- •Тема3. Аварии на химически опасных объектах.(Занятия 3.1.,3.2, 3.3) Занятие 3.2.: Прогнозирование обстановки при авариях на хоо.
- •Химическая обстановка и ее оценка. Общие положения.
- •Количество ахов, обусловившее чс.
- •Учет влияния условий хранения, определяющих характер разлива.
- •Расчеты при авариях на химически опасном объекте. Основные положения методического подхода к расчету.
- •Коэффициенты, используемые при расчете эквивалентного количества.
- •Определение эквивалентного количества вещества в первичном облаке.
- •Определение эквивалентного количества вещества во вторичном облаке, и времени испарения.
- •Определение площади зоны заражения и нанесение ее на карту
- •Определение времени подхода зараженного воздуха к заданной границе (объекту).
- •Определение продолжительности заражения.
- •Расчеты при разрушении химически опасного объекта.
- •Примеры решения задач Задача №1
- •Приложение 1. Таблицы для расчетов.
Расчеты при разрушении химически опасного объекта.
При разрушении ХОО рассматривается только один вариант расчетных формул прогноза обстановки, справедливый для случая, когда, во-первых, все вещества находятся в жидком агрегатном состоянии и, во-вторых, не вступают между собой в химические реакции.
При этих двух допущениях расчет многих первичных и вторичных облаков по приведенным выше формулам был бы весьма условен, поэтому на практике используется одна приближенная формула для расчета общего эквивалентного количества хлора.
Принимается следующий порядок расчета.
1) Расчет Тi для i от 1 до n, где n — число различных АХОВ в ЧС.
2) Определение наборов коэффициентов (k1- k8)i для каждого i-го АХОВ.
3) Определение обобщенного эквивалентного количества АХОВ :
mэ = 20 K4K5 (K2K3K6K7в mо/ж)i (15)
(При расчете первичными облаками пренебрегаем, k7 берем для вторичного облака).
4) Расчет глубин зон — аналогично расчету при авариях.
5) Расчет площадей.
6) Расчет продолжительности заражения по формуле:
t = max {Tисп i} (16)
Примеры решения задач Задача №1
На объекте произошла авария на технологическом трубопроводе с жидким хлором, находящимся под давлением. В трубопроводе содержалось 40т сжиженного хлора. Оценить химическую обстановку через 2 часа после аварии. Метеоусловия: скорость ветра - 5 м/с, температура воздуха - 0 С, изотермия. Разлив АХОВ на подстилающую поверхность - свободный.
Исходные данные:
АХОВ - хлор, низкокипящая жидкость, tкип = -34оС , ж =1,553 т/м3
Способ хранения – сжиженный газ под давлением
Аварийная масса 40 т
Высота слоя испарения 0,05 м
Время прогноза Тпрог = 2 ч
Метеоусловия:
СВУ – изотермия, t = 0оС, скорость ветра v =5м/с , = 45о , vп=29км/ч
Коэффициенты:
К1 = 0,18 К3 = 1 К7п = 0,26
К2 = 0,052 К4 = 2,34 К7в = 1
К5 = 0,23 К8 = 0,133
Решение:
1 . Определение глубины зоны заражения:
а) mэ1 = K1 К3 К5 К7п mо = 0,18 1 0,23 0,26 40 = 1 т
б) Тисп = h рж / К2 К4 К7в = 0,05 1,553 / (0,052 2,34 1) = 0,64 ч = 38 мин
в) К6 = 1 ; (Тисп <1)
г) mэ2 =(1- К1)К2КзК4К5КбК7вm0/(hж) = (1- 0,18)0,05212,340,231140/0,051,553 = 11,8 т
д) Г1 = 1,68 км, Г2 = 5,53+(8,19-5,53)(11,8-10)/(20-10) = 6км,
е) Гоб = max { Г1;Г2) + 0,5 min { Г1;Г2} = 6 + 0,51,68 = 6,84 км
ж) Гп=Тпрог Vn=229 = 58 км
з) Г = min { Гоб; Гп) = min { 6,84 ; 58 } = 6,84 км
2.Определение площади заражения
а) SB = 8,7310-3Г2 ф = 8,7310-3 6,842 45 = 18,38 кв. км.
