Прогнозування можливих надзвичайних ситуацій на виробництві (стр. 2 из 3)
nc, nн, no, nx - число атомів С, Н, О і галогенів у молекулі пального;
Кн - коефіцієнт, що враховує негерметичність приміщення і неадіабатичність процесу горіння; допускається приймати Кн рівним 3.
Таблиця 2.1 - Коефіцієнт участі пального у вибуху (z) для різних видів пальних речовин
| Вид пальної речовини | Значення |
| Горючі гази | 0,5 |
| Легкозаймисті і горючі рідини, нагріті до температури спалаху і вищеЛегкозаймисті і горючі рідини, нагріті нижче температури спалаху, при наявності можливості утворення аерозолюЛегкозаймисті і горючі рідини, нагріті нижче температури спалаху, при відсутності можливості утворення аерозолю | 0,30,30 |
Надлишковий тиск вибуху для хімічних речовин, крім згаданих вище, а також для сумішей
, (2.1)де Нг - теплота згоряння, Дж/кг;
rу - густина повітря до вибуху при початковій температурі, кг/м3;
Ср - питома теплоємкість повітря, Дж/(кг × К); допускається приймати рівною 1,01 × 103 Дж/(кг × К);
То - початкова температура повітря, К.
Надлишковий тиск вибуху для горючого пилу визначають за формулою (2.1); при відсутності даних z приймається рівною 0,5.
Розрахунок надлишкового тиску вибуху для речовин і матеріалів, здатних вибухати і горіти при взаємодії з водою, киснем чи повітрям проводять за формулою (2.1), приймаючи z = 1.
Приклад розрахунку надлишкового тиску вибуху.
Вихідні дані: пара діетилового ефіру, m =10кг; rг = 0,064кг/м3; Vв = 6400м3.
Рішення.
Розрахунок надлишкового тиску проводиться за формулою:
Стехіометричну концентрацію % об., обчислюємо за формулою
.Коефіцієнт b для діетилового ефіру дорівнює
.Отже,
.Таким чином,
Вибух може викликати руйнування й ушкодження будинків, споруджень, технологічних установок, ємкостей і трубопроводів на підприємствах з вибухо- та пожежонебезпечної технологією може привести до витікання газоподібних чи зріджених вуглеводних продуктів. При перемішуванні вуглеводних продуктів з повітрям утворюються вибухо- чи пожежонебезпечні суміші.
При вибуху газоповітряної суміші утворюється осередок вибуху з ударною хвилею, що викликає руйнування будинків, споруджень і обладнання. В осередку вибуху газоповітряної суміші прийнято виділяти три кругові зони (рис. 2): І - зона детонаційної хвилі; ІІ – зона дії продуктів вибуху; ІІІ – зона повітряної ударної хвилі.
Зона детонаційної хвилі (зона І) знаходиться в межах хмари вибуху. Радіус цієї зони r, м, приблизно може бути визначений за формулою
де Q — маса зрідженого вуглеводного газу, т.
У межах зони І діє надлишковий тиск, що може прийматися постійним,
. 
Рис.2. Зони осередку вибуху газоповітряної суміші: І - зона детонаційної хвилі; ІІ - зона дії продуктів вибуху; ІІІ - зона повітряної ударної хвилі; r, rII, rIII - радіуси зовнішніх границь відповідних зон.
Зона дії продуктів вибуху (зона ІІ) охоплює всю площу розльоту продуктів газоповітряної суміші в результаті її детонації. Радіус цієї зони rII = 1,7r.
Надлишковий тиск у межах зони ІІ
може бути визначений за формулою 
де r - відстань від центра вибуху, м.
Узоні дії повітряної ударної хвилі(зона ІІІ) формується фронт ударної хвилі, що поширюється по поверхні землі. Надлишковий тиск у зоні ІІІ
, в залежності від відстані до центра вибуху L, може бути розрахований за формулами.Для цього попередньо визначається відносна величина
де r— радіус зони I;
rIII — радіус зони III чи відстань від центра вибуху до цеху, кПа (rIII>rII);
при
при
Для визначення надлишкового тиску на визначеній відстані від центра вибуху необхідно знати кількість вибухонебезпечної суміші, що зберігається в ємкості чи агрегаті.
Приклад визначення ступеня руйнування будинку ударною хвилею вибуху.
