Разработка мероприятий по предупреждению и ликвидации последствий химической аварии с выбросом аммиака

Реферат Ключевые слова: аммиак, АХОВ, ХОО, ликвидации последствий химической аварии, горючие жидкости, экологическая безопасность, аварийная ситуация, разлив аммиака, предупреждение и ликвидация, экономическая эффективность, техника безопасности.

Объект исследования и разработки — ОАО «Вимм-Билль-Данн» «Аннинское молоко», п. г. т. Анна, Воронежской области. Подробнее в дипломном проекте рассмотрена деятельность данного объекта.

Цель моего исследования — разработка мероприятий по предупреждению и ликвидации последствий химической аварии с выбросом аммиака, а также внедрение новейших технологий для предупреждения и своевременной ликвидации аварий.

В ходе работы решались следующие задачи:

— проведение прогноза масштабов и последствий возможной химической аварии;

— оценка состояния и возможностей действующих сил предупреждения и ликвидации химической аварии с выбросом аммиака;

— разработка и обоснование основных мероприятий по предупреждению и ликвидации химической аварии с выбросом аммиака;

— оценка достаточности и эффективности мероприятий по предупреждению и ликвидации аварийной ситуации на объекте;

— определение характера и масштаба аварийной ситуации и мероприятия по ее ликвидации;

— расчёт экономической эффективности мероприятий по предупреждению чрезвычайных ситуаций, а так же впоследствии и эффективность мероприятий по ликвидации чрезвычайных ситуаций.

Методы исследования: сравнительный анализ фактических и расчетных или нормируемых параметров.

Основные конструктивные, технологические и технико-эксплуатационные характеристики — предложение организационных и инженерно — технических мероприятий организации для улучшения условий как безопасности объекта, путем внедрения новейшего технологического оборудования, так и предупреждение экологической безопасности объекта, а также прилегающей к нему территории, путем разработки и внедрения, как уже было упомянуто выше, новейших технологий.

Рекомендации по внедрению — расчетный срок окупаемости может быть снижен дополнительно при уменьшении затрат на объекты и инфраструктуру, т.к. в данной работе они рассчитаны по максимуму.

Экономическая эффективность или значимость работы — предлагая проект модернизации технологического оборудования, ОАО «Вимм-Билль-Данн» «Аннинское молоко» получило экономический эффект, равный 146 600 рублей. Модернизация и установка нового технологического оборудования имеет высокую стоимость, равную 2 039 000 рублей, но при этом социальный эффект вырастет, так как снижается негативное воздействие как на окружающую среду, а следственно и на здоровье населения, так и на безопасность объекта.

Срок окупаемости капитальных вложений проекта составляет 1,5 года, что для ОАО «Вимм-Билль-Данн» «Аннинское молоко» является отличным показателем. При этом жизненный цикл проекта достаточно продолжителен.

Введение

Чрезвычайная ситуация — это состояние, при котором в результате возникновения источника ЧС на объекте, определенной территории или акватории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, народному хозяйству и природной среде.

Под источником чрезвычайных ситуаций понимают опасное природное явление, аварию или опасное техногенное происшествие, широко распространенные инфекционные болезни людей, сельскохозяйственных животных и растений, а также применение современных средств поражения, в результате чего происходит или может произойти ЧС.

Безопасность функционирования химически опасных веществ (ХОВ) зависит от многих факторов: физико-химических свойств сырья, полупродуктов и продуктов, от характера технологического процесса, от конструкции и надежности оборудования, условий хранения и транспортирования химических веществ, состояния контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации, эффективности средств противоаварийной защиты и т. д.

При оценке социальных, экологических и экономических результатов мероприятий следует исходить из базовых положений Федерального закона «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера», где четко различаются понятия «предупреждение чрезвычайных ситуаций» и «ликвидация чрезвычайных ситуаций». Указанный Федеральный закон однозначно определяет приоритетность задач по предупреждению чрезвычайных ситуаций.

Целью данного дипломного проекта является разработка мероприятий по предотвращению чрезвычайных ситуаций ОАО «Вимм-Билль-Данн» «Аннинское молоко», а также внедрение новейших технологий для предупреждения и своевременной ликвидации аварий связанных с розливом аммиака.

На основании усовершенствованных методик и с учетом научно — технического прогресса считаю целесообразным произвести оценку устойчивости и разработку мероприятий, снижающих тяжесть последствий воздействия как на окружающую природную среду, так и на человека, с целью разработки более эффективных методов снижения последствий аварийных ситуаций.

1. Общая характеристика ХОО и возможных аварий на них.

1.1 Аварии с выбросом (угрозой выброса) аварийно химически опасных веществ.

Краткая характеристика и классификация аварийно химически опасных веществ и химически опасных объектов экономики:

Опасное химическое вещество (ОХВ) — химическое вещество, прямое или опосредованное действие которого на человека может вызвать острые и хронические заболевания людей или их гибель.

Аварийно химически опасное вещество (АХОВ) — ОХВ, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварийном выбросе (выливе) которого может произойти заражение окружающей среды в поражающих живой организм концентрациях (токсо — дозах).

АХОВ ингаляционного действия (АХОВИД) — аварийно химически опасное вещество, при выбросе (выливе) которого могут произойти массовые поражения людей ингаляционным путем.

Из всех опасных химических веществ, используемых в настоящее время в промышленности (более 600 тысяч наименований), только немногим более 100 можно отнести к АХОВ, 34 из которых получили наибольшее распространение.

Способность любого аварийно химически опасного вещества легко переходить в окружающую среду и вызывать массовые поражения определяется его основными физико-химическими и токсическими свойствами. Наибольшее значение из физико-химических свойств имеют агрегатное состояние, растворимость, плотность, летучесть, температура кипения, гидролиз, давление насыщенных паров, коэффициент диффузии, теплота испарения, температура замерзания, вязкость, коррозионная активность, температура вспышки и температура воспламенения и др.

