Анализ состояния безопасности промышленных объектов

Содержание Введение

1. Идентификация факторов производственной опасности, характерных для данного производства. Анализ и оценка производственного объекта с учетом требований СНиП 2.01.51−90

1.1 Общие сведения об объекте и краткая характеристика его деятельности. Характеристика природных условий расположения объекта

1.2 Анализ возможных ЧС

1.3 Оценка рационального размещения предприятия и соответствия ОПФ требованиям ИТМ ГО

2. Количественная оценка пространственных масштабов полей поражающих факторов, возникающих в результате техногенного происшествия на рассматриваемом и соседних объектах

3. Оценка состояния зданий, технологического оборудования, сетей коммунально-энергетического хозяйства и производственных возможностей объекта после техногенного происшествия Прогнозирование поражения людей Заключение Список использованной литературы Приложения

1.

Введение

В современных условиях вызывают тревогу негативные факты. В частности, в России нарушаются равновесные экономические отношения, безопасные для существования страны. В январе 1995 года скачек цен и отсутствие индексирования заработной платы привели к тому, что из 89 регионов, способных к самостоятельному развитию, их число снизилось до 9.

Анализ состояния безопасности промышленных объектов показывает, что ее низкий уровень связан, прежде всего, с неудовлетворительным состоянием основных фондов, медленными темпами реконструкции производств, отставанием сроков ремонтов и замены устаревшего оборудования, неисправностями или отсутствием надежных систем предупреждения и локализации аварий, приборов контроля и средств защиты.

Число природных катастроф и аварий растёт (из них техногенные составляют примерно 3%). «Пособником» большинства катастроф выступает сам человек. Земля сопротивляется насилию над собой. Таким образом, завоевание земли происходит без учёта того, что она является энергонасыщенной системой, умеющей сбрасывать лишнюю энергию любыми способами через зоны разломов (землетрясения, цунами, вулканы, циклоны, смерчи и т. д.).

Таким образом, правительство нарушило безопасный процесс равновесного развития экономики. К сожалению, мы до сих пор халатно относимся к экологии, к охране труда, а значит, и к безопасности жизнедеятельности человека. Характерный пример — была разработана система компьютерной оценки эффективности расстановки производственного оборудования и времени безопасной эвакуации в состоянии пожара. И эта система была не востребована; мотивацияотсутствие денег. Но главное здесь заключается в моральной апатии руководителей предприятий.

Рынок давит своей прагматичностью, а бесконечные чрезвычайные природные и обусловленные человеческим фактором катаклизмы только ещё раз подчёркивают: человечество беззащитно, оно как бы торопиться к «пропасти». Надо помнить, что вс взаимосвязано, и ничего нет второстепенного. За всё человечество же и в ответе.

1. Идентификация факторов производственной опасности, характерных для данного производства. Анализ и оценка производственного объекта с учетом требований СНиП 2.01.51−90

1.1 Общие сведения об объекте и краткая характеристика его деятельности. Характеристика природных условий расположения объекта Площадка завода расположена в с. Озрек. Лескенского района, КабардиноБалкарской Республики. Участок расположен на спокойном рельефе, сейсмичностью 8 баллов и обеспечен инженерными коммуникациями и подьездными дорогами.

Предприятие специализируется на производстве, хранении и поставки спирта.

Водоснабжение объекта предусматривается от городского водопровода и собственной скважины с расходом воды на хозяйственно-бытовые и производственные нужды в количестве — 613,2 мЛсут.

Сточные воды, образуемые при работе технологической линии включают в себя хозяйственно-бытовые и производственные стоки в количестве — 438,3 м7сут. Оборотное водоснабжение — 481 i .2м' сут.

Теплоснабжение и пароснабжение от собственной котельной.

На площадке проложены действующие коммуникации водопровод, канализация, линия связи.

Все здания и сооружения расположены в соответствии с градостроительными, противопожарными и санитарными нормами.

Контроль отходов производства, сточных вод и выбросов в атмосферу осуществляется в соответствии с требованиями регламента 1 Р 10−04−03−09−88.

Климат района расположения опасного объекта континентальный умеренный. По многолетним данным среднемесячные температуры воздуха самого теплого месяца — июля — плюс 23,6 °С. самого холодного — января — минус 10,5 °С. Продолжительность безморозного периода — 214−231 дней. Максимальные температуры по многолетним наблюдениям приходятся на июльавгуст (плюс 37 °С), минимальные — на январь-февраль (минус 42 °С). Устойчивые морозы наступают в конце ноября, прекращаются в середине марта, нередки оттепели. Устойчивый снежный покров образуется в начале декабря и сходит в конце марта — начале апреля. Высота снежного покрова в среднем за зиму достигает 24−32 см (максимальная — 60 см, минимальная — 7 см). Глубина промерзания почвы колеблется от 73 до 124 см. Расчетная зимняя температура наружного воздуха -28 °С, что соответствует средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92.

Весна непродолжительная, переход среднесуточных температур на положительные значения происходит в первой половине апреля. В конце апреля — начале мая нередки заморозки. Лето наступает рано, с середины мая устанавливается теплая, солнечная, сухая погода. Обычные дневные температуры воздуха — плюс 25−30 °С, максимальные достигают плюс 37 °C. Осень теплая, средняя температура октября — плюс 4.3 °С понижение температур происходит медленно. Абсолютная влажность воздуха изменяется мало. Среднее годовое количество осадков изменяется от 250 до 654.1 мм, составляя в среднем 452,05 мм. Наибольшее (60−703о) количество осадков выпадает в теплое время года (с апреля по октябрь). В течение холодною периода (с сентября по апрель) преобладают ветры юго-западного направления Скорость ветра составляет 3,8 м/с. Преобладающее направление ветра летом — северо-западное, средняя скорость ветра достигает 3,5 м/с.

