Прогнозування наслідків аварії з аміаком

1.4.3 Небезпеки, джерелом яких  є холодильні системи

1) Небезпека  від прямого впливу температури:

- Крихкість металів при низьких температурах;

- Замерзання рідких хладоносителем (води, соляних розчинів) в замкнутому просторі;

- Термічні напруги;

- Пошкодження споруд через замерзання грунту під ними;

- Шкідливий вплив на людей, викликане низькими температурами.

2) Небезпека,  викликана дією підвищеного тиску:

- Збільшення тиску конденсації, викликане невідповідним охолодженням або парціальним тиском неконденсованих газів, або накопиченням масла або рідкого хладагента;

- Збільшення тиску насиченої пари, викликане надмірним зовнішнім нагрівом (рідкого охолоджувача) або високою температурою навколишнього середовища при тривалому простої установки;

- Розширення рідкого хладагента в замкнутому просторі без присутності пара, викликане підйомом зовнішньої температури;

- Пожежа.

3) Небезпека  від прямого впливу рідкої  фази:

- Надмірне заповнення або затоплення апарату;

- Присутність рідини в компресорах, викликане конденсацією в компресорі;

- Втрати мастила через емульгування олії.

4) Небезпека  через витікання холодоагенту:

- Пожежі протоки;

- Вибух ГПВС;

- Інтоксикація;

- Паніка;

- Асфіксія (ядуха) [1].

1.5 Загальні відомості про аварії  з викидом (розливом) АХОВ на  ХОО

Особливості сучасного виробництва  і споживання пов'язані з переробкою, зберіганням, використанням у технологічних  процесах величезної кількості небезпечних  для життєдіяльності речовин, у тому числі АХОВ. Зниження рівня безпеки в техносфери пов'язано з підвищенням щільності розміщення різнорідних об'єктів і виробництв та його найчастіше непередбачуваним взаємодією в аварійних ситуаціях. Про зростання потенційних небезпек техносфери у зв'язку зі зростанням масштабів і концентрації виробництва можна судити за питомими, тобто на душу населення, значенням летальних доз хімічно небезпечних речовин, накопичених в різних виробництвах Західної Європи. Можна навести такі цифри: питомі значення летальних доз рівні за миш'яку - 0,5 млрд. летальних доз; по фосгену, синильної кислоти, аміаку - 100 млрд. летальних доз, по хлору - 10 трильйонів летальних доз [2].

Згідно з експертними оцінками в Росії в найближчій перспективі, незважаючи на спад виробництва, не слід очікувати зниження кількості аварій і катастроф на підприємствах хімічної та інших галузей промисловості, що використовують або переробних АХОВ.

1.5.1 Види хімічно небезпечних  об'єктів

Хімічно небезпечний об'єкт - об'єкт, на якому зберігають, переробляють, використовують або транспортують небезпечні хімічні речовини, при аварії на якому або при руйнуванні якого може статися загибель або хімічне зараження людей, сільськогосподарських тварин і рослин, а також хімічне зараження навколишнього природного середовища [18] .

Слід мати на увазі, що до ХОО відносяться  не тільки власне хімічні виробництва, але і великий клас різних об'єктів, що використовують у своїй роботі АХОВ. Значні запаси отруйних речовин зосереджені на об'єктах харчової, м'ясомолочної промисловості, холодильниках торгових баз, в житлово-комунальному господарстві. Це, в першу чергу, аміак, що використовується в якості холодоагенту, і хлор, призначений для знезараження води.

У випадку аварії на таких об'єктах  створюється небезпека хімічного зараження місцевості, тому вони отримали назву хімічно небезпечних об'єктів.

Структура хімічно небезпечних  об'єктів представлена ​​на малюнку 1.2.

Рисунок 1.2 - Структура хімічно небезпечних  об'єктів [2]

1.5.2 Хімічна обстановка

Хімічна обстановка - сукупність наслідків  хімічного зараження місцевості АХОВ, що впливають на діяльність об'єктів  народного господарства, сил ЦО та населення.

Еквівалентна кількість АХОВ - така кількість хлору, масштаб зараження  яким при інверсії еквівалентний масштабу зараження при даній ступеня вертикальної стійкості атмосфери кількістю АХОВ, що перейшло у первинне (вторинне) хмара.

Первинне хмара - хмара АХОВ, що утворюється в результаті миттєвого (1-3 хв.) Переходу в атмосферу частини  АХОВ з ємності при її руйнуванні (стислі і зріджені гази).

Вторинне хмара - хмара АХОВ, що утворюється в результаті випаровування  розлитого речовини з підстилаючої поверхні (зріджені гази, рідини з температурою кипіння нижче температури навколишнього  середовища) [2].

Площа зони хімічного зараження - площа  території, в межах якої під впливом  зміни напрямку вітру може переміщатися хмара АХОВ.