Механизм токсического действия АХОВ заключается в следующем. Внутри человеческого организма, а также между ним и внешней средой, происходит интенсивный обмен веществ. Наиболее важная роль в этом обмене принадлежит ферментам — химическим (биохимическим) веществам или соединениям, способным управлять химическими и биологическими реакциями в организме.

Токсичность тех или иных АХОВ заключается в химическом взаимодействии между ними и ферментами, которое приводит к торможению или прекращению ряда жизненных функций организма. Полное подавление тех или иных ферментных систем вызывает общее поражение организма, а в некоторых случаях его гибель.

Для оценки токсичности АХОВ используют ряд характеристик, основными из которых являются: концентрация и токсическая доза.

Концентрация — количество вещества (АХОВ) в единице объема, массы (мг/л, г/кг, г/м3 и т. д.).

Пороговая концентрация — это минимальная концентрация, которая может вызвать ощутимый физиологический эффект. При этом пораженные ощущают лишь первичные признаки поражения и сохраняют работоспособность.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны — концентрация вредного вещества в воздухе, которая при ежедневной работе в течение 8 часов в день (41 часа в неделю) за время всего стажа работы не может вызвать заболеваний или отклонений состояния здоровья работающих, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.

Средняя смертельная концентрация в воздухе — концентрация вещества в воздухе, вызывающая гибель 50% поражённых при 2-, 4-часовом ингаляционном воздействии.

Токсическая доза — это количество вещества, вызывающее определенный токсический эффект.

Токсическая доза принимается равной:

— при ингаляционных поражениях — произведению средней по времени концентрации АХОВ в воздухе на время ингаляционного поступления в организм. Измеряется в г· мин/м3, г· с/м3, мг· мин/л и т. д.;

— при кожно-резорбтивных поражениях — массе АХОВ, вызывающей определенный эффект поражения при попадании на кожу. Единицы измерения — мг/см2, г/м2, кг/см2 и т. д.

Для характеристики токсичности веществ при их попадании в организм человека ингаляционным путем выделяют следующие токсодозы:

— средняя смертельная токсодоза (LCt50) — приводит к смертельному исходу 50% пораженных;

— средняя выводящая токсодоза (Ct50) — приводит к выходу из строя 50% пораженных;

— средняя пороговая токсодоза (PCt50) — вызывает начальные симптомы поражения у 50% пораженных;

— средняя смертельная доза при введении в желудок — приводит к гибели 50% пораженных при однократном введении в желудок (мг/кг).

Для оценки степени токсичности АХОВ кожно-резорбтивного действия используют значения средней смертельной токсодозы (LD50), средней выводящей из строя токсодозы (ГО50) и средней пороговой токсодозы (PD50). Единицы измерения — г/чел, мг/чел, мл/кг и т. д.

Средняя смертельная доза при однократном нанесении на кожу приводит к гибели 50% пораженных.

Классификация аварийно химически опасных веществ осуществляется:

— по степени воздействия на организм человека (табл. 1);

— по преимущественному синдрому, складывающемуся при острой интоксикации (табл. 2);

— по основным физико-химическим свойствам и условиям хранения (табл. 3);

— по тяжести воздействия на основании учета нескольких важнейших факторов (табл. 4);

— по способности к горению.

Классификация АХОВ по степени воздействия на организм человека Таблица 1.

Примечание: Коэффициент возможности ингаляционного отравления равен отношению максимально допустимой концентрации вредного вещества в воздухе при 20 °C к средней смертельной концентрации вещества для мышей при двухчасовом воздействии.

1. Зона острого действия — это отношение средней смертельной концентрации АХОВ к минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей изменение биологических показателей на уровне целостного организма.

2. Зона хронического действия — это отношение минимальной пороговой концентрации, вызывающей изменения биологических показателей на уровне целостного организма к минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей вредное действие.

Классификация АХОВ по преимущественному синдрому, складывающемуся при острой интоксикации Таблица 2.

Классификация АХОВ по основным физико-химическим свойствам и условиям хранения Таблица 3.

Классификация АХОВ по тяжести воздействия на основании учета нескольких факторов Таблица 4.

Примечание: Максимальное значение тяжести воздействия каждого фактора (признака) оценивается: 8 баллов — для степени токсичности; 4 балла для промышленного использования; 2 балла — для остальных факторов Значительная часть АХОВ является легковоспламеняющимися и взрывоопасными веществами, что часто приводит к возникновению пожаров и взрывов в случае разрушений емкостей, а также образованию в результате горения новых токсических соединений.

По способности к горению все АХОВ делятся на группы:

— негорючие (фосген, диоксин и др.). Вещества данной группы не горят в условиях нагревания до 900 °C и концентрации кислорода до 21%;

— негорючие пожароопасные вещества (хлор, азотная кислота, фтористый водород, окись углерода, сернистый ангидрид, хлорпикрин и др. термически нестойкие вещества, ряд сжиженных и сжатых газов), которые не горят в условиях нагревания до 900 °C и концентрации кислорода до 21%, но разлагаются с выделением горючих паров;

— трудногорючие вещества (сжиженный аммиак, цианистый водород и др.), способные возгораться только при действии источника огня;

— горючие вещества (акрилонитрил, амил, газообразный аммиак, гептил, гидразин, дихлорэтан, сероуглерод, тертраэтилсвинец, окислы азота и т. д.), способные к самовозгоранию и горению даже после удаления источника огня.

Химически опасный объект (ХОО) — это объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют ОХВ, при аварии или разрушении которого могут произойти гибель или химическое поражение людей, сельскохозяйственных животных и растений, а также химическое заражение окружающей природной среды.

