ГПВС на открытом пространстве ОПО

Прогнозирование инженерной обстановки при аварийных взрывах ГПВС на ОПО можно вы­полнить по следующей структурно-логической схеме:

1 Изучение исходных данных для прогнозирования инженерной обстановки на открытом пространстве ОПО:

- изучения или разработка генерального плана ОПО;

- определение мест возможных очагов аварийного взрыва газопаровоздушных смесей (ГПВС);

- изучение или разработка принципиальной технологической схемы опасного производства;

- изучение характеристик ГПВС;

- разработка сценария возникновения и развития аварии со взрывом ГПВС

2 Прогнозирование и оценка инженерной обстановки при взрыве ГПВС:

- расчет границ зон разрушения зданий и поражения людей от взрыва ГПВС.

- определение показателей инженерной обстановки, непосредственно характеризующие инженерную обстановку (количества зданий получивших полное, сильное, среднее и сла­бые разрушения) и показателей, определяющие объем АСР и жизнеобеспечения персонала ПВОО (определение численности персонала, пострадавших от взрыва ГВС).

Основными факторами, влияющие на результаты прогнозирования и оценки инженерной обстановки:

- масса и тип взрывоопасного вещества;

- характеристика взрывоопасного вещества и условия его хранения или использования в производственном процессе;

- место возникновения взрыва;

- объемно-планировочные решения зданий;

- размещение рабочих и служащих относительно очага взрыва ГПВС

- инженерная обстановка в месте взрыва.

Установлено, что на откры­том пространстве ОПО возможны взрывы ГПВС, образующихся при разрушении резервуаров со сжатыми и сжижен­ными под давлением или охлаждением (в изотермических резервуарах) газами, а также при аварийном разливе ЛВЖ.

Высокая вероятностью аварии со взрывом ГПВС на открытом пространстве ОПО обуславливает необходи­мость проведения организационных и технических мероприятий по защите НРС и материальных ценностей от поражающих факторов взрыва. Разработка целесооб­разных мероприятий предопределяет необходимость прогнозирования и оценки инженерной обстановки на ОПО при аварии со взрывом ГПВС.

С целью проведения расчетов с гарантированным запасом по объему АСР и жизнеобеспечения наибольшей работающей смены (НРС) ОПО, при обосновании исходных данных принимают случай разрушения резервуара, чтобы образовавшийся при этом взрыв произвел максимальное поражающее воздействие. Этот случай соответствует разрушению того резервуара, в котором хранится максимальное количество взрывоопасного вещества на территории ОПО.

Кратко рассмотрим порядок определения зон поражающих давлений при взрыве ГПВС.

При взрыве ГПВС различают две зоны действия:

- зона действия детонационной волны в пределах облака ГПВС;

- зоны действия воздушной ударной волны за пределами облака ГПВС.

В зоне облака действия детонационной волны, избыточное давление во фронте которой принимается постоянным в пределах облака ГПВС и приблизительно равно DР = 1,7 МПа (17 кгс / см²).

В этом случае, радиус (r_o) зоны действия детонационной волны на открытом пространстве рассчитывается по формуле:

(2.1)

где Q - количество сжиженного углеводородного газа в хранилище до взрыва, кг;

С - стихиометрическая концентрация газа в % по объему (см. табл. 2.1);

Таблица 2.1 - Характеристики газопаровоздушной смеси

Вещество, характеризующее смесь	Формула вещества, образующего смесь	Характеристики смеси
mk кг/кмоль	rстх, кг/м3	Qстх, МДж/кг	С, об. %
Газовоздушные смеси
Аммиак	CH3		1,180	2,370	19,72
Водород	H2		0,933	3,425	29,59
Метан	CH4		1,232	2,763	9,45
Пропан	C3H8		1,315	2,801	4,03
Этилен	C2H4		1,285	3,010	6,54
Паровоздушные смеси
Ацетон	C3H6O		1,210	3,112	4,99
Бензин			1,350	2,973	2,10
Бензол	C6H6		1,350	2,937	2,84
Гексан	C6H14		1,340	2,797	2,16
Дихлорэтан	C2H4Cl2		1,49	2,164	6,54
Метанол	CH4O		1,300	2,843	12,30
Пентан	C5H12		1,340	2,797	2,56

m_k – молекулярная масса газа, кг / кмоль

При этом значение коэффициента k принимается в зависимости от способа хранения взрывоопасного вещества:

- k = 1 - для резервуаров с газообразным веществом;

- k = 0,6 - для газов, сжижен­ных под давлением;

- k = 0,1 - для газов, сжиженных охлаждением (хранящихся

в изотермических емкостях);

- k = 0,05 – при аварийном разливе ЛВЖ.

