Высшая школа техносферной безопасности

Высшая школа техносферной безопасности

 

С.В. Ефремов

 

 

ОЦЕНКА ОПАСНОСТЕЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ СОДЕРЖАЩИХ ПОЖАРООПАСНЫЕ И ВЗРЫВООПАСНЫЕ ВЕЩЕСТВА

 

 

Методическое пособие

На Расчетно-графическую работу

по дисциплине

«Опасные технологии и производства»

 

 

Санкт-Петербург

Министерство образования и науки Российской Федерации

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Высшая школа техносферной безопасности

 

 

Расчетно-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по дисциплине «Опасные технологии и производства»

Тема: «Оценка опасностей производственных объектов содержащих пожароопасные и взрывоопасные вещества»

 

Студент

3 курс, гр. 23931/ _ Фамилия Имя Отчество

 

Преподаватель Ефремов С.В.

 

 

Санкт-Петербург

Г.

ЗАДАНИЕ

на Расчетно-графическую работу студенту

________________________________________________________________

1.Тема РГР «Оценка опасностей производственных объектов содержащих пожароопасные и взрывоопасные вещества».

2. Срок сдачи студентом законченной работы 16 декабря 2017 года.

3. Исходные данные к работе:

На этапе предварительной оценки возможности строительства базы хранения горючих, взрывчатых и токсичных веществ определить размеры базы при условии, что в случае аварии в одном из хранилищ, другие не попадут в зоны разрушения и заражения. Преобладающие ветры – западные.

Оценку производить для погодных условий с нейтральным состоянием приземного слоя атмосферы (изотермия) и скоростью ветра 5 м/с.

Вариант № ____.

Содержание вариантов смотри в приложении.

Расчеты проводить по методикам, приведенным в «Пособии по оценке опасности, связанной с возможными авариями при производстве, хранении, использовании и транспортировке больших количеств пожароопасных, взрывоопасных и токсичных веществ»

4. Содержание расчетно-пояснительной записи (перечень подлежащих разработке вопросов):

1. Описание опасных веществ, планируемых к размещению на базе.

2. Описание алгоритма расчетов.

3. Расчеты по определению размеров базы хранения.

4. Описание предлагаемой схемы размещения хранилищ на базе.

 

Перечень графического материала

1. Таблица с описанием характеристик опасных веществ.

2. Блок-схема алгоритма расчета.

3. Схемы зон поражения для каждого из возможных сценариев развития аварий.

4. Схема размещения хранилищ на базе.

Дата выдачи задания «18» ноября 2017 года

Руководитель._____________________________С. Ефремов

(подпись)

Задание принял к исполнению __________________________

(подпись)

Приложение к заданию на расчетно-графическую работу

Варианты задания

№ варианта	№№ объектов	№ варианта	№№ объектов	№ варианта	№№ объектов
№1	1,7	№9	1,7		1,7
№2	2,8	№10	3,9		2,8
№3	3,9	№11	2,8		5,10
№4	4,10	№12	4,10		4,9
№5	5,7	№13	5,7		3,7
№6	6,8	№14	6,8		3,8
№7	1,9	№15	1,9		6,9
№8	2,10	№16	2,10		6,10

Перечень объектов хранения

Объект №1. Хранилище керосина с радиусом зоны обваловки 30 м.

Объект №2. Хранилище бензина с радиусом зоны обваловки 30 м.

Объект №3. Наземное хранилище бутана сжиженного сжатием емкостью 100 т.

Объект №4. Наземное хранилище пропана сжиженного сжатием емкостью 50 т.

Объект №5. Подземное хранилище пропана емкостью 1000 т.

Объект №6. Хранилище водорода сжиженного охлаждением с площадью обваловки 1500 м².

Объект №7. Хранилище взрывчатых веществ (динамит) 1000 т.

Объект №8. Хранилище взрывчатых веществ на основе органических пероксидов 100 т.

Объект №9. Хранилище пиротехнических изделий 3000 т.

Объект №10. Хранилище взрывчатых веществ (тротил) 500 т.

1. МетодическиЕ рекомендации по РГР№1

«Оценка опасностей производственных объектов содержащих пожароопасные и взрывоопасные вещества»

Назначение методики

а) порядок проведения предварительной укрупненной опенки вредного воздействия на здоровье и безопасность людей при возможных авариях, связанных с наличием больших количеств пожароопасных, взрывоопасных и токсичных химических веществ;

б) количественные характеристики опасности и алгоритмы их расчета.

