Разработка и проектирование технических систем для обеспечения техносферной безопасности на химически опасном производстве

Прогнозирование вероятной оперативной обстановки на территории объекта экономики при возникновении ЧС заключается в последовательном решении следующих задач по определению:

- вероятных видов и интенсивности воздействий, способных вы­звать возникновение ЧС;

- вероятных последствий ЧС от каждого вида воздействия по ха­рактеру, качественным и количественным показателям;

- видов и объемов прогнозируемых АСДНР при ликвидации по­следствий ЧС;

- потребных сил, средств и материально-технических ресурсов для проведения прогнозируемых объемов АСДНР.

Прогнозирование вероятных последствий возникновения ЧС заключается в определении количественных и качест­венных показателей, характеризующих вероятную оперативную обстанов­ку, в том числе:

- общее ожидаемое количество зданий и сооружений, получивших ту или иную степень повреждения, в том числе от вторичных поражающих факторов;

- количество и расположение зданий и сооружений;

- количество общих, санитарных и безвозвратных потерь персонала и населения;

- количество и расположение мест блокирования людей и завалов с людьми;

- количество и расположение завалов на путях выдвижения подразделений АСДНР к местам ведения работ, а также в местах вероятного схода лавин и селевых потоков;

- границы и площадь сплошных и очаговых пожаров в завалах с людьми и в местах блокирования людей;

- масштабы радиоактивного, химического и биологического за­грязнения и заражения (границы и площадь зон заражения; составу зданий и сооружений, количеству людей, техники и материальных ресурсов в зоне заражения по уровню радиации и концентрации СДЯВ);

- границы и масштабы зоны затопления (по площади, составу зда­ний, сооружений, количеству людей и военного имущества в зоне затопле­ния; по продолжительности и т.д.).

Для прогнозирования вероятной оперативной обстановки необ­ходимо предварительно собрать исходные данные, характеризующие территорию объекта экономики, его назначение, состав зданий и сооружений, а также инфраструктуру, в том числе:

- фактические размеры и границы объекта экономики в целом и его отдель­ных зон (жилой, казарменной, парковой, хозяйственной, складской, техни­ческой и специальной);

- характеристики сейсмических, геологических, геоморфологиче­ских, геокриологических, геофизических, гидрогеологических и гидроме­теорологических условий района расположения гарнизона, а также региона в целом;

- статические данные об имевших место в регионе и районе распо­ложения гарнизона стихийных явлениях и катастрофах (землетрясения, на­воднения, тайфуны, сходы лавин и селей, лесные пожары и т.п.);

- наличие, расположение, технические характеристики и техниче­ское состояние зданий и сооружений по каждой функциональной зоне гар­низона (плотность

застройки; тип и конструктивные схемы; размеры в плане и по высоте, этажность, строительный объем; сейсмостойкость, за­щищенность и живучесть);

- инженерные и технологические системы, их тип, протяженность и техническое состояние;

- наличие, расположение, протяженность и технические характери­стики сооружений инфраструктуры (энергоснабжения, отопления, водоснабжения, канализации, газоснабжения, дорожной сети и т.д.);

- наличие, расположение и технические характеристики зданий и сооружений с опасными производствами, а также зданий и сооружений, разрушение и повреждения которых может вызвать вторичные поражения и повреждения (ЛЭП, ТЭЦ, котельные, хлораторные и очистные сооруже­ния; склады ГСМ, сжатых и сжиженных газов, СДЯВ и т.п.);

- наличие у объекта экономики сил и средств для проведения АСДНР;

- наличие и размещение у объекта экономики запасов материально-технических ресурсов.

Определение вероятных видов и интенсивности воздействий от стихийных явлений природного происхождения следует производить на основе анализа сейсмических, геологических, геоморфологических, гео­криологических, гидрогеологических, геофизических и гидрометеорологи­ческих условий района расположения объекта экономики.

При определении видов и интенсивности воздействий от стихийных явлений от природного происхождения следует использовать статистические данные региональных сейсмологических станций, а также станций и постов наблюдения Госкомгидромета РФ.

Вероятные виды и интенсивность воздействий от крупных техногенных аварий на промышленных предприятиях с опасными произ­водствами, расположенными вблизи объекта экономики, следует устанавливать по данным территориальных и региональ­ных органов МЧС.

Для определения размеров зон химического воздействия необходимо вначале спрогнозировать, какое количество жидкости или газа поступит в окружающую среду при том или ином виде аварии. Приближенно количество мгновенно испарившейся жидкости определяется по формуле:

т =(HT-HX)/rx;(1)

где т – доля мгновенно испарившейся жидкости в адиабатическом приближении при температуре T, НT–удельная энтальпия жидкости при температуре T; Нх – удельная энтальпия жидкости в точке кипения при атмосферном давлении; r_х –удельная скрытая теплота парообразования в точке кипения при атмосферном давлении.

На рисунке 2 представлены данные о доле мгновенно испарившейся жидкости, полученные по приведенному соотношению.

