Прогнозирование последствий аварии с аммиачными веществами на холодильной установке молочного завода (стр. 10 из 13)

– нарушению целостности оборудования (уменьшению толщины стенок до недопустимых размеров, развитию недопустимых концентраторов напряжения в корпусах резервуаров, развитию трещин сварных швов, металла корпуса, штуцеров, люков, трубопроводов, нарушению разъемных соединений и т.д.) и выбросу в атмосферу больших количеств аммиака;

– выходу из строя компрессорного и насосного оборудования, недостаточности их холодопроизводительности, повышению давления в резервуаре выше предельно допустимого и выбросам аммиака через предохранительные клапаны;

– выходу из строя ответственных элементов системы контроля за определяющими безопасность процесса технологическими параметрами, системы противоаварийной защиты (недопустимому повышению давления, уровня, температуры в резервуаре и, как следствие, срабатыванию предохранительного клапана, выбросу в атмосферу значительных количеств аммиака).

В связи с высокой надежностью систем контроля и защиты, на безопасность эксплуатации АХУ могут оказывать влияние практически только преднамеренные действия, направленные на нарушение требований технологического регламента и рабочих инструкций: отключения имеющихся систем защиты и намеренное непринятие соответствующих мер при получении аварийных сигналов о нарушениях технологических параметров [5].

5.4 Определение сценариев возможных аварий

После идентификации опасностей разрабатываются сценарии их развития и оцениваются масштабы последствий. Количество сценариев определяется рядом факторов:

– погодными условиями;

– местом расположения объекта;

– временем года и суток [2].

Сценарий аварии – полное и формализованное описание следующих событий: фазы инициирования, включая инициирующее событие, аварийного процесса, создавшейся ЧС, потерь при аварии, включая специфические количественные характеристики, пространственные и временные параметры и причинные связи событий аварий.

При разработке сценариев и оценке масштабов аварии помимо рассмотрения основных поражающих факторов следует также учитывать возможный «эффект домино».

Определение сценариев возникновения идинамики развития аварийных ситуаций проводилось с помощью блок-схемы, представленной на рисунке П. 2.1.

В зависимости от инициирующего события, условий обращения опасных веществ, условий окружающей среды указанные выше поражающие факторы могут реализоваться при следующих опасностях:

1) образование первичного токсичного облака аммиака (вероятность возникновения P_i= 3,4·10^-6);

2) образование первичного и вторичного токсичного облаков аммиака (P_i= 2,75·10^-6).

Несмотря на то, что аммиак относится к пожаровзрывоопасным веществам [25], в данном проекте не рассматриваются сценарии с образованием пожаров проливов и взрывов облаков аммиачно-воздушной смеси.

Для данного предприятия наиболее типичной могут оказаться аварии с образованием токсичного облака. При этом наиболее опасными технологическими блоками являются линейные и дренажные (в случае, если они задействованы) ресиверы, поскольку в них находится наибольшее количество жидкого аммиака.

Сценарий А

Полное разрушение сосуда под давлением, содержащего аммиак.

Нарушение норм режима и обслуживания → выход параметров за предельные значения → разгерметизация технологического блока установки → выброс продукта из технологического блока → образование первичного облака → образование разлития → образование вторичного облака → интоксикация персонала ОПО и населения

В данном случае рассматриваются резервуары (линейные, дренажные ресиверы), в которых находится наибольшее количество жидкого аммиака (в соответствии с таблицей 4.2).

Сценарий В

Выброс аммиака из технологических блоков.

Нарушение норм режима и обслуживания → выход параметров за предельные значения → разгерметизация технологического блока установки → выброс продукта из технологического блока → образование первичного облака → интоксикация персонала ОПО и населения

В данном случае рассматриваются технологические блоки, в которых содержится газообразный аммиак (например, компрессоры). При реализации подобного сценария аварии происходит образование только первичного облака аммиака.

Сценарий С

Утечки аммиака через отверстия, образовавшиеся в результате износа оборудования.

