Пожаровзрывобезопасность

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Штаб по делам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям

«Утверждаю»

Директор юридического

института

___________

«____»___________2003г

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

для проведения занятий по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»

Тема 4. Пожаровзрывобезопасность

Занятие 4.3. Оценка последствий аварий на пожаровзрывоопасных объектах

Методическая разработка

рассмотрена и одобрена

на заседании ученого совета ЮИ

«___»____________ 2003 г

протокол № ___

Томск-2003

Занятие 4.3.

Тема: Оценка последствий аварии на пожаровзрывоопасных объектах.

Цель занятия - изучить методику оценки последствий аварий на пожаровзрывоопасных объектах. Приобрести навыки в решении задач по оценке последствий аварий на пожаровзрывоопасных объектах.

Время - 2 часа.

Метод - практическое занятие.

Место - __________________-

Учебно-методическая база - плакаты, схемы, наглядные пособия. Литература:

1. Методика оценки последствий аварий на пожаровзрывоопасных объектах. Москва - 1994 г. МЧС РФ.

2. Сборник методик по прогнозированию возможных аварий, катастроф, стихийных бедствий в РСЧС. Книга 1,2. 1994 г.

3. , Сердюк B. C. Учебное пособие. Основы безопасности в чрезвычайных ситуациях.

План занятия:

Введение................................................................................. 5 мин.

1. Методика оценки последствий аварий на ПВ00..........................50 мин.

2. Решение задач по оценке последствий аварий на ПВОО..............30 мин.

Заключение.............................................................................. 5 мин.

Методические указания.

1. Вводная часть занятия проводится согласно общих организационно-методических указаний на тему.

2. Первый вопрос занятия рассмотреть на конкретном примере, то есть при решении практической задачи дать студентам теоретические основы оценки последствий аварии на ПВОО.

3. Главное внимание студентов при оценке последствий аварий обратить на вопросы определения вероятности поражения людей от опасных факторов пожара и взрыва.

4. При проведении занятия со студентами экономических специальностей, дать основные положения методик определения экономического ущерба от аварии на ПВОО.

5. Второй вопрос отрабатывать на простых примерах решения задач, требующих определения единичного показателя.

6. На самостоятельную работу студентов дать решение одной задачи по вариантам ( условия задачи дано в заданиях контрольных работ).

7. Заключительную часть провести согласно общих организационно-методических указаний на тему.

Введение.

Методика предназначена для оценки последствий аварий на объектах по хранению, переработке транспортировке сжиженных углеводородных газов(СУГ). Методика может использоваться в практической деятельности работниками РСЧС и ГО.

1. Методика оценки последствий аварий на ЦВОО.

1.1. Основные определения и допущения.

Под «резервуарами» понимается резервуар для хранения и транспортировки СУГ, а также технологические установки, содержащие эти вещества.

Поражающие факторы аварии на ПВОО:

• Воздушно-ударная волна;

• Тепловое излучение от огненных шаров и горящих разлитий;

• Осколки и обломки оборудования;

• Обломки зданий и сооружений.

Показатели последствий на ПВОО:

Ø  Для людей - количество человек, получивших смертельное поражение (без

учета влияния мер экстренной медицинской помощи, а также ожоги 1 и 2

степени при условии их нахождения на отрытой местности и в зданиях;

Ø  Для зданий - степени разрушения зданий и сооружений промышленной и

селитебной зоны.

В пределах огненного шара и горящего разлития люди получают

смертельное поражение.

В методике учитываются 6 режимов взрывных превращений облаков

ТВС — от детонации до дефлаграции.

1.2.Исходные данные задачи.

На пожаровзрывоопасном объекте произошла авария: мгновенно

разрушился резервуар со СУГ пропаном массой 100 т с воспламенением

облака ТВС. Резервуар окружен технологическим оборудованием,

размещенным с высокой плотностью. Персонал размещен на объекте:

Ø  На открытой местности - с плотностью 0, 0001 чел*м-2;

Ø  В промышленных зданиях - с плотностью 0,1 чел*м-2;

Ø  В административных зданиях - с плотностью 0,2 чел*м-2.

