ПРОГНОЗИРОВАНИЕ МАСШТАБОВ ЗАРАЖЕНИЯ АХОВ ПРИ АВАРИЯХ НА ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ

Возникновение аварий на опасных промышленных объектах чаще всего связано с нарушениями технологического регламента и неисправностью оборудования.

Особенно опасны аварии, сопровождающиеся взрывами, пожарами и проливом (выбросом) больших количеств аварийно химически опасных веществ (АХОВ), которые в процессе производственной деятельности используются на предприятиях.

При крупных авариях опасности поражения могут подвергнуться не только рабочие и служащие, но и население, проживающее вблизи предприятия.

Важным мероприятием по защите производственного персонала и населения является прогнозирование масштабов химического заражения.

 

11.1. Исходные данные для прогнозирования масштабов

химического заражения

Масштабы заражения АХОВ, в зависимости от их физических свойств и агрегатного состояния, рассчитываются по первичномуи вторичному облаку:

· для сжиженных газов – отдельно по первичному и вторичному облаку;

· для сжатых газов – только по первичному облаку;

· для ядовитых жидкостей, кипящих при температуре окружающей сре-

ды, – только по первичному облаку.

Исходными данными для прогнозирования масштабов заражения АХОВ являются:

· общее количество АХОВ на объекте и данные по размещению их запасов в емкостях и технологических трубопроводах;

· количество АХОВ, выброшенного в атмосферу, и характер его разлива по подстилающей поверхности («свободно», «в поддон» или «обваловку»);

· высота поддона или обваловки складских емкостей;

· метеорологические условия: температура воздуха, скорость ветра на высоте 10 метров (на высоте флюгера), степень вертикальной устойчивости воздуха.

При заблаговременном прогнозировании масштабов заражения на случай аварии в качестве исходных данных рекомендуется принимать: за величину выброса АХОВ – его содержание в максимальной по объему единичной емкости (технологической, складской, транспортной и др.), метеорологические условия – инверсия, скорость ветра 1 м/с.

Для прогноза масштабов заражения непосредственно после аварии должны браться конкретные данные о количестве выброшенного (разлившегося) АХОВ и реальные метеоусловия.

Исходные данные для расчета по вариантам приведены в табл. 87.

 

Таблица 87

№ ва- риан- та	Количество АХОВ, т	Характер разлива	Высота обвалования, м	Скорость ветра V, м/c	Температура воздуха, °С	Степень вертикальной устойчивости воздуха	Удаление объекта, м	Название объекта
	0,5	В обвалование Свободно В обвалование Свободно В обвалование Свободно В обвалование Свободно В обвалование Свободно	- - - - -		-20 -40 -20	Инверсия Изотермия Конвекция Инверсия Изотермия Конвекция Инверсия Изотермия Изотермия Конвекция		Школа Ж. дом Детсад Вуз Ж. дом Школа Детсад Ж. дом Детсад Школа

Примечание. АХОВ выбирается из табл. 88 по номеру варианта.

 

Принятые допущения:

· емкости, содержащие АХОВ, разрушаются полностью;

· толщина слоя жидкости h для АХОВ, разлившихся свободно по

подстилающей поверхности, принимается равной 0,05 м по всей площади разлива;

· для АХОВ, разлившихся в поддон или в обвалование, толщина слоя

жидкости h определяется из соотношений:

а) при разливах из емкостей, имеющих самостоятельный поддон (обвалование) h = H - 0,2, (H – высота поддона (обвалования)), м;

б) при разливах из емкостей, расположенных группой и имеющих общий поддон (обвалование) h = Q₀ / (F × r) (Q₀ – количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, т; r –плотность вещества, т/м³ , определяется по табл. 88; F – реальная площадь разлива, м²).

11.2. Прогнозирование размеров зоны заражения АХОВ

Порядок расчета размеров зоны заражения АХОВ следующий:

1. Определяется эквивалентное количество вещества по первичному облаку (в тоннах) по следующей формуле

Q_Э1=К₁ × К₃ × К_{5 ×}× К₇ × Q₀,(11.1)

где К₁ – коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ, приведен в табл. 88 (для сжатых газов К₁ = 1);

К₃ – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к поро-

говой токсодозе другого АХОВ, приведен в табл. 88;

К₅ – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха: при инверсии равен 1, при изотермии – 0,23, при конвекции – 0,08;

К₇ – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха, определя-

 

Табл. 88

Табл. 88

 

 

ется по табл. 88 (для сжатых газов К₇ = 1);

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

При авариях на хранилищах сжатого газа величина Q₀ определяется по формуле

Q₀ = r × V_X, (11.2)

где r – плотность АХОВ, т/м³, определяется по табл. 88;

V_X – объем хранилища, м³.

2. Определяется эквивалентное количество вещества по вторичному облаку по следующей формуле:

Q_Э2 = (1 – K₁) × K₂ × K₃ × K₄ × K₅ × K₆ × K₇ × Q₀ / (h × r), (11.3)

где К₂ – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ приведен в табл. 88;

К₄ – коэффициент, учитывающий скорость ветра (табл. 89);

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

Значение коэффициента К₆ определяется после расчета продолжительности испарения Т вещества по формуле

Т = h × r / К₂ × К₄ × К₇, (11.4)

где h – толщина слоя АХОВ, м;

r – плотность АХОВ, т/м³ (табл. 88).

