Анализ влияния антропогенных факторов на устойчивость территории

 

 

 

 

Таблица 1 – Климат Новороссийска

Показатель	Янв	Фев	Мар	Апр	Май	Июн	Июл	Авг	Сен	Окт	Ноя	Дек	Год
Средняя температура,°С	2,3	2,7	5,8	10,5	15,8	20,2	23,7	23,6	19,1	14,3	8,6	4,8	12,6
Норма осадков, мм	84	74,1	56,5	49,2	43	58,2	59,8	46,5	51,8	56,8	74,8	103,6	758,3

 

 

3 Общие сведения о горении

Горением называется сложный физико — химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, характеризующийся самоускоряющимся превращением и сопровождающийся выделением большого количества тепла и света. Обычно в качестве окислителя участвует кислород воздуха, которого содержится около 21%.

Для возникновения и развития процесса горения необходимы: горючее вещество, окислитель и источник воспламенения, инициирующий реакцию.

Горючее вещество и окислитель должны находиться в определенных соотношениях друг с другом.

Горение, как правило, происходит в газовой фазе. Поэтому горючие вещества, находящиеся в конденсированном состоянии (жидкие, твердые материалы), для возникновения и поддержания горения должны подвергаться газификации (испарению, разложению), в результате которой образуются горючие пары и газы в количестве, достаточном для горения.

В зависимости от агрегатного состояния горючих веществ горение может быть гомогенным и гетерогенным.

Гомогенное горение: компоненты горючей смеси находятся в газообразном состоянии. Причем, если компоненты перемешаны, то горение называют кинетическим. Если не перемешаны – это диффузионное горение.

Гетерогенное горение характеризуется наличием раздела фаз в горючей смеси (горение жидких и твердых горючих веществ в среде газообразного окислителя).

Горение различается также по скорости распространения пламени и в зависимости от этого фактора оно может быть:

• дефляграционным (скорость пламени в пределах нескольких метров с секунду);
• взрывным (скорость пламени до сотен метров в секунду);
• детонационным (скорость пламени порядка тысяч метров в секунду).

Кроме того различают: ламинарное горение, характеризуемое послойным распространением фронта пламени по горючей смеси; турбулентное, характеризуемое перемешиванием слоев потока и повышенной скоростью выгорания.

Равномерное распространение горения устойчиво лишь в том случае, если оно не сопровождается повышением давления. Когда горение происходит в замкнутом пространстве, или выход газообразных продуктов затруднителен, то повышение температуры приводит к интенсивному расширению газовых объемов и взрыву.

Под взрывом понимают быстрое превращение веществ, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить работу.

Пожаром называется неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб и представляющее опасность для людей.

 

 

 

 

 

 

4 Пожаровзрывоопасные свойства веществ

Для оценки возможности возникновения и развития пожара необходимо знать пожаровзрывоопасные свойства веществ и материалов в условиях их производства, переработки, транспортировки и хранения.

К пожаровзрывоопасным свойствам веществ относятся:

1. Горючесть – способность вещества или материала к горению. Горючесть зависит от состояния системы «вещество – окислитель»: температуры, давления и объема. Горючесть пылей зависит от их измельчения.
2. По горючести вещества и материалы подразделяются на три группы:
1. негорючие (несгораемые) – вещества и материалы, неспособные к горению в воздухе;
2. трудно горючие (трудно сгораемые) – вещества и материалы, способные возгораться в воздухе от источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания;
3. горючие (сгораемые) – вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления.

Из группы горючих веществ и материалов выделяют легковоспламеняющиеся. К ним относятся вещества и материалы, способные воспламеняться от кратковременного (до 30 секунд) воздействия источника зажигания с низкой энергией.

3. Температура вспышки. Вспышка — быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов и не переходящее в стационарное горение. Температурой вспышки называется самая низкая температура горючего вещества, при которой (в условиях специальных испытаний) над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования еще не достаточна для возникновения устойчивого горения.
4. Температура воспламенения. Температурой воспламенения называется температура вещества, при которой (в условиях специальных испытаний) вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после их зажигания возникает устойчивое пламенное горение.
5. Температура самовоспламенения. Это самая низкая температура вещества, при которой (в условиях специальных испытаний) происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающихся пламенным горением. 
6. Нижний и верхний предел распространения пламени.

Нижний концентрационный предел распространения пламени (предел воспламенения) – это такая объемная (массовая) доля горючего вещества в смеси с окислительной средой (выраженная в % или мг/м3), ниже которой смесь становится неспособной к распространению пламени, т.е. это минимальное содержание горючего вещества в горючей смеси (вещество – окислитель), при котором возможно распространение пламени на любое расстояние от источника зажигания.

Верхний концентрационный предел распространения пламени – это такая объемная (массовая) доля горючего в смеси с окислительной средой, выше которой смесь становится неспособной к распространению пламени.

Область распространения пламени (область воспламенения) – это область объемных (массовых) долей горючего вещества в смеси с окислительной средой, заключенная между нижним и верхним концентрационными пределами.

ж) Температурные пределы распространения пламени. Это такие температуры вещества, при которых его насыщенные пары образуют в определенной окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему (нижний температурный предел) и верхнему (верхний температурный предел) концентрационным пределам распространения пламени.