Климат района — умеренно-континентальный. Температурный режим района приведен по данным многолетних наблюдений метеостанции, расположенной в г. Баксан («Справочник по климату СССР», выпуск 13, 1968 г.)

Среднее число дней с сильным ветром составляет 7 дней, в том числе в холодный период — 4 дня. Согласно СНиП 2.01.07−85*, номер ветрового района — V, нормативное значение ветрового давления — 0,6 кПа, коэффициент учета изменения ветрового давления по высоте — 2,75.

Объект расположен в III Б климатическом подрайоне III климатического района, где возможны опасные погодные явления: крупный град, очень сильный дождь, сильные ливни, очень сильный снег. КНЯ (комплекс неблагоприятных явлений — сильный дождь, шквалистый ветер, град одновременно), которые могут осложнить ЧС и временно блокировать операции по локализации и ликвидации разлива нефтепродуктов.

Температура воздуха наиболее холодных суток обеспеченностью 0.98 составляет -24°С, 0.92 —21°С. Абсолютная минимальная температура воздуха -31°С. Средняя суточная амплитуда температуры воздуха наиболее холодного месяца 7,0°С. Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца — 86%. Количество осадков за ноябрь-март — 136 мм. Преобладающее направление ветра за декабрь-февраль — Юго-западное. Средняя скорость ветра, за период со средней суточной температурой воздуха <8°С — 1,8 м/с. Средняя наибольшая декадная высота снежного покрова составляет -16 см, наибольшая -25 см. Снежный покров держится -75 дней.

Температура воздуха обеспеченностью 0.98 составляет +28,6°С, 0.92 +24,6°С. Средняя максимальная температура воздуха наиболее теплого месяца — +27,0°С. Абсолютная максимальная температура воздуха — +39°С. Средняя суточная амплитуда температуры воздуха наиболее теплого месяца — +10,4°С. Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее теплого месяца — 68%. Количество осадков за апрель-октябрь — 505 мм. Преобладающее направление ветра за июньавгуст — Юго-западное [СНиП 23−01−99; Справочное пособие к СНиП 23−01−99].

Климатические воздействия не представляют непосредственной опасности для жизни и здоровья людей, находящихся в здании.

Территория Кабардино-Балкарии подвержена воздействию широкого спектра опасных природных явлений, из которых наибольшую опасность представляют землетрясения, оползни, крупный град, ливневые дожди.

Возможность вызвать чрезвычайную ситуацию на объекте погодными явлениями маловероятна, поэтому в анализе риска они не рассматривались.

Землетрясения силой от 4 до 9 баллов по шкале интенсивности возможны по всей территории Кабардино-Балкарской Республики. Наиболее сильные землетрясения силой от 8 до 9 баллов возможны в городах Нальчик, Тырныауз, Прохладный. В результате возможных землетрясений сильные разрушения могут возникнуть в наиболее густонаселенных и промышленно развитых городах и районах республики, что в свою очередь может привести к возникновению ЧС техногенного характера. Частота повторения землетрясений силой до 7−9 баллов- 1 раз в 80−100 лет.

Оползневым процессам подвержена обширная часть территории республики. Общее количество оползней примерно 140, наиболее крупные: Верхне — Куркужинский оползневой массив — площадь 4 км 40 млн. мл Герпегежский оползневой массив — площадь 3 км", объем 30 млн. мл Правый борт ручья Бешенка, левого притока р. Нальчик — площадь 1.2 км объем — 18 млн. мл Правый борт р. Чегем в юго-западной част с. Булунгу (В. Чегем) — 1.2 км2. Левый борт р. Губасанты (нижнее течение), левого притока р. Баксан в п. Нейтрино — 0,84 км", объем 2,52 млн. мЗ Левый борт р. Чегем, оползень в правом борт) р. Баксан напротив устья р. Гунделен — площадь 0,62 км", длина по подошве 1100 м. средняя мощность 15 м. объем порядка 9 млн. мл Оползень «Лечинкай», 20−21км автодороги Чегем — В. Чегем — 0,6 км", объем — 6 млн. мх Сейсмичность региона согласно установленного районирования 8 баллов [СНиП 11−7-81*]. Установка по переработки нефти не находится в зоне обвалов, осыпей, оползней.

Территория объекта спланирована с уклоном на восток. Прилегающая местность в радиусе R—0.5 км — ровная с уклоном <1% на восток и организованным стоком ливневых и талых вод.

Подземные воды расположены на глубине около 50 м.

Грунты на прилегающей территории представлены суглинками со

— 1 л следующими характеристиками р= 1.7т/.м'!; Е= 1600 т/м"; и отличаются в сухом состоянии низкой (0.2−0.25%).

В соответствии со СНиП 22−01−95 «Геофизика опасных природных воздействий» в районе расположения объекта опасные природные явления отсутствуют. Район сейсмичности 8 баллов. Такие явления, как карст, оползни, сели на участке расположения автозаправочной станции отсутствую! Опасности подтопления в паводковый период нет.

