Задача 3. Расчет глубины зоны заражения при аварии на химически опасном объекте

Расчет глубины зоны заражения первичным (вторичным) облаком СДЯВ при авариях на технологических емкостях, хранилищах и транспорте ведется с использованием табл. 2 и 5.

В табл. 2 приведены максимальные значения глубины зоны заражения первичным (Г₁) или вторичным (Г₂) облаком СДЯВ, определяемые в зависимости от эквивалентного количества вещества (его расчет приводился ранее) и скорости ветра. Полная глубина зоны заражения Г (км), обусловленная воздействием первичного и вторичного облака СДЯВ, определяется по формуле

Г=Г΄+ 0,5Г΄΄, (8)

где Г΄ – наибольший,

Г΄΄ – наименьший из размеров Г₁ и Г₂.

Полученное значение сравнивается с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс Г_п, определяемым по формуле

Г_п = Nv, (9)

где N – время от начала аварии, ч;

v – скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха при данной скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха (табл. 5), км/ч.

За окончательную расчетную глубину зоны заражения принимается меньшее из двух сравниваемых между собой значений.

Для закрепления вышеизложенного материала решим следующий пример.

На химическом предприятии произошла авария на технологическом трубопроводе с жидким хлором, находящимся под давлением. Количество вытекшей из трубопровода жидкости не установлено. Известно, что в технологической системе содержалось 40 т сжиженного хлора, разлив его на подстилающей поверхности – свободный.

Определить: 1) глубину зоны возможного заражения хлором, если сначала аварии прошел 1 час; 2) время испарения хлора. Метеоусловия на момент аварии: скорость ветра – 5 м/с, температура воздуха 0⁰ С, изотермия.

Решение.

1. Так как количество разлившегося жидкого хлора не известно, то принимаем его равным максимальному – 40 т.

2. Определяем эквивалентное количество вещества в первичном облаке (по формуле 3): Q_э1 = 0,18∙ 1∙ 0,23∙ 0,6 ∙ 40 = 1т.

3. Вычисляем время испарения хлора (по формуле 7):

4. Определяем эквивалентное количество вещества во вторичном облаке (по формуле 6):

5. По табл. 2 для 1т находим глубину зоны заражения для первичного облака: Г₁ = 1,68км.

6. Находим глубину зоны заражения для вторичного облака. Согласно табл. 2 глубина зоны заражения для 10т составляет 5,53 км, а для 20 т – 8,19 км. Интерполированием находим глубину зоны заражения для 11,8 т:

7. Находим полную глубину зоны заражения по формуле (8): Г=6+0,5 ∙ 1,68=6,84 км.

1. По формуле 9 находим предельно возможные значения глубины переноса воздушных масс: Г_п = 1 29 = 29 км.

Таким образом, глубина зоны заражения хлором в результате аварии может составить 6,8 км, а продолжительность действия источника заражения – около 40 мин.

Так как вышеприведенные расчеты могут показаться сложными для самостоятельного решения, предлагаются следующие примеры.

Пример 1. На химически опасном объекте, расположенном в южной части города, в газголдере емкостью 2000 м³ хранится аммиак. Северная граница объекта находится на расстоянии 200 м от указанной емкости, затем идет 300 ‑ метровая санитарно-защитная зона, за которой расположены жилые кварталы. Давление в газголдере – атмосферное. Оценить опасность возможного очага поражения через 1 час после аварии, т.е. определить эквивалентное количество аммиака в первичном облаке и возможную глубину зоны заражения. Принимают метеоусловия: температура воздуха 20⁰ С, скорость ветра –1 м/с, инверсия.

Решение.

1. Находим количество выброшенного при аварии вещества по формуле (4)

Q₀ = 1,6 т.

2. Определяем эквивалентное количество вещества в первичном облаке по формуле (3)

Q_э1 = 0,06 т.

3. По табл. 2 интерполированием находим глубину зоны заражения Г₁=0,85 +

4. Находим предельно возможные значения глубины переноса воздушных масс по формуле (9)

Г_п = 1 · 5 = 5 км.

5. Расчетная глубина зоны заражения принимается равной 0,93 км как минимальная.

6. Глубина зоны заражения для жилых кварталов составляет 0,93-0,2-0,3=0,43 км.

Вывод. Облако зараженного воздуха через 1 час после аварии может представлять опасность для рабочих и служащих химически опасного объекта, а также населения города, проживающего на расстоянии 430 м от санитарно- защитной зоны.

Пример 2. Оценить, на каком расстоянии через 4 часа после аварии будет сохраняться опасность поражения населения при разрушении изотермического хранилища аммиака емкостью 30000 т, высота обваловки емкости составляет 3,5 м. Поскольку это заблаговременное прогнозирование, метеоусловия принимаются следующие: температура воздуха 20⁰ С, скорость ветра – 1 м/с, инверсия. Определить эквивалентное количество аммиака в первичном, вторичном облаках, а также возможную глубину зоны заражения.

Решение.

1. Определяем эквивалентное количество вещества в первичном облаке по формуле (3)

Q_э1 = 12 т.

2. Время испарения аммиака находим по формуле (7)

Т= 89,9 ч.

3. Эквивалентное количество вещества во вторичном облаке определяем по формуле (6)

Q_э2 = 40 т.

4. Глубину заражения для первичного облака аммиака вычисляем по табл. 2 для 12 т

Г₁= 21,3 км.

5. Глубину заражения для вторичного облака находим по табл. 2

Г₂=45,4 км.

6. Полную глубину зоны заражения определяем по формуле (8)

Г= 56,05 км.

7. Предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс вычисляем по формуле (9)

Г_п = 20 км.

Вывод. Через 4 часа после аварии облако зараженного воздуха может представлять опасность для населения, проживающего на расстоянии до 20 км.

Пример 3. На участке аммиакопровода произошла авария, сопровождающаяся выбросом аммиака. Объем выброса не установлен. Требуется определить глубину зоны возможного заражения через 2 часа после аварии при условии, что разлив на подстилающей поверхности – свободный. Так как объем разлившегося аммиака не известен, то принимаем его равным 500 т – максимальному количеству, содержащемуся в трубопроводе между автоматическими отсекателями. Метеоусловия: температура воздуха 20⁰С, скорость ветра – 1м/с, инверсия.

Решение.

1. Определяем эквивалентное количество вещества в первичном облаке по формуле (3)

Q_э1= 3,6 т.

2. Находим время испарения аммиака по формуле (7)

Т= 1,4 ч.

3. Рассчитываем эквивалентное количество вещества во вторичном облаке по формуле (6)

Q_э2= 15,8 т.

4. Определяем глубину зоны заражения для первичного облака по табл. 2

Г₁ = 10,2 км.

5. Находим глубину зоны заражения для вторичного облака по табл. 2,

Г₂ = 25,2 км.

6. Полную глубину зоны заражения определяем по формуле (8):

25,2 + 0,5 10,2 = 30,3 км.

7. Вычисляем предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс по формуле (9)

Г_п = 2∙ 5 =10 км.

Вывод. Глубина зоны возможного заражения через 2 ч после аварии составит 10 км.

Поиск по сайту: