Анализ устойчивости функционирования ОАО «Уралоргсинтез»

Наиболее опасными явлениями, характерными для района, являются:

- грозы;

- сильные  морозы;

- ливни  с интенсивностью 25 мм/час и более;

- снегопады,  превышающие 22 мм. за 24 часа;

- град  с диаметром частиц более 20 мм.;

- гололёд; 

- сильные  ветры со скоростью более 20 м/сек (ураганами).

3.2. Сведения об общей численности работников на опасных производственных объектах объекте, а также данные о наибольшей численности, работающей смены.

 

Численность рабочих и  служащих на объекте ОАО «Уралоргсинтез» на период прохождения практики составляет 1891 человек.

Сведения о численности  наибольшей рабочей смены цехов  предприятия представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Сведения о численности  наибольшей рабочей смены опасных  производственных объектов

№ тит.	Наименование объекта предприятия	Численность персонала наибольшей смены, чел.
1	2	3
1	Газовый цех	35
2	Цех №2	62
3	Цех №6	37
4	Цех №9	74
5	ТСП	101
6	ЦРВ	24
	Всего	333

 

Предприятие ОАО «Уралоргсинтез»  велико и многофункционально состоит из многих структурных единиц. Наиболее опасным при возникновении ЧС окажется цех №2, поскольку он находится на втором месте по численности персонала из всех опасных производственных объектов и в оборудовании содержится большое количество взрывоопасного вещества. Рассмотрим данный цех и проанализируем его опасность для работников предприятия.

4. Анализ возможных аварий и их последствий

 

Возникновение аварии начинается с инициирующего события, заключающегося в разгерметизации оборудования, трубопроводов и создании возможности  истечения опасного вещества из технологического оборудования опасного производственного  объекта.

К основным причинам и факторам возникновения аварии относятся:

- физический износ, коррозия, механические повреждения, амортизационный износ оборудования, температурные деформации оборудования и  трубопроводов;

 

-   нарушение типовых  технологических регламентов;

-   прекращение подачи  энергоресурсов;

-   возможные ошибочные  действия персонала;

-   внешние воздействия  природного и техногенного характера.

Физический износ, коррозия, механические повреждения, температурные  деформации оборудования или трубопроводов  приводит к их разгерметизации с  выбросом опасных веществ в небольших  количествах и не приводит к серьезным  последствиям. Однако при несвоевременной  локализаций выбросов может произойти  дальнейшее развитие аварии.

Механические повреждения  оборудования и технологических  трубопроводов может произойти  при ремонтных работах и при  их выполнении пользованием транспортных и грузоподъемных средств.

Причинами разгерметизации  трубопроводов могут быть:

- остаточные напряжения  в материале трубопровода при  ремонте и монтаже;

- гидравлические удары;

- температурные деформации, в том числе от горячего  резервуара;

- превышение давления;

- коррозия и эрозия  металла оборудования и трубопроводов;

- механические повреждения,  поломка деталей насосов.

- разгерметизация оборудования обусловлена:

- амортизационным износом  конструкций и корпуса;

- дефектами изготовления, монтажа и сварки;

- неравномерностью просадки  основания;

- нарушением или несовершенством  системы защиты от статического  электричества; 

- не исключены воздействия  внешнего характера прямые удары  молний, сильный

 ветер, низкая температура  воздуха, террористические акты.

Основные возможные причины  возникновения аварий, обусловленные  ошибочными действиями персонала:

- работа на неисправном  или не прошедшем техническое  освидетельствование оборудовании;

- работа при отключенных  или неисправных контрольно-измерительных  приборах, блокировках и других  средствах систем защиты, управление  регулирования, а также системах  сигнализации и связи;

- ошибочная разборка оборудования  и трубопроводов, находящихся  под давлением;

- устранение образовавшихся  пропусков и утечек на работающем  оборудовании;

- нарушение требований  безопасности при пуске и остановке  оборудования (особенно при аварийных  остановках), при выводе оборудования  в резерв и вводе из резерва  в работу;

- ошибочное закрытие  задвижек на линии всасывания  насосов;

- нарушение требований  безопасности при ведении ремонтных  работ, особенно при ведении  работ с применением открытого  огня.

К внешним воздействиям, способствующим возникновению и  развитию аварий, относятся:

-    низкие зимние  температуры;

-    прямые удары  молнии;

-    диверсионные  акты;

-   авария на соседнем  объекте; 

  -  повышение химической  или электрохимической коррозийной  активности грунта вдоль трасс  трубопроводов;

  -  и другие воздействия.

4.1.  Расчет радиусов зон поражения при взрыве облака

топливовоздушных  смесей

 

В результате реализации опасности  на промышленном объекте образуются поражающие факторы для персонала, населения, окружающей среды и самого объекта. Анализ последствий реальных аварий в промышленности позволяет  определить наиболее характерные поражающие факторы. К ним относятся:

- воздушная ударная волна  (УВ) взрывов облаков топливовоздушных  смесей (ТВС) и конденсированных  взрывчатых веществ (ВВ);

       - тепловое, излучение «огненных шаров»;

       Построение  поля ПФ - сложная и трудоемкая  научно-техническая задача.

 

Воспользуемся формулой для определения радиуса  зоны поражения, используемую, как правило, для оценки последствий взрывов  конденсированных ВВ, но, с известными допущениями, приемлемая и для грубой оценки последствий взрывов ТВC:

                                              ,

  где коэффициент К определяется согласно [РД 03-409-01], a W_t - тротиловый эквивалент взрыва, определяемый из соотношения

                                                                W_t=

где 0,4 - доля энергии взрыва парогазовой среды, затрачиваемая  непосредственно на формирование ударной  волны; 

0,9 - доля энергии взрыва  тринитротолуола (ТНТ), затрачиваемая  непосредственно на формирование  ударной волны;

 q_т = 4520 кДж/кг - удельная энергия взрыва ТНТ.