1.2 Анализ возможных ЧС На объекте выделяются три группы взаимосвязанных причин, способствующих возникновению и развитию аварий:

— отказы оборудования (коррозия, физический износ, механические повреждения, ошибки при проектировании и изготовлении, дефекты в сварных соединениях, усталостные дефекты металла, не выявленные при освидетельствовании, нарушение режимов эксплуатации — переполнение емкостей, превышения давления);

— ошибки персонала (при сливе из автоцистерн, заправке автомобилей, отборе проб из резервуаров, проведение ремонтных и профилактических работ, пуске и остановке оборудования, локализации аварийных ситуаций);

— внешние воздействия природного и техногенного характера (штормовые ветры и ураганы, снежные заносы, ливневые дожди, грозовые разряды, механические повреждения, диверсии, взрывы, пожары).

На данном объекте возможны следующие источники техногенных происшествий (таблица 1).

Таблица 1 — Возможные источники техногенных происшествий на объекте.

Для периода нормальной эксплуатации вероятность события может быть оценена в соответствии с экспоненциальным распределением по формуле:

где лi — интенсивность отказов i-го элемента, ч -1;

ti — общая продолжительность работы i-го элемента за анализируемый период времени, ч.

Деревья сценариев и происшествий отображены в приложении А.

Оценка вероятности реализации событий для сценария «А» проводим методами теории надёжности.

Последовательность расчетов Оценим величину Р2, равную P4:

Общая продолжительность слива спирта из автоцистерны на раздаточной площадке составляет:

(180 030)/(3010)=180ч/год, где 1800 м3- оборот спирта;

30 мин — средняя продолжительность разгрузки;

10 м3 — емкость цистерны, в которой поступает на склад спирта.

В соответствии со справочными данными (таблица 2) принимаем интенсивность отказа — разрыв соединительных рукавов при сливе из автоцистерны, равную 110−2.

Таблица 2 — Значения вероятностей отказов

Тогда по формуле (1)

Р2=Р4=1-е-1*0,01*180=1−0,3=0,7 год-1.

На основе статистики реальных аварий на отечественных объектах нефтепродуктообеспечения, для сценария «А» получим:

0,3P2 = 0,30,7=0.21,

Для сценария «Б»:

0,3P2 = 0,30,7=0,21,

Для сценария «В»:

0,2Р2=0,20,5=0,1,

Для сценария «Г»:

0,0030,5=0,015,

Для сценария «Д»:

0,0030,5=0,015,

Для сценария «Е»:

0,0030,5=0,015.

Наиболее опасным сценарием является следующая последовательность событий на опасном объекте: Разрушение/разгерметизация оборудования (конденсаторов, теплообменников, трубопроводов спирта в вино-купажном цехе, мерников в спиртохранилище) — разлив спитра в помещении + наличие источника его зажигания — воспламенение разлившегося спирта — возникновение пожара разлива в помещение отделения — термическое воздействие на находящееся в помещение отделения — термическое воздействие на находящееся в помещении оборудование + отсутствие мер по локализации загорания — термическое разрушение оборудование — расширение масштабов пожара, привлечение для его локализации специальных пожарных подразделений.

Возможными результатами развития аварий могут быть так же:

— мгновенный выброс продукта с образованием «огненного шара»

— мгновенного воспламенения не произошло, авария локализована благодаря эффективным мерам по предотвращению пожара либо в связи с рассеянием парового облака;

— возникновение пожара разлива в помещение отделения

— сгорание облака с развитием избыточного давления в открытом пространстве.

Наиболее вероятным сценарием развития чрезвычайной ситуации являются сценарий: разгерметизация оборудованиявыброс опасного веществам — разлив в пределах отделения-мгновенного воспламенения вытекающего опасного вещества не произошло — авария локализована благодаря эффективным мерам по предотвращению пожара.

1.3 Оценка рационального размещения предприятия и соответствия ОПФ требованиям ИТМ ГО Размещение спиртзавода в первую очередь зависит от масштабов вероятно возможных аварий и воздействия их на население. Основными задачами ИТМ ГО являются разработка комплекса организационно-технических мероприятий, направленных на обеспечение защиты территорий, производственного персонала и населения от опасностей, возникающих при ведении военных действий или диверсий, предупреждение ЧС техногенного и природного характера, уменьшение масштабов их последствий. Проектные решения по ИТМ ГО разрабатываются с учетом размещения производительных сил и расселения населения, группы по ГО территории и категории по ГО организации и применительно к определяемым зонам возможной опасности, а также при необходимости, дифференцирование по категориям населения.

Проанализировав данные по конкретному объекту можно сделать вывод о полноте ИТМ ГО.

На объекте запрещается:

— эксплуатация негерметичного оборудования и запорной арматуры;

— эксплуатация резервуаров, имеющих перекосы и трещины, а также неисправное оборудование, контрольно-измерительные приборы, подводящие продуктопроводы и стационарные противопожарные устройства;

— установка емкостей на горючее основание;

— переполнение резервуаров.

2. Количественная оценка пространственных масштабов полей поражающих факторов, возникающих в результате техногенного происшествия на рассматриваемом и соседних объектах Согласно требованиям нормативно-методических документов максимально возможный объём разлившихся нефтепродуктов составит: автоцистерна — 100% объема; стационарные объекты хранения нефти и нефтепродуктов — 100% объёма максимальной ёмкости одного объекта хранения.