Давление во фронте ВУВ (DР_ф ) зависит от расстояния до цента взрыва, которое можно определить по табл. 2.2 исходя из следующего соотношения:

DР_ф = f (r / r₀), (2.2)

где r - расстояние от цента взрыва до рассматриваемой точки (объекта)

Таблица 2.2-Давление во фронте ударной волны в зависимости

от отношения r / r₀

r/r0	0 - 1	1,01	1,04	1,08	1,2	1,4	1,8	2,7
DРф,кПа
r/r0								-
DРф,кПа								-

Из выше сказанного можно установить следующую последовательность прогнозирования и оценки инженерной обстановки при взрыве ГПВС на открытом пространстве ПВОО:

1 Разрабатывается генеральный план ОПО, на котором показываются места хранения или использования взрывоопасных веществ.

2 Определяются исходные данные для расчета зон разрушения зданий:

- - количество взрывоопасного вещества (например, сжиженных углеводород­ных газов в хранилище до взрыва), кг;

- k – доля продуктов, участвующих во взрыве зависит от способа хранения продукта: 1 - для резервуаров с газообразным веществом; 0,6 - для газов, сжижен­ных под давлением; 0,1 - для газов, сжиженных охлаждением (хранящихся в изо­термических емкостях); 0,05 - при аварийном разливе ЛВЖ;

3 Определяются радиус зоны детонационной волны при взрыве ГПВС

4 Определяются радиусы зон ВУВ при следующих давлениях на ее фронте:

- радиус зоны полных разрушений при DР_ф ³ 50 кПа;

- радиус зоны сильных разрушений при 30 £ DР_ф < 50 кПа;

- радиус зоны средних разрушений при 20 £ DР_ф < 30 кПа;

- радиус зоны слабых разрушений при 10 £ DР_ф < 20 кПа.

Для определения радиуса (r) зон разрушения следует использовать соотношение r / r₀ и соответствующее этому отношению давление на фронте ударной волны (табл. см. 2.2).

5 Нанести на генеральный план ОПО радиусы зон разрушения зданий и сооружений.

6 Определить показателей инженерной обстановки

7 Определить показатели, определяющие объем аварийно-спасательных работ и жизнеобеспечения населения.

Рассмотрим пример расчета радиусов зон разрушения зданий при взрыве ГПВС на открытом пространстве ОПО.

Произошел взрыв 1000 кг сжиженного пропана в резервуаре, который находился на открытом пространстве ОПО.

Определить радиусы зон разрушения и нанести их на генеральный план ОПО.

Исходные данные:Q = 1 000 кг; К = 0,6; m_k = 44; С = 4,03%.

1 Рассчитаем радиус r₀ зоны действия детонационной волны по фор­муле 2.1:

м.

Радиус зоны детонационной волны сжиженного пропана равен 15 м.

2 Определим радиусы зон разрушений, используя значения давлений 50, 30, 20 и 10 (см. табл. 2.2), которые соответствуют полному, сильному, среднему и слабому разрушению инженерно-технического комплекса ОПО.

Радиус зоны полных разрушений будет наблюдаться при радиусе 60 м:

r / r₀ = 4, то r = 4 · 15 = 60 м.

Радиус зоны сильных разрушений будет наблюдаться при радиусе 90 м:

r / r₀ = 6, то r = 6 · 15 = 90 м

Радиус зоны средних разрушений будет наблюдаться при радиусе 120 м:

r / r₀ = 8, то r = 8 · 15 = 120 м

Радиус зоны слабых разрушений будет наблюдаться при радиусе 180 м:

r / r₀ = 12, то r = 12 · 15 = 180 м

Определенные таким образом радиусы зон разрушений следует нанести на генеральный план ОПО и приступить к расчету показателей инженерной обстановки и показателей, определяющие объем аварийно-спасательных работ и жизнеобеспечения населения.