Ефремов С.В., Косиченко Н.В. Декларирование опасных производств

Подождите немного. Документ загружается.

101

ПОРАЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ И ИХ ПАРАМЕТРЫ

▼ ▼ ▼ ▼

ОГНЕННЫЙ

ШАР

ПОЖАР ПРОЛИ-

ВА

ВЗРЫВ ТОП-

ЛИВНО-

ВОЗДУШНОГО

ОБЛАКА

ТОКСИЧЕСКОЕ ПО-

РАЖЕНИЕ

▼ ▼ ▼ ▼

Методика

Всемирного

банка

Методика Все-

мирного банка

Методика Все-

мирного банка

Методика Всемирно-

го банка

1. Длительность

огненного шара,

2. Уровни пора-

жения излучени-

ем (без учета

дрейфа), м

- разрушение со-

седних емкостей

- воспламенение

деревянных кон-

струкций

- безопасное рас-

стояние для объ-

ектов

1. Максимальная

площадь пожара, м

2. Длительность

пожара, мин

3. Радиус пораже-

ния открытым пла-

менем, м

4. Уровни пораже-

ния излучением, м

- разрушение со-

седних емкостей

- воспламенение

деревянных конст-

рукций

- безопасное рас-

стояние для объек-

тов

1. Уровни пораже-

ния ударной во-

ной, м

- полное и частич-

ное разрушение

зданий и сооруже-

ний

- обрушение от-

дельных элемен-

тов зданий, пора-

жение персонала

- повреждение

оконных и двер-

ных проемов,

травмирование

персонала

1. Размер зоны достиже-

ния смертельных токсо-

доз при 30 минутной

экспозиции, м

2. Размер зоны порого-

вых

поражений

▼ ▼ ▼

Методика ТОК-

СИ

ПБ 09-170-97 Методика ГО

1. Длина зоны

смертельных пора-

жений, м

2. Ширина зоны

смертельных пора-

жений, м

3. Длина зоны поро-

говых поражений, м

4. Ширина зоны по-

роговых поражений,

5. Площадь зоны смер-

тельных поражений,

км

6. Площадь зоны по-

роговых поражений,

км

1. Уровни пораже-

ния ударной во-

ной, м

- полное и частич-

ное разрушение

зданий и сооруже-

ний

- обрушение от-

дельных элемен-

тов зданий, пора-

жение персонала

- повреждение

оконных и двер-

ных проемов,

травмирование

персонала

1. Глубина зоны зараже-

ния первичным облаком,

2. Глубина зоны зараже-

ния вторичным облаком,

3. Полная глубина зоны

заражения, м

4. Площадь зоны воз-

можного заражения, км

102

К поражающим факторам аварии рекомендуется относить:

- воздушную ударную волну, возникающую при взрывных превраще-

ниях облаков топливно-воздушных смесей, взрывчатых веществ, при

взрывах резервуаров с перегретой жидкостью и сосудов под давлением;

- тепловое излучение продуктов горения при пожаре и взрыве, в том

числе при образовании «огненного шара».

- токсические нагрузки вследствие выброса

опасных химических ве-

ществ и их воздействия на людей;

- осколочные поля, создаваемые летящими обломками техноло-

гического оборудования, строительных конструкций и т. д.;

- завалы, обрушения конструкций, сооружений, зданий.

Поскольку зоны поражения (разрушения) зависят от вида опасного

вещества, условий аварийного выброса и распространения опасных ве-

ществ и характера противоаварийных мер, при расчетах

зон поражения ре-

комендуется учитывать:

- характеристику местности (топографические условия, шерохова-

тость подстилающей поверхности, застройка территорий и т. п. с учетом

данных, приведенных в пункте 1.2.1 РПЗ);

- атмосферные условия (скорость и направление ветра, температура,

степень вертикальной устойчивости атмосферы и т. п. учетом данных,

приведенных в пункте 1.2.3 РПЗ);

- свойства опасного вещества (физико

-химические, пожаровзрыво-

опасные, токсические характеристики с учетом данных приведенных в

подразделе 2. 1 РПЗ).

- эффективность действий блокировок, автоматических средств, пер-

сонала, спасательных служб по локализации и ликвидации аварийной си-

туации (с учетом данных, приведенных подразделе 2.3 РПЗ);

- выбор сценария аварии и характеристику выброса (время и скорость

истечения, высота расположения и форма источника

с учетом данных,

приведенных в подпункте 2.4.2.2 РПЗ);

- количество опасного вещества, участвующего в аварии и создании

поражающих факторов, с учетом данных, приведенных в подпункте 2.4.2.4

РПЗ.