Вихідні дані. Потрібно визначити надлишковий тиск, очікуваний в районі механічного цеху при вибуху ємкості, у якій знаходиться 100 т зрідженого пропану (Q=100т); відстань від ємкості до цеху 300 м.
Рішення. Визначаємо радіус зони детонаційної хвилі (зони І):
Обчислюємо радіус зони дії продуктів вибуху (зони ІІ):
Порівнюючи відстань від центра вибуху до цеху (300 м) зі знайденими радіусами зони І (80 м) і зони ІІ (136 м), робимо висновок, що цех перебуває за межами цих зон і, отже, знаходиться в зоні повітряної ударної хвилі (зоні ІІІ). Далі визначаємо надлишковий тиск на відстані 300м, використовуючи розрахункові формули для зони ІІІ і приймаючи rIII=300 м.
Для цього визначаємо відносну величину
Тому, що
то 
Висновок. При вибуху 100 т зрідженого пропану цех знаходиться під впливом повітряної ударної хвилі з надлишковим тиском близько 60 кПа (ступінь руйнування будинків і споруджень оцінюється по таблиці додатку 2 [3].) У даному випадку для масивних промислових будівель з металічним каркасом і крановим устаткуванням вантажопідйомністю 25...50 т ступінь руйнування повний.
1.3 Оцінка пожежонебезпечних зон
Пожежа - це неконтрольоване горіння, що приводить до матеріального збитку і створює небезпеку для життя людей.
На виникнення і поширення пожеж впливають, головним чином, такі фактори: вогнестійкість будинків і споруджень; пожежна небезпека виробництва; щільність забудови; метеоумови та ін.
Вогнестійкість будинків і споруджень визначається займистістю їхніх елементів і вогнестійкістю основних конструкцій. Усі будівельні матеріали по займистості поділяються на горючі, важкогорючі і негорючі.
Розрізняють п'ять ступенів вогнестійкості будинків: I, II, III, IV, V. Їх можна характеризувати таким чином:
I і II ступені — будинки та спорудження, в яких всі основні конструкції виконані з негорючих матеріалів; причому аналогічні конструкції у будинків I ступеня мають більшу межу вогнестійкості;
III ступінь — будинки, в яких несучі стіни виконані з негорючих матеріалів, а перекриття і перегородки (не несучі) — горючі і важкогорючі (дерев'яні оштукатурені);
IV ступінь — дерев'яні оштукатурені будинки;
V ступінь — дерев'яні неоштукатурені будинки.
Пожежна небезпека виробництва визначається технологічним процесом, речовинами і матеріалами, що використовуються у виробництві, а також готовою продукцією. По пожежній небезпеці всі об'єкти поділяються на п'ять категорій: А, Б, В, Г, Д (див.[2]).
Щільність забудови (П) визначається відношенням сумарної площі, що займають всі будинки Sп, до площі території об'єкту Sт:
При щільності забудови до 7% пожежі практично не поширюються. При щільності забудови від 7 до 20% можуть поширюватися окремі пожежі, а понад 20% імовірне виникнення суцільних пожеж.
Орієнтовно можна приймати, що виникнення і розвиток пожежі (утворення суцільної пожежі) у будинках I, II і III ступенів вогнестійкості [2, 3] можливо при надлишкових тисках вибуху 30—50 кПа, а в будинках IV і V ступенів — до 20 кПа.
2. Стійкість об’єкта і шляхи її підвищення
Під стійкістю роботи промислового об'єкта розуміють здатність об'єкта випускати установлені види продукції в умовах НС, а також пристосованість цього об'єкта до відновлення у випадку ушкодження.
Аналізують стійкість і уразливість елементів об'єкта в умовах НС, а також оцінюють небезпеку виходу з ладу чи руйнування елементів або всього об'єкта в цілому. На цьому етапі аналізують:
- надійність установ і технологічних комплексів;
- наслідки аварій окремих систем виробництва;
- поширення ударної хвилі по території підприємства при вибухах ємкостей, комунікацій;
- поширення вогню при пожежах;
- розсіювання речовин, що вивільняються при НС;
- можливість вторинного утворення токсичних, пожежо- і вибухонебезпечних сумішей і т.ін.
Зразкова схема оцінки небезпеки промислового об'єкта представлена на рис.3.