Количественные показатели для сценария «А»

Интенсивность испарения W, кг/(с· м2), для не нагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ, при отсутствии данных, допускается рассчитать по формуле (справедливой в диапазоне температур от минус 50 до плюс 40 °С) :

где з — коэффициент, принимаемый по таблице 3, в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения. Для наихудших условий (скорость ветра 1 м/с, температура 35оС) эта величина составит 4,6;

М — молярная масса ЛВЖ, г/моль. Принимаем М = 98 г/моль;

Рн — давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, кПа.

Таблица 3 — Значения коэффициента з

Оценим давление насыщенных паров спирта Рн по уравнению Антуана при расчётной температуре tр = 40 °C (пролив топлива на нагретую поверхность площадки):

спирт lgРн = 4,2 — 680/(222 + 40) = 1,60,

Рн = 40,2 кПа (40% об.),

кг/(с· м2).

Оценка продолжительности испарения спирта. При свободном растекании 1 л спирта на бетонную поверхность образуется пятно площадью 0,67 м². Следовательно, на каждом квадратном метре бетонной поверхности будет удержано m1 = 1/0,67 = 1,5 л спирта, или, при плотности 0,745 кг/л, 1,12 кг (как при свободном растекании, поскольку излишки спирта утекут в дренажную систему). Тогда продолжительность испарения составит:

Площадь площадки для разгрузки составляет 90 м² .

С учетом площади площадки масса паров спирта в облаке ТВС равна:

Mп = 1,12*90 = 100,8 кг.

Плотность паров бензина при расчетной температуре tр и молярной массе бензина М = 98 может быть определена по формуле:

Эффективный диаметр разлива составит:

Высота пламени Н, м:

где М — удельная массовая скорость выгорания топлива кг/(м2*с). Для спирта принята 0,06 кг/(м2*с);

с — плотность окружающего воздуха, кг/м3. Принята 1,2 кг/м3;

g — ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2.

Расчет параметров пожара пролива ЛВЖ произведен в соответствии с ГОСТ Р 12.3.047−98 и НПБ 105−03.

Интенсивность теплового облучения пожара:

где Ef — среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, принимаемая по таблице 4 (для эффективного диаметра пролива площадью 10,71 м² 60 кВт/м2);

Fq — угловой коэффициент облученности

Таблица 4 — Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания для некоторых жидких углеводородных топлив .

Примечание. Для диаметров очагов менее 10 м или более 50 м следует принимать величину Еf такой же, как и для очагов диаметром 10 и 50 м, соответственно.

где Fн Fn, — факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок, соответственно;

ф — коэффициент пропускания атмосферы

.

Производим вычисления на расстоянии 10 м (r = 10 м).

Определяем необходимые коэффициенты :

Фактор облученности вертикальной площадки Fv определяется по формуле:

Фактор облученности горизонтальной площадки Fн рассчитывается по формуле:

Угловой коэффициент облученности Fq:

Коэффициент пропускания атмосферы:

Тогда = 60 * 0,22* 0,996 = 13,54кВт/м2

Расчеты по сценарию «А» сведены в таблицу 5.

По результатам расчетов построен график зависимости плотности теплового потока пожара пролива, кВт/м2, от расстояния до его центра, м, (рисунок 1).

Таблица 5 — Расчеты по сценарию «А»

q

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 r

Рисунок 1 — Зависимость плотности теплового потока пожара пролива от расстояния до его центра Количественные показатели для сценария «Б»

Объёмный взрыв топливовоздушной смеси (ТВС) паров спирта на сливоналивной эстакаде может вызвать барическое поражение персонала, повреждение автоцистерны и прочих объектов.

Оценим размер области пространства с «опасной» концентрацией паров спирта в случае его утечки. Для ЛВЖ геометрически зона, ограниченная НКПР паров, будет представлять собой цилиндр с основанием радиусом RНКПР и высотой ZНКПР при высоте источника паров ЛВЖ.

Радиус зоны RНКПР для паров ЛВЖ, ограничивающий область концентраций, превышающих НКПР, рассчитывают по формуле:

где К — коэффициент, принимаемый равным Т/3600 (Т — продолжительность поступления паров ЛВЖ в открытое пространство, но не более 3600 с);

Рн — давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа. При расчетной температуре 40 оС (температура дорожного покрытия разгрузочной площадки) Рн = 40 кПа;

Снкпр — нижний концентрационный предел распространения пламени паров ЛВЖ, % (об). Для паров спирта 1,1%;

mпр — приведенная масса паров, поступивших в атмосферу за время полного испарения, но не более 3600 с, определяют по формуле:

где Q0 — константа, равная 4520 кДж*кг-1;

Qсг — удельная теплота сгорания пара спирта 43 240 кДж*кг-1;

Z — коэффициент участия паров в горении (0,1);

m — масса горючих паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг. Из предыдущих расчетов 100,8 кг;

сп — плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре, кг/м3. Из предыдущего расчета 3,81 кг/м3.

.

Верхняя граница зоны «опасных концентраций» ZНКПР определена по формуле:

Избыточное давление на различных расстояниях от эпицентра найдено по формуле:

где mпр — масса вещества, приведенная к тротиловому эквиваленту, кг;

Р0 — атмосферное давление (101,3 кПа).

На расстоянии 4 м от центра взрыва Импульс волны давления рассчитан по соотношению:

Расчеты по сценарию «Б» сведены в таблицу 6.

По результатам расчетов построены графики зависимости избыточного давления взрыва, кПа, от расстояния до центра, м, (рисунок 2) и импульса взрыва, кПа*с, от расстояния до центра, м, (рисунок 3).