Характеристики и количество зданий на объекте:

Ø  Промышленные - одно, площадь 100 м2, удаление от места аварии 720 м;

Ø  Административные - одно, площадь 100 м2, удаление от места аварии 900 м.

1.3. Порядок оценки последствий аварии на ПВОО.

1. Определение массы пропана участвующего в реакции.

В данном случае произошло мгновенное разрушение резервуара, поэтому в реакции примет участие 100 т пропана (М=100 т), а при образовании огненного шара 60% массы СУГ, то есть 60 т (масса газа в облаке ТВС).

2. Определение режима взрывного превращения облака ТВС.

По таблице 1 определяем класс взрывоопасного вещества - 2 класс.

По таблице 2 определяем класс пространства окружающего место аварии – 2 класс.

По таблице 3 определяем режим взрывного превращения облака ТВС - 2 режим.

Определение степени разрушений зданий и сооружений.

Для определения степени разрушений зданий определяем в какую зону разрушений они попали. Для этого определяем радиусы зон разрушений.

Радиусы зон разрушений определяются по таблице 1, 2, 3, 4, 5,6 Приложения. Таблицу выбираем в зависимости от режима взрывного - превращения, для нашего случая таблица 2.

Полученные данные записываем в табличной форме.

Размеры зон разрушений и расстекления промышленных и административных зданий.

Тип Здания	Степень разрушения и радиус зон, м	Расстекление
Полная(1)	Сильная(2)	Средняя (З)	Слабая (4)
Промышленные	200	398	708	1259	2512
Административные	288	501	977	1995

Таким образом, промышленное здание получит среднюю степень разрушения, административное здание - слабую степень разрушения. ( Характеристика степеней разрушения дана в таблице 13 Приложения).

Определение числа пострадавших людей от воздушной ударной волны.

1. Определение числа пораженных людей на открытой местности.

Количество пострадавших людей на открытой местности определяется по формуле:

,

где Nom-число пораженных на открытой местности, nim — количество людей, наводящихся в i-той зоне (определяется по картограмме распределения людей на территории ПВОО или по плотности людей на местности ), Рim - вероятность гибели людей в i-той зоне (Р6m=99%,Р5m=90%, Р4m=50%, Р3m=10%, Р2m=1%, Р1m=0%).

Радиусы зон поражения людей на открытой местности приведены в таблицах 7, 8,9, 10, 11, 12.

Для данного случая воспользуемся табл. 8 (для второго режима взрывного превращения).

Радиусы зон поражения людей:________________________

Номер зоны, вероятность поражения, радиус зоны, м
6-я(99)	5-я (90)	4-я (50)	3-я (10)	2-я(1)	1-я(0)
123	132	151	191	229	275

Число пострадавших в 6-ой зоне:

,

где S6 - площадь шестой зоны, м2 ,, плотность людей на открытой местности чел/м2 ,Р6 — средняя вероятность поражения людей в зоне.

S6=R 62= 3,14*1232=3,14*15129=47529 м2.

= 0.0001 чел/м2 (см. исходные данные ).

P6= (P6m=1)/2=(0,99+1)/2 = 0, 995.

N6m =S6 **Р6 = 47529* 0,0001*0,955 = 4, 735 человек.

Аналогичным образом определяем число пострадавших для остальных зон:

N5m =1 чел, N4m =1 чел, N3m =1 чел, N2m=0 чел, N1m, =0 чел.

Общее количество пострадавших от ВУВ на открытой местности равно 8 человек.

4.2.Определение числа пострадавших людей в зданиях.

Количество пострадавших людей, находящихся в зданиях определяется по зависимости:

где Nзд — число пострадавших в административных и промышленных зданиях; niж - количество людей в жилых (административных ) зданиях, которые попали в i-тую зону разрушений; Рiж- вероятность выживания людей в жилых ( административных ) зданиях,

попавших в i-тую зону разрушения, %; P4ж = 98%; Р3ж = 94%; Р2ж= 85%;P1ж=30%; ( номер зоны соответствует степени разрушения здания согласно таблице в п. З);nin - количество людей в промышленных зданиях, попавших в i-тую зону разрушений; Рin вероятность выживания людей в промышленных зданиях, %;P4n = 90%; Рзn = 40%.