Графічне зображення зон можливого  хімічного зараження (ВХЗ) і кутові розміри цих зон на картах (схемах) залежно від швидкості вітру представлені в таблиці 1.1 [4].

Таблиця 1.1 - Відображення зон можливого  хімічного зараження на картах (схемах)

(м/с) Швидкість вітру, V (м / с)	Кутові розміри зони ВХЗ, φ (гра*)	Вид зони ВХЗ	Графічне зображення зони ВХЗ
0,5 і менше	360	окружність
0,6 ... 1,0	180	півколо
1,0 ... 2,0	90	сектор
більше 2,0	45	сектор

При оцінці хімічної обстановки слід говорити про два етапи:

1. виявлення хімічної обстановки, що полягає в зборі даних;
2. власне оцінка хімічної обстановки.

Оцінка хімічної обстановки проводиться  як методом прогнозування, так і  за даними розвідки. Вихідними даними є:

- Тип і кількість АХОВ;

- Район і час викиду (розливу);

- Топографічний характер місцевості, характер забудови, шляхи розповсюдження зараження повітря;

- Метеоумови (швидкість і напрямок вітру в приземному шарі, а також ступінь вертикальної стійкості повітря).

Ступені вертикальної стійкості повітря:

1. Інверсія - ступінь вертикальної стійкості повітря, при якій в міру збільшення висоти підвищується температура повітря. Таким чином нижні шари повітря виявляються холодніше верхніх і у випадку аварії з викидом АХОВ заражене хмара буде довше зберігатися у поверхні землі. Таким чином, це найгірші метеорологічні умови з точки зору хімічної обстановки. Інверсія спостерігається, як правило, у вечірні години (годину до заходу сонця + ніч + годину після сходу).
2. Изотерм - стабільне рівновагу повітря. Вона характерна для похмурої погоди, а також у ранкові та вечірні години. При цьому

,

– разность температур на высоте 50 см и 200 см над  землей, т.е. де Δ t - різниця температур на висоті 50 см і 200 см над землею, тобто .

Изотерм, як і інверсія, сприяє тривалому  застою пари токсичних речовин на місцевості, особливо в лісі, житлових кварталах населених пунктів  і міст.

3. Конвекція - ступінь вертикальної стійкості повітря, при якій відбувається вертикальне переміщення шарів повітря один щодо одного. Шари теплого повітря переміщуються вгору, а холодного (більш щільного) - вниз. При цьому:

Конвекція характерна для ясних літніх днів, виникає через 2 години після сходу сонця, може зберігатися весь день і припиняється за 2 години після до заходу сонця [2,4].

При завчасному прогнозуванні, коли метеоумови невідомі, як найгіршого варіанта приймається  інверсія.

1.5.3 Можливі варіанти НС та  вражаючі фактори при аваріях  на ХНО

Наслідки аварій на ХОО характеризуються:

- Масштабом;

- Ступенем небезпеки;

- Тривалістю хімічного зараження.

Ці характеристики залежать, у свою чергу, від кількості, умов зберігання та фізико-хімічних властивостей АХОВ, а також від метеорологічних умов.

Залежно від фізико-хімічних властивостей АХОВ та умов їх використання та транспортування, при великих аваріях на ХОО  можуть виникати НС чотирьох основних типів, які відрізняються один від одного характером впливу вражаючих факторів [1,4].

1.5.3.1 Типи НС, викликаних аваріями на ХОО

1) Перший тип НС характеризується  утворенням лише первинного хмари  АХОВ. він може виникнути у випадку миттєвої розгерметизації (наприклад, в результаті вибуху) ємностей або технологічного обладнання з газоподібними (під тиском), кріогенними, перегрітими зрідженими АХОВ, в результаті чого утворюється первинне парогазової або аерозольна хмара АХОВ з високою концентрацією токсичної речовини в хмарі. Протоки рідкої фази, як правило, не відбувається або ж пролите речовина швидко (за кілька хвилин) випаровується за рахунок тепла навколишнього середовища.

У залежності від метеоумов токсична хмара переміщається на прилеглу до аварійного об'єкту територію. Цей тип НС є найбільш небезпечним як з точки зору інтенсивності впливу вражаючих факторів, так і труднощі швидкого реагування органів і сил РСЧС, спрямованих на запобігання або зниження втрат [2].

2) Другий  тип НС супроводжується утворенням  протоки, первинного та вторинного хмар АХОВ. Цей тип може виникнути при аварійних протоках АХОВ на ХНО, використовують (що зберігають, транспортують) зріджені отруйні гази, а також перегріті летючі токсичні рідини з температурою кипіння нижче температури навколишнього середовища (окис етилену, фосген, оксиди азоту, сірчистий ангідрид, синильна кислота та ін .). Аварії з викидом (протокою) аміаку також можуть призвести до ЧС цього типу.