Таблица 6 — Расчеты по сценарию «Б»

ДP

1 2 3 4 5 6 7 r

Рисунок 2 — Зависимость избыточного давления взрыва от расстояния до центра

i

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 r

Рисунок 3- Зависимость импульса взрыва от расстояния до центра

Количественные показатели для сценария «В»

Интенсивность теплового излучения «огненного шара» q, кВт/м2, определена по формуле:

где Ef — среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м2. В соответствии с рекомендациями принимаем равным 432 кВт/м2;

Fq — угловой коэффициент облученности;

ф — коэффициент пропускания атмосферы.

Угловой коэффициент облученности Fq рассчитан по формуле:

где Н — высота центра «огненного шара». Принимаем равной Ds/2, м;

Ds — эффективный диаметр «огненного шара», м где m — масса горючего вещества, кг;

r — расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли, м.

Н = 12 м.

На расстоянии r = 10 м Коэффициент пропускания атмосферы t рассчитан по формуле:

.

Время существования «огненного шара» ts, с:

34,9

Расчеты по сценарию «В» сведены в таблицу 7.

Таблица 7 — Расчеты по сценарию «В»

По результатам расчетов построен график зависимости теплового излучения «огненного шара», кВт/м2, от расстояния до его центра, м, (рисунок 4).

q

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 r

Рисунок 4 — Зависимость плотность теплового излучения «огненного шара» от расстояния до его центра Количественные показатели для сценария «Г»

Оценим давление насыщенных паров горючего Рн по уравнению Антуана при расчётной температуре tр = 40 °C (пролив топлива на нагретую поверхность площадки):

спирт lgРн = 4,2 — 535/(218 + 40) = 1,60,

Рн = 40,2 кПа (40% об.)

Определим интенсивность испарения W, кг/(с· м2):

кг/(с· м2).

Оценка продолжительности испарения спирта. При свободном растекании 1 л спирта на бетонную поверхность образуется пятно площадью 0,67 м². Следовательно, на каждом квадратном метре бетонной поверхности будет удержано m1 = 1/0,67 = 1,5 л спирта, или, при плотности 0,745 кг/л, 1,12 кг (как при свободном растекании, поскольку излишки бензина утекут в дренажную систему). Тогда продолжительность испарения составит:

Площадь площадки для разгрузки составляет 3000 м² .

С учетом площади площадки масса паров бензина в облаке ТВС равна:

Mп = 1,12*3000 = 3360 кг.

Плотность паров спирта при расчетной температуре tр и молярной массе спирта М = 98 может быть определена по формуле:

Эффективный диаметр разлива составит:

Высота пламени Н, м:

где М — удельная массовая скорость выгорания топлива кг/(м2*с). Для спирта принята 0,06 кг/(м2*с);

с — плотность окружающего воздуха, кг/м3. Принята 1,2 кг/м3;

g — ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2.

Производим вычисления на расстоянии 50 м (r = 50 м).

Определяем необходимые коэффициенты :

Фактор облученности вертикальной площадки Fv определяется по формуле:

(2.13)

Фактор облученности горизонтальной площадки Fн рассчитывается по формуле:

(2.14)

Угловой коэффициент облученности Fq:

Коэффициент пропускания атмосферы:

Тогда = 25 * 0,19* 0,99 = 4,7 кВт/м2

Расчеты по сценарию «Г» сведены в таблицу 8.

По результатам расчетов построен график зависимости плотности теплового потока пожара пролива, кВт/м2, от расстояния до его центра, м, (рисунок 5).

Таблица 8 — Расчеты по сценарию «Г»

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

Рисунок 5 — Зависимость плотности теплового потока пожара пролива от расстояния до его центра Количественные показатели для сценария «Д»

Радиус зоны RНКПР для паров ЛВЖ, ограничивающий область концентраций, превышающих НКПР, рассчитывают по формуле:

Приведенную массу паров, поступивших в атмосферу за время полного испарения, но не более 3600 с, определяют по формуле:

где Q0 — константа, равная 4520 кДж*кг-1;

Qсг — удельная теплота сгорания пара спирта 43 240 кДж*кг-1;

Z — коэффициент участия паров в горении (0,1);

m — масса горючих паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг. Из предыдущих расчетов 100,8 кг;

сп — плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре, кг/м3. Из предыдущего расчета 3,81 кг/м3.

.

Верхняя граница зоны «опасных концентраций» ZНКПР определена по формуле:

Избыточное давление на различных расстояниях от эпицентра найдено по формуле:

где mпр — масса вещества, приведенная к тротиловому эквиваленту, кг;

Р0 — атмосферное давление (101,3 кПа).

На расстоянии 4 м от центра взрыва Импульс волны давления рассчитан по соотношению:

Расчеты по сценарию «Д» сведены в таблицу 9.

По результатам расчетов построены графики зависимости избыточного давления взрыва, кПа, от расстояния до центра, м, (рисунок 6) и импульса взрыва, кПа*с, от расстояния до центра, м, (рисунок 7).

Таблица 9 — Расчеты по сценарию «Д»

ДP

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 r

Рисунок 6 — Зависимость избыточного давления взрыва от расстояния до центра

i

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 r

Рисунок 7- Зависимость импульса взрыва от расстояния до центра Количественные показатели для сценария «Е»

Эффективный диаметр «огненного шара» определим по формуле:

где m — масса горючего вещества, кг;

r — расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли, м.

Н = 38 м.

На расстоянии r = 50 м Коэффициент пропускания атмосферы t рассчитан по формуле:

.

