m¢ = z ·m, (5)
где z – доля приведенной массы парогазовых веществ, участвующих во взрыве;
т – приведенная масса горючих паров (газов) взрывоопасного парогазового облака, кг.
В общем случае для неорганизованных парогазовых облаков на открытой площадке с большой массой горючих веществ доля участия во взрыве z может приниматься 0,1.
Для производственных помещений и других замкнутых объемов значения z могут приниматься в соответствии с таблицей 15.
Таблица 15 - Значение z для замкнутых объемов (помещений, зданий)
| Вид горючего вещества | z |
| Водород | 1,0 |
| Горючие газы | 0,5 |
| Пары легковоспламеняющихся и горючих жидкостей | 0,3 |
Основными опасными факторами аварии являются:
а) Избыточное давление и импульс волны давления:
1) при сгорании газовоздушной смеси в открытом пространстве;
2) при разрыве сосуда в результате физического взрыва.
б) Избыточное давление при:
1) взрыве газовоздушной смеси в резервуаре;
2) взрыве газовоздушной смеси в производственном помещении.
в) Тепловое излучение при:
1) факельном горении;
2) пожарах пролива;
3) "огненных шарах".
г) Осколки, образующиеся при взрывном разрушении элементов технологического оборудования.
д) Расширяющиеся продукты сгорания при реализации пожара-вспышки.
е) Токсическое воздействие
1) продуктов сгорания или взрыва;
2) индивидуальных химических веществ в чистом виде и в виде технического продукта;
3) технологических полупродуктов и продуктов производства;
4) смесей индивидуальных химических веществ, выпускаемых в соответствии со стандартом или техническим условием.
4.9 Выбор физико-математических моделей и методов расчета вероятных зон поражающих факторов
Выбор физико-математических моделей расчета вероятных зон поражающих факторов осуществляется только после построения "дерева событий", установления поражающих факторов для каждого сценария развития аварий (взрыв, выброс опасных веществ и т.д.), определения опасных веществ, участвующих в аварийной ситуации и в создании поражающих факторов.
В зависимости от специфики конкретного производства и сценариев развития аварий на исследуемом объекте для расчета вероятных зон поражающих факторов в курсовых (семестровых) и выпускных квалификационных работах могут быть использованы следующие математические модели:
а) расчет поражающего воздействия УВВ на персонал, здания и сооружения при взрыве топливно-воздушных смесей (ТВС) [18];
б) расчет интенсивности теплового излучения при пожарах проливов горючих жидкостей [19];
в) расчет избыточного давления, развиваемого при сгорании газопаровоздушных смесей в помещении [19];
г) расчет интенсивности теплового излучения и времени существования "огненного шара" [19];
д) расчет токсического поражения людей [5];
е) расчет параметров взрыва внутри оборудования [24];
ж) расчет интенсивности теплового излучения «факельного горения» [19];
з) расчет поражающего действия УВВ и продуктов взрыва на персонал, здания и сооружения при детонации ВМ [20].
Результаты основных расчетов вероятных зон действия поражающих факторов для всех сценариев развития аварий на исследуемом объекте должны быть представлены в отдельных таблицах с указанием наименования оборудования, номера группы сценария и названия методики расчета. Примеры оформления таблиц с основными результатами расчетов вероятных зон действия поражающих факторов приведены в таблице 16.
По результатам расчетов радиусов зон поражающих факторов определяются уровни развития аварийных ситуаций для сценариев с наиболее опасными последствиями.
На ситуационном плане (см. рисунок А.8 Приложения А) изображаются радиусы зон поражающих факторов (в масштабе), т.е. формирование зон поражения для рассматриваемых сценариев аварий.
Каждая аварийная ситуация имеет несколько стадий развития.
При сочетании определенных условий аварийная ситуация может перейти в следующую стадию развития. При этом могут быть достигнуты различные уровни развития аварий:
Первый уровень - А - характеризуется возникновением и развитием аварийной ситуации в пределах одного технологического блока без влияния на смежный.