При розгерметизації  ємностей або технологічного обладнання з зазначеними АХОВ частина речовини (звичайно не більше 10%) миттєво (1-3 хв.) Випаровується, утворюючи первинне хмара пари зі смертельними концентраціями. Частина, що залишилася речовини виливається в обвалування, піддон або на підстилаючої поверхню і поступово випаровується за рахунок тепла навколишнього середовища, утворюючи вторинне хмара пари з вражаючими концентраціями. У залежності від пори року, метеоумов, характеру і геометричних умов протоки час випаровування може скласти від десятків хвилин до декількох діб.

Вражаючі  фактори такий НС - це короткочасне інгаляційне вплив первинного хмари АХОВ зі смертельними концентраціями парів і більш тривалий впливів вторинного хмари з небезпечними вражаючими концентраціями парів. Крім того, пролита продукт може заражати грунт і воду.

Зазначений тип НС також дуже небезпечний для населення, але на відміну від першого дозволяє за часом залучити достатню кількість сил і засобів для ефективного проведення АСДНР.

3) Третій тип НС може виникнути  в результаті аварії з утворенням  протоки і тільки вторинного хмари. Ця ситуація характерна для великих аварій на ХНО, супроводжуються великими протоками в піддон (обвалування) або на підстилаючої поверхню зріджених (при ізотермічному зберіганні) або рідких АХОВ з температурою кипіння нижче або близької до температури навколишнього середовища. У цьому випадку при випаровуванні пролитого продукту утворюється лише вторинна хмара парів токсичної речовини з вражаючими концентраціями, яке, за несприятливих умов може поширитися на значні відстані від місця аварії. Зазначений тип НС може виникнути, наприклад, при аварійному протоці фосгену. Третій тип менш небезпечний для населення, ніж перші два, тому що дозволяє за часом вжити ефективних заходів щодо захисту населення і ліквідації наслідків аварії.

Основні вражаючі фактори при третьому типі НС - інгаляційне вплив вторинного хмари АХОВ і зараження грунту і води на місці протоки.

4) Четвертий тип НС - це НС  із зараженням території (грунту, води) малолетучие АХОВ. такі ситуації можуть виникати при великих аваріях на ХНО, що супроводжуються викидом (протокою) значної кількості малолетучих АХОВ. Агрегатний стан цієї речовини або рідина з температурою кипіння набагато вище температури навколишнього середовища, або тверда речовина. У результаті викидів таких речовин може статися зараження місцевості з небезпечними наслідками для життя живих організмів і рослинності. Вторинного хмари парів з вражаючими концентраціями при цьому типі НС не утворюється, але тривале перебування на зараженій території без ЗІЗОД може призвести до ингаляционному отруєння. Основним вражаючим чинником при четвертому типі НС є можливе пероральне або в ряді випадках резорбтивну дію на організм.

До числа АХОВ, які можуть при  аваріях на ХОО стати причиною НС четвертого типу, відносяться фенол, діоксин, сірковуглець, ацетонітрил, металева ртуть, солі синильної кислоти.

Також слід зазначити, що описані вище типові варіанти НС на ХНО, особливо другий і третій типи, можуть бути ускладнені вибухами та пожежами, сто стає причиною виникнення додаткових вражаючих факторів, таких як, ударна хвиля, обвалення будівель і споруд з утворенням завалів, прямий вплив вогню, теплове випромінювання, задимлення, утворення токсичних продуктів горіння. Все це може збільшити втрати і збиток від аварії на ХОО і значно ускладнити проведення АСДНР.

1.5.3.2 Класифікація НС за масштабом

НС у залежності від масштабу, кількості постраждалих і нанесеного матеріального збитку класифікуються згідно з Постановою № 304 від 21 травня 2007 р. «Про класифікацію НС природного і техногенного характеру». (Таблиця 1.2)

Таблиця 1.2 - Класифікація НС

Характер НС	Зона НС	Кількість постраждалих, чол.	Матеріальний збиток, млн. руб.
Локальна	не виходить за межі території об'єкта	не більше 10	не більше 0,1
Муніципальна	не виходить за межі території одного поселення або внутрішньоміської території міста федерального значення	не більше 50	не більше 5
Міжмуніципальний	торкається території  двох і більше поселень, внутрішньоміських  територій міста федерального значення або межселенную територію	не більше 50	не більше 5
Регіональна	не виходить за межі території  одного суб'єкта Російської Федерації	50 ... 500	5 ... 500
Міжрегіональна	територію двох і більше суб'єктів Російської Федерації	50 ... 500	5 ... 500
Федеральна	територію двох і більше суб'єктів Російської Федерації	понад 500	понад 500