Анализ влияния антропогенных факторов на устойчивость территории

Сценарий  №2. Мощность бомбы будет достаточной, чтобы разрушились обвалования  и все резервуары одновременно, после  чего начнется пожар пролива нефтепродуктов на глобальной территории с нанесением ущерба окружающей среде.

Сценарий  №3. Избыточное давление ударной волны  разрушит обвалование, в том числе  ближайших резервуаров, после чего из резервуара №3 произойдет разлив нефтепродуктов с последующим пожаром пролива. В следствие пожара произойдет нагрев нефтепродуктов в резервуарах, после  чего под силой избыточного давления паров ЛВЖ произойдет взрыв с  последующим пожаром пролива. Здесь  будет наблюдаться «эффект домино».

 

 

7 Методики определения опасных зон при авариях

При оценке пожарной опасности технологического процесса необходимо оценить расчетным  или экспериментальным путем:

• избыточное давление, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей в помещении. Предельно допустимые значения приведены в таблице №2;
• размер зон, ограниченных нижним концентрационным пределом распространения пламени (НКПР) газов и паров;
• интенсивность теплового излучения при пожарах проливов ЛВЖ и ГЖ для сопоставления с критическими (предельно допустимыми) значениями интенсивности теплового потока для человека и конструкционных материалов. Предельно допустимые значения приведены в таблице №3;
• размеры зоны распространения облака горючих газов и паров при аварии для определения оптимальной расстановки людей и техники при тушении пожара и расчета времени достижения облаком мест их расположения;
• возможность возникновения и поражающее воздействие «огненного шара» при аварии для расчета радиусов зон поражения людей от теплового воздействия в зависимости от вида и массы топлива.
• параметры волны, давления при сгорании газопаровоздушных смесей в открытом пространстве;
• поражающие факторы при разрыве технологического оборудования вследствие воздействия на него очага пожара;
• интенсивность испарения горючих жидкостей и сжиженных газов на открытом пространстве и в помещении;
• температурный режим пожара для определения требуемого предела огнестойкости строительных конструкций;
• требуемый предел огнестойкости строительных конструкций, обеспечивающий целостность ограждающих и несущих конструкций пожарного отсека с технологическим процессом при свободном развитии реального пожара;
• размер сливных отверстий для горючих жидкостей в поддонах, отсеках и секциях производственных участков. При этом площадь сливного отверстия должна быть такой, чтобы исключить перелив жидкости через борт ограничивающего устройства и растекание жидкости за его пределами;
• параметры паровых завес для предотвращения контакта парогазовых смесей с источниками зажигания. При этом завеса должна исключать проскок горючей смеси в защищаемую зону объекта;
• концентрацию флегматизаторов для горючих смесей, находящихся в технологических аппаратах и оборудовании;
• другие показатели пожаровзрывоопасности технологического процесса, необходимые для анализа их опасности и рассчитываемые по методикам, разрабатываемым в специализированных организациях.

Выбор необходимых  параметров пожарной опасности для  заданного технологического процесса определяют исходя из рассматриваемых  вариантов аварий (в том числе  крупная, проектная и максимальная) и свойств опасных веществ.

Значения  допустимых параметров пожарной опасности  должны быть такими, чтобы исключить  гибель людей и ограничить распространение  аварии за пределы рассматриваемого технологического процесса на другие объекты, включая опасные производства.

 

 

Таблица 2— Предельно допустимое избыточное давление при сгорании

газо-, паро- или пылевоздушных смесей в помещениях или в открытом пространстве

Степень поражения	Избыточное давление, кПа
Полное разрушение зданий	100
50 %-ное разрушение зданий	53
Средние повреждения зданий, разрушение резервуаров нефтехранилищ	28
Умеренные повреждения зданий (повреждение  внутренних перегородок, рам, дверей и  т.п.)	12
Нижний порог повреждения человека волной давления	5
Малые повреждения (разбита часть  остекления)	3

 

Таблица 3— Предельно допустимая интенсивность теплового излучения  пожаров приливов ЛВЖ и ГЖ

Степень поражения	Интенсивность теплового излучения, кВт/м2
Без негативных последствий в течение  длительного времени	1,4
Безопасно для человека в брезентовой  одежде	4,2
Непереносимая боль через 20—30 с  Ожог 1-й степени через 15—20 с  Ожог 2-й степени через 30—40 с  Воспламенение хлопка-волокна через 15 мин	7,0
Непереносимая боль через 3—5 с  Ожог 1-й степени через 6—8 с Ожог 2-й степени через 12—16 с	10,5
Воспламенение древесины с шероховатой  поверхностью (влажность 12 %) при длительности облучения 15 мин	12,9
Воспламенение древесины, окрашенной масляной краской по строганой поверхности; воспламенение фанеры	17,0

 

7.1 Расчет  характеристик взрыва

Основным  поражающим действием взрывчатых веществ  является ударная волна. Поэтому  для определения поражающего действия взрывчатого вещества необходимо рассчитать избыточное давление взрыва Δp. Величина Δр зависит от типа взрывчатого вещества, массы взорванного заряда, расстояния от центра взрыва и характера подстилающей поверхности.

