Главная->Цивільна оборона->Содержание->4.4. ОЦІНКАХІМІЧНОЇОБСТАНОВКИ ПРИ АВАРІЯХ 3 ВИКИДОМ СДОР

Цивільна оборона (частина 2)

4.4. ОЦІНКАХІМІЧНОЇОБСТАНОВКИ ПРИ АВАРІЯХ 3 ВИКИДОМ СДОР

Поняття про хімічну обстановку

СДОР — це хімічні речовини, що застосовуються в народному господарстві, які при виливанні або викиді можуть призводити до зараження повітря з вражаючими концентра-ціями.

Хімічна обстановка — це масштаби і характер зараження міс-цевості СДОР, які здійснюють вплив на роботи об’єктів народно-го господарства, дія формувань ЦО і населення.

Хімічна обстановка виникає при порушенні технологічних процесів на хімічно небезпечному виробництві, ушкодженні тру-бопроводів, ємкостей, сховищ, транспортних засобів при переве-зеннях СДОР, які призводять до викиду СДОР в атмосферу в кі-лькостях, що становлять небезпеку масового ураження людей і тварин.

Первинна хмара — хмара СДОР, яка утворюється в результаті миттєвого (1—3 хв.) переходу в атмосферу частини вмісту ємко-сті зі СДОР при її руйнуванні.

Вторинна хмара — хмара СДОР, яка утворюється в результаті випаровування розлитої речовини з поверхні.

Гранична токсодоза — інгаляційна токсодоза, яка викликає початкові симптоми ураження.

Еквівалентна кількість СДОР — це така кількість хлору, мас-штаб зараження яким при інверсії еквівалентний масштабу зараS. М. ШОБОТОВ

 

ження при даному ступені вертикальної стійкості кількістю даної речовини, яка перейшла в первинну (вторинну) хмару.

Площа зони фактичного зараження СДОР — площа території, зараженої СДОР у небезпечних для життя межах.

Площа зони можливого зараження СДОР — площа території, в межах якої під дією зміни напрямку вітру може переміщуватися хмара СДОР.

Товщина шару розливу СДОР — h товщина шару, що вільно розлився на підстилаючій поверхні, приймається за 0,05 м, а той, що розлився в піддон або в обвалування, — h = Н— 0,2 м, де Н— висота піддону (обвалування).

Ступінь вертикальної стійкості повітря характеризується трьома складовими: інверсією, конвекцією, ізотермією.

Інверсія (нижні шари повітря холодніші за верхні) виникає при ясній погоді, малих швидкостях вітру (до 4 м/с). Інверсія пе-решкоджає розсіюванню повітря на висоті і створює сприятливі умови для зберігання високих концентрацій СДОР.

Конвекція (нижній шар повітря нагрітий сильніше за верхній і відбувається переміщення його по вертикалі) виникає при ясній погоді, малих (до 4 м/с) швидкостях вітру. Конвекція розсіює хмару, заражену СДОР, знижує її вражаючу дію.

Ізотермія (температура повітря в межах 20—30 м від земної поверхні майже однакова) звичайно спостерігається в хмарну по-году і при сніговому покриві. Ізотермія сприяє тривалому застою парів СДОР на місцевості.

Оцінка хімічної обстановки

Під оцінкою хімічної обстановки розуміють визначен-ня масштабу і характеру зараження СДОР, аналіз їх впливу на ді-яльність об’єктів, сил ЦО і населення.

Основними вихідними даними для оцінки хімічної обста-новки є:

загальна кількість СДОР на об’єкті і дані щодо розміщення їх запасів у ємкостях і технологічних трубопроводах;

кількість СДОР, викинутих в атмосферу, характер їх розливу на поверхні;

висота піддону або обвалування складських ємкостей;

метеорологічні умови: температура повітря, швидкість вітру на висоті 10 м (на висоті флюгера), ступінь вертикальної стійкос-ті повітря.

 

Оцінка хімічної обстановки включає: визначення глибини зони зараження;

визначення площі зони зараження і нанесення на план місце-вості;

визначення часу підходу зараженого повітря до об’єкта; визначення тривалості вражаючої дії СДОР; визначення можливих втрат людей.

Визначення глибини зони зараження СДОР

Розрахунок глибини зони зараження ведеться з допо-могою даних, наведених у таблицях додатків 1, 2, 3 (Д1, Д2, ДЗ) в залежності від кількісних характеристик викиду і швидкості вітру.

Кількісна характеристика викиду СДОР для розрахунку масш-табів зараження визначається за еквівалентними значеннями.

Визначення еквівалентної кількості речовини визначається по первинній і вторинній хмарі.