Выбор конкретных сценариев аварий для расчета и изложения в РПЗ и

декларации определяется разработчиками декларации с учетом специфики

объекта и вышеперечисленных факторов. Приведение всех расчетов в

тек-

сте РПЗ не рекомендуется. Результаты расчетов рекомендуется оформлять

для наиболее характерных типовых сценариев.

С целью сравнения и полноты оценки опасности среди всего разнооб-

разия рассмотренных сценариев рекомендуется привести результаты рас-

чета для сценариев:

- аварий с наиболее тяжелыми последствиями — как наиболее небла-

гоприятного варианта развития аварии (как правило, наименее вероятного)

и наиболее опасного по последствиям аварийного воздействия. Такие сце-

103

нарии характеризуются, например, полным разрушением единичной емко-

сти или резервуара (или группы резервуаров) с максимальным выбросом

опасного вещества несвоевременными действиями персонала по локализа-

ции аварии и неблагоприятными топографическими и метеоусловиями для

распространения опасных веществ;

- наиболее вероятных (типичных) аварий - вариантов развития аварии

с менее тяжелыми последствиями, но более вероятными условиями разви-

тия аварии, а также тех сценариев аварий, которые наиболее полно харак-

теризуют имеющиеся опасности и специфику объекта. Такие сценарии

связаны, например, с частичным разрушением емкостного оборудования

или трубопроводов с утечкой опасных веществ из отверстий диаметром от

10 до 30 мм, с выбросом и распространением опасных веществ при метео-

условиях, наиболее вероятных для

данной местности.

Результаты расчетов рекомендуется оформлять по составляющим

декларируемого объекта в виде таблицы.

Таблица 19.

Основные результаты расчета вероятных зон действия поражающих

факторов

Номер группы сценария

Параметр

….. С

Огненный шар (Методика Всемирного банка)

Длительность огненного шара, с 68 2600

Уровни поражения излучением (без учета дрейфа),

- разрушение соседних емкостей 220 60

- воспламенение деревянных конструкций 385 80

- безопасное расстояние для объектов 680 115

Пожар пролива (Методика Всемирного банка)

Максимальная площадь пожара, м

1890 6500 1040

Длительность пожара, мин 65 210 15

Радиус поражения открытым пламенем, м 60 100 43

Уровни поражения излучением, м

- разрушение соседних емкостей 25 30 20

- воспламенение деревянных конструкций 40 50 30

- безопасное расстояние для объектов 75 85 55

Пожар пролива (Методика ТОКСИ)

Длина зоны смертельных поражений, м 775 65 320

Ширина зоны смертельных поражений, м 80 8 34

Длина зоны пороговых поражений, м 1650 190 675

Ширина зоны пороговых поражений, м 140 20 64

Площадь зоны смертельных поражений, км

0,049 0,0004 0,009

Площадь зоны пороговых поражений, км

0,181 0,003 0,034

Рассеяние выброса до расстояний 0,5 НКПВ (Методика Всемирного банка)

Расстояние рассеяния, м 1140 40 170

Взрыв топливно-воздушного облака (Методика Всемирного банка)

Уровни поражения ударной воной, м

- полное и частичное разрушение зданий и соору- 140 85

104

жений

- обрушение отдельных элементов зданий, пора-

жение персонала

240 170

- повреждение оконных и дверных проемов, трав-

мирование персонала

710 430

Взрыв топливно-воздушного облака (ПБ 09-170-97)

Уровни поражения ударной воной, м

- полное и частичное разрушение зданий и соору-

жений

160 80

- обрушение отдельных элементов зданий, пора-

жение персонала

320 130

- повреждение оконных и дверных проемов, трав-

мирование персонала

795 380

Токсическое поражение (Методика ГО)

Глубина зоны заражения первичным облаком, м 1600 590

Глубина зоны заражения вторичным облаком, м 1300 1000 1030

Полная глубина зоны заражения, м 2250 1000 1330

Площадь зоны возможного заражения, км

7,95 1,6 28

Токсическое поражение (Методика Всемирного банка)

Размер зоны достижения смертельных токсодоз

при 30 минутной экспозиции, м

310 55 300

Размер зоны пороговых поражений 1600 194 610

7.3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА УЧАСТВУЮЩЕЙ ВО ВЗРЫВЕ МАССЫ

