|
4.1. Визначення кількісних характеристик викиду СДОР для розрахунків масштабів зараження визначається за їх еквівалентними значеннями.
а) Визначення еквівалентної кількості Qе1 (т) речовини в первинній хмарі
Еквівалентна кількість Qе1 (т) речовини в первинній хмарі визначається за фор-мулою:
Qе1 = К1 ·К3 ·К5·К7·QО (1) , де:
К1 – коефіцієнт, що залежить від умов зберігання СДОР (табл.16; для стиснутих газів К1= 1);
К3 – коефіцієнт, що дорівнює відношенню порогу токсодози хлору до порогу токсодози іншого СДОР (табл.16);
К5 – коефіцієнт, що враховує ступінь вертикальної стійкості атмосфери; для інверсії приймається рівним 1, для ізотермії 0,23, для конвекції 0,08;
К7 - коефіцієнт, що враховує вплив температури повітря (табл.16; для стиснених газів К7=1);
Qо – кількість викинутої (розлитої) при аварії речовини, т. При аваріях на схо-вищах стиснутого газу Qо розраховується за формулою:
Qо = d · Vх (2), де:
d – щільність СДОР, т/м3 (табл.2.3); Vх – об’єм сховища, м3.
При аваріях на газопроводі Qо розраховується за формулою:
Qо = n · d · Vг / 100 (3), де:
n - кількість СДОР в природному газі, %;
d – щільність СДОР, т/м3 (табл.3);
Vг - об’єм секції газопроводу між автоматичними засувками, м3.
При визначенні величини Qе1 для стиснутих газів, що не ввійшли в таблицю 16, значення коефіцієнту К7 приймається рівним 1, а коефіцієнт К1 розраховується за формулою:
К1 = cp · ΔΤ / ΔΗ (4), де:
cp - питома теплоємність рідкого СДОР, кДж/(кг · °C);
ΔΤ - різниця температур рідкого СДОР до і після руйнування ємності,°C;
ΔΗ – питома теплота випаровування рідкого СДОР при температурі ви-паровування, кДж/кг.
б) Визначення еквівалентної кількості Qе2 (т) речовини у вторинній хмарі
Еквівалентна кількість речовини в вторинній хмарі розраховується за фор-мулою:
Qе2 = (1-К1) · К2 ·К3 ·К4 ·К5 ·К6 ·К7 · (Qo / h · d) (5), де:
К2 – коефіцієнт, що залежить від фізико-хімічних властивостей СДОР (табл.16);
К4 - коефіцієнт, що враховує швидкість вітру (таб.17);
К6- коефіцієнт, що залежить від часу N, що пройшов після аварії;
Значення коефіцієнту К6 визначається після розрахунку тривалості Т (г) випаровування речовини (див.п.2.5):
К6 = N0,8 при N < T або К6 = Т0,8 при N ≥ T , при Т < 1(г) К6 приймається для 1 години;
d – щільність СДОР, т/м3 (табл.16); h - товщина шару СДОР, м.
При визначенні Qе2 для речовин, що не ввійшли в таблицю 16, значення коефіцієнту К7 приймається рівним 1, а коефіцієнт К2 визначається за формулою:
К2 = 8,1· 10-6 · Р· √ m (6) , де:
Р - тиск насиченого пару речовини при заданій температурі повітря, мм рт. ст.;
М - молекулярна маса речовини.
4.2. Розрахунок глибини зони зараження при аварії на хімічно небезпечному об’єкті.
Розрахунок глибини зони зараження первинною (вторинною) хмарою СДОР при аваріях на технологічних ємностях, сховищах і транспорту проводиться з використанням таблиць 15-18, а порядок нанесення зон зараження на карту (схему) з використанням таблиці 19.
В таблиці 2 наведені максимальні значення глибини зони зараження первин-ною (Г1) або вторинною (Г2) хмарою СДОР, що визначаються в залежності від еквівалентної кількості речовини (його розрахунок проводиться згідно з п.3) і швидкості вітру. Повна глибина зони зараження Г (км), що обумовлена дією пер-винної і вторинної хмари СДОР, визначається:
Г = Г' + 0,5 Г" , де:
Г'– найбільший, Г" – найменший із розмірів Г1 і Г2. Отримане значення порів-нюється з максимальним можливим значенням глибини переносу повітряних мас Гп, що визначається за формулою:
Гп = N · υ (7), де: N - час від начала аварії, г; υ - швидкість переносу переднього фронту зараженого повітря при даній швидкості вітру і ступеню вертикальної стійкості атмосфери, км/г (таблиця 18).
За кінцеву розрахункову глибину зони зараження приймається менша із двох порівнювальних між собою величин.
4.3. Розрахунок глибини зони зараження при руйнуванню хімічно небезпеч-ного об’єкту
У випадку руйнування хімічно небезпечного об’єкту при прогнозуванні глиби-ни зони зараження рекомендовано брати дані на одночасний викид сумарної кіль-кості запасу СДОР на об’єкті і наступні метеорологічні умови: інверсія, швид-кість вітру 1 м/с.