К химически опасным объектам относятся:

— заводы и комбинаты химических отраслей промышленности, а также отдельные установки (агрегаты) и цеха, производящие и потребляющие АХОВ;

— заводы (комплексы) по переработке нефтегазового сырья;

— производства других отраслей промышленности, использующие АХОВ (целлюлозно-бумажной, текстильной, металлургической, пищевой и др.);

— железнодорожные станции, порты, терминалы и склады на конечных (промежуточных) пунктах перемещения АХОВ;

— транспортные средства (контейнеры и наливные поезда, автоцистерны, речные и морские танкеры, трубопроводы и т. д.).

При этом АХОВ могут быть как исходным сырьем, так промежуточными и конечными продуктами промышленного производства.

АХОВ на предприятии могут находиться в технологических линиях, хранилищах и базисных складах.

Сжиженные АХОВ на объектах экономики содержатся в стандартных емкостных элементах. Это могут быть алюминиевые, железобетонные, стальные или комбинированные резервуары, в которых поддерживаются условия, соответствующие заданному режиму хранения.

Наземные резервуары на складах располагаются, как правило, группами с одним резервным резервуаром на группу. Вокруг каждой группы резервуаров по периметру предусматривается замкнутое обвалование или ограждающая стенка. У некоторых отдельно стоящих больших резервуаров могут быть поддоны или подземные железобетонные резервуары.

Твердые АХОВ хранят в специальных помещениях или на открытых площадках под навесами.

На близкие расстояния АХОВ перевозят автотранспортом в баллонах, контейнерах (бочках) или автоцистернах.

Из широкого сортамента баллонов средней емкости для хранения и перевозки жидких АХОВ наиболее часто используются баллоны емкостью от 0,016 до 0,05 м³. Емкость контейнеров (бочек) варьируется в пределах от 0,1 до 0,8 м³. Автоцистерны используются в основном для перевозки аммиака, хлора, амила и гептила. Стандартный аммиаковоз имеет грузоподъемность 3,2; 10 и 16 т. Жидкий хлор транспортируют в автоцистернах вместимостью до 20 т, амил — до 40 т, гептил — до 30 т.

По железной дороге АХОВ перевозят в баллонах, контейнерах (бочках) и цистернах.

Баллоны перевозятся, как правило, в крытых вагонах, а контейнеры (бочки) — на открытых платформах, в полувагонах и в универсальных контейнерах МПС. В крытом вагоне баллоны размещены рядами в горизонтальном положении до 250 штук.

В открытом полувагоне контейнеры устанавливают в вертикальном положении рядами (до 3 рядов) по 13 контейнеров в каждом ряду. На открытой платформе контейнеры перевозят в горизонтальном положении (до 15 штук).

Железнодорожные цистерны для перевозки АХОВ могут иметь объем котла от 10 до 140 м³ грузоподъемностью от 5 до 120 т.

Водным транспортом большинство АХОВ перевозится в баллонах и контейнерах (бочках), однако ряд судов оборудован специальными резервуарами (танками) вместимостью до 10 000 тонн.

В Российской Федерации успешно функционирует аммиакопровод Тольятти-Одесса общей протяженностью 2424 км, диаметр 0,35 м, пропускная способность 2,5 млн. т/год. Трасса разбита на 334 поста секционирования и имеет 30 раздаточных станций с мощностью по отгрузке до 200 т/сутки.

При авариях на ХОО в зону химического заражения могут попасть обширные территории с большим количеством проживающего на них населения. Если более 10% населения административно-территориальной единицы (ATE) России по прогнозу попадает в зону возможного химического заражения, то такая ATE считается химически опасной. При этом зоной химического заражения является территория, в пределах которой распространены или куда привнесены ОХВ в концентрациях или количествах, создающих опасность для жизни и здоровья людей, сельскохозяйственных животных и растений в течение определенного времени.

В связи с возможностью выброса (вылива) АХОВ на потенциально опасном объекте экономики для предотвращения или уменьшения влияния вредных факторов функционирования объекта на людей, сельскохозяйственных животных и растения, а также на окружающую природную среду вокруг объекта устанавливается санитарно-защитная зона (СЗЗ).

Особенности возникновения и развития аварий на химически опасных объектах:

Теоретически любое химическое вещество может находиться в 3 фазовых состояниях: жидкость, газ (пар) и твердое состояние. Взаимосвязь между этими фазовыми состояниями отражается на диаграмме фазового состояния (рис.1).

Рисунок 1 — Диаграмма фазового состояния: Тпл — температура плавления, Тк — «критическая» температура, Рк — «критическое» давление. Кривые фазового равновесия показывают: А-В — соотношение между давлением пара и температурой для твердой фазы; В-С — соотношение между давлением пара и температурой для жидкой фазы; точка С — соответствует «критической» температуре: Ткр — «критическая» температура; Ркр — «критическое» давление При температуре больше Ткр вещество может находиться только в газообразном состоянии. Газовая фаза имеет подфазу, именуемую паровой.

В зависимости от соотношения критической температуры, температуры внешней среды и условий хранения все АХОВ можно разделить на 4 основные группы.

1 группа. Вещества (рис. 2, а), имеющие критическую температуру намного ниже температуры окружающей среды (метан, кислород, этилен и др.). Вещества данной группы в больших количествах хранятся на объектах экономики при температурах ниже критических. При разгерметизации емкостей с жидкостями данной категории незначительная часть жидкости (около 5%) «мгновенно» испарится за счет тепла поддона и окружающей среды, образуя первичное облако паров АХОВ. Оставшаяся часть жидкости перейдет в режим стационарного кипения.

Скорость кипения (скорость образования вторичного облака) является функцией подвода тепла от окружающей среды и некоторых физико-химических свойств АХОВ. Наиболее опасные источники поражающих факторов в данном случае — вторичное облако паров АХОВ, а в некоторых случаях — пожары и взрывы.