Нарушение норм режима и обслуживания → износ оборудования → образование свищей, щелей, неплотностей → утечка продукта через образовавшиеся щели → образование токсичного облака → интоксикация персонала ОПО и возможно населения.

Перечисленные сценарии не являются независимыми, так как реализация одного из них, как правило, порождает условия возникновения инициирующих событий для реализации других сценариев.

6. Оценка величины ущерба

В данном разделе проведено прогнозирование масштабов заражения местности аммиаком при аварии, развивающейся по сценарию А (наиболее опасному). Приведена оценка ущерба от данной аварии.

6.1 Прогнозирование масштабов заражения аммиаком при аварии на ОАО «Уфамолзавод»

Оценка масштаба заражения аммиаком проведена в соответствии с методикой прогнозирования возможной обстановки при авариях на ХОО (Приложение 3) Исходные данные аварии приведены в таблице 6.1.

При развитии аварии по сценарию А происходит разгерметизация технологического блока №1 (линейного ресивера 3,5РВ). Инициирующим фактором данной аварии может явиться обвал стены помещения линейных ресиверов (здание кирпичное, постройки 1960 г.). В результате обвала, элементы несущей конструкции могут повредить герметичность резервуаров.

При прогнозировании масштабов химического заражения рассматривался случай разгерметизации резервуара, с выбросом всего количества аммиака, находящегося в технологическом блоке №1 (таблица 4.2).

Таблица 6.1 – Исходные данные для оценки возможной обстановки при аварии на ХОО

Тип АХОВ	аммиак
Условия хранения АХОВ	жидкость под давлением
Количество АХОВ, разлившегося при аварии, Q₀	1,621 т
Высота обвалования резервуара, Н	2 м
Время, прошедшее от начала аварии, N	1 ч
Плотность населения в районе чрезвычайной ситуации, вызванной аварией, Р	10253 чел./км²
Метеоусловия
Температура воздуха, Т_в	20 ⁰С
Степень вертикальной устойчивости атмосферы	инверсия
Скорость ветра, V_в	1 м/с
Время аварии	00:00

6.1.1 Прогнозирование глубины зон заражения аммиаком

1. Эквивалентное количество вещества, перешедшего в первичное облако, т:

где Q₀ – количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, т;

К₁ – коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ;

К₃ – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе данного АХОВ;

К₅ – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха (таблица П. 3.1)

К₇ – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха.

Значения коэффициентов К₁, К₃, К₇ определяются по таблице П. 3.2.

=0,007295 т.

2. Эквивалентное количество вещества по вторичному облаку рассчитывается по формуле:

где: К₂ – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств аммиака (таблицаП.3.3);

К₄ – коэффициент, учитывающий скорость ветра (таблица П. 3.4);

d – плотность аммиака, т/м³

h – толщина слоя аммиака (для сосудов с жидкостью, имеющих собственное обвалование), м.

= 2 – 0,2 =1,8 м.

где H – высота обвалования, м.

К₆ – коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после начала аварии N

где N – время, прошедшее от начала аварии, ч;

Значение коэффициента К₆ определяется после расчёта продолжительности испарения вещества с площади разлива:

= 49 ч.

Так как N < T, то

= 1

Тогда

=0,001084 т.

6.1.2 Расчетглубины зоны заражения при аварии на ХОО

1. Полная глубина зоны заражения, обусловленная воздействием первичного и вторичного облака АХОВ:

где Г' – большее из полученных значений Г₁ и Г₂, км;

Г» – меньшее из полученных значений Г₁ и Г₂, км.

Г₁, Г₂– максимальные значения глубин зон заражения первичным (вторичным) облаком АХОВ при авариях на ХОО (таблица П. 3.3).

Интерполируем табличные значения для глубины зон возможного заражения:

где Г_Х – искомое значение глубины зоны возможного заражения (Г_м< Г_х< Г_б), км.

Глубина зоны возможного заражения первичным облаком:

= 0,2772 км.

Глубина зоны возможного заражения вторичным облаком:

=0,0412 км.