):

12˚ – при інверсії;

20˚ – при ізотермії;

35˚ – при конвекції.

У висновках зазначаються:

  1. Чи може опинитися об’єкт в зоні хімічного зараження (опиниться, якщо R<ГПЗХЗ і напрямок вітру з боку ХНО на об’єкт господарювання).

  2. Можливі наслідки в осередку хімічного ураження (можливі ураження і втрати виробничого персоналу), способи і засоби захисту людей (це можуть бути: евакуація людей, укриття в захисних спорудах або в загерметизованих приміщеннях, використання засобів індивідуальних захисту відповідного типу тощо). Додатки 2, 3.

  3. Визначаються можливості герметизації виробничих будівель і інших приміщень, де працюють люди, а також можливість продовжувати виробничий процес в засобах індивідуального захисту.

Висновки є складовою вихідних даних для розробки заходів щодо підвищення стійкості роботи об’єкта в умовах хімічного зараження.

Примітка:

  1. При довгостроковому (оперативному) прогнозуванні для визначення масштабів хімічного забруднення, завчасного планування заходів щодо захисту населення і ліквідації наслідків аварії, а також визначення ступеня хімічної небезпеки ХНО, АТО використовують наступні умови і вихідні дані:

  • Кількість НХР в одиничній максимальній технологічній ємності. Розлив – «у піддон» або «вільно» залежно від умов зберігання. На воєнний час та для сейсмонебезпечних районів – загальна кількість НХР на об’єкті. У цьому разі приймається розлив «вільно». При аваріях на «продуктопроводах» (аміакопроводах тощо) кількість НХР приймається за її кількість між відсікателями (для продуктопроводів кількість НХР приймається 300-500т).

  • Метеорологічні дані: швидкість вітру в приземному шарі V=1 м/с, температура повітря +20˚С, ступінь вертикальної стійкості повітря (СВСП) – інверсія, напрямок вітру не враховується, а розповсюдження хмари НХР приймається у колі 360˚С, з радіусом, що дорівнює глибині Г поширення хмари.

  • Площа прогнозованої зони хімічного зараження розраховується за формулою

, км2.

  1. Глибину розрахункової прогнозованої зони хімічного забруднення для НХР, що не значаться в табл.1, орієнтовно можна визначити розрахунком за емпіричною формулою (при t=0˚С):

, м

де Q – кількість НХР, кг; D – уражаюча токсодоза, мг/л∙хв; V – швидкість вітру, м/с; КСП – коефіцієнт, що враховує стійкість повітря і становить, при інверсії – 1, при ізотермії – 2,5, при конвекції – 4,7; КЗМ – коефіцієнт, що враховує характер закритої місцевості за табл. 4 (для відкритої КЗМ = 1); КСХ – коефіцієнт, що враховує умови зберігання НХР за табл. 3 (для не обвалованої ємності КСХ = 1).
Таблиця 1. Глибина розповсюдження хмари зараженого повітря з уражаючими концентраціями НХР на відкритій місцевості, км ( ємності не обваловані, швидкість вітру 1 м/с, температура повітря 0°С).