Рисунок 2 — Основные группы АХОВ в зависимости от диаграммы их фазового состояния и температуры окружающей среды: Тхр, Токрср, Тр, Ткип — температуры хранения, окружающей среды, критическая и кипения соответственно В случае разгерметизации емкостей с данной группой АХОВ, хранящихся в газообразном состоянии, практически все содержимое емкости образует первичное облако. Опасность поражающего действия первичного облака в данном случае зависит не только от типа, количества, физико-химических и токсических характеристик АХОВ, но и от степени разрушения емкостей и метеоусловий. Наиболее опасные поражающие факторы в данном случае — первичное облако паров АХОВ, а в некоторых случаях — пожары и взрывы.

2 группа. Вещества (рис. 2, б) у которых критическая температура выше, а температура кипения ниже температуры окружающей среды (аммиак, хлор и др.). При разгерметизации емкостей с жидкостями данной категории процесс образования газовых облаков зависит от условий хранения АХОВ.

Если АХОВ хранятся в жидкой фазе в емкости под высоким давлением и при температуре выше температуры кипения, но ниже температуры окружающей среды (Txpl), то при разгерметизации емкости часть АХОВ (10−40%) «мгновенно» испарится (рис. 4), образуя первичное облако паров АХОВ, а оставшаяся часть будет испаряться постепенно за счет тепла окружающей среды, образуя вторичное облако паров АХОВ. Наибольшую опасность в данном случае будет представлять первичное облако паров АХОВ за счет того, что процесс его образования протекает очень интенсивно (в течение 5- 10 мин.) с разбрызгиванием значительной части жидкости в виде пены и капель, образованием первичных тяжелых облаков АХОВ. При этом возможны взрывы пожароопасных аэрозолей. Оставшаяся часть жидкой фазы АХОВ охладится до температуры кипения и перейдет в режим стационарного кипения аналогично АХОВ первой группы.

ликвидация авария выброс аммиак Рисунок 3 — Доля мгновенно испарившейся жидкости в зависимости от температуры хранения Если АХОВ хранятся в изотермических хранилищах при температуре хранения ниже температуры кипения (Тхр2), то в случае разгерметизации емкости первоначального испарения значительной части жидкости не наблюдается. В первичное облако переходит только 3−5% от общего количества АХОВ. Оставшаяся часть жидкости перейдет в режим стационарного кипения. Наиболее опасные поражающие факторы в данном случае — вторичное облако паров АХОВ, переохлаждение, а в некоторых случаях — пожары и взрывы.

3 группа. Вещества, у которых критическая температура и температура кипения выше температуры окружающей среды (рис. 2, в), т. е. вещества, хранящиеся при атмосферном давлении в жидкой или твердой фазе (тетраэтилсвинец, диоксин, кислоты и т. д.). В данном случае при разрушении емкостей происходит разлив (рассыпание) АХОВ. Первичное облако паров АХОВ практически отсутствует, однако существует опасность поражения людей вторичным газовым облаком (облаком пыли), загрязнения почвы и водоисточников.

4 группа. Вещества, относящиеся к III группе, но находящиеся при повышенных температуре и давлении (рис. 2, г). При разрушении емкостей с АХОВ в данном случае процесс образования газовых облаков происходит аналогично, как для веществ II группы в случае хранения их под высоким давлением и температуре выше температуры кипения, но ниже температуры окружающей среды. Однако вследствие быстрой передачи тепла первичным облаком в окружающую среду, а также с учетом физико-химических свойств АХОВ, они будут постоянно конденсироваться и оседать на местности в виде пятен по следу распространения облака в атмосфере. В последующем возможно их повторное испарение и перенос (миграция) на значительные расстояния от места первоначального осаждения.

Наиболее сложно протекает процесс испарения у второй группы веществ, хранящихся при повышенном давлении. Весь процесс испарения жидкости при разрушении емкости в данном случае можно условно разделить на 3 периода.

Первый период — бурное, почти мгновенное испарение жидкости за счет разности упругости давления насыщенных паров АХОВ в емкости и парциального давления в атмосфере (рис.4). В результате температура жидкой фазы понижается до температуры кипения. Продолжительность первого периода составляет до 3−5 минут. Второй период — неустойчивое испарение за счет тепла поддона и тепла окружающей среды. Продолжительность второго периода может достигать до 5−10 мин. Третий период — стационарное испарение АХОВ за счет подвода тепла от окружающей среды. Продолжительность третьего периода зависит от физико-химических свойств АХОВ, его количества, метеоусловий и может доходить до нескольких суток.

Часть жидкости, перешедшая в паровую фазу в первый и второй периоды испарения, образует первичное облако паров АХОВ, а в третий период — вторичное облако. Наиболее опасным периодом аварии в данном случае является первый период. Образующийся в этот период аэрозоль в виде тяжелых облаков моментально поднимается вверх, а затем под действием собственной силы тяжести опускается на грунт. При этом облако совершает неопределенные движения, которые трудно предсказуемы.

В случае разрушения оболочки изотермического резервуара (хранение АХОВ при давлении близком к атмосферному) и разлива АХОВ в поддон первый период испарения практически отсутствует. В результате в первичное облако переходит всего около 3−5% хранимой жидкости (за счет тепла поддона и окружающей среды) в течение 5−10 мин. В случае свободного разлива количество АХОВ, перешедшее в первичное облако, будет зависеть еще и от площади разлива. Оставшаяся часть жидкости перейдет в режим стационарного кипения, аналогично рассмотренному ранее.

В случае разрушения оболочек высококипящих жидкостей образование первичного облака паров практически не происходит. Испарение жидкости осуществляется по стационарному процессу и зависит от физико-химических свойств АХОВ, его количества и метеоусловий, площади зеркала разлива и т. д.

