Прогнозирование масштабов заражения химически опасными веществами

Цель занятия: 1) Определить глубину возможной зоны заражения при выбросе сжиженных газов и ядовитых жидкостей.

Масштабы заражения ХОВ в отношении сжатых газов рассчитываются только для первичного облака.

Вторичное облако – облако ХОВ, образующееся в результате испарения разлившегося вещества с подстилающей поверхности.

Масштабы заражения ХОВ в зависимости от их физических свойств и агрегатного состояния рассчитываются:

- в отношении сжиженных газов – для первичного облака и для вторичного;

- в отношении ядовитых жидкостей, кипящих выше температуры окружающей среды, - только для вторичного облака.

Эквивалентное количество вещества во вторичном облаке рассчитывается по формуле

(5.1)

где К₂ - коэффициент, зависящий от физико-химических свойств СДЯВ (приложение З);

К₄ - коэффициент, учитывающий скорость ветра (приложение И);

К₆ - коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после начала аварии.

Значение коэффициента К₆ определяется после расчета продолжительности Т (ч) испарения вещества

N^0,8, при N<Т;

К₆= (5.2)

Т^0,8, при N>Т;

N - время от начала аварии, ч

Если время испарения СДЯВ меньше 1 часа (при Т<1), К₆ принимается для 1 ч, (К₆ = 1);

d - плотность СДЯВ, т/м³ (приложение З);

h - толщина слоя СДЯВ, м.

Расчет глубины зоны заражения при аварии на химически опасном объекте

Расчет глубины зоны заражения первичным (Г₁) и вторичным (Г₂) облаком определяется по приложению Л, по эквивалентному количеству вещества (Q_эl) в первичном облаке и вторичном облаке (Q_эll).

В приложении С приведены максимальные значения глубины зоны заражения первичным (Г₁) или вторичным (Г₂) облаком СДЯВ, определяемые в зависимости от эквивалентного количества вещества. Полная глубина зоны заражения Г (км), обусловленная воздействием первичного и вторичного облака СДЯВ, определяется по формуле

(5.3)

где Г_max - наибольший из размеров Г₁ и Г₂;

Г_min - наименьший из размеров Г₁ и Г₂.

При заблаговременном прогнозировании масштабов заражения на случай производственных аварий в качестве исходных данных рекомендуется принимать: выброс СДЯВ (Q₀) - количество СДЯВ в максимальной по объему единичной емкости (технологической, складской, транспортной и др.), метеорологические условия - инверсия, скорость ветра - 1 м/с.

Пример

На химическом предприятии произошла авария на технологическом трубопроводе с жидким хлором, находящимся под давлением. Количество вытекшей из трубопровода жидкости не установлено. Известно, что в технологической системе содержалось 40 т сжиженного хлора.

Требуется определить глубину зоны возможного заражения хлором при времени от начала аварии 1 ч и продолжительность действия источника заражения (времени испарения хлора).

Метеоусловия на момент аварии: скорость ветра 5 м/с, температура воздуха 0⁰С, изотермия. Разлив СДЯВ на подстилающей поверхности - свободный.

Решение

1. Так как количество разлившегося жидкого хлора неизвестно, то принимаем его равным максимальному - 40 т (Q₀ = 40 т).

2. По формуле (4.1) определяем эквивалентное количество вещества в первичном облаке

3. По формуле (4.3) определяем время испарения хлора

4. По формуле (5.1) определяем эквивалентное количество вещества во вторичном облаке

Q_э2

5. По приложению С для 1 т находим глубину зоны заражения для первичного облака: Г₁ = 1,68 км.

6. Находим глубину зоны заражения для вторичного облака. Согласно приложению Л глубина зоны заражения для 10 т составляет 5,53 км, а для 20 т - 8,19 км. Интерполированием находим глубину зоны заражения для 11,8 т.

7. Находим полную глубину зоны заражения

Г

8. По формуле (4.5) находим предельно возможные значения глубины переноса воздушных масс

Таким образом, глубина зоны заражения хлором в результате аварии может составить 6,8 км; продолжительность действия источника заражения - около 40 мин.

Задача 1

На химическом предприятии произошло разрушение емкости, содержавшей Q₀, т ХОВ. Необходимо определить глубину зоны возможного заражения. Время прошедшее от начала аварии N, ч. Высота обваловки емкости Н, м. Метеоусловия: скорость ветра V, м/с; температура воздуха t, ⁰С.

Параметры	Варианты исходных данных
Q0, т
V, м/с
t, 0С			-10
Высота обваловки	1,2		0,8	0,7	0,8	0,9		0,9		1,2
N, ч		1,5					1,5
Степень вертикальной устой-чивости атмосферы	Изотермия	Инверсия	Конвекция
Тип ХОВ	Сероуглерод	Соляная кислота (концентрированная)	Нитрилакриловая кислота

Задача 2

На химическом предприятии произошла авария на технологическом трубопроводе с жидким ХОВ, находящимся под давлением. Количество вытекшей из трубопровода жидкости не установлено. Известно, что в технологической системе содержалось М т сжиженного ХОВ.

Требуется определить глубину зоны возможного заражения ХОВ при времени от начала аварии 1 ч.

Метеоусловия на момент аварии: скорость ветра V м/с, температура воздуха t⁰С. Разлив ХОВ на подстилающей поверхности - свободный.

Пара-метры	Варианты исходных данных
М, т
V, м/с
t, 0С								-10
Тип ХОВ	Хлор	Аммиак
Степень вертикальной устой-чивости атмосфе-ры	Инверсия	Изотермия	Конвекция

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6