ВЕЩЕСТВА И РАДИУСОВ ЗОН РАЗРУШЕНИЙ ПРИ АВАРИЯХ НА

ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТАХ, В КОТОРЫХ ОБ-

РАЩАЮТСЯ ВЕЩЕСТВА, ОБРАЗУЮЩИЕ ПАРО-, ГАЗО- И ПЫ-

ЛЕВОЗДУШНЫЕ ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫЕ СМЕСИ

Расчет производится в соответствии с «Общими правилами взрывобе-

зопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и

нефтеперерабатывающих производств» ПБ 09-540-03 (Утверждены

поста-

новлением Госгортехнадзора России от 15 мая 2003 г.№ 29), Приложение

Методика пригодна для взрыва парогазовых сред, а также твердых и

жидких химически нестабильных соединений (перекисные соединения,

ацетилениды, нитросоединения различных классов, продукты осмоления,

трихлористый азот и др.), способных взрываться.

Условия и допущения

В данном расчете по результатам исследований крупномасштабных

взрывов на промышленных

объектах и экспериментальных взрывов приня-

ты следующие условия и допущения:

— В расчетах принимаются общие приведенные массы парогазовых

сред m и соответствующие им энергетические потенциалы Е, полученные

105

при количественной оценке взрывоопасности технологических блоков (их

рассчитывают по приложению 1 данной методики, либо определяют дру-

гими методами с учетом эффекта диспергирования горючей жидкости в

атмосфере под воздействием внутренней и внешней энергий, характера

раскрытия технологической системы, скорости истечения горючего про-

дукта в атмосферу и других возможных факторов).

— Масса твердых и жидких

химически нестабильных соединений W

определяется по их содержанию в технологической системе, блоке, аппа-

рате.

— Расчет дает ориентировочные значения участвующей во взрыве

массы вещества.

— Источники воспламенения могут быть постоянные (печи, факелы,

невзрывозащищенная электроаппаратура и т.п.) или случайные (времен-

ные огневые работы, транспортные средства и т.п.), которые могут привес-

ти к взрыву парогазового

облака при его распространении.

Расчет участвующей во взрыве массы вещества

Масса парогазовых веществ, участвующих во взрыве, определяется

произведением

′

mzm

(3)

где z - доля приведенной массы парогазовых веществ, участвующих

во взрыве.

В общем случае для неорганизованных парогазовых облаков в не-

замкнутом пространстве с большой массой горючих веществ доля участия

во взрыве может приниматься равной 0,1. В отдельных обоснованных слу-

чаях доля участия веществ во взрыве может быть снижена, но не менее чем

до 0,02.

Для производственных помещений (зданий) и других замкнутых объ-

емов значения z могут приниматься в соответствии с табл. 20.

Таблица 20.

Значение z для замкнутых объемов (помещений)

Вид горючего вещества

Водород 1,0

Горючие газы 0,5

Пары легковоспламеняющихся и горючих жидкостей 0,3

Расчет тротилового эквивалента

Для оценки уровня воздействия взрыва может применяться тротило-

вый эквивалент. Тротиловый эквивалент взрыва парогазовой среды W

(кг), определяемый по условиям адекватности характера и степени разру-

шения при взрывах парогазовых облаков, а также твердых и жидких хими-

чески нестабильных соединений, рассчитывается по формулам:

106

1.4.1. Для парогазовых сред:

′

0, 4

0, 9

Wzm

(4)

где 0,4 - доля энергии взрыва парогазовой среды, затрачиваемая непо-

средственно на формирование ударной волны;

0,9 - доля энергии взрыва тринитротолуола (ТНТ), затрачиваемая не-

посредственно на формирование ударной волны;

q' - удельная теплота сгорания парогазовой среды, кДж/кг;

- удельная энергия взрыва ТНТ, кДж/кг.

1.4.2. Для твердых и жидких химически нестабильных соединений:

(5)

где W

- масса твердых и жидких химически нестабильных соедине-

ний;

- удельная энергия взрыва твердых и жидких химически нестабиль-

ных соединений.

Расчет радиусов зон разрушений

Зоной разрушения считается площадь с границами, определяемыми ра-

диусами R, центром которой является рассматриваемый технологический

блок или наиболее вероятное место разгерметизации технологической сис-

темы.

Границы каждой зоны характеризуются значениями избыточных дав-

лений по фронту ударной волны

P и соответственно безразмерным коэффи-

циентом К. Классификация зон разрушения приводится в таблице 21.

Таблица 21.