Химическая авария — это авария на химически опасном объекте, сопровождающимся проливом или выбросом ОХВ, способная привести к гибели или химическому заражению людей, сельскохозяйственных животных и растений, химическому заражению окружающей природной среды.

Выброс ОХВ — выход при разгерметизации за короткий промежуток времени из технологических установок, емкостей для хранения или транспортирования ОХВ в количестве, способном вызвать химическую аварию.

Пролив ОХВ — вытекание при разгерметизации из технологических установок, емкостей для хранения или транспортировки ОХВ в количестве, способном вызвать химическую аварию.

Рисунок 4 — Схема формирования поражающих факторов при аварии на химически опасном объекте.

Поражающие факторы:

1 — залповый выброс АХОВ в атмосферу;

2 — сброс АХОВ в водоемы;

3 — «химический» пожар;

4 — взрыв АХОВ;

5 — зоны задымления с осаждением АХОВ и их возгонкой цистерны Очаг поражения АХОВ — это территория, в пределах которой в результате воздействия АХОВ произошли массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных, растений.

Основными источниками опасности в случае аварий на химически опасных объектах являются:

— залповые выбросы АХОВ в атмосферу с последующим заражением воздуха, местности и водоисточников;

— сброс АХОВ в водоемы;

— «химический» пожар с поступлением АХОВ и продуктов их горения в окружающую среду;

— взрывы АХОВ, сырья для их получения или исходных продуктов;

— образование зон задымления с последующим осаждением АХОВ, в виде «пятен» по следу распространения облака зараженного воздуха, возгонкой и миграцией.

Каждый из указанных выше источников опасности (поражения) по месту и времени может проявляться отдельно, последовательно или в сочетании с другими источниками, а также многократно повторен в различных комбинациях. Все зависит от физико-химических характеристик АХОВ, условий аварии, метеоусловий и особенностей местности.

Таким образом, в случае возникновения аварий на химически опасных объектах с выбросом АХОВ очаг химического поражения будет иметь следующие особенности:

1. Образование облаков паров АХОВ и их распространение в окружающей среде являются сложными процессами, которые определяются диаграммами фазового состояния АХОВ, их основными физико-химическими характеристиками, условиями хранения, метеоусловиями, рельефом местности и т. д., поэтому прогнозирование масштабов химического заражения (загрязнения) весьма затруднено.

2. В разгар аварии на объекте действует, как правило, несколько поражающих факторов: химическое заражение местности, воздуха, водоемов; высокая или низкая температура; ударная волна, а вне объекта — химическое заражение окружающей среды.

3. Наиболее опасный поражающий фактор — воздействие паров АХОВ через органы дыхания. Он действует как на месте аварии, так и на больших расстояниях от источника выброса и распространяется со скоростью ветрового переноса АХОВ.

4. Опасные концентрации АХОВ в атмосфере могут существовать от нескольких часов до нескольких суток, а заражение местности и воды — еще более длительное время.

5. Летальный исход зависит от свойств АХОВ, токсической дозы и может наступать как мгновенно, так и через некоторое время (несколько дней) после отравления.

При аварии (разрушении) объектов с АХОВ условные обозначения наносятся на карту (план, схему) в следующей последовательности:

— точкой синего цвета отмечается место аварии и проводится ось в направлении распространения облака зараженного воздуха;

— на оси следа откладывают величину глубины зоны возможного заражения АХОВ;

— синим цветом наносится зона возможного заражения АХОВ в виде окружности, полуокружности или сектора, в зависимости от скорости ветра в приземном слое воздуха (табл.5);

— зона возможного химического заражения штрихуется желтым цветом;

— возле места аварии синим цветом делается поясняющая надпись. В числителе — тип и количество выброшенного АХОВ (т), в знаменателе — время и дата аварии.

Схема площади зоны возможного химического заражения приведена на рис. 5.

Рисунок 5 — Схема площади возможного химического заражения.

Отображение зон возможного заражения АХОВ на картах (схемах) Таблица 5.

Примечание: Зона фактического заражения имеет форму эллипса (на рисунках табл. 5 показана пунктиром), входит в зону возможного химического заражения (ВХЗ) и, обычно, не наносится на карты (схемы) ввиду возможного перемещения облака АХОВ Зона возможного химического заражения часто дополнительно подразделяется на:

— район аварии или место разлива АХОВ (непосредственно на карту не наносится);

— зону возможного распространения зараженного воздуха — площадь, в пределах которой распространяются АХОВ с поражающей концентрацией.

Населенные пункты в зоне возможного химического заражения с находящимися в них людьми, сельскохозяйственными животными и растениями составляют очаг возможного химического поражения.

1.2 Характеристика аммиака Физико-химические свойства:

Аммиак — бесцветный газ с резким запахом нашатырного спирта, в 1,7 раза легче воздуха, хорошо растворяется в воде. Растворимость его в воде больше, чем всех других газов: при 20 °C в одном объеме воды растворяется 700 объемов аммиака.

Температура кипения сжиженного аммиака — 33,35°С, так что даже зимой аммиак находится в газообразном состоянии. При температуре минус 77,7°С аммиак затвердевает.

При выходе в атмосферу из сжиженного состояния дымит. Облако аммиака распространяется в верхние слои приземного слоя атмосферы.

Нестойкое АХОВ. Поражающее действие в атмосфере и на поверхности объектов сохраняется в течение одного часа.

Пожаро и взрывоопасность:

Горючий газ. Горит при наличии постоянного источника огня (при пожаре). При горении выделяет азот и водяной пар. Газообразная смесь аммиака с воздухом (при концентрациях в пределах от 15 до 28% по объему) взрывоопасна. Температура самовоспламенения 650 °C.