Определяем количество людей в промышленных и административных зданиях:

nin = Sin*=100*0,1=10 человек,

niж = Siж* = 100*0,2=20 человек,

где nin, niж - количество людей, находящихся в промышленных и административных зданиях; Sin, Siж- площадь промышленного и административного здания; , -плотность людей в промышленных и административных зданиях, чел/м.

Если на территории ПВОО находятся несколько административных и промышленных зданий, то количество людей, находящихся в зданиях определяется для каждого административного и промышленного здания.

Административное здание попало в 4-ую зону разрушений (слабая степень разрушений)P4ж=98%.

Промышленное здание попало в 3-ую зону разрушений (средняя степень разрушений) - Рзn = 40%.

Число пострадавших людей в зданиях равно:

N3= 20 (l-0,98) +,4) 6человека.

Таким образом, в зданиях пострадает 6 человек. Всего пострадавших от воздушной ударной волны:

nВУВ = NОМ+N3= 8 +6= 14 человек.

5. Определение числа пострадавших людей от теплового воздействия.

5.1. Определение параметров огненного шара.

К параметрам огненного шара относятся: радиус, время существования, тепловой поток на поверхности огненного шара.

Масса топлива, сгорающего в огненном шаре:

m=0.6*M,

m=0.6*10000=60000 кг.

Радиус огненного шара определяется по формуле:

Rош= 3,2 m0.325,

Где Rош-радиус огненного шара, м.

Rош=3.2*600000.325

Для удобства нахождения радиуса огненного шара, можно воспользоваться табл. 14 Приложения.

Время существования огненного шара:

tош= 0,85 m0.26,

где toш- время существования огненного шара, с.

tош= 0,85*600000.26=15 с.

Этот результат можно получить, воспользовавшись табл. 15 Приложения.

Значение теплового потока на поверхности огненного шара определяем

по таблице 4., тогда Q0=195 кВт/m2.

Если вещество не вошло в табл. 4, то значение теплового потока

принимаем за 200 кВт/m2.

5.2. Определение числа пораженных людей, находящихся в различных зонах теплового воздействия.

Число пострадавших людей на площади покрываемой огненным шаром:

Nош= Sош* *Pош,

где Nош - число пострадавших людей на поверхности покрываемой огненным шаром; Sош- площадь покрываемая огненным шаром, - плотность людей на открытой местности, Чел/м2; Рош - вероятность гибели людей, равная , 100%.

Nош= R2ош**Pош= 3,14* 1142* 0,0001*1=4 чел.

Для людей, находящихся на различных расстояниях от огненного шара вероятность пострадать от теплового воздействия будет различная. Эта вероятность будет зависеть от индекса дозы теплового излучения, который в свою очередь зависит от теплового потока на поверхности огненного шара, времени существования огненного шара, расстояния человека от огненного шара.

Индекс дозы теплового излучения определяется:

J= t (Q0* R2 ош/X2)4/3,

где J - индекс дозы теплого излучения; Q0- тепловой поток, кВт/м2; Rош - радиус огненного шара, м; Х - расстояние от центра огненного шара до человека (Х>Rош), м.

Если известен индекс дозы теплового излучения, то расстояние от центра огненного шара, на котором он наблюдается равно:

Х = Rош* Qo0/5(t/J)3/8 =Rош* Qo0.5(t/J)0.375.

Число пострадавших людей, находящихся в зоне, где вероятность теплового воздействия составляет более 95%.

По графику на рис.1 определяем, что такой вероятности соответствует дозы теплового излучения 3,7*103 .

Радиус этой зоны равен:

X95= 114*95/3700)0.375= 202 м.

( для возведения чисел в дробную степень можно воспользоваться табл. 16 Приложения).