Время существования «огненного шара» ts, с:

Расчеты по сценарию «В» сведены в таблицу 10.

Таблица 10 — Расчеты по сценарию «В»

По результатам расчетов построен график зависимости теплового излучения «огненного шара», кВт/м2, от расстояния до его центра, м, (рисунок 8).

q

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 r

Рисунок 8 — Зависимость плотность теплового излучения «огненного шара» от расстояния до его центра

3. Оценка состояния зданий, технологического оборудования, сетей коммунально-энергетического хозяйства и производственных возможностей объекта после техногенного происшествия Прогнозирование поражения людей Оценку ожидаемого состояния зданий (озд) и технологического оборудования (ото) проводят с использованием приведенного показателя устойчивости по формулам:

где ?Рф — давление воздушной ударной волны, действующее на здание, кПа;

?Рзд (то)* - значение давления воздушной ударной волны, вызывающее сильные разрушения зданий и технологического оборудования. Значение выбирают по данным приложения Е;

К1 — коэффициент, учитывающий повреждение технологического оборудования обломками конструкций зданий.

1) Определяем показатель устойчивости для пункта управления:

2) Определям показатель устойчивости для операторской:

В зависимости от полученных значений озд и ото по графику (рисунок 12) определяют вероятность наступления сильных и полных разрушений зданий и технологического оборудования, а также ущерб основным производственным фондам (ОПФ) объекта экономики.

Рисунок 12 — Зависимость вероятности разрушений основных производственных фондов от показателя устойчивости о: Р1 — слабых; Р2 — средних; Р3 — сильных; Р4 — полных производственный опасность техногенный поражающий Оценка устойчивости элементов объекта при действии избыточного давления отражена в таблице 11.

Таблица 11 — Оценка устойчивости элементов объекта при действии избыточного давления

Оценка устойчивости ОЭ к тепловому излучению На расстоянии 25 м от центра «огненного шара» расположен пункт управления (кирпич, степень огнестойкости III). Интенсивность теплового облучения в этом месте составит 86,35 кВт/м2. В соответствии с данными, приведенными в таблице 12 повреждение элементов здания произойдет через 15 минут .

На расстоянии 10 м от центра «огненного шара» расположена операторская (кирпич, степень огнестойкости III). Интенсивность теплового излучения в этом месте составит 93 кВт/м2. В соответствии с данными, приведенными в таблице 12, повреждение элементов здания произойдет через 11 минут.

Таблица 12 — Характер повреждений элементов зданий при действии теплового излучения

В случае возможного сценария горения внутри резервуара с ЛВЖ или ГЖ следует воспользоваться следующей информацией.

Размер зоны теплового воздействия Rбез, м, соответствует безопасному расстоянию при заданном уровне плотности излучения для человека, объекта, материалов

где R* - приведенный размер очага горения (для горящих зданий равный R*= (L — длина стены, обращенной к объекту теплового воздействия, Н — высота дома, м. Для случая горения нефтепродуктов в резервуаре диаметром Dрез, R*=0,8 Dрез), м;

qсоб — плотность потока собственного излучения пламени пожара (таблица 13), кВт/м2;

qкр — плотность потока падающего на объект излучения пламени пожара, критическая для рассматриваемого объекта при данной степени термического воздействия (таблица 14), кВт/м2.

Таблица 13 — Теплотехнические характеристики материалов и веществ

Таблица 14 — Характеристика критических тепловых нагрузок различных веществ и материалов

Определим размер зоны теплового воздействия Rбез:

Результаты оценки воздействия теплового излучения представлены в таблице 15.

Таблица 15 — Оценка устойчивости элементов объекта при действии теплового излучения

Определение потерь рабочих и служащих объекта экономики Потери рабочих и служащих объекта экономики зависят от количества персонала, работающего на объекте, наличия инженерных сооружений, их устойчивости к воздействию избыточного давления, степени разрушения зданий и сооружений, в которых находится персонал, а также от количества сотрудников, которые выполняют свои обязанности на открытой местности.

При детерминированном подходе поражающий эффект ударной волны при взрыве и теплового излучения определяется величиной избыточного давления и интенсивностью теплового излучения в данной точке пространства.

Значения избыточного давления и теплового излучения, вызывающие поражения человека приведены в таблицах 16 — 18.

Таблица 16 — Потери персонала при воздействии избыточного давления на открытой местности

Таблица 17 — Потери персонала при воздействии теплового излучения на открытой местности

Таблица 18 — Степени поражения человека тепловым излучением

Определяем геометрические размеры пламени пожара разлития с учетом принятой в расчетах площади разлива по формуле:

.

Радиус разлива r = 31 м.

Рассчитывают безразмерную скорость ветра Wв при mвыг = 0,06кг/м2*с. Принимаем скорость ветра 5 м/с.

где щ — скорость ветра, м/с;

mвыг — массовая скорость выгорания, кг/м2*с;

сп — плотность паров бензина, кг/м3, сп = 3,81 кг/м3;

Находят геометрические параметры факела пожара разлития по формуле Томаса:

где св — плотность воздуха, кг/ м3;

a, в, с — эмпирические коэффициенты в формуле Томаса. а = 55; в = 0,67; с = - 0,21.

Высота пламени пожара разлития составит:

Косинус угла наклона пламени пожара разлития составит:

Следовательно, и =61.