Действие на организм:

По физиологическому действию на организм относится к группе веществ удушающего и нейротропного действия, способных при ингаляционном поражении вызвать токсический отёк лёгких и тяжёлое поражение нервной системы. Аммиак обладает как местным, так и резорбтивным действием. Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания, а также кожные покровы. Вызывают при этом обильное слезотечение, боль в глазах, химический ожог конъюктивы и роговицы, потерю зрения, приступы кашля, покраснение и зуд кожи. При соприкосновении сжиженного аммиака и его растворов с кожей возникает жжение, возможен химический ожог с пузырями, изъязвлениями. Кроме того, сжиженный аммиак при испарении охлаждается, и при соприкосновении с кожей возникает обморожение различной степени. Запах аммиака ощущается при концентрации 37 мг/м3. Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны производственного помещения составляет 20 мг/м3. Следовательно, если чувствуется запах аммиака, то работать без средств защиты уже опасно. Раздражение зева проявляется при содержании аммиака в воздухе 280 мг/м3, глаз — 490 мг/м3. При действии в очень высоких концентрациях аммиак вызывает поражение кожи: 7−14 г/м3 — эритематозный, 21 г/м3 и более — буллёзный дерматит. Токсический отёк лёгких развивается при воздействии аммиака в течение часа с концентрацией 1,5 г/м3. Кратковременное воздействие аммиака в концентрации 3,5 г/м3 и более быстро приводит к развитию общетоксических эффектов. Предельно допустимая концентрация аммиака в атмосферном воздухе населённых пунктов равна: среднесуточная 0,04 мг/м3; максимальная разовая 0,2 мг/м3.

Признаки поражения аммиаком: обильное слезотечение, боль в глазах, потеря зрения, приступообразный кашель; при поражении кожи химический ожог 1-й или 2 — й степени.

Использование:

Аммиак используется при производстве азотной и синильной кислот, мочевины, соды, азотсодержащих солей, удобрений, а также при крашении тканей и серебрении зеркал; как хладоагент в холодильниках; 10%?й водный раствор аммиака известен под названием «нашатырный спирт», 18−20%?й раствор аммиака называется аммиачной водой и используется в качестве удобрения.

Аммиак перевозится и часто хранится в сжиженном состоянии под давлением собственных паров (6−18 кгс/см2), а также может храниться в изотермических резервуарах при давлении, близком к атмосферному давлению. При выходе в атмосферу дымит, быстро поглощается влагой.

Поведение в атмосфере. При выбросе паров в воздух очень быстро формируется первичное облако с высокой концентрацией аммиака. Образуется оно очень быстро (в течение 1−3 мин). За это время в атмосферу переходит 18−20% вещества.

Вторичное облако возникает при испарении аммиака с площади разлива. Характеризуется оно тем, что концентрация его паров на 2−3 порядка ниже, чем в первичном облаке. Однако их продолжительность действия и глубина распространения значительно больше. В таких случаях за внешнюю границу зоны заражения принимают линию, обозначающую среднюю пороговую токсодозу — 15 (мг мин)/л. Продолжительность действия вторичного облака определяется временем испарения разлившегося вещества, которое, в свою очередь, зависит от температуры кипения и летучести вещества, температуры окружающей среды, скорости ветра и характера разлива (свободно или в поддон).

Аммиак почти в 2 раза легче воздуха, а это существенно влияет на глубину его распространения. Так, по сравнению с хлором глубина распространения первичного и вторичного облака, а также площадь зоны заражения будут примерно в 25 раз меньше. Заражает водоёмы при попадании в них.

1.3 Характеристика объекта Его деятельность: 0А0 «Аннинское молоко» расположено в Воронежской области, п.г.т. Анна, ул. Севастопольская, 4. Общая площадь территории 000 «Аннинское молоко» составляет — 39 590 м², в т. ч. 11 326 м² застроенная. Основным видом деятельности 0А0 «Аннинское молоко» является заготовка молока и комплексная его переработка. В компрессорном цехе используется аммиачно-холодильная установка НФ-812 с жидким аммиаком. Общее количество аммиака в системе аммиачно-холодильной установки составляет 6 тонн. Все оборудование размещено в машинно-аппаратном зале, где все соединения герметичны, соединяются бесшовными трубопроводами в замкнутую систему, в которой осуществляется движение жидкого и газообразного аммиака и его фазовые превращения. Аммиачно-холодильно-компрессорный цех предназначен для получения холода и подачи холодоносителя (ледяной воды) в производственные цеха.

Область применения холода: охлаждение и хранение кисломолочной продукции; охлаждение, хранение, замораживание мороженого; получение ледяной воды.

Принципы работы: Охлаждение, хранение и замораживание происходит в танках при непосредственном охлаждении водоохладителей аммиаком, подаваемым в них аммиачными насосами. Полученные пары холодильного агента в батареях и затем сжатые в компрессорах, поступают через маслоотделитель в испарительный конденсатор. В конденсаторе происходит сжижение газообразного аммиака, нагнетаемого компрессорами при более высоком давлении. В конденсаторе охлаждаемая вода и воздух отнимают тепло у нагретых при сжатии паров аммиака, которые вследствие отвода тепла переходят в жидкое состояние, сохраняя, повышенное давление. Из конденсатора жидкий аммиак поступает в линейные ресивера, где создается определенный запас холодильного агента, чем обеспечивается равномерная работа холодильной машины. Из линейных ресиверов жидкий аммиак через регулирующую станцию поступает на охлаждение промсосудов и в циркуляционные ресивера, откуда насосами подается на приборы охлаждения. В системе циркулирует одно и тоже количество холодильного агента, если не считать потерь вследствие не плотности соединений и потерь аммиака их оборудования при ремонте.

Аммиачная холодильная установка (АХУ) — холодильная установка компрессионного или абсорбционного типа, в которой в качестве хладагента используется аммиак.