Основные понятия:

Под сценарием или типом аварии понимается характерный вариант развития аварийного процесса. Источником воздействия или опасности являются:

а) элементы основной и вспомогательной технологий;

б) хранилища;

в) средства транспорта.

Объектом воздействия является персонал предприятия и население, проживающее на прилегающей территории. Каждый такой объект с позиции оценки опасности характеризуется вместимостью (максимальным числом одновременно присутствующих людей).

Определяемые характеристики:

Количественными характеристиками вредного воздействия источника являются:

1) Возможные безвозвратные потери. Под безвозвратными потерями будем понимать количество смертельных случаев в результате аварии.

2) Возможные санитарные потери. Под санитарными потерями будем понимать количество пострадавших, нуждающихся в госпитализации.

3) Ожидаемая частота аварий.

Источник воздействия относится к категории потенциально опасных, а возможная авария считается крупной, если ожидаемые безвозвратные людские потери составляют не менее 10 человек (в соответствии с «Методикой оперативной оценки потенциальной опасности объектов народного хозяйства».

Безвозвратные и санитарные потери определяются количеством людей, находящихся в пределах зон безвозвратного и санитарного поражения.

Под зонами поражения понимаются участки территории, для которых интенсивность возникающих в результате аварии поражающих факторов достаточна для причинения людям поражения соответствующей тяжести.

Критерии для определения тяжести поражения:

Тепловое излучение. Смертельное поражение получают 100% людей находящихся в непосредственном контакте с огнем, т.е. в пределах пожара или вспышки, а также на пути огневого шара или столба.

Санитарное поражение получат люди в тех местах, где тепловое облучение достаточно для образования ожогов второй степени на открытых частях тела (поток излучения более 7 кВт/м² в течение 30 секунд).

Взрыв. Критерии поражения в этом случае зависят от типа источника вызвавшего взрыв. Смертельное поражение при взрыве газового облака получат 100% людей, находящихся в пределах облака газа, причиной смерти будут ожоги и асфиксия от недостатка кислорода.

При детонации конденсированного взрывчатого вещества смертельное поражение от ударной волны и разлета обломков получат люди в непосредственной близости от места взрыва (10…100 м).

Санитарное поражение при взрыве получат люди в тех местах, где максимальное избыточное давление ударной волны больше 0,1 атм (10 кПа).

Формы зон поражения

Зоны безвозвратного и санитарного поражения задаются формой, размерами и расположением относительно источника воздействия.

 

Граница каждой из зон поражения может быть аппроксимирована:

О - окружностью;

П - прямоугольником.

Для зоны поражения в виде круга размер задается радиусом круга R.

Для прямоугольной зоны поражения размеры задаются длиной L и шириной W. Длина отсчитывается вдоль оси симметрии прямоугольника, проходящей через источник воздействия.

Для относительного расположения зон безвозвратного и санитарного поражения возможны два варианта:

в1 - зоны поражения имеют форму концентрических кругов, их центр совпадает с источником воздействия (Форма 1);

в2 - зона безвозвратного поражения имеет форму прямоугольника, источник воздействия расположен на границе зоны. Зона санитарного поражения имеет форму круга, центр которого совпадает с центром зоны безвозвратного поражения (Форма 2):

Методика расчета

Расчет зон поражения

Линейные размеры зон поражения в большинстве случаев определяются по формуле вида:

у = а × хb

(1.1)

где параметр «х» характеризует количество опасного вещества, вовлеченного в аварию.

Используются также следующие расчетные формулы:

у = х0,5	(1.3)
у = а×х + b	(1.4)
у = а	(1.5)

Линейные размеры измеряются в метрах, площадь в квадратных метрах, объемы в кубических метрах, вес в тоннах.

Расчет зон поражения производится путем последовательного выполнения ряда процедур.

Для каждого источника воздействия определяется опасное вещество, его класс и при необходимости степень опасности.

В соответствии с классом вещества определяется значение параметра, являющегося количественной характеристикой источника воздействия.

В зависимости от класса вещества отбираются подходящие сценарии развития аварии, для каждого сценария производится расчет линейных размеров зон поражения.

Нужные значения отбираются в соответствии со сценарием и степенью опасности вещества.

Горючие жидкости (класс А) (для ЛВЖ)

Для горючих жидкостей есть два основных сценария развития аварии:

А1 - пожар разлития – горение вещества разлития испаряющегося с поверхности жидкости. Разлитие возникает при истечении жидкости из технологических емкостей в случае нарушения их целостности.

