Обоснование выбранного направленияМировое производство химических продуктов, в том числе и СДЯВ, постоянно растет.Все это увеличивает потенциальную опасность возникновения химически опасных аварий, связанных с выбросом или утечкой СДЯВ. В качестве примеров ЧС, связанных с выбросом или утечкой СДЯВ, можно привести следующие. В декабре 1984г. на химическом заводе фирмы «ЮнионКарбайд» в городе Бхопал (Индия), производящем инсектициды «севин» и пестицид «темик», произошла авария с выбросом около 43т метилизоцианата и продуктов его неполного термического разложения. Зона заражения продуктами выброса составила в глубину 5 км, а в ширину – более 2 км. В результате аварии погибли 3150 человек, стали полными инвалидами около 20 тыс. человек, страдают различными заболеваниями от последствий отравления более 200 тыс. человек. 20 марта 1989г., Литовская ССР, города Ионава – выброс в атмосферу 7 тыс. тонн аммиака на химическом предприятии, производящем минеральные удобрения. Одновременно возник пожар на складах, где хранилось 20 тыс. тонн нитрофосфатных удобрений. Направление ветра от города. Эвакуировано 40 тыс. человек, погибло 6 человек. Получили поражение и находились на излечении 64 человека. По оценкам ученых это был своего рода «Химический Чернобыль», и если бы ветер был на город, – это был бы город мертвых. В Нижнем Новгороде 1 января 1966г. в 18.00 на автозаводской водонососной станции произошёл разлив 27 т хлора. Газовое облако при температуре t = -1°C и скорости ветра 1 м/с проникло на глубину до 7 км жилого района, в котором проживало 35 тыс. человек. Из них около 20 тыс. человек не чувствовали запаха хлора и не имели поражений (находились в жилых многоэтажных домах на верхних этажах). Из примерно 15 тыс. человек, находившихся на открытой местности, в течение суток обратились за помощью в лечебные учреждения примерно 4тыс. человек, значительная часть которых была госпитализирована на 3-5 дней, 150 человек находились на излечении в течение месяца. 7 мая 2009 г., Россия, г.Москва, выброс аммиака на ОАО "Московский межреспубликанский винодельческий завод" пострадало 52 человека, также авария привела к попаданию аммиака в реку Сетунь. 14 августа 2013 г., Украина, г. Горловка на заводе «Концерн Стирол» в случился выброс аммиака, приведший к смерти 15 человек. Также в результате аварии пострадало 45 человек. По Республике Казахстан в период с 2002 по 2013 год приведены данные в Таблице 1:
Таблица 1
Из приведенных примеров видно, что аварии с утечкой СДЯВ способны привести к тяжелым последствиям. СДЯВ в больших количествах находятся на предприятиях их производящих или потребляющих. Надо сказать, что в технологических линиях обращается, как правило, незначительное количество токсических химических продуктов. Значительно большее количество СДЯВ по объему содержится на складах предприятий. Это приводит к тому, что при авариях в цехах предприятий в большинстве случаев имеет место локальное заражение воздуха, оборудования цехов, территорий предприятий. При этом поражение в таких случаях может получить в основном производственный персонал. При авариях на складах предприятий, когда разрушаются крупнотоннажные емкости, СДЯВ распространяются за пределы предприятия, приводя к массовому поражению не только персонала предприятия, но и населения, живущего вблизи химически опасных предприятий. В среднем на предприятиях минимальные (неснижаемые) запасы химических продуктов создаются на трое суток, а для заводов по производству минеральных удобрений на 10-15 суток работы. [4] Кроме того согласно постановлению Правительства РК от 19.11.2010 №1219 «Об утверждении технического регламента «Требования к безопасности токсичных и высокотоксичных веществ»»предельное количествоСДЯВ, которые можно хранить и использовать на промышленных предприятиях: Аммиак –500 т; Нитрат аммония – 2500 т; Акрилонитрил – 200 т; Хлор – 25 т; Оксид этилена – 50 т; Цианистый водород – 20 т; Сернистый водород – 50 т; Диоксид серы – 250 т; Метилизоцианат – 0,15 т. На производственных площадках или в транспортных средствах СДЯВ, как правило, содержатся в стандартных емкостных элементах. Это могут быть алюминиевые, стальные и железобетонные оболочки, в которых поддерживаются условия, соответствующие заданному режиму хранения. Способы хранения выбираются в зависимости от физико-химических свойств СДЯВ. Основная цель – уменьшить объем хранимого вещества, что является весьма важным при промышленных масштабах использования химически опасных веществ. Основным параметром, влияющим на выбор способа хранения, является температура кипения СДЯВ. Для хранения СДЯВ на складах предприятий используются следующие основные способы: -в резервуарах под высоким давлением (в этом случае расчетное давление в резервуаре соответствует давлению паров продукта над жидкостью при абсолютной максимальной температуре окружающей среды – хлор, аммиак и др.); -в изотермических хранилищах при давлении близком к атмосферному (низкотемпературное хранилище) или до 1 Па (изотермическое хранилище, при этом используются шаровые резервуары большой вместимости от 900 до 2000 т, например, аммиак при t = -33,4°С); -хранение при температуре