Преимущества аммиака как хладагента:

— Экологический чист — поскольку является одним из продуктов жизнедеятельности живых организмов;

— Не разрушает озоновый слой и не создает парниковый эффект;

— Менее текуч чем фреоны, не проникает сквозь кристаллическую решетку черных металлов. Аммиачные магистрали могут выполнятся из более дешевого по сравнению с цветными металлами железа. Более того, с многими цветными металлами аммиак вступает в химические реакции, образуя амиды металлов;

— Аммиак значительно дешевле фреонов;

— Удельная массовая производительность примерно в 3,5 раза превышает аналогичный показатель других хладагентов;

— Обладает сильным резким запахом — что позволяет своевременно определять и устранять утечку.

Абсорбционная аммиачная холодильная машина:

Абсорбционные водоаммиачные холодильные машины (АВХМ) устанавливают вне помещений на многоярусной металлической или железобетонной «этажерке». Последовательно расположенные на разных ярусах цилиндрические емкости образуют ректификационную колонну TS. Из генератора AT насыщенный пар аммиака с большим содержанием воды поступает в ректификационную колонну. Выход 7 колонны TS соединен с конденсатором V. Содержание воды в аммиаке на выходе из колонны составляет всего лишь 0,2%. Отделенная в ректификационной колонне вода по трубопроводу 8 возвращается в генератор AT. Охлажденный в конденсаторе V жидкий аммиак скапливается в накопителе HS и по необходимости расходуется для охлаждения контура теплоносителя 1−2 через теплообменник WT3. Забрав тепло, аммиак перекипает, и в газовой фазе поступает в абсорбер AB. Процесс абсорбции связан со значительным выделением тепла. Абсорбер и подаваемый абсорбент (через теплообменник WT2) охлаждаются контуром охлаждения 9. Насыщенный раствор аммиака в воде по магистрали 6, дополнительно подогреваясь в теплообменнике WT1 возвращается в генератор AT.

Рисунок 6 — Абсорбционные водоаммиачные холодильные машины (АВХМ).

Краткая характеристика местности в районе расположения объекта:

Территория Аннинского городского поселения граничит с Мосоловским сельским поселением, Садовским сельским поселением, Бродовским сельским поселением, Новокурлакским сельским поселением, Старотойденским сельским поселением, Верхнетойденским сельским поселением Аннинского муниципального района.

В радиусе 500 м от «Аннинское молоко» филиал ОАО «Вимм-Билль-Данн» расположены:

— сельхозартель «Аннинская», на которой работает 150 человек (граничит с севера); мясокомбинат «Аннинский, на котором находятся запасы аммиака более 14 тонн. Работает 190 человек (граничит с Севера-Востока).

— ОАО «Аннаагропромснаб», работает 40 человек, (с юго-запада);

— с востока и юго-востока предприятие граничит с частным индивидуальным сектором, где проживает свыше 50 человек;

— с запада предприятие граничит с ИП «Топтун» (бывший «Пищекомбинат), где в настоящее время работают 30 человек, ночью 14 человек;

— с юго-запада предприятие граничит с частными предприятием (бывший «Зооветснаб»), 4 человека; При этом также необходимо отметить, что. в радиусе 1−1,5 км от предприятия находятся места массового скопления людей:

На западе и северо-западе:

— два пятиэтажных жилых дома, где проживает свыше 250 человек; автошкола «РОСТО» — 40 человек учащихся;

— хлебоприёмный пункт, 115 человек; ОАО «Аннамежрайгаз», 90 человек; Частный жилой сектор, 30 человек;

— Кафе «Семь ветров», 8 человек .

На северои северо-востоке:

— ИП «Тютин» — 3 человека;

— мебельная фабрика — 3 человека;

— частный жилой сектор — 130 человек;

— торговая база Аннинского райпотребсоюза — 25 человек.

На юге и юго-востоке:

— находится территория лесного массива и искусственного водоёма.

Возможности проникновения посторонних лиц по коммуникационным путям нет.

Близкое расположение населённых пунктов и промышленных объектов от оборудования, в котором содержится жидкий аммиак, свидетельствует о том, что за короткое время население будет подвергнуто воздействию аммиака в смертельных и поражающих концентрациях. Поэтому вероятным действительным правильным способом оказания помощи населению этих районов будет их быстрая эвакуация пешим порядком и транспортом в безопасные районы, предусмотренные планом эвакуации.

Распределение персонала объекта по зданиям:

— заводоуправление — 2 человека (здание АБК);

— отдел главного технолога — 2 человека (здание АБК);

— отдел главного механика — 5 человек (вспомогательный корпус);

— отдел главного энергетика — 1 человек (здание АБК);

— отдел кадров — 1 человек (здание АБК);

— отдел по охране труда и технике безопасности — 1 человек (здание АБК);

— отдел информационной технологической поддержки — 1 человек (здание АБК);

— юридический отдел — 1 человек (здание АБК);

— бухгалтерия — 9 человек (здание АБК);

— планово-экономический отдел — 2 человека (здание АБК);

— канцелярия — 1 человек (здание АБК);

— приёмно-аппаратный цех — 55 человек (ПАЦ);

— цех сухого обезжиренного молока — 1 человек (здание СОМ);

— цех цельномолочной продукции — 13 человек (ЦМЦ);

— цех мороженого — 2 человека (цех мороженого);

— лаборатория — 23 человека (здание АБК);

— ремонтно-механический цех — 3 человека (вспомогательный корпус);

— компрессорный цех — 10 человек (АХУ, компрессорный цех);

— котельный цех — 11 человек (котельная);

— отдел электроники — 6 человек (вспомогательный корпус);

— электроцех — 6 человек (вспомогательный корпус);

— отдел снабжения — 3 человека (здание АБК);

— отдел сырья — 4 человека (здание АБК);

— отдел охраны — 11 человек (проходная);

— автопарк — 43 человека (вспомогательный корпус);

— материальный склад — 2 человека (материальный склад);

— столовая — 2 человека (здание АБК);

— Архангельский молокоприёмный пункт -1 человек.