Количество пострадавших в данной зоне равно:

N95=S95*P95*,

где S95- площадь зоны, м2; P95- средняя вероятность гибели людей в зоне равна (0,95+1)/2=0,975.

S95=3.14()=8700 м2,

N95=8700*0,975*0,0001=8,5 9 человек.

Число пострадавших людей в зоне, где вероятность их гибели составляет от 65% до 95% (среднее значение 0,8).

Далее аналогично определяем для следующих зон:

Р=65%, J65=1500; Х65 =283 м; S65= 123000 м2;

N65=10 чел..

Р=25 ..65%, J25=800; X25 =360м; S25= I55000 м2

N25=7 чел..

P=5..25%, J5=500; X5 =430м; S5= 174000 м2;

N5=3 чел..

Таким образом, общее количество пострадавших от теплового потока равно:

Nтп= Nош + N95 +N65+ N25+N5= 4+9+10+7+3= 33 чел.

6. Определение числа пораженных людей от осколков оборудования.

Число пострадавших людей от осколков оборудования определяется по графику на рис. 2; в зависимости от объемов резервуара и плотности расположения людей.

Для данного случая людей пострадавших от осколков оборудования не будет.

7.0пределение общего числа пострадавших людей от ВУВ теплового воздействия (только для математического, физического, химического экономического факультетов ).

Количество пострадавших людей в зонах совместного действия ВУВ и теплового потока определяется на основе сложения вероятностей гибели людей от двух поражающих факторов.

Для решения этой задачи необходимо вычертить ситуационный план аварии с указанием размеров зон действия поражающих факторов аварии.

Количество пострадавших людей на площади, покрываемой огненным шаром и зоне гибели людей от ВУВ с вероятностью более 0,99.

В данной зоне ограниченной окружностью радиусом 123 м пострадают100%, т. е. Ni= 5 человек.

Количество пострадавших людей в 5 зоне действия ВУВ и в зоне теплового воздействия (Р5= 0,975).

N955=Sом*(P5 +P95 –P5 P95) = 7210 * 0.001*(0.945+0.975-0.975*0.945)= 1 чел..

Количество пострадавших людей в 4 зоне действия ВУВ (Р4= 0,7) и в зоне теплового воздействия (Р95= 0,975 ).

N954=Sом*(P4 +P95 –P4 P95)=2 чел..

Количество пострадавших людей в 3 зоне действия ВУВ (Р3= 0,3 ) и в зоне теплового(Р95=0,

N953=Sом*(P3 +P95 –P3 P95) =3.14()*0.0001(0.3+0.975-0.3*0.975)=4 чел..

Количество пострадавших людей в 2 зоне действия ВУВ (P2= 0,055)и в зоне теплового воздействия (P95= 0,975).

N952=Sом*(P2 +P95 –P2 P95) =3,14 (21*( 0,055+6,975-0,055*0,975)= 1 чел..

(Радиус зоны 202м, берется, так как 2 зона действия ВУВ перекрывает нового воздействия с вероятностью гибели 0,975).

В дальнейшее определение количества пострадавших людей на открытой территории не имеет смысла, так как вероятность гибели от ВУВ незначительна P=0 .005).

Таким образом, общее количество людей, пострадавших на открытой от совместного действия ВУВ и теплового воздействия равно:

N вув, тп= 5+1+2+4+1= 13 чел..

Общее количество пострадавших людей на открытой местности:

nom= nbуb +NTП= 13+10+7+3=33 чел..

Всего пострадавших в результате аварии:

N=NОM +N39= 33+2= 35 чел..

2.Решение задач по оценке последствий ПВОО.

2.1. Определите режим взрывного превращения при взрыве - резервуара с ацетиленом массой 50т, если резервуар расположен на 5дной открытой местности.

Решение.

По табл. 1 определяем класс взрывного вещества - 1 класс.

По табл. 2 определяем класс пространства, окружающего место аварии –4 класс.

Начальник штаба по делам ГО и ЧС

Томского Государственного университета