б) Тф = Г / Vn= 6,38 / 29 = 0,22 час
в) = min { Тф; Тпрог} = min { 0,22; 2} = 0,22 час
г) SФ = К8 Г2 = 0,133 * 6,842 * 0,220,2 = 4,6 кв.км.
Задача №2
На объекте сосредоточены запасы хлора -30т, аммиака -150т, нитрила акриловой кислоты -200т. Оценить химическую обстановку на 3 часа после разрушения объекта. Температура воздуха - 0° С. Определить время подхода облака зараженного воздуха к рубежу, отстоящему от места аварии на 18 км.
Решение:
Для прогнозирования принимаются условия: инверсия, скорость ветра-1м/с.
1 .по формуле (5) определяем времена испарения АХОВ:
хлора Тисп = h рж / К2 К4 К7 =0,05 * 1,553 / 0,052*1* 1=1,49час=1час ЗОмин
аммиака Тисп = h рж / К2 К4 К7 =0,05 * 0,681 / 0,025*1*1= 1,36час = 1час 22мин
нитрила акриловой
кислоты Тисп = h рж / К2 К4 К7 =0,05 * 0,806 / 0,007*1*0,4= 14,39час=14час 23мин
2.Определяем значение коэффициента К6 для каждого вещества по формуле(З): хлор К6 = min { Тисп ; Т^ }°'8 = min { 1,49 ; 3}°'8 = 1,49 °'8 = 1,375,
аммиак К6 - min { Тисп ; Т^ }°'8 = min { 1,36 ; 3}°'8 = 1,36 °'8 = 1,279,
нитрил акриловой
кислоты К6 = min { Тисп ; ТпрОГ }°'8 = min { 14,39 ; 3}°'8 = 3 °'8 = 2,408.
3. По формуле (15) находим суммарное эквивалентное количество АХОВ
mэ = 20 К4К5 (К2К3К6К7 mо/рж)1=20*1*1*(0,052*1*1*1,375*1*30/1,553+
+0,025*0,04*1,279*1*150/0,681+0,007*2,408*0,4*200/0,806) = 60т.
4.По таблице 13 находим глубину зоны заражения
Гоб = 52,67 +(65,23-52,67)*(60-50)/(70-50) = 59 км
5.По формуле (8) определяем глубину переноса переднего фронта облака
Гп= ТпрОГ Vn =3*5=15 км.
6.По формуле (9) определяем окончательную глубину зоны
Гок = min { Гоб; Гп) = min { 59; 15} = 15 км.
7. По формуле (10) определяем площадь зоны возможного заражения
SB = 8,73* 10'3* Гок 2* ф =8,73* 10'3* 15 2* 180 = 353,57 км2
8.По формуле (11) определяем время формирования зоны
ТФ = ГОК /Vn =15/5=3 час.
9.По формуле (12) определяем минимальное из времён
= min { Тф; Тпрог} = min { 3; 3} = 3 час
10.По формуле (13) определяем площадь зоны фактического заражения
SФ = К8 Гок 2 е°'2 = 0,081*15 2 * 3 0,2 =22,7 км 2
11 По формуле (14) определяем время подхода облака к заданному рубежу
t = X/Vn = 18 / 5 = 3,6 час = 3 час 36 мин
12.продолжительность аварии определяется наибольшим временем испарения АХОВ (нитрил акриловой кислоты) и составляет 14 час 23 мин.
Рекомендуемые контрольные вопросы к Занятию 3.2.:
Химическая обстановка и метод ее прогнозирования.
Понятие эквивалентного количества АХОВ.
Исходные данные при прогнозировании последствий ЧС на ХОО.
Учет влияния условий хранения, определяющих характер разлива.
Коэффициенты, используемые при расчете.
Последовательность расчет глубины зоны заражения.
Определение площади зоны заражения. Зона возможного заражения. Зона фактического заражения. Продолжительность заражения. Допущения при прогнозе обстановки при разрушении ХОО.
Лекция обсуждена и одобрена на заседании кафедры « 30 » августа 2006 г. Протокол № заседания кафедры.