Расчет  величины избыточного давления Δр проводится в два этапа.

На первом этапе находится приведенный  радиус зоны взрыва по формуле

 

                                                                                                   (1)

 

где – расстояние от центра взрыва, м;

 – масса заряда, кг;

 – коэффициент, учитывающий характер подстилающей поверхности;

 – тротиловый  эквивалент взрывчатого вещества.

В таблице 4 приведены значения коэффициента для разных типов подстилающих материалов.

 

Таблица 4 - Значения коэффициента К для разных материалов

Материал подстилающей поверхности	Коэффициент К
Металл	1.00
Бетон	0.95
Дерево	0.80
Грунт	0.60

 

Тротиловый  эквивалент – это отношение массы взрывчатого вещества к массе тротила, создающей одинаковое поражающей действие. При < 1 взрывчатое вещество обладает более сильным разрушающим действием, чем тротил (на один килограмм взрывчатого вещества); при = 1 взрывчатое вещество имеет такую же разрушающую силу, как и тротил; при > 1 взрывчатое вещество будет производить меньшее разрушающее воздействие, чем тротил. В таблице 5 приведены значения тротилового эквивалента для некоторых боевых взрывчатых веществ.

 Таблица 5 - Значение тротилового эквивалента для боевых взрывчатых веществ

Взрывчатое вещество
Порох	0.66
Аммонал	0.99
Тротил	1.00
Тетрил	1.15
Гексоген	1.30
ТЭН	1.39
Тритонал	1.53

 

На втором этапе по рассчитанному значению приведенного радиуса  рассчитывается величина избыточного давления Δр. При этом в зависимости от величины  используются разные формулы. Для значений ≤6.2 расчет избыточного давления взрыва проводится по формуле (2):

            

                                                                                (2)

 

Для значений  > 6.2 расчетная формула (3) для избыточного давления взрыва имеет вид:

 

                                                                           (3)

 

Используя рассчитанные значения избыточного  давления взрыва Δp, можно провести оценку степени разрушения, производимого взрывом.

 

7.2 Метод  расчета интенсивности теплового  излучения при пожарах проливов 

Эффективный диаметр пролива рассчитывается в соответствии с формулой (4)

 

(4)

 

  принимают  на основе имеющихся экспериментальных  данных. Для некоторых жидких  углеводородных топлив указанные  данные приведены в таблице  6.

 

Таблица 6 — Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания для некоторых топлив

Топливо	Ef, кВт/м2, при d, м					mв кг/(м2с)
	10	20	30	40	50
СПГ (метан)	220	180	150	130	120	0,08
СУГ (пропан-бутан)	80	63	50	43	40	0,1
Бензин	60	47	35	28	25	0,06
Дизельное топливо	40	32	25	21	18	0,04
Нефть	25	19	15	12	10	0,04
Для диаметров очага менее 10 м или  более 50 м следует принимать Ef такой же, как и для очагов диаметром 10 м и 50  м соответственно

 

При отсутствии данных допускается для нефтепродуктов принимать равной 40 кВт/м². Также допускается величину определять по формуле (5):

 

(5)

 

Высота пламени  определяется по следующей формуле (6):

 

,     (6)

 

где − удельная массовая скорость выгорания топлива, ;

 −  плотность окружающего воздуха, ;

 − ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с².

Параметры h, S, B, A определяются, соответственно

 

                                                       ,                              (7)

 

    ,       (8)

 

где r − расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта, м.

 

,      (9)

 

.      (10)

 

Значение  фактора облученности для вертикальной площадки, определяется формулой (11)

 

,  (11)

 

а значение фактора облученности для горизонтальной площадки определяется формулой (12):

 

.  (12)

 

Угловой коэффициент  облученности равен

 

                  ,      (13)

 

Далее находится коэффициент пропускания атмосферы t:

 

.    (14)

 

Интенсивность теплового излучения q (кВт/м²) рассчитывают по формуле

 

(15)

 

 

8 Оценка  последствий взрыва

В состав резервуарного парка входят четыре резервуара, объем каждого из которых  составляет 100 000. Резервуары стальные, вертикальные, цилиндрической формы, со стационарной крышей.

Мы принимаем, что сброс бомбы будет произведен в центральный резервуар №3  рассматриваемого нефтехранилища.

Расстояния  от эпицентра взрыва – резервуара №3 – до остальных резервуаров  измерены по карте и составляют: Масса заряда коэффициент так как подстилающей поверхностью в рассматриваемом нефтехранилище является бетон. поскольку бомба из тротила.

Для того чтобы определить величину избыточного  давление ударной волны от взрыва резервуара №3 по отношению к остальным  резервуарам, необходимо сначала найти  приведенный радиус для каждого  резервуара по формуле (1):

 

 

 

 

 

Так как все > 6.2, то избыточное давление определяем по формуле (3)

 

 

 

 

 

По проведенным  расчетам видим, что величины избыточного  давления достаточно малы, а значит, ударная волна от взрыва резервуара №3 не нанесет никаких повреждений  остальным резервуарам, но полностью  разрушит резервуар №3.