Классификация зон разрушения

Класс зоны разрушения

K P, кПа

1 3,8 100

2 5,6 70

3 9,6 28

4 28 14

5 56 2

2.1. Радиус зоны разрушения (м) в общем виде определяется выраже-

нием:

⎡⎤

⎛⎞

⎢⎥+

⎜⎟

⎢⎥

⎝⎠

⎣⎦

1/ 6

3180

(6)

где К - безразмерный коэффициент, характеризующий воздействие

взрыва на объект.

107

2.2. При выполнении инженерных расчетов радиусы зон разрушения

могут определяться:

KRR

(7)

где при T = 5000 кг

⎡⎤

⎛⎞

⎢⎥+

⎜⎟

⎢⎥

⎝⎠

⎣⎦

1/ 6

3180

(8)

или при Т = 5000 кг

. (9)

7.4. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПОСЛЕДСТВИЙ ХИМИЧЕСКИХ АВА-

РИЙ (Методика «ТОКСИ»)

1. Общие положения

Методика оценки последствий химических аварий предназначена для

оценки масштабов поражения при промышленных авариях с выбросом

опасных химических веществ (ОХВ).

Методика позволяет определить:

— количество поступивших в атмосферу ОХВ при различных сцена-

риях аварии;

— пространственно-временное поле

концентраций ОХВ в атмосфере;

— размеры зон химического заражения, соответствующие различной

степени поражения людей, определяемой по ингаляционной токсодозе.

Методика рекомендуется для использования:

при разработке декларации безопасности опасных производственных

объектов, на которых производятся, используются, транспортируются или

хранятся ОХВ;

при разработке мероприятий по защите персонала и населения;

при разработке планов локализации и ликвидации

последствий ава-

рий, сопровождаемых выбросом ОХВ.

Из-за сложности расчетов методика реализована в виде компьютерной

программы.

Методика разработана Научно-техническим центром по безопасности

в промышленности Госгортехнадзора России (НТЦ «Промышленная безо-

пасность»).

108

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПОСЛЕДСТВИЙ ХИМИЧЕСКИХ АВАРИЙ «ТОКСИ»

Назначение:

Оценка масштабов поражения при промышленных авариях с выбросом опасных хими-

ческих веществ

Определяемые параметры

Количество поступивших в атмо-

сферу ОХВ при различных сценари-

ях аварии

Пространствен-

но-временное

поле концент-

раций ОХВ в

атмосфере

Размеры зон химического за-

ражения, соответствующие

различной степени пораже-

ния людей, определяемой по

ингаляционной токсодозе

Методика используется при разработке:

декларации безопасности опасных

производственных объектов, на ко-

торых производятся, используются,

транспортируются или хранятся ОХВ

мероприятий по

защите персо-

нала и населе-

ния

планов локализации и ликви-

дации последствий аварий,

сопровождаемых выбросом

ОХВ

Методика распространяется на случаи выброса ОХВ в атмосферу, как

в однофазном (газ или жидкость), так и в двухфазном (газ и жидкость) со-

стоянии. Соответственно, облако, рассеивающееся в атмосфере, состоит

либо только из газа (воздух и ОХВ), либо из газа (воздух и ОХВ) и жидких

аэрозольных включений (капли ОХВ и сконденсировавшиеся пары

воды).

ОХВ, рассматриваемые в настоящей Методике, при нормальных ус-

ловиях находятся либо в газообразном, либо в жидком состоянии. В техно-

логическом оборудовании ОХВ могут находиться как в газообразном, так

и в жидком состоянии. В последнем случае ОХВ может быть сжижено пу-

тем повышения давления или понижения температуры.

В зависимости от

агрегатного состояния ОХВ в оборудовании и ха-

рактера разрушения оборудования Методика позволяет провести расчеты

для следующих сценариев аварий.

Для ОХВ, находящегося в технологическом оборудовании в газооб-

разном состоянии:

Сценарий 1. Полное разрушение оборудования, содержащего ОХВ в

газообразном состоянии.

Сценарий 2. Нарушение герметичности (частичное разрушение) обо-

рудования, содержащего ОХВ в газообразном состоянии.

Для

ОХВ, находящегося в технологическом оборудовании в жидком

состоянии:

Сценарий 3. Полное разрушение оборудования, содержащего ОХВ в

жидком состоянии.

Сценарий 4. Нарушение герметичности (частичное разрушение) обо-

рудования, содержащего ОХВ в жидком состоянии.