Плотность потока теплового излучения пламени пожара разлития, падающего на элементарную площадку, qпад, найдена по формуле:

где ц — угловой коэффициент излучения с площадки на боковой поверхности пламени пожара разлива на единичную площадку, расположенную на уровне грунта, определяемый по графику (рисунок 13);

qсоб — средняя по поверхности плотность потока собственного излучения пламени, кВт/м2. Для ориентировочных расчетов принимают следующие значения этой величины (таблица 19).

Рисунок 13 — Зависимость углового коэффициента излучения ц с цилиндрического пламени пожара разлития на элементарную площадку от R/r

Таблица 19 — Ориентировочные значения средней по поверхности плотности потока собственного излучения пламени, кВт/м2

Определим плотность потока теплового излучения пламени пожара разлития, падающего на элементарную площадку:

По значению qсоб = 40, найдена плотность потока теплового излучения qпад на разных расстояниях от границы пламени. Результаты расчета сведены в таблицу 20.

Таблица 20 — Результаты расчета

Анализ данных таблицы 20 показывает, что безопасным для персонала будет расстояние от очага более 137,5 м, где плотность падающего теплового потока будет меньше 4,0 кВт/м2.

Вероятность смертельного поражения человека тепловым излучением на разных расстояниях от границы пламени определим по таблице 21, в зависимости от величины пробит — функции.

Таблица 21 — Значения условной вероятности поражения человека в зависимости от Pr

Величину пробит — функции определим по формуле:

где q — интенсивность теплового излучения, кВт/м2;

ф — эффективное время экспозиции, с. Эту величину определяют для пожара пролива по формуле:

где фо — характерное время обнаружения пожара, с (фо = 5 с);

х — расстояние от места расположения человека до зоны, где плотность потока теплового излучения не превышает 4 кВт/м2, м;

u — скорость движения человека, м/с (u = 5 м/с).

Результаты расчета вероятности смертельного поражения человека тепловым излучением Рпор на разных расстояниях от границы пламени сведены в таблицу 22.

Таблица 22 — Результаты расчета

Анализ данных таблицы 22 показывает, что размеры безопасной зоны для персонала составляют около 107 м от границ пламени.

Ожидаемое число погибших на различных расстояниях с учетом примерного распределения людей на территории сведены в таблицу 23.

Таблица 23 — Результаты расчета

Анализ данных таблицы 23 показывает, что при пожаре пролива в условиях наихудшего сценария аварии погибнет около 12 человек.

Вероятностные последствия аварии для людей при возникновении «огненного шара» производим с учетом следующей информации.

Угловой коэффициент излучения с «огненного шара» на единичную площадку на облучаемой поверхности при H = 0,5*Dэф определяем по формуле:

где Х — расстояния, на которых находится человек, м.

Плотность теплового потока, падающего с поверхности «огненного шара» на элементарную площадку на поверхности мишени qпад, кВт/м2, рассчитываем по формуле:

где qсоб — плотность потока собственного излучения «огненного шара», кВт/м2. Допускается принимать равной 450 кВт/м2;

ц — угловой коэффициент излучения с «огненного шара» на единичную площадку на облучаемой поверхности;

Х — расстояние от точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара» до облучаемого объекта; Н — высота центра «огненного шара», м, которую допускается принимать равной 0,5Dэф;

Dэф — эффективный диаметр «огненного шара», м.

Результаты расчета сведены в таблицу 24.

Таблица 24 — Результаты расчета

Таким образом, при возникновении «огненного шара» наиболее вероятно погибнет 16 человек.

Вероятностные последствия аварии для людей при возникновении взрыва.

Таблица 25 — Потери персонала, находящегося в момент взрыва внутри сооружений (% от численности)

Результаты расчета потерь работников внутри сооружений представлены в виде таблицы (таблица 26).

Таблица 26 — Потери рабочих и служащих объекта экономики, находящихся в момент взрыва внутри сооружений

При нахождении работников внутри сооружений погибнет 15 человек, крайне тяжелую степень поражения получит 1 человек.

Расчет ущерба Ущерб от аварии на опасном производственном объекте, П.

Прямые потери Пп от аварий определяются по формуле Пп= По. ф + Птм.ц. + Пим Где П0. ф — потери предприятия в результате уничтожения основных фондов. Птм. цпотери в результате уничтожения основных фондов Пим.-потери в результате уничтожения имущества третьих лиц.

П0.ф.у. = Soiспиртохранилища = 131,1 +1594,8=1725,9

П0.фп=90×0,40+28 758,5×0,15+11 488,6×0,05=4924,21тыс.р Таким образом, потери в результате уничтожения основных фондов П0. фп составят 6650,11 тыс. руб.

Потери спирта в объеме 250 м³ составят ущерб в сумме 40×250 000=10000 тыс. руб.

Потери в результате уничтожения аварией имущества третьих лиц Птм. ц отсутствуют:

Птмц=0

Таким образом, в случае развития наиболее опасной ситуации прямые потери.

Ппп от аварии составят Ппп=6650,11+10 000=16650,11тыс.руб Таким образом, потери при локализации и ликвидации аварии:

Пл=40 000+100000+40 000−160 000=180тыс.руб Расходы на мероприятия связанные с расследованием аварии -100т.р.

Таким образом, расходы на локализацию и расследование причин аварии составят Пда=180 000+100000=280 000т.руб.

Социально экономические потери Ущерб нанесенный персоналу предприятия Расходы на медицинскую, социальную и профессиональную реабилитацию Sм пострадавшим из числа персонала составили:

24,0 тыс. руб — расходы на пребывание девяти пострадавших в стационаре в течение шести дней

17,0 тыс. руб. — расходы на приобретение необходимых лекарственных средств 100 тыс. руб. санитарно — курортное лечение.