Таблица 16 - Основные результаты расчета вероятных зон действия поражающих факторов вероятных сценариев аварийной ситуации
| Параметр | Номер сценария | ||||||||||
| С1 | С2 | …. | Сn | ||||||||
| Взрыв ВМ (Единые правила безопасности при взрывных работах) [20] | |||||||||||
| Уровни поражения ударной волной зданий и сооружений, м полное разрушение застекления, частичные повреждения рам, дверей, нарушение штукатурки и внутренних легких перегородок (III степень) разрушение внутренних перегородок, рам, дверей и т.п. (IY степень) разрушение малостойких каменных и деревянных зданий, опрокидывание железнодорожных составов (Y степень) Безопасная зона по действию УВВ на человека, м | |||||||||||
| Взрыв ВМ (Методика института динамики геосфер РАН) [21] | |||||||||||
| Летальная зона по действию УВВ на человека, м | 100 | ||||||||||
| Взрыв ВМ (Методика ВНИИПО) [22] | |||||||||||
| Уровень поражения человека осколками строительных конструкций, м безопасная зона летальная зона | |||||||||||
| Огненный шар (Методика ГОСТ Р 12.3.047-98) [19] | |||||||||||
| Длительность огненного шара, с Эффективный диаметр, м Уровни поражения излучением, м летальное поражения человека | |||||||||||
| Продолжение таблицы 16 | |||||||||||
| Параметр | Номер сценария | ||||||||||
| С1 | С2 | …. | Сn | ||||||||
| ожог 1-й степени ожог 2-й степени ожог 3-й степени безопасное расстояние для людей | |||||||||||
| Пожар пролива (Методика ГОСТ Р 12.3.047-98 [19]) | |||||||||||
| Эффективный диаметр пролива, м Высота пламени, м Максимальная площадь пожара, м2 Длительность пожара, мин. Уровни поражения тепловым излучением, м: безопасное расстояние для человека непереносимая боль через 20÷30 с, ожог 1-ой степени через 15÷20 с, ожог 2-ой степени через 30÷40 с, непереносимая боль через 5 с, ожог 1-ой степени через 6÷8 с, ожог 2-ой степени через 12÷16 с, воспламенение деревянных конструкций | |||||||||||
| Взрыв топливно-воздушного облака (методика НТЦ «Промышленная безопасность» [18]): | |||||||||||
| Уровни поражения ударной волной, м Расстояние от центра облака ТВС, м Безразмерный радиус Эффективный энергозапас горючей смеси, МДж Уровни поражения ударной волной, м: 12 кПа – умеренное повреждение зданий 5 кПа – нижний порог повреждения человека 3 кПа – малые повреждения | |||||||||||
| Продолжение таблицы 16 | |||||||||||
| Параметр | Номер сценария | ||||||||||
| С1 | С2 | …. | Сn | ||||||||
| Токсическое поражение (методика «Токси»[5], [18]) | |||||||||||
| Радиус зоны смертельных поражений, м Радиус зоны пороговых поражений, м | |||||||||||
| Факельное горение газообразного горючего (методика ГАЗПРОМА [23]) | |||||||||||
| Максимальная длина факела, м Максимальная ширина факела, м Поражение персонала, м Воспламенение древесины, м Безопасное расстояние для персонала, м | |||||||||||
| Факельное горение жидкого горючего (методика [24]) | |||||||||||
| Максимальная длина факела, м Максимальная ширина факела, м Поражение персонала, м Воспламенение древесины, м Безопасное расстояние для персонала, м | |||||||||||
В этом случае локализация аварийной ситуации возможна производственным персоналом без привлечения специальных подразделений или при необходимости с привлечением профессиональных аварийно-спасательных формирований по локализации и ликвидации аварийных ситуаций, с целью предупреждения их распространения на другие блоки установки.
Второй уровень - Б - характеризуется развитием аварийной ситуации с выходом за пределы блока, установки.
Локализация аварийной ситуации уровня «Б» осуществляется с привлечением военизированных пожарных частей, ГСС, медицинских и других подразделений, а также персонала смежных или технологически связанных объектов, по предупреждению распространения аварии на другие смежные объекты.
Третий уровень – В - характеризуется развитием аварии с выходом ее за пределы территории предприятия.