Рисунок 2 - Доля мгновенно испарившейся жидкости в адиабатическом приближении

1 – этилен; 2 – пропан; 3 – хлор и аммиак; 4 – бутан; t_хр – температура хранения

На втором этапе расчета необходимо с учетом рельефа местности, климатических условий, планировки площадки рассчитать процессы растекания и испарения жидкости, а также рассеивание паров пролитой жидкости. Результатом такого расчета должны быть нанесенные на ситуационный план поля концентраций паров пролитой жидкости. На плане местности отмечают также динамику процесса рассеивания паров, прогнозируют изменение концентрации в различных точках местности по времени. Расчет рассеивания газообразных веществ в атмосфере см. ОНД–86.

При проливах химически опасных веществ внешние границы заражения определяют по ингаляционной токсодозе. В качестве ее используют среднюю смертельную дозу L50, среднюю поражающую, вызывающую поражения ниже легкой степени у 50 % пораженных E50, среднюю выводящую из строя I50; среднюю пороговую P50.

Для характеристики воздействия на людей принимают дозу D, вычисляемую для определенной точки,

где С(t) –концентрация химически опасного вещества в воздухе, соответствующая моменту времени (t), t–время пребывания в данной точке.

В качестве критерия поражающего действия дозы, превышение которой определяет участки территории, соответствующие зоне заражения, используют токсодозу, характеризующую степень токсичности яда. Токсодоза различной степени тяжести поражения при фиксированном времени экспозиции для каждого СДЯВ является постоянной величиной.

Решение задачи турбулентной диффузиихимически опасного вещества для наземных источников может быть представлено в виде:

где D–токсодоза СДЯВ; x,y–расстояние по осям Х и Y; Q– количество вещества, перешедшее в первичное или вторичное облако; и – скорость ветра; λ – константа, зависящая от вертикальной устойчивости атмосферы; ψ– параметр, определяемый соотношением и и х (пропорционален х^-1/2).

При заданном значении D это соотношение можно рассматривать как уравнение для определения совокупности точек (X, Y), образующих изолинию равных значений токсодозы. При прогнозировании размеров зоны заражения химически опасными веществами по токсодозе можно использовать методику РД 52.04.253–90, основанную на вышеприведенном уравнении.

Уже при разработке проектной документации на строительство, расшире­ние, реконструкцию, техническое перевооружение, консервацию и ликвида­цию химически опасного объекта в соответствующих разделах проектной до­кументации на всех этапах проектирования должны учитываться требования и предусматриваться мероприятия по обеспечению безопасности, предупреж­дению аварий, локализации и ликвидации их последствий с необходимыми обоснованиями и расчетами. Причем в проектной документации должны предусматриваться мероприятия по предупреждению аварий, локализации и ликвидации их последствий как на самом проектируемом объекте, так и в результате аварий на других объектах в районе размещения проектируемо­го объекта.

При разработке данных мероприятий должны учитываться источники опасности, факторы риска, условия возникновения аварий и их сценарии, численность и размещение производственного персонала.

В проектной документации должны предусматриваться обоснованные и достаточные решения по обеспечению безопасности, учитывающие особо сложные геологические и гидрогеологические условия строительства, сей­смичность, оползневые и другие явления.

Для всех проектируемых химически опасных объектов разрабатываются планы действий по предупреждению химических аварий и ликвидации их по­следствий и планы локализации и ликвидации аварийных ситуаций (ПЛАС) [26].

Для химически опасного объекта, для которого установлена обязательность разработки декларации промышленной безопасности, в составе проектной до­кументации разрабатывается декларация промышленной безопасности.

Проектная документация и изменения, вносимые в нее, подлежат экспер­тизе промышленной безопасности в соответствии с правилами проведения эк­спертизы промышленной безопасности. Заключение экспертизы промышленной безопасности рассматривается и утверждается в установленном порядке. На основании утвержденного заключения экспертизы промышленной безо­пасности проектной документации принимается решение о начале строитель­ства, расширения, реконструкции, технического перевооружения, консерва­ции и ликвидации химически опасного объекта.

В процессе строительства не должны допускаться отклонения от проектной документации, должен обеспечиваться контроль качества строительных и монтажных работ, а также контроль состояния технической базы и техниче­ских средств строительства и монтажа.

По окончании строительства производится приемка химически опасного объекта в эксплуатацию. В ходе приемки объекта в эксплуатацию должно кон­тролироваться: соответствие выполненных работ проектным решениям по обеспечению безопасности; проведение испытаний технических средств и оборудования, обеспечивающих предупреждение аварий и локализацию их последствий; соответствие испытаний утвержденной программе; готовность персонала и аварийно-спасательных служб к действиям по локализации и ликвидации последствий аварий.

Для проектируемых и строящихся промышленных зданий и сооружений химически опасных объектов наиболее характерными являют­ся одно- и двухэтажные здания. На первых этажах сооружений и зданий обыч­но размещается различное тяжелое оборудование (дробильные, литьевые и прессовые машины), на вторых этажах — легкое вспомогательное оборудо­вание. В отдельных случаях, при наличии крупногабаритного оборудования, а также для различного подъемно-шахтного оборудования возводятся трех-и более этажные здания. Часть технологического оборудования предприятий размещается под землей.

В целях защиты этих зданий и сооружений от возможного проникно­вения в них воздуха, загрязненного АХОВ, проектируется и монтируется вен­тиляция.