Если время после начала аварии N меньше T, то К₆ = N^0,8, если N больше T, то К₆ = Т ^0,8, а при T меньше 1часа К₆ принимается для 1 часа. N – время, прошедшее после начала аварии принимается 1 час.

Таблица 89

Скорость ветра, м/с
К4		1,33	1,67	2,0	2,34	2,67	3,0	3,34	3,67	4,0	5,68

 

3. Определяется глубина зоны химического заражения.

В табл. 90 приведены максимальные значения глубин зон заражения первичным Г₁ или вторичным Г₂, определяемые в зависимости от эквивалентного количества АХОВ и скорости ветра. Полная глубина зоны заражения Г, км, обусловленная воздействием первичного и вторичного облака АХОВ, определяется из выражения Г = (Г_НБ + 0,5 × Г_НМ), (Г_НБ, Г_НМ – наибольший и наименьший из размеров Г₁ и Г₂). Полученное значение Г сравнивается с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс Г_П , км, определяемым по формуле

Г_П = N × V_П, (11.5)

где N – время после начала аварии, ч (принимается 1 час);

V_П – скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха при

данной скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха, км/ч, определяется по табл. 91.

 

Табл. 90

 

Таблица 91

Степень вертикальной устойчивости

Скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха VП, км/ч прискорости ветра V, м/с

Инверсия

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Изотермия

Конвекция

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

 

За окончательную расчетную глубину зоны заражения принимается меньшее из двух сравниваемых значений.

4. Определяется площадь зоны заражения первичным (вторичным) облаком по следующей формуле:

S _В = 8,72 × Г ² × b × 10^-3, (11.6)

где S_В – площадь возможного заражения АХОВ, м²;

Г – глубина зоны заражения, км;

b – угловые размеры зоны возможного заражения, град, приведены в табл. 92.

Таблица 92

V, м/с	<0,5	0,6-1	1,1-2	>2
b, град

 

Площадь зоны фактического заражения S_Ф, м², определяется по формуле

S_ф = К₈ × Г ² × N ^0,2, (11.7)

где К₈ – коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха, принимается равным: при инверсии – 0,081; при изотермии – 0,133; при конвекции – 0,235;

N – время, прошедшее после начала аварии, ч.

11.3. Определение времени подхода зараженного воздуха к объекту

и продолжительности поражающего действия АХОВ

Время подхода облака АХОВ к заданному рубежу зависит от скорости переноса облака воздушным потоком и определяется по формуле

t = X / V_П, (11.8)

где Х – расстояние от источника заражения до заданного объекта, км;

V_П – скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха, км/ч, определяется из табл. 91 в зависимости от скорости ветра и степени вертикальной устойчивости.

Продолжительность поражающего действия АХОВ определяется временем его испарения с площади разлива по формуле (11.4).

11.4. Определение возможных потерь людей

Потери рабочих, служащих и населения в очагах химического поражения зависят от токсичности, величины концентрации АХОВ и времени пребывания людей в очаге поражения, степени их защищенности и своевременности использования индивидуальных средств защиты (противогазов). Характер поражения людей, находящихся в зоне химического поражения, определяется главным образом токсичностью АХОВ и полученной токсодозой. Возможные потери рабочих, служащих и населения от АХОВ в очаге поражения, %, приведены в табл. 93.

Таблица 93

Условия нахож-дения людей	Потери людей, %
без про- тивогазов	при обеспеченности противогазами, %
На открытой местности	90-100
В простейших укрытиях, зданиях

 

Структура потерь людей в очаге поражения, %:

Легкой степени – 25;

Средней и тяжелой – 40;

Со смертельным исходом – 35.

11.5. Порядок нанесения зон заражения на топографические карты

Зона возможного заражения облаком АХОВ на картах (схемах) ограничена окружностью, полуокружностью или сектором, имеющим угловые размеры b и радиус, равный глубине заражения Г. Центр окружности, полуокружности или сектора совпадает с источником заражения.

На топографических картах и схемах зона возможного заражения имеет вид:

а) при скорости ветра по прогнозу меньше 0,5 м/с – окружность с центром в точке О, соответствующей источнику заражения. Угловой размер зоны заражения b = 360 град, радиус окружности Г;

б) при скорости ветра по прогнозу от 0,6 до 1 м/с – полуокружность. Точка О соответствует источнику заражения, b = 180 град, радиус полуокружности равен Г, а биссектриса сектора совпадает с осью следа облака и ориентирована по направлению ветра.

в) при скорости ветра по прогнозу больше 1 м/с – сектора. Точка О соответствует источнику заражения, b = 90 град при скорости ветра от 1,1 до 2 м/с, b = 45 град при скорости ветра по прогнозу более 2 м/с; радиус сектора равен Г, а биссектриса сектора совпадает с осью следа облака и ориентирована по направлению ветра.