Еквівалентна кількість СДОР в хмарі зараженого повітря визначається анало-гічно розглянутому в п. 3.б методу для вторинної хмари при вільному розливу. При цьому сумарна еквівалентна кількість Qe розраховується за формулою:
n
Qe = 20·K4·K5 · Σ {К2j ·К3j ·К6j·К7j· (Qj : dj)} (8) , де:
j=1
К2j – коефіцієнт, що залежить від фізико-хімічних властивостей j-ї речовини;
К3j – коефіцієнт, що дорівнює відношенню порогу токсодози хлору до порогу токсодози j-ї речовини;
К6j – коефіцієнт, що залежить від часу, який пройшов після руйнування об’єкту;
К7j – коефіцієнт, що враховує поправку на температуру для j-ї речовини;
Qj - запаси j-ї речовини, т;
dj - щільність j-ї речовини, т/м3.
Отримані за таблицею 15 значення глибини зони ураження Г в залежності від розрахованого Qe і швидкості вітру порівнюються з максимально можливим зна-ченням глибини переносу повітряних мас Гп (формула 7). За кінцеву розрахун-кову величину приймається найменше із двох порівняльних між собою величин.
4.4. Приклади визначення глибини зони зараження СДОР
Приклад 1.
На хімічному підприємстві виникла аварія на технологічному трубопроводі з рідким хлором, що знаходився під тиском. Кількість рідини, що витекла з трубопроводу, не встановлено. Звісно, що в технологічній системі знаходилось 40 т зрідженого хлору.
Необхідно визначити глибину зони можливого зараження хлором при часу від начала аварії 1 г і тривалість дії джерела зараження (час випаровування хлору).
Метеорологічні умови на начало аварії: швидкість приземного вітру 5 м/с, темпе-ратура повітря 0 °C, ізотермія. Розлив СДОР на поверхню підстилки – вільний.
Рішення.
1. Так як кількість рідкого хлору, що вилився неясно, згідно з п. 2 приймаємо його рівним максимальному – 40 т.
2. За формулою (1) визначаємо еквівалентну кількість речовини в первинній хмарі:
Qe1 = 0,18· 1· 0,23· 0,6· 40 = 1,0 т
3. За формулою (12) пункту 5 визначаємо час випаровування хлору:
Т = 0,05·1,553 : 0,052·2,34·1 = 0,64 г або 38 хв.
4. За формулою (5) визначаємо еквівалентну кількість речовини в вторинній хмарі:
Qe2 = (1-0,18)·0,052·1·2,34·1·1·(40 : 0,05·1,553) = 11,8 т
5. За таблицею 15 для 1 т знаходимо глибину зони зараження для первинної хмари:
Г1 = 1,68 км.
6. За таблицею 15 для 11,8 т інтерполяцією знаходимо глибину зони зараження для вторинної хмари: Г2 = 6,0 км.
7. Знаходимо повну глибину зони зараження:
Г= 6,0+0,5·1,68=6,84 км.
8. За формулою (7) знаходимо максимально можливе значення глибини переносу повітряних мас:
Гп = 1 · 29 = 29 км.
Відповідь. Таким чином, глибина зони зараження хлором в результаті аварії може скласти 6,8 км; тривалість дії джерела зараження – біля 40 хвилин.
Приклад 2.
Необхідно оцінити небезпеку можливого осередку хімічного зараження через 1 г піс-ля аварії на хімічно небезпечному об’єкті, що розташований в південній частині міста. на об’єкті в газгольдері ємністю 2000 м3 зберігається аміак. Температура повітря 40 °C. Північна межа об’єкту находиться на відстані 200 м від можливого місця аварії. Потім проходить 300-метрова санітарна захисна зона, за якою розташовані житлові квартали міста. Тиск в газгольдері – атмосферний.
Рішення.
1. Згідно з п.2 приймаються метеорологічні умови: інверсія, швидкість повітря при-земного шару - 1 м/с.
2. За формулою (2) визначаємо викид СДОР: Qo = 0,08· 2000 = 1,6 т.
3. За формулою (1) визначаємо еквівалентну кількість речовини в первинній хмарі:
Qe1=1·0,04 ·1·1·1,6 = 0,06 т.
4. За таблицею 15 інтерполяцією знаходимо глибину зони зараження: Г1 = 0,93 км.
5. За формулою (7) знаходимо максимально можливе значення величини переносу повітряних мас:
Гп = 1·5 = 5 км.
6. Розрахункова глибина зони зараження приймається рівною 0,93 км як мінімальна із Г1 і Гп.
7. Визначаємо глибину зараження для житлових кварталів міста:
Гж..кв .= 0,93 – 0,2 – 0,3 = 0,43 км.
Відповідь. Таким чином, хмара зараженого повітря через 1 г після аварії може складати небезпеку для працівників і службовців хімічно небезпечного об’єкту, а також для населення міста, що мешкає на відстані 430 м від санітарної захисної зони об’єкту.