окружающей среды в закрытых емкостях (характерно для высококипящих жидкостей – гидразин, тетраэтилсвинец). Способ хранения СДЯВ во многом определяет их поведение при авариях. Главная особенность при хранении СДЯВ, имеющего температуру кипения ниже температуры окружающего воздуха и находящегося в герметической емкости под давлением, состоит в том, что вещество в емкости находится в перегретом относительно нормальных условий состоянии. [7] В результате при разгерметизации емкости, то есть при падении давления до нормального, СДЯВ, находясь в перегретом состоянии, начинает интенсивно кипеть, происходит чрезвычайно быстрое испарение определенной части жидкости. Этот процесс длится всего несколько минут. Образующееся при этом облако паров СДЯВ и зараженного воздуха принято называть первичным облаком. Если давление в емкости упало, а основные стенки целы (например, трещины или пулевое отверстие), то описанный процесс может сопровождаться взрывоподобным скачкообразным ростом давления за счет увеличенного объема образовавшегося при испарении газа, что приведет к дополнительным разрушениям. После завершения этого процесса оставшееся жидкое СДЯВ, находясь, как правило, при атмосферном давлении, испаряется со скоростью, определяемой скоростью подвода тепла к нему. Образующееся при этом облако зараженного воздуха называют вторичным. Скорость испарения СДЯВ, вылившегося из поврежденной емкости, зависит от влияния процессов, протекающих при взаимодействии СДЯВ с подстилающей средой, существенно зависит от природы последней и меняется во времени. Первоначально происходит бурное испарение в результате передаче жидкости тепла от подстилающей среды. По мере охлаждения подстилающей среды её верхний слой становится изолирующей прослойкой и приток тепла к жидкости от подстилающей поверхности уменьшается, а затем практически прекращается. Процесс испарения становится стационарным. Наиболее опасной стадией аварии, безусловно, являются первые 10 минут, когда испарение СДЯВ происходит интенсивно. При этом первые 2-3 минуты выброса сжиженного СДЯВ, находящегося под давлением, образуется аэрозоль в виде тяжелых облаков, которые под действием собственной силы тяжести опускаются на грунт. Границы облака на первом этапе отчетливы, оно имеет большую оптическую плотность и только через 2-3 минуты становится прозрачным. Температура в облаке ниже, чем в окружающей среде. Учитывая его большую плотность, основным фактором, определяющим движение облака в районе аварии, является сила тяжести. На этом этапе формирование и направление движения облака носит неопределенный характер. Радиус этой зоны может достигать 0,5 - 1 км. В дальнейшем при стационарном процессе испарения вторичное облако зараженного воздуха переносится по направлению среднего ветра, образуя зону химического заражения. На промышленных объектах обычно сосредоточено значительное количество легковоспламеняющихся веществ, в том числе и СДЯВ (аммиак, окись этилена, окись углерода и др.). Эти обстоятельства следует учитывать при возникновении пожаров на предприятиях. Более того, сам пожар на предприятиях может способствовать выделению различных ядовитых веществ. Поэтому при организации работ по ликвидации химически опасной аварии на предприятии и её последствий необходимо оценивать не только физико-химические и токсические свойства СДЯВ, но и их взрыво- и пожароопасность, возможность образования в ходе пожара новых СДЯВ и на этой основе принимать необходимые меры по защите персонала, участвующего в работах. Поэтому работники противопожарной службы должны обладать необходимыми знаниями и навыками организации защиты населения и выполнения работ в условиях химического воздействия. Тушение пожаров, равно как и аварийно-спасательные работы на химических объектах выполняются при взаимодействии противопожарной службы с различными службами химического предприятия, специализированными аварийными формированиями и Гражданской обороной. Поэтому начальствующий состав противопожарной службы должен знать возможности этих служб и формирований, порядок организации взаимодействия с ними и территориальными органами управления Министерства по чрезвычайным ситуациям Республик Казахстан. Мероприятия по противопожарной защите химических объектов направлены, прежде всего, на предупреждение пожара на объекте, на разработку оперативных планов тушения возможных пожаров и на подготовку к боевым действиям при возможном выбросе или разлитии ядовитых веществ в окружающую среду.
Актуальность рассматриваемой темы дипломного проектирования обусловлена широким применением аммиака на объектах промышленности. В технологическом процессе участвуют большие объемы сильнодействующих ядовитых веществ. Кроме этого, аварии на аналогичных объектах имеют тяжелые последствия и приносят значительный ущерб экономике и окружающей среде. Анализ имевших место аварийных ситуаций показывают, что объекты с химически опасными компонентами, могут быть: источником залповых выбросов СДЯВ в атмосферу; сброса СДЯВ в водоемы; «химического» пожара с поступлением токсических веществ в окружающую среду; разрушительных взрывов; заражения объектов и близ лежащих населенных пунктов.