Пожар разлития возможен для всех веществ данного класса. Форма и относительное расположение зон поражения соответствует (Ф-1). Размеры зон поражения определяются площадью возможного разлития жидкости (параметр «Х»). Длина зон поражения определяется по формуле У=а×Х^b.

А2 - взрыв газового облака — характеризуется возникновением ударной волны при сгорании смеси паров опасного вещества, его капель и воздуха. Размеры зон поражения определяются площадью возможного разлития жидкости (параметр «Х»).

Газовые облака способны образовывать только вещества группы (ПВ). Форма и относительное расположение зон поражения для взрыва газового облака соответствуют (Ф-2). Длина зоны безвозвратного поражения определяется по формуле У=а×Х^b а ширина задается соотношением W=X^0,5 где параметр Х равен площади разлития. Радиус зоны санитарного поражения определяется по формуле У=а×Х^b.

Горючие газы, сжиженные сжатием (класс Б)

Для горючих газов сжиженных сжатием возможны три сценария развития аварии:

Размеры зон поражения определяются весом сниженного газа и зависят от степени опасности газа.

Б1 - взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости происходит в случае мгновенного высвобождения сжиженного газа и немедленного возгорания. Резкое падение давления вызывает вскипание жидкости м образование воздушной ударной волны, осколочного поля и мгновенное воспламенение парового облака, сопровождающееся возникновения огневого шара;

Взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости характерен для наземных - хранилищ. Расположение зон поражения соответствует (Ф-1). Радиусы зон определяются по формуле У=а×Х^b. В зависимости от степени опасности газа следует использовать различные значения коэффициентов «а» и «b».

Б2 - взрыв мгновенного выброса происходит в случае мгновенного высвобождения сжиженного газа с последующим возгоранием. Взрыв газового облака мгновенного выброса характерен для наземных хранилищ емкостью до 50т. Форма и относительное расположение зон поражения соответствуют (Ф-2), размеры зон определяются по формуле У=а×Х^b. W=а×Х^b.

Б3 - взрыв газового облака вытекающей жидкости происходит в случае постепенного вытекания сниженного газа с последующим возгоранием.

Взрыв газового облака вытекающей жидкости характерен для перерабатывающих предприятий и подземных хранилищ. Форма и относительное расположение зон поражения соответствуют (Ф-2), размеры зон определяются по формуле У=а×Х^b. W=а×Х^b.

Размеры зон поражения определяются весом сжиженного газа и зависят от степени опасности газа.

Горючие газы, сжиженные охлаждением (класс В)

Источниками воздействия, где встречаются горючие газы, сжиженные охлаждением, являются хранилища. Характерный сценарий аварии:

В1 – пожар разлития площадью 1500 м².

Расположение зон поражения соответствует (Ф-1) их размеры определяются по формуле У=а×Х+b.

Горючие газы под давлением (класс Г)

Аварии с опасными веществами данного класса для магистральных и распределительных газопроводов, основным сценарием аварии является:

Г1 – пожар.

Зона поражения имеют форму концентрических кругов с центром в месте утечки газа (Ф-1). Радиусы зон зависят от диаметра газопровода (параметр «Х») и определяется по формуле У=а×Х+b.

Взрывоопасные вещества (класс Д)

Список взрывоопасных веществ приведен в Приложении 4. Основным сценарием аварии является:

Д1 – взрыв, т.е. быстрое выделение энергии в ограниченном объеме, связанное с внезапным изменением состояния вещества и сопровождающееся разбрасыванием и разрушением окружающей среды.

Форма и расположение зон поражения соответствует Ф-1. Радиусы зон зависят от ТНТ-эквивалента взрывоопасного вещества и определяются по формуле У=а×Х^b.

Для приближенного определения ТНТ - эквивалента достаточно вес опасного вещества умножить на 10 для органических пероксидов, оставить без изменения для чистых взрывчатых веществ и разделить на 10 для пиротехнических изделий.

Расчет людских потерь

Если есть данные о фактическом распределение людей на объекте то, рисуем зоны на Генплане объекта или на карте и определяем, сколько людей попало в ту или иную зону. Если этих данных нет, то рассчитываем или максимальные, или средние потери.