з) Минимальная энергия зажигания. Это наименьшая энергия искрового разряда, способная воспламенить наиболее легковоспламеняющуюся смесь вещества с воздухом.  

 

5 Построение логического дерева событий

Построение логического  дерева событий позволяет определить развитие возможных пожароопасных  ситуаций и пожаров, возникающих  вследствие реализации инициирующих пожароопасную  ситуацию событий. Анализ дерева событий  представляет собой "осмысливаемый  вперед" процесс, то есть процесс, при  котором исследование развития пожароопасной  ситуации начинается с исходного  события с рассмотрением цепи последующих событий, приводящих к  возникновению пожара.

При построении логических деревьев событий учитываются следующие  положения:

• выбирается пожароопасная ситуация, которая может повлечь за собой возникновение аварии с пожаром с дальнейшим его развитием;
• развитие пожароопасной ситуации и пожара должно рассматриваться постадийно с учетом места ее возникновения на объекте оценки риска, уровня потенциальной опасности каждой стадии и возможности ее локализации и ликвидации. На логическом дереве событий стадии развития пожароопасной ситуации и пожара могут отображаться в виде прямоугольников или других геометрических фигур с краткими названиями этих стадий;
• переход с рассматриваемой стадии на новую определяется возможностью либо локализации пожароопасной ситуации или пожара на рассматриваемой стадии, либо развития пожара, связанного с вовлечением расположенных рядом технологического оборудования, помещений, зданий и т.п. в результате влияния на них опасных факторов пожара, возникших на рассматриваемой стадии. Условные вероятности переходов пожароопасной ситуации или пожара со стадии на стадию одной ветви или с ветви на ветвь определяются, исходя из свойств вовлеченных в пожароопасную ситуацию или пожар горючих веществ (физико-химические и пожароопасные свойства, параметры, при которых вещества обращаются в технологическом процессе и т.д.), условной вероятности реализации различных метеорологических условий (температура окружающей среды, скорость и направление ветра и т.д.), наличия и условной вероятности эффективного срабатывания систем противоаварийной и противопожарной защиты, величин зон поражения опасными факторами пожара, объемно-планировочных решений и конструктивных особенностей оборудования и зданий производственного объекта. При этом каждой стадии иногда присваивается идентификационный номер, отражающий последовательность переходов со стадии на стадию;
• переход со стадии на стадию, как правило, отображается в виде соединяющих линий со стрелками, указывающими направления развития пожароопасной ситуации и последующего пожара. При этом соединения стадий должны отражать вероятностный характер события с выполнением условия "или" или "да", "нет";
• для каждой стадии рекомендуется устанавливать уровень ее опасности, характеризующийся возможностью перехода пожароопасной ситуации или пожара на соседние с пожароопасным участки объекта;
• при повторении одним из путей части другого пути развития для упрощения построения логического дерева событий иногда вводят обозначение, представляющее собой соответствующую линию со стрелкой и надпись "на стадию (код последующей стадии)".

При анализе логических деревьев событий руководствуются следующими положениями:

• возможностью предотвращения дальнейшего развития пожароопасной ситуации и пожара зависит от количества стадий и времени их протекания (то есть от длины пути развития пожароопасной ситуации и пожара). Это обусловливается большей вероятностью успешной ликвидации пожароопасной ситуации и пожара, связанной с увеличением времени на локализацию пожароопасной ситуации и пожара и количеством стадий, на которых эта локализация возможна;
• наличием у стадии разветвлений по принципу "или", одно из которых приходит на стадию локализации пожароопасной ситуации или пожара (например, тушение очага пожара, своевременное обнаружение утечки и ликвидация пролива, перекрытие запорной арматуры и т.п.), свидетельствует о возможности предотвращения дальнейшего развития пожароопасной ситуации и пожара по этому пути.

Значение частоты реализации отдельной стадии дерева событий  или сценария определяется путем  умножения частоты возникновения  инициирующего события на условную вероятность развития по конкретному  сценарию.

Для легковоспламеняющихся  жидкостей с температурой вспышки  менее +28 °C должны использоваться условные вероятности воспламенения как  для двухфазной среды.

При определении условных вероятностей реализации различных  сценариев должны приниматься во внимание свойства поступающих в  окружающее пространство горючих веществ, условные вероятности реализации различных  метеорологических условий (температура  окружающей среды, скорость и направление  ветра и т.д.), наличие и условные вероятности эффективного срабатывания систем противоаварийной и противопожарной  защиты и т.д.

Составим  дерево событий для рассматриваемого объекта.

В ходе работы будем рассматривать вариант  разрушения резервуара №3 с таким  последствием как пожар пролива, а также самый пессимистический вариант развития событий – разрушение одновременно четырех резервуаров  от сброса бомбы достаточной мощности.

 

Рисунок 1 – Дерево событий

 

6 Составление сценариев развития событий

Сценарий  №1. После сброса авиационного снаряда  мощностью 100 кг тротила на резервуар  №3 данный резервуар будет полностью  разрушен, после чего произойдет разлитие нефтепродуктов в пределах обвалования  и начнется пожар пролива. Для  данного сценария необходимо рассчитать величины избыточного давления ударной  волны от взрыва на другие резервуары, а также посчитать тепловое воздействие  от пожара пролива на ближайший резервуар№4.