Цель:Провести последовательный анализ и комплексный учет совокупности факторов, влияющих на возникновение и развитие чрезвычайной ситуации с выбросом сильнодействующих ядовитых веществ, применяющихся на всех стадиях производства. Организовать и провести ликвидацию последствий выброса паров СДЯВ.Также путем внедрения инженерного решения снизить химическую опасность объекта и риск возникновения чрезвычайной ситуации, а также исключить или максимально снизить потери среди персонала объекта и населения жилого сектора.
2.Оперативно-тактическая и инженерно-техническая характеристика завода ТОО «Шымкент пиво» г. Шымкент
Город Шымкент является административным центром Южно-Казахстанской области Республики Казахстан, одновременно крупным железнодорожным и речным транспортным узлом, крупнейшим центром нефтяной и химической промышленности Казахстана, отнесенным по Гражданской обороне к категорированным городам. Численность населения составляет 683,3 тыс. человек (Данные Управления статистики при Акиме г. Шымкента на 01.01.2014 г.). Город занимает площадь около 408,8 км2 и находится на высоте 506 м над уровнем моря. Рельеф местности – песчанистая низменность, частично выделяются эрозионные понижения. Климат – резко континентальный, со среднегодовой влажностью 58,5% и скоростью ветра 2,7 м/с, зима мягкая, короткая с частыми оттепелями, лето знойное, продолжительное. Средняя температура января -8°С, июля - от +30 до +40С. Годовое количество осадков составляет 400 мм. Жилой фонд города представлен как одноэтажной застройкой, так и многоэтажными домами, а также зданиями повышенной этажности и высотными зданиями современной архитектуры, которые оборудованы внутренним водопроводом и канализацией. Объект – завод ТОО «Шымкент пиво»г.Шымкент - Расположен в северо-восточной части, в 5,5 км от центра города. Площадь предприятия составляет 9.121 га. Персонал завода (рабочие и служащие) составляет 610 человек, 57 человек с ночным пребыванием.Обеспеченность средствами индивидуальной защиты органов дыхания составляет 100 %. Выпускаемая продукция – пиво в бутылках и в кегах. Завод ТОО «Шымкент пиво» г.Шымкент– одно из крупнейших предприятий пивоваренной отрасли в Казахстане. Объем производства и продаж пива составляет 16,0 % от общего объема производства пива в Республике Казахстан. Завод был создан по типовому проекту чешских пивоваренных заводов и пущен в производство в декабре 1976 года. Проектная мощность предприятия на дату запуска составила 7,2 млн. декалитров пива в год. В настоящее время годовая производственная мощность предприятия составляет 19,8 млн. декалитров пива. Сырье: солод, хмель, вода. Основное опасное вещество –аммиак. ПДК- 20 мг/м3 – IV класс опасности. Количество аммиака, используемого в технологическом процессе – 2,7тонны. Взрывоопасные и пожароопасные вещества и материалы хранятся следующим образом: мазут хранится в 2-х железобетонных емкостях находящихся в грунте. Солод хранится в железобетонных силосах общей емкостью 3939м3. Аммиак хранится в герметически закрытых емкостях.В соответствии с разработанной транспортной схемой и грузооборотом предприятия на территорию введено четыре железнодорожных пути к зонам разгрузки мазута и ЛВЖ, а также к складам сырья и готовой продукции. Все сырье поступает на завод трубопроводным, железнодорожным и автомобильным транспортом. Естественный рельеф участка ровный. Территория объекта благоустроена и защищена ограждением из плит панельного типа, высотой 4 м. С северо-западной стороны объекта ограждение представляет собой кирпичное ограждение высотой 6 м – для снижения площади распространения паров СДЯВ в случае аварии. В список газоопасных мест и распределение их по группам опасности, определенных начальником ТОО «Шымкент пиво» включены: - компрессорная - 2 группа опасности; - холодильные камеры - 3 группы опасности; Отнесение аммиачно-компрессорного цехаТОО «Шымкент пиво» к особо опасным производствам основывается на следующих факторах: - величина пороговых количеств потенциально опасных веществ; - количество потенциально опасного вещества, обращающегося на объекте – 2,7 т. - близкое расположение жилых кварталов возле объекта. Наибольшую опасность в аммиачно-компрессорном цеху ТОО «Шымкент пиво», с точки зрения возникновения серьезной аварии с тяжелыми последствиями, представляют: -разгерметизация компрессоров в АКЦ. -разгерметизация емкостей в АКЦ. -разгерметизация аммиакопроводов.[7]
|