Найменування НХР

Кількість НХР в ємностях, т




1

5

10

20

30

50

100

300

ІНВЕРСІЯ

Хлор

4,65

12,2

18,5

28,3

36,7

50,4

78,7

156

Аміак

<0,5

1,6

2,45

4,05

5,25

6,85

10,8

21

Сірчаний ангідрид

2,1

5,85

9,25

14,1

18,1

24,7

38,4

76,9

Сірководень

<0,5

1,5

2,5

3,95

5

6,7

10,3

21

Соляна кислота

1,25

3,05

4,65

6,8

8,75

12,2

18,7

37,1

Хлорпікрин

3,65

9,7

14,7

22,5

29,3

40,3

62,6

123

Формальдегід

4,65

12,3

18,7

28,5













ІЗОТЕРМІЯ

Хлор

1,75

5,05

7,35

11,6

14,8

20,2

30,9

62

Аміак




<0,5

1,25

1,55

1,95

2,75

4,45

8,35

Сірчаний ангідрид

0,7

2,4

3,7

5,6

7,2

10,2

15,3

30,5

Сірководень




<0,5

0,7

1,4

1,9

2,75

4,3

8,15

Соляна кислота

<0,5

1,3

1,85

2,9

3,7

5

7,45

14,7

Хлорпікрин

1,5

4

5,85

9,2

11,7

15,9

24,4

49,4

Формальдегід

1,85

5,1

7,5

11,7

15

20,4

31,2

62,5

КОНВЕКЦІЯ

Хлор

0,75

2,4

4,05

6,05

7,6

10,7

16,1

31,9

Аміак







<0,5

<0,5

1,05

1,45

2,2

4,55

Сірчаний ангідрид

<0,5

1,3

1,9

3

3,8

5,1

7,95

15,7

Сірководень










0,5

0,8

1,4

2,15

4,4

Соляна кислота




<0,5

0,95

1,5

1,9

2,6

4

7,7

Хлорпікрин

0,8

2,0

3,25

4,85

6,05

8,35

12,9

25,2

Формальдегід

0,8

2,45

4

6,05

7,65

10,7

16,3

32,2

Примітки:


  1. При температурі повітря +20°С глибина розповсюдження хмари зараженого повітря збільшується, а при -20°С зменшується на 5% від наведених в таблиці для 0°С.




  1. При температурі +40°С при ізотермії та конвекції глибина розповсюдження хмари зараженого повітря збільшується на 10%.




  1. Для НХР, що не ввійшли до таблиці 1, для розрахунку глибин зони береться глибина розповсюдження хмари хлору для заданих умов і множиться на коефіцієнт для даного НХР: фосген – 1,14; окисли азоту - 0,28; метиламін – 0,24; нітробензол – 0,01; окис етилену 0,06; водень фтористий – 0,31; водень ціаністий - 0,97.


Таблиця 2. Поправочні коефіцієнти зменшення глибини розповсюдження хмари зараженого повітря, залежно від швидкості вітру, КВ.

СВСП

Швидкість вітру, м/с

1

2

3

4

5

10

Інверсія

1

0,6

0,45

0,43

-

-

Ізотермія

1

0,65

0,55

0,5

0,45

0,35

Конверсія

1

0,7

0,6

0,55

-

-


Таблиця 3. Коефіцієнт зменшення глибини розповсюдження хмари НХР при виливі у «піддон», КСХ.

Найменування НХР

Висота обваловування, м

Н =1

Н=2

Н=3

Хлор

2,1

2,4

2,5

Аміак

2,0

2,25

2,35

Сірчаний ангідрид

2,5

3

3,1

Сірководень

1,6

-

-

Соляна кислота

4,6

7,4

10

Хлорпікрин

5,3

8,8

11,6

Формальдегід

2,1

2,3

2,5


Таблиця 4. Коефіцієнт зменшення глибини розповсюдження хмари НХР на кожному 1 км закритої місцевості, КЗМ.

СВСП

Міська забудова

Сільська забудова

Лісовий масив

Інверсія

3,5

3

1,8

Ізотермія

3

2,5

1,7

Конвекція

3

2

1,5



Таблиця 5. Середня швидкість переносу хмари забрудненого повітря, яка заражена речовиною W, м/с.


Швидкість вітру V1, м/с


Інверсія

Ізотермія

Конвекція

R<10 км

R˃10 км

R<10 км

R˃10 км

R<10 км

R˃10 км

1

2

2,2

1,5

2

1,5

1,8

2

4

4,5

3

4

3

3,5

3

6

7

4,5

6

4,5

5

4

-

-

6

8

-

-

5

-

-

7,5

10

-

-

6

-

-

9

12

-

-
Примітка. Інверсія та конвекція при швидкості вітру більше 15 м/с постерігаються в рідкісних випадках.
Таблиця 6. Час випарювання деяких СДОР, при швидкості вітру V =1 м/с, год.


Найменування НХР

Тип сховища

Необваловане

Обваловане

Хлор

1,3

22

Фосген

1,1

23

Аміак

1,2

20

Сірчистий ангідрид

1,3

20

Сірководень

1,0

19


Примітка (до табл.6) Поправочний коефіцієнт визначення часу випаровування, для швидкостей вітру більше 1 м/с.


Швидкість вітру, м/с

1

2

3

4

5

10

Поправочний коефіцієнт

1

0,75

0,6

0,5

0,43

0,25



Таблиця 7. Можливі втрати робітників і службовців та населення від дії НХР, в осередку хімічного ураження, %.

Умови находження

людей

Без проти

газів

Забезпеченість людей протигазами, %

20

30

40

50

60

70

80

90

100

На відкритій місцевості

90-100

75

65

58

50

40

35

25

18

10

В простіших укриттях, в будівлях

50

40

35

30

27

22

18

14

9

До 4




<< предыдущая страница   следующая страница >>