Еквівалентна кількість речовини по первинній хмарі визнача-ється за формулою:

Qe\ = Кі х К3 х К5 х К7 х Qo,          (1)

де Кі = коефіцієнт, який залежить від умов зберігання СДОР. До-даток 1 (Д1) для стиснутих газів Кі = 1;

Кз — коефіцієнт, що дорівнює відношенню граничної токсо-дози хлору до граничної токсодози іншої СДОР — Д1;

К$ — коефіцієнт, який враховує ступінь вертикальної стійкос-ті повітря. Приймається: для інверсії — за 1, для ізотермії — 0,23, для конвекції — 0,008;

К7 — коефіцієнт, який враховує вплив температури повітря — Д1 (для стиснутих газів К7 = 1);

Qo — кількість викинутої (розлитої) при аварії СДОР (т).

Еквівалентна кількість речовини по вторинній хмарі розрахо-вується за формулою:

Qei= (1 - Кі) х Кг х Кз х IQ х К5 х Кб х К7 х Qo : (h х d),  (2)

де К2 — коефіцієнт, який залежить від фізико-хімічних властиво-стей СДОР (табл. ДЗ);

К4 — коефіцієнт, який враховує швидкість вітру (табл. ДЗ);

Кб — коефіцієнт, який залежить від часу, що пройшов після початку аварії N. Значення К6 визначається після розрахунку тривалості випа-ровування речовини Т за формулою:

К6 = 1т' (при N < T) (3)

або

К6 = 1т' (при N > Т).            (4)

При Т < 1 години Кб приймається для 1 години. Тривалість випаровування

hxd

Т—      ,

¥^2 X К-4 х К7

де h — товщина шару розливу СДОР (м), d — питома вага СДОР (т/м ) — Д1.

Розрахунок глибин зон зараження первинною (вторинною) хмарою СДОР ведеться з допомогою таблиць Д2.

У таблиці Д2 наведені максимальні значення глибин зон зара-ження первинною — Гі або вторинною Г2 хмарою СДОР, які ви-значаються в залежності від еквівалентної кількості речовини

(Qeb Qe2) І ШВИДКОСТІ ВІТру.

Повна глибина зони зараження Г (км), обумовлена впливом первинної і вторинної хмари СДОР, визначається:

Г = Г' + 0,5Г",            (6)

де Г' — найбільший, Г" — найменший з розмірів Гі і Гг.

Отримане значення Г порівнюється з гранично можливим зна-ченням глибини переносу повітряних мас Гп, яке визначається за формулою:

Г„ = N х V,     (7)

де N — час від початку аварії (год);

V — швидкість переносу переднього фронту зараженого пові-тря при даних швидкості вітру і ступені вертикальної стійкості повітря, які визначаються за допомогою таблиць Д5.

За остаточну розрахункову глибину зони зараження прийма-ють найменше з 2-х (Г і Г„) порівнюваних між собою значень.

Приклад № 1

На хімічному підприємстві відбулась аварія на складі з рідким хлором, який перебував під тиском. В результаті аварії викинуто

в атмосферу 40 т зрідженого хлору, виникло вогнище зараження СДОР.

Визначити глибину можливого зараження хлором за станом на 1 годину після аварії.

Метеоумови на момент аварії: швидкість вітру — 5 м/с, тем-пература повітря — 0°С, ізотермія. Розлив СДОР на поверхню ві-льний.

Розв'язання:

За формулою (1) визначаємо еквівалентну кількість речовини в первинній хмарі:

Qe\ = 0,18 х 1,0 х 0,23 х 0,6 х 40 = 1 т.

За формулою (5) визначаємо час випаровування хлору:

0,05x1,553

Т —     — 0,644 год.

0,052x2,34x1

За формулою (2) визначаємо еквівалентну кількість речовини у вторинній хмарі:

Qe2 = (1 - 0,8) х 0,052 х 1,2 х 3,4 х 0,23 х х 1,1 х 40 : (0,05 1,553) = 11,8 т.

За таблицею Д2 для 1 т знаходимо глибину зони зараження первинною хмарою Г\ = 1,68 км.

За таблицею Д2 для 11,8 т знаходимо глибину зони зараження вторинною хмарою Г2 = 6 км.

За формулою (6) визначаємо повну глибину зони зараження:

Г = 6 + 0,5 х 1,68 = 6,84 км.

За формулою (7) знаходимо гранично можливе значення гли-бини переносу повітряних мас:

T„ = Nx V = 1-29 = 29 KM.

За остаточну розрахункову глибину зараження хлором при-ймається Г = 6,84 км.

