Расчет вероятных зон действия поражающих факторов

Основными поражающими факторами, воздействующими на людей в результате вероятных аварийных ситуаций на декларируемом объекте, являются:

· ударная волна, во фронте которой давление превышает допустимое значение;

· обрушивающиеся конструкции, оборудование, коммуникации, здания и сооружения и их разлетающиеся части;

· тепловое излучение пламени при пожаре (при сгорании ЛВЖ, ГЖ и открытого пожара на оборудовании);

· токсичные продукты горения, образовавшиеся при взрыве и пожаре и (или) выделившиеся из поврежденного оборудования вредные вещества, содержание которых в воздухе рабочей зоны превышает предельно-допустимые концентрации.

Определение вероятных параметров ударной волны при
взрыве газо-воздушной смеси.

Под взрывом принято понимать широкий круг явлений, связанных с выделением за очень короткий промежуток времени большого количества энергии в ограниченном пространстве. На практике чаще других встречаются следующие типы взрывов: свободный воздушный взрыв, наземный взрыв, взрыв внутри помещения, а также взрывы больших газообразных облаков в атмосфере.

На рисунке 3 обозначено:

1 – зона детонационной волны;

2 – зона ударной волны;

RСПЛ –радиус зоны смертельного поражения людей;

RБУ –радиус безопасного удаления;

RПДВК –радиус предельно-допустимой взрывобезопасной

концентрации;

R1 –радиус зоны детонационной волны (м);

r2и r3 –расстояние от центра до элемента предприятия в

зоне ударной волны.

	Рис.3. «Взрыв газо-воздушной смеси»

Оценим физическую устойчивость Вишнево – Полянского нефтяного месторождения к поражающим факторам чрезвычайных ситуаций мирного времени.

При аварии в резервуарном парке с нефтью количество газа Q (т) берётся 20% от объема наибольшего резервуара с нефтью. Величина дрейфа газо-воздушного облака принимается равной 300 м в сторону предприятия.

При взрыве газо-воздушной смеси выделяют зону детанационной волны с радиусом R1 и зону ударной волны. Определяется также: радиус зоны смертельного поражения людей (Rспл); радиус безопасного удаления (Rбу), радиус предельно допустимой взрывобезопасной концентрации пара, газа (RПДВК).

На ДНС в резервуарном парке находится 135 т нефти. Следовательно, количество газа 20%. Q = 135 х 0,2 = 27 т.

1) Радиус зоны детонационной волны определяется по уравнению:

R1 = 18,5 х √Q = 18,5 x √27 = 55,5 м.

2) Давление во фронте ударной волны РФ1 и РФ2 в зоне ударной волны определяют по таблице 3.

r2/R1= 100/55,5=1,8

r3/R1=80/55,5=1,4

Давление на фронте ударной волны Таблица 3.

Рф1 кПа	Значение Рф2 на расстояниях от центра взрыва в долях от (r2/R1)
	1.05	1.1	1.2	1.4	1.6	2.0	3.0	4.0	6.0	8.0
														4.5	2.7	1.8

Рф1=93 кПа Рф2=162 кПа

3) Радиус зоны смертельного поражения людей определяем по уравнению

Rсм = 30 х √ Q = 30 x √ 27 = 90 м.

Rпдвк - не определяется, так как ядовитых веществ нет.

Составляем сводную таблицу 4.

Таблица 4.

Наименование объекта	r (м)	Краткая характеристика	Степень огнеопасности	Сгораемые материалы	Категория здания	Класс пожароопасности	Степень разрушения
К		контора		документация	А		93 кПа сильное
ДНС		Помещение с легко воспламеняющейся жидкостью		нефть	А		162 кПа сильное

Вывод: степень разрушения при избыточных давлениях РФ АБК = 93 кПа и РФ ДНС = 162 кПа сильная. Если на ДНС находятся люди, то возможно их смертельное поражение, т.к. Rсм = 90 м.

В настоящее время существуют два основных направления минимизации вероятности возникновения и последствий чрезвычайных ситуаций на нефтяном объекте. Первое направление заключается в разработке технических и организационных мероприятий, уменьшающих вероятность реализации опасного поражающего потенциала современных технических систем. В рамках этого направления технические системы снабжают защитными устройствами - средствами взрыво- и пожаро- защиты технологического оборудования, электро- и молнитезащиты, локализации и тушения пожаров.