Таким образом, на предприятии «Аннинское молоко» работает 222 человека.

Наибольшее количество людей, находящихся на объекте в дневное время составляет 149 человек, в ночное время — 31 человек. Предприятие работает по двухсменному графику, длительность смены 12 часов.

На территории предприятия расположены следующие здания и сооружения:

— административно-бытовой корпус (панельное трёхэтажное здание, днём — 105человек, ночью — 7 человек);

— приёмно-аппаратный цех (кирпичное здание, днём — 22 человека, ночью — 18 человек);

— цех сухого обезжиренного молока (СОМ), (кирпичное четырёхэтажное здание, днём — 5 человек, ночью — 2 человека);

— цельномолочный цех (кирпичное двухэтажное здание, днём — 8 человек, ночью — 5 человек);

— маслоцех (панельное двухэтажное здание, днём — 6 человек, ночью — 0 человек);

— цех мороженого (кирпичное двухэтажное здание, днём — 10 человек, ночью — 0 человек);

— компрессорный цех (кирпичное одноэтажное здание, днём — 5 человек, ночью — 2 человека);

— котельная (кирпично-панельное двухэтажное здание, днём — 5 человек, ночью — 3 человека);

— вспомогательный корпус (одноэтажное кирпичное здание, в котором находятся гараж, ремонтно-механический цех, сварочный цех, электроцех, КИПиА, стройцех и складское помещение, днём — 25 человек, ночью — 2 человека);

— склад готовой продукции (одноэтажное кирпично-панельное здание, днём — 4 человека, ночью — 2 человека);

— канализационно-насосная станция (кирпичное двухэтажное здание, днём — 2 человека, ночью — 1 человек).

2. Прогнозирование химической обстановки при аварии с выбросом аммиака.

2.1 Методика прогнозирования и оценки обстановки при выбросах в окружающую среду аммиака и других аварийно химически опасных веществ.

Общие положения:

Методика позволяет решать следующие задачи: рассчитывать глубину и площадь зоны возможного заражения; рассчитывать время подхода облака зараженного воздуха к производственным участкам, жилым кварталам и населенным пунктам; определять продолжительность действия источника заражения; производить ориентировочную оценку количества пораженных и их структуру среди производственного персонала объекта, на котором произошла авария, и населения, оказавшегося в очаге поражения; прогнозировать и оценивать химическую обстановку при заражении воздуха наиболее распространенными аварийно химически опасными веществами, используя коэффициенты эквивалентности и расчетные данные по аммиаку.

Методика рассчитана на получение информации в оперативных целях. Прогнозирование и оценка обстановки производятся с использованием усредненных данных, приведенных в таблицах приложения, и несложных математических формул, что, упрощает проведение расчетов, допуская при этом незначительный процент ошибки результатов по сравнению с методикой РД 52.04.253−90.

Глубина и площадь зоны возможного заражения при разрушении (повреждении) емкостей, находящихся под давлением, рассчитываются с учетом наложения полей концентраций опасного химического вещества, созданных первичным и вторичным облаками.

Оценка количества пораженных производится исходя из среднесуточного места пребывания людей (в производственных, жилых и общественных зданиях, находящихся открыто на местности и в транспорте), а также с учетом использования табельных средств индивидуальной защиты и защитных сооружений.

При заблаговременном прогнозировании масштабов заражения па случай производственных аварий в качестве исходных данных рекомендуется принимать: за величину выброса аммиака — его количество в одной максимальной емкости (технологической, складской, транспортной); метеоусловия — инверсия, скорость приземного ветра 1−2 м/с, температура окружающего воздуха +20 С.

При прогнозировании обстановки в условиях воздействия обычными средствами поражения используются средние метеоусловия: изотермия, скорость ветра по данным прогноза (на высоте 10 м) 5 — 7 м/с и температура воздуха +20 С.

При прогнозе масштабов заражения по факту аварии используются реальные исходные данные.

Внешняя граница зоны заражения рассчитывается по пороговой токсодозе, составляющей при ингаляционном воздействии хлора на организм человека 0,6 мг * мин/л.

При прогнозировании применяются следующие допущения:

— ёмкость, содержащая хлор или другое АХОВ, разрушается полностью;

— толщина слоя, разлившейся свободно по подстилающей поверхности ядовитой жидкости, принимается равной 0,05 м по всей площади разлива;

— при проливе сжиженного хлора (другого АХОВ) в поддон или обваловку толщина слоя жидкости (h) принимается равной:

h = H — 0,2.

где: H — глубина поддона (высота обваловки), м;

для емкостей, расположенных группой с одним поддоном (в одной обваловке), толщина слоя жидкости принимается равной:

где: Q — количество разлившегося хлора (АХОВ), т;

F — площадь разлива, м2;

d — плотность сжиженного хлора (АХОВ), т/м2.

Предельное время пребывания людей в зоне заражения и продолжительность сохранения неизменными метеорологических условий (степень вертикальной устойчивости воздуха, направление и скорость ветра) составляют не более 4 часов. По истечении указанного времени или при изменении метеорологических условий прогноз обстановки уточняется.

Термины и определения:

Под разрушением химически опасного объекта следует понимать его состояние после стихийного бедствия, приведшего к полной разгерметизации всех емкостей, содержащих аварийно химически опасные вещества.

Первичное облако — облако зараженного воздуха, образующееся в результате мгновенного перехода в атмосферу всего объема или части содержимого емкости с опасным химическим веществом при ее разрушении.