4.2. Оценка последствий воздействия поражающих факторов взрыва топливовоздушных смесей на человека 
или другие материальные объекты)

 

При взрывах ТВС существенную роль играют такие поражающие факторы, как длительность действия ударной  волны, и связанный с ней параметр - импульс взрыва. Реальное деление  плоскости факторов поражения на диаграмме импульс - давление на две  части (внутри - область разрушения, вне - область устойчивости) не имеет четкой границы. При приближении параметров волны к границе опасной области вероятность заданного уровня поражения нарастает от 0 до 100%. При превышении известного уровня величин амплитуды давления и импульса достигается 100% вероятность поражения. Эта типичная особенность диаграмм поражения может быть отражена представлением вероятности достижения того или иного уровня ущерба с помощью пробит-функции – Р_r.

Оценка вероятности повреждений  промышленных зданий от взрыва облака ТВС

Определяем эффективный  энергозапас горючей смеси Е. Так как С_r < С_ст, следовательно,

                                                    Е = ,

где q _r = 47,6 ∙ 10^б Дж/кг - теплота сгорания горючего газа в ТВС,

= 4 - степень расширения продуктов  сгорания для гетерогенных смесей.

Исходя из классификации  веществ, определяем, что метан относится  к классу 4 опасности (слабо чувствительные вещества). Диапазон ожидаемого режима взрывного превращения облака топливно-воздушной смеси - 6 (шестой), что соответствует дефлаграция, скорость фронта пламени определяется соотношением:

                                                V_r = k₁ М _r ^1/6

где k₁ - константа, равная 43.

Вероятность повреждений  стен промышленных зданий, при которых  возможно восстановление зданий без  их сноса, может оцениваться по соотношению:

                                        P_r1 = 5 - 0,26 lnV₁.

Фактор V₁ рассчитывается с учетом перепада давления в волне и импульса статического давления по соотношению

 

                                  V₁ = (17 500/∆Р)^8,4 + (290/I)^9,3

Вероятность разрушений промышленных зданий, при которых здания подлежат сносу,

оценивается по соотношению:

                                          P_r2 = 5 - 0,22 ln V₂.

 В этом случае фактор  V₂ рассчитывается по формуле

                             V₂ = (40 000/∆Р)^7,4 + (460/I)^11,3.

Оценка вероятности поражения  людей при взрыве облака ТВС

Ниже приводятся соотношения, которые могут быть использованы для расчета уровня вероятности  поражения воздушной волной живых  организмов (в том числе и человека).

Вероятность длительной потери управляемости у людей (состояние  нокдауна), попавших в зону действия ударной волны при взрыве облака ТВС, может быть оценена по величине пробит-функции:

                                          Р_r3 = 5 - 5,74 In V₃.

Фактор опасности  V₃  рассчитывается по соотношению

                                           V₃ = 4,2/ + 1,3/

Безразмерное давление и  безразмерный импульс задаются выражениями:

                                  = 1 + ∆P/Р₀ и = / I (P₀^1/2 m^1/3),

где m - масса тела живого организма, кг.

В некоторых источниках сообщается о зависимости вероятности разрыва  барабанных перепонок у людей  от уровня перепада давления в воздушной  волне:

                                      Р_r4 = -12,6 + 1,524 1n ∆P.

Вероятность отброса людей  волной давления может оцениваться  по величине пробит- функции:

                                               Р_r5 =5-2,44 1n V₅.

Здесь фактор V₅ рассчитывается из соотношения

                                    V₅ =7,38 ^. 10³/ ∆P + 1,3 ∙ 10⁹/(∆PI).

Связь функции Р_ri с вероятностью той или иной степени поражения находится согласно  РД 03-409-01.

 

5. Устойчивость предприятия ОАО «Уралоргсинтез» в ЧС

5.1 Показатели степени риска чрезвычайных ситуаций

 

Риск аварии - мера опасности, характеризующая возможность возникновения  аварии на опасном производственном объекте и тяжесть ее последствий. Основными количественными показателями риска аварии являются:

технический риск - вероятность  отказа технических устройств с  последствиями определенного уровня (класса) за определенный период функционирования опасного производственного объекта;

индивидуальный риск - частота  поражения отдельного человека в  результате воздействия исследуемых  факторов опасности аварий;

потенциальный территориальный  риск (или потенциальный риск) - частота  реализации поражающих факторов аварии в рассматриваемой точке территории;

коллективный риск - ожидаемое  количество пораженных в результате возможных аварий за определенный период времени;

социальный риск, или F/N кривая - зависимость час готы возникновения событий F, в которых пострадало на определенном уровне не менее N человек, от этого числа N. Характеризует тяжесть последствий (катастрофичность) реализации опасностей;

ожидаемый ущерб - математическое ожидание величины ущерба от возможной  аварии, за определенный период времени.

В соответствии с РД 03-418-01 индивидуальный риск поражения человека, находящегося в определенной точке  пространства, следует оценивать  по следующей формуле:

                                                      k

∑Ri = ∑ Q_i ∙ Q_ni ∙ f_i ,

                                                               i=1

где Q_i - частота i-го сценария аварии, 1/год, Q_ni, f_{i -} условная вероятность возникновения поражающих факторов и условная вероятность присутствия данного человека (индивидуума) в данной точке (области) пространства при i- м сценарии аварии, соответственно, k- число сценариев.

Для работника предприятия  с 8-часовым рабочим днем для большинства  сценариев величину f можно положить равной 0,3 (независимо от числа смен на производстве). При f_i = 1 получаем величину потенциального территориального риска - максимального значения индивидуального риска поражения человека R_nom.