Горючие жидкости

№	Наименование	Группа		№	Наименование	Группа
	Аллиловый спирт	П		Метанол	П
	Амиловый спирт	П		Метилакрилат	П
	Ангидрид уксусной кислоты	П		Метилацетат	П
	Анилин	П		Метилметакрилат	П
	Ацеталь	П		Метилпропионат	П
	Ацетон	П		Метилциклогексан	П
	Ацетонитрил	П		Метилэтилкетон	П
	Бензальдегид	П		Нафталин	П
	Бензин	ПВ		Окись пропилена	ПВ
	Бензол	П		Октан	П
	Бромбензол	П		Олеиновая кислота	П
	Бутилацетат	П		Пентан	ПВ
	Бутилформат	П		Пиперидин	П
	Винилацетат	П		Пиридин	П
	Газовый конденсат	ПВ		Пропаналь	ПВ
	Гексан	П		Пропиловый спирт	П
	Гептан	П		Сероуглерод	ПВ
	Гептиловый спирт	П		Стирол	П
	Дизельное топливо, керосин	П		Толуол	П
	Диизобутилен	П		Триоксан	П
	Диметилформамид	П		Триэтиламин	П
	Диметилциклогексан	П		Уксусная кислота	П
	Диоксан	П		Фенол	П
	Дихлорпропан	П		Фурфурол	П
	Дихлорпропен	П		Хлорбензол	П
	Дихлорэтан	П		Хлористый бутил	П
	Диэтиламин	П		Хлорогидрин этилена.	П
	Диэтилгликоль	П		Циклогексан	П
	Диэтиловый эфир	ПВ		Циклогексанон	П
	Диэтилоугольный эфир	П		Циклогексен	П
	Живица	П		Циклопентан	ПВ
	Изоамиловый спирт	П		Этаноламин	П
	Изобутанол	П		Этилакрилат	П
	Изопрен	ПВ		Этилацетат	П
	Изопропанол	П		Этилбензол	П
	Изопропиловый эфир	П		Этилбромид	ПВ
	Карбинол фурила	П		Этиленгликоль	П
	Коллодий	ПВ		Этилкремний	П
	Ксилол	П		Этилформиат	П

 

Приложение 3

Характеристики горючих газов

№	Наименование	Группа	Степень опасности	Температура кипения, 0К
	Бутан	ПВ
	Бутен	ПВ
	Водород	ПВ
	Дивинил	ПВ
	Диметилпропан	ПВ
	Дифторэтан	ПВ
	Изобутан	ПВ
	Изобутилен	ПВ
	Метан	ПВ
	Метилацетилен	ПВ
	Природный газ	ПВ
	Пропадиен	ПВ
	Пропан	ПВ
	Пропен	ПВ
	Уксусный альдегид	ПВ
	Циклопропан	ПВ
	Этан	ПВ
	Этен	ПВ
	Этилхлорид	ПВ

 

 

Приложение 4

Взрывоопасные вещества

Наименование		Наименование		Наименование
1) Азид бария	15) Нитратосодержащие удобрения	29) Трет-бутилпербензоат
2) Азид свинца	16) Нитроглицерин	30) Трет-бутилпероксиацетат
3) Аммиачная селитра	17) Нитрогуанидин	31) Трет-бутилпероксималеат
4) Взрывчатые вещества	18) Нитродигликоль	32) Тринитроанилин
5) Гексанитродифениламин	19) Нитромочевина	33) Тринитробензол
6) Гексанитростилбен	20) Перекись бензоила	34) Тринитронизол
7) Гексолит	21) Перекись сукцинила	35) Тринитрорезорцин
8) Гремучая ртуть	22) Пероксид циклогексанона	36) Тринитротолуол
9) Диазотринитрофенол	23) Пикрат амония	37) Тринитрофенилметилнитрамин
10) Динамит	24) Пикрилхлорид	38) Циклонит
11) Динитрорезорцин	25) Пикриновая кислота	39) Циклотетраметилентетранитрамин
12) Динитрофенол	26) Стифнат свинца	40) Циклотриметилентринитрамин
13) Дипикриламин	27) Тетранитроанилин	41) Черный порох
14) Дипикрилсульфид	28) Тетранитропентаэритрит

Приложение 5

Литература

Пособие по оценке опасности, связанной с возможными авариями при производстве, хранении, использовании и транспортировке больших количеств пожароопасных, взрывоопасных и токсичных веществ. – М.: Минприрода РФ, 1992. – 37 с.

Высшая школа техносферной безопасности

 

С.В. Ефремов

 

 

ОЦЕНКА ОПАСНОСТЕЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ СОДЕРЖАЩИХ ПОЖАРООПАСНЫЕ И ВЗРЫВООПАСНЫЕ ВЕЩЕСТВА

 

 

Методическое пособие