Приклад 3.
Оцінити, на якій відстані через 4 г після аварії буде зберігатися небезпека ураження населення в зоні хімічного зараження при руйнуванні ізотермічного сховища аміаку ємністю 30000 т. Висота обвалування ємності 3,5 м. Температура повітря 20 °C.
Рішення.
1. Згідно з п.2 приймаються метеорологічні умови: інверсія, швидкість повітря 1 м/с, викид дорівнює загальній кількості речовини, що знаходиться в ємності – 30000 т.
2. За формулою (1) визначаємо еквівалентну кількість речовини в первинній хмарі:
Qe1 = 0,01·0,04 ·1·1·30000 = 12,0 т.
3. За формулою (12) пункту 2.6 визначаємо час випаровування аміаку:
Т = (3,5 - 0,2)·0,681 : 0,025·1·1 = 89,9 г.
4. За формулою (5) визначаємо еквівалентну кількість речовини в вторинній хмарі:
Qe2 = (1-0,01)·0,025·0,04·1·1·40,8·1·(30000 : (3,5-0,2)·0,681) = 40,0 т.
5. За таблицею 15 для 12,0 і 40,0 т інтерполяцією знаходимо глибину зони зараження для первинної і вторинної хмари:
Г1 = 21,3 км і Г2 = 45,4 км.
6. Вираховуємо повну глибину зони зараження: Г = 45,4 + 0,5·21,3 = 56,05 км.
7. За формулою (7) знаходимо максимально можливе значення величини переносу повітряних мас: Гп = 4 · 5 = 20 км.
Відповідь. Таким чином, через 4 г після аварії хмара зараженого повітря може складати небезпеку для населення, що мешкає на відстані 20 км від об’єкту.
Приклад 4.
На частці аміакопроводу Тол’ятті – Одеса виникла аварія з викидом аміаку. Об’єм викиду не встановлено. Потрібно визначити глибину зони можливого зараження аміа-ком через 2 г після аварії. Вилив аміаку на поверхню підстилки – вільний. Температура повітря 20 °C.
Рішення.
1. Так як об’єм аміаку, що вилився не визначено, згідно п.2, приймаємо його рівним 500 т – максимальна кількість, що утримується в трубопроводі між автоматичними засувками. Метеорологічні умови приймаються: інверсія, швидкість вітру 1 м/с.
2. За формулою (1) визначаємо еквівалентну кількість речовини в первинній хмарі:
Qe1 = 0,18·0,04 ·1·1·500 = 3,6 т.
3. За формулою (12) пункту 6 визначаємо час випаровування аміаку:
Т = 0,05·0,681 : 0,025·1·1 = 1,4 г.
4.За формулою (5) визначаємо еквівалентну кількість речовини в вторинній хмарі:
Qe2 = (1-0,18)·0,025·0,04·1·1·1,40,8·1·(500 : 0,05·0,681) = 15,8 т.
5. За таблицею 15 для 3,6 і 15,8 т інтерполяцією знаходимо глибину зони зараження для первинної і вторинної хмари:
Г1 = 10,2 км і Г2 = 25,2 км.
6. Вираховуємо повну глибину зони зараження:
Г = 25,2 + 0,5·10,2 = 30,3 км.
7. За формулою (7) знаходимо максимально можливе значення величини переносу повітряних мас:
Гп = 2 · 5 = 10 км.
Відповідь. Таким чином, глибина зони можливого зараження через 2 г після аварії складе 10 км.
Приклад 5.
На хімічному небезпечному об’єкті знаходяться запаси СДОР, в тому числі хлору–30 т, аміаку – 150 т, нітрилу акрилової кислоти – 200 т. Визначити глибину зони зараження у випадку руйнування об’єкту. Час, після руйнування об’єкту, -3 г. Температура повітря 0°C.
Рішення.
1. За формулою (12) визначаємо час випаровування СДОР:
хлору - Тх = 0,05·1,553: 0,052·1·1 = 1,49 г;
аміаку - Та = 0,05·0,681: 0,025·1·1 = 1,36 г;
нітрилу акрилової кислоти - Тн = 0,05·0,806: 0,007·1·0,4 = 14,39 г.
2. За формулою (8) розраховуємо сумарну еквівалентну кількість СДОР в хмарі зара-женого повітря:
Qe = 20·1·1·{0,052·1·1,490,8·1·(30:(1,553+0,025)+0,04·1,360,8·1·(150:0,681)+
+0,07·0,830,8·0,4·(200:0,806)} = 60,0 т.
3. За таблицею 15 для 60,0 т інтерполяцією знаходимо значення глибини зони зара-ження: Г = 59,0 км.
4. За формулою (7) знаходимо максимально можливе значення величини переносу повітряних мас: Гп = 3 · 5 = 15 км.
Відповідь. Таким чином, глибина зони можливого зараження через 3 г після руйну-вання хімічного небезпечного об’єкту, складе 15 км.
|