Второе направление заключается в подготовке объекта, обслуживающего персонала, служб гражданской обороны и населения к действиям в условиях чрезвычайных ситуаций. Основой второго направления является формирование планов действий в чрезвычайных ситуаций, для создания которых нужны деятельные разработки сценариев возможных аварий и катастроф на конкретных объектах. Для этого необходимо располагать экспериментальными и статическими данными о физических и химических явлениях, составляющих возможную аварию; прогнозировать размеры и степень поражения объекта при воздействии на него поражающих факторов различных видов.

Расчёт медицинских последствий аварий с образованием взрывов парового облака

Взрыв парового облака - процесс быстрого превращения, сопровожда­ющийся возникновением ударной волны, происходящий на открытом воздуш­ном пространстве в результате воспламенения облака, содержащего горю­чий пар.

Необходимы следующие условия для образования взрывов парового об­лака:

-большое количество пара, образующего облако;

-источник зажигания;

-уровень концентрации большого количества пара, несколько пре­вышающий минимально необходимый для воспламенения;

-уровень концентрации пара части облака ниже минимального предела восп­ламенения;

-некоторое ограничение пространства (за счет зданий, сооружений, коллекторов, крон деревьев и т.п.).

-масса парового облака может быть ограничена количеством сжижен­ного газа, разлитым или испарившимся за время от начала разлития до момента зажигания (для крупных разлитий).

Алгоритмы определения объема и структуры поражений по степе­ням тяжести

Радиусы зон поражения вычисляют по формулам:

Rcм = 31,4 * Q^0,333 , м (1)

Rт,cp=61,7 * Q^0,333 , м (2)

Rл =90,6 * Q^0,333 , м (3)

где Rcм - радиус зоны, в которой люди получают смертельные поражения , м;

Rт,ср - радиус зоны, в которой люди получают поражения средне­тяжелой степени тяжести, м;

Rл - радиус зоны, в которой люди получают поражения легкой

степени тяжести, м.

Площади соответствующих зон вичисляют по формулам:

Sсм = 3,14 * R²_см, м² (4)

Sт,ср= 3,14 * ( R²т,ср - R²см), м² (5)

Sл = 3,14 * ( R²л - R²т,cр), м² (6)

Количество пораженных по степеням тяжести вычисляют по форму­лам:

Nсм =r*Sсм , чел. (7)

Nт,ср=r*Sт,ср, чел. (8)

Nл =r*Sл , чел. (9)

Тогда санитарные потери будут:

Nсан = Nт,ср + Nл , чел. (10),

а общие потери:

Nоб = Nсм + Nсан, чел. (11)

РАСЧЁТ 2.

На Вишнево – Полянском месторождении в результате разгерметизации резервуара хранения сжиженного нефтяного газа произошел взрыв парового облака. Плотность населения в районе объекта (д. Караульная Гора) 400 чел./км². Необходимо определить медицинские последствия взрыва.

Дано: Q = 200 т * 0,5 = 100 т; r = 400 чел./км²

Решение: Rсм=31,4*1000,333=146м

R т,ср = 61,7 * 100^0,333= 286 м

R л = 90,6 * 100^0,333= 420 м

Sсм = 3,14 * 146²= 66900 м² = 0,067 км²

Sт,ср=3,14* (2862-1462)=189900м2=0,190км2

Sл=3,14* (4202-2862)=297000м2=0,297км2

Nсм=400* 0,067=27 чел.

Nт,ср= 400 * 0,190 = 76 чел.

Nл = 400 * 0,297 = 119 чел.

Nсан = 76+119 = 195 чел.

Nоб = 27+195 = 222 чел.

Ответ: Медицинские последствия от взрыва получили 27 человек - со смертельным поражением; 76 человек – среднетяжелой степени тяжести; 119 человек – легкой степени тяжести.

Санитарные потери составляют – 195 человек.

Общие потери – 222 человек.

«ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ» ФАКТОР АВАРИЙНОСТИ

Аварии могут произойти вследствие ошибочно принятых в проектах технологических схем добычи, сбора, транспортировки продукции скважин, отступлений от проектов при их реализации, низкой производственной дисциплины и недостаточной квалификации обслуживающего персонала. Этот фактор воспринимается как наиболее непредсказуемый, делая весьма большие ущербы.

Например, ущербы, от пожара или взрыва, происшедшего в результате небрежно брошенного оператором окурка "ошибка оператора".