Таким образом Sм=24+17+100=141 тыс. руб Псэ=6+141+28,6=175,6 т. р В результате аварии третьи лица не пострадали Косвенный ущерб Известно что на предприятии средняя заработная плата составляет 6 тыс. руб/мес. число сотрудников не использованных на работе в результате простоя. Составило 40 чел; часть условно — постоянных расходов Ууп составляет 2 тыс руб день Величина Пзп обозначающая сумму израсходованной зарплаты и части условно-постоянных расходов составит.

Пз.п.=(300×40+2000)x40=560тыс.руб При ежедневной прибыли в 60 тыс. р недополучения в результате аварии прибыль составит 60×40 =2400т.р Таким образом, косвенный ущерб будет равен Пнв=560+2400=2560т.р Экологический ущерб В силу того, что разлитие нефтепродуктов при аварии было ограничено размерами площади 1250, то экологический ущерб Пэкол будет определяться главным образом размером взысканий за вред причиненный выбросом в атмосферу продуктов горения спирта.

Mui=qun xSxtx106

Где q=2.140 -скорость испарения бензина

S-площадь разлива, м2

t-время испарения принимается 3600

В нашем случае Пб=НбxКаxКэа=0,4×1.08×3.84×5=8,29 т.р.

Наиболее вероятная авария Разгерметизация оборудования — выброс опасного веществам — разлив в пределах отделения — мгновенного воспламенения вытекающего опасного вещества не произошло — авария локализовано благодаря эффективным мерам по предотвращению пожара.

Население, третьи лица, их имущество не пострадало.

По.ф.л. =(131,1+ 1594,8)x0,15=258.9тыс.руб По.ф.=258,9

Потери спирта в объеме 50 000 л составят ущерб в сумме 40×50 000=2000 т.р.

Потери в результате уничтожения аварией имущества третьих лиц Птмц отсутствуют:

Птмц=0

Таким образом, в случае развития наиболее опасной ситуации прямые потери Ппп от аварии составят Ппп=2000+258,9=2258,9 т.руб Расходы связанные с ликвидацией и локализацией аварии Пл составят:

Непредусмотренные выплаты заработной платы персоналу при ликвидации и локализации аварии -20 т. руб Сводная форма по оценке ущерба от наиболее опасной аварии на ООО «Альфа»

Заключение

В данной курсовой работе рассматривались вопросы обоснования и выбора мероприятий по повышению устойчивости функционирования объекта по производству молочной продукции.

В качестве объекта рассматривался спиртзавод ООО «Альфа».

В рамках курсовой работы были определены факторы производственной опасности, характерные для объекта. Произведена количественная оценка поражающих факторов, возникающих в результате техногенной ЧС.

Выявлено, что на исследуемом объекте может возникнуть наиболее опасная аварийная ситуация: Разрушение/разгерметизация оборудования.

Произведен расчет возможных последствий при развитии данных аварийных ситуаций. Произведена оценка состояния зданий и технологического оборудования при воздействии на них поражающих факторов. Определено количество и структура пораженных в результате ЧС.

Разработаны мероприятия по повышению устойчивости функционирования спиртзавода ООО «Альфа» в ЧС.

В связи с этим, можно сделать вывод, что реализация предложенных мероприятий считается целесообразной. Данные мероприятия являются экономически обоснованными и существенно снижают возможные потери при возникновении аварийных ситуаций на исследуемом объекте.

1. Брушлинский, Н. Н. Моделирование пожаров и взрывов [Текст]: научное издание / Н. Н. Брушлинский.- М.: Пожнаука, 2000. 354 с.

2. Воробьев, Ю. Л. Предупреждение и ликвидация чрезвычайных ситуаций [Текст]: учебное пособие для органов управления РСЧС / Ю. Л. Воробьев.-М.: МГФ «Знание», 2006. 390 с.

3. Владимиров, В. А. Каталог основных понятий Российской системы предупреждения и действий в чрезвычайных ситуациях [Текст]: научное издание / В. А. Владимиров.- М.: Знание, 2004. 618 с.

4. Акимов, В.А. и др. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность в чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера [Текст]: учебное пособие/ В. А. Акимов, Ю. Л. Воробьев, М. И. Фалеев и др. — М.: Высш. шк., 2006 — 592 с.

5. Котляревский, В. А. Энциклопедия безопасности: строительство, промышленность, экология в 3 т. [Текст]: научное издание / В. А. Котляревский, В. И. Ларионов, С. П. Сущев.- М.: Наука, 2005. — 696 с.

6. Шойгу, С. К. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Многотомное издание [Текст] / С. К. Шойгу, В. А. Пучков и др.- М.: МГФ «Знание»

7. Методика оценки последствий аварий на пожаро-взрывоопасных объектах [Текст]. — Разработана ВНИИ ГО и ЧС России, МЧС России в 1994 г.- М.:Госстандарт СССР, 1994., 51 с

8. ПБ 09−540−03 Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств [Текст]. — Утверждены Постановлением ГГТН России от 05.05.03 № 29, зарегистрированы в Минюсте РФ 15.05.03, регистрационный № 4537. М.:Госстандарт СССР, 2003., 58 с

Приложение Дерево событий для разгерметизации емкости с последующем разливом спирта.

Дерево событий взрыва в газовом пространстве резервуара.

Дерево событий для пролива спирта.