109

В методике приняты следующие допущения:

• газообразное ОХВ считается идеальным газом, свойства которого не

зависят от температуры;

• жидкое ОХВ считается несжимаемой жидкостью, свойства которой

не зависят от температуры;

• истечение ОХВ и его испарение происходят с постоянной скоростью,

соответствующей максимальной скорости истечения (испарения) (в

приложении 5 указан способ, позволяющий учесть изменение

скоро-

сти истечения (испарения));

• в образовавшемся сразу после выброса облаке находится только ОХВ

без подмешивания воздуха;

• разлив жидкой фазы происходит на твердой, не впитывающей по-

верхности;

• для случаев отсутствия обваловки высота слоя разлившегося ОХВ

принимается равной 0,05 м;

• при расчете рассеяния ОХВ в атмосфере используется гауссова мо-

дель диффузии пассивной примеси; осаждение на подстилающую по-

верхность выброса ОХВ и его химические превращения при рассея-

нии не учитываются;

• метеоусловия остаются неизменными в течение времени экспозиции,

а характеристики атмосферы — по высоте постоянны.

Основными элементами расчета по настоящей Методике являются:

— определение количества выброшенного ОХВ или производитель-

ности источника поступления

ОХВ в атмосферу для конкретного сценария

аварии и времени поступления ОХВ в атмосферу;

— определение пространственно-временного распределения концен-

трации ОХВ;

— определение пространственного распределения токсодозы;

— оценка поражающего воздействия ОХВ, включая расчет зон хими-

ческого заражения (Границы зон химического заражения ОХВ рассчиты-

ваются по смертельной и пороговой токсодозам при ингаляционном воз-

действии на организм человека).

Перечень рассчитываемых величин

Основными величинами, рассчитываемыми в Методике, являются:

1. Пространственно-временное распределение концентраций, в том

числе пространственное распределение максимально достигаемой концен-

трации в данной точке на поверхности земли;

2. Пространственные размеры зон достижения токсодоз заданной ве-

личины, в том числе пороговой и смертельной.

В ходе расчета

также определяются: количество ОХВ, поступающее в

окружающую среду, в том числе в газовой и жидкой фазах; количество

ОХВ, распространяющееся в атмосфере и выпадающее на подстилающую

поверхность (при наличии жидкой фазы); площадь пролива и скорость ис-

110

парения ОХВ из него (при наличии жидкой фазы); при продолжительном

выбросе определяются скорость и длительность поступления ОХВ в окру-

жающую среду.

Исходными данными для расчета являются:

— физико-химические и токсикологические характеристики ОХВ;

— количество и технологические параметры ОХВ;

— параметры оборудования, в котором обращается ОХВ;

— вероятный сценарий выброса ОХВ в атмосферу

, для выброса жидкой

фазы характер разлива на подстилающей поверхности и ее характеристи-

ки;

— топографические характеристики территории вблизи аварийного

объекта;

— метеоусловия на момент аварии;

— время экспозиции.

(Полный перечень входных параметров для различных сценариев при-

веден в приложении 3.)

Перечень необходимых для проведения расчета данных

Для проведения расчетов по любому из

четырех сценариев необходимо

знать следующие характеристики окружающей среды:

1. Тип местности, где происходит рассеяние выброса (необходим для

определения z

— величины шероховатости подстилающей поверхности);

2. Скорость ветра на высоте до 10 м;

3. Температура воздуха и давление в окружающей среде (при нормаль-

ных условиях принимается равным 10

Па);

3. Уровень инсоляции и облачности (необходим для определения класса

устойчивости атмосферы);

4. Значения токсодоз и концентраций ОХВ в воздухе, соответствующие

тому или иному воздействию ОХВ на человека;

5. Индивидуальные характеристики ОХВ в газовой и жидкой фазах (мо-

лекулярная масса, показатель адиабаты, температура кипения жидкой фазы

при давлении окружающей среды, теплота испарения

жидкой фазы, тепло-

емкость жидкой фазы, плотность жидкой фазы);

6. При наличии пролива в обваловку — площадь обваловки, ее высота и

площадь возможного контакта жидкости с твердой поверхностью;

7. При наличии проливов вскипающих жидкостей — характеристики

подстилающей поверхности (плотность, теплоем-кость, теплопроводность)

и температура подстилающей поверхности;

8. Время экспозиции для человека, попадающего в область

поражения.

Кроме того, для каждого типа сценария следует знать дополнительные

исходные данные по характеристикам оборудования и сценарию аварии.

Сценарий 1

Либо Q — общая масса газообразного ОХВ в оборудовании в кг.

Либо V

, P

— объем оборудования (емкости), м

; давление в обору-