Визначення площі зони зараження

Площа зони можливого зараження первинною (вто-ринною) хмарою СДОР визначається за формулою:

SM = 8,72x10" х Г х ф,          (8) де SM — площа зони можливого зараження СДОР, км ;

Г — глибина зони зараження, км;

Ф — кутові розміри зони можливого зараження, градуси (ви-значаються за допомогою таблиці Д4).

Площа зони фактичного зараження S$ розраховується за фор-мулою:

5ф = К8хГ2хУ,2,

де К8 — коефіцієнт, що залежить від ступеня вертикальної стій-кості повітря, приймається: при інверсії — 0,081; при ізотермії — 0,133; при конвекції — 0,295.

N — час, який пройшов після початку аварії, год.

Приклад № 2

У результаті аварії на хімічно небезпечному об’єкті виникла зона зараження глибиною 10 км. Швидкість вітру— 2 м/с, інвер-сія. Визначити площу зони зараження на 4 годину після аварії.

Розв'язання:

1.         Розраховуємо площу зони фактичного зараження за форму-

лою (9):

Лф = 0,081x10 х4    = 10,7 км .

2.         Визначаємо площу зони можливого зараження за форму-

лою (8):

5В = 8,72 х 10–3 х 10 х 90 = 78,3 км .

3.         Наносимо зону зараження на план місцевості у відповіднос-

ті з вимогами додатку 4.

При швидкості вітру від 1,1 до 2 м/с зона зараження має ви-гляд сектора ф = 90º, радіус сектора дорівнює Г, бісектриса сек-тора співпадає з віссю сліду хмари і орієнтована за напрямком ві-тру, точка 0 відповідає місцю джерела зараження. 270

Г = 10 км Ф = 90є  

Визначення часу підходу зараженого повітря до об’єкта

Час підходу хмари СДОР до заданого об’єкта залежить від швидкості перенесення хмари повітряним потоком і визначається за формулою:

t = RT: v,

де t — час підходу хмари СДОР, год;

RT — відстань від джерела зараження до заданого об’єкта, км;

v — швидкість переносу переднього фронту хмари зараженого повітря, км/год (визначається за таблицею Д5).

Приклад № 3

У результаті аварії на об’єкті, розташованому на відстані 5 км від міста, відбулося руйнування ємкості з хлором. Метеоумови: ізотермія, швидкість вітру — 4 м/с. Визначити час підходу хмари зараженого повітря до межі

1.         Для швидкості вітру в умовах ізотермії, яка дорівнює 4 м/с, за таблицею Д5 знаходимо v = 24 км/год.

2.         Час підходу хмари зараженого повітря до міста:

t = 5/24 = 0,2 год.

Визначення тривалості вражаючої дії СДОР

Тривалість вражаючої дії визначається часом випаро-вування СДОР з площі розливу за формулою:

h-d

(5)

к2-к4-к7

Приклад № 4

У результаті аварії відбулось руйнування обвалованої ємкості з хлором. Потрібно визначити час вражаючої дії СДОР. Метеоумови на момент аварії: швидкість вітру — 4 м/с, тем-пература повітря 0°С, ізотермія. Висота обвалування -1 м. Розв'язання: За формулою (5) час вражаючої дії:

_,     (H-0,2)-d     (1-0,2)-1,553

Т -       — -     =12 год.

^2 ' ^м ' ^7        0,052 -2-1

Визначення можливих втрат людей

Можливі втрати людей, службовців і населення від СДОР, а також структура втрат визначаються за таблицею додат-ку 6 і залежать від умов перебування людей на зараженій місце-вості і ступеня забезпеченості їх протигазами.

Приклад № 5

Визначити можливі втрати і структуру втрат робітників і слу-жбовців, які опинилися в зоні зараження СДОР у результаті ава-рії на об'єкті.

Чисельність зміни N = 300 чол. На момент початку аварії в це-хах було 200 чол., поза приміщеннями— 100 чол. Зміна на 80 % забезпечена промисловими протигазами. Протигази знаходяться на робочих місцях.

1. За таблицею Д6 втрати відкрито розташованих людей, на 80 % забезпечених протигазами, становлять 25 % або 25 чол., з них уражені:

легкого ступеня — 6 чол.;

середнього і важкого — 10 чол.;

зі смертельними наслідками — 9 чол.

Втрати в цеху 14 % — 28 чол. 3 них:

легкого ступеня — 7 чол.;

середнього і важкого — 11 чол.;

зі смертельними наслідками — 10 чол.

ЦИВІЛЬНА ОБОРОНА        Додаток 1

ХАРАКТЕРИСТИКА СДОР IДОПОМІЖНІ

КОЕФЩІЄНТИ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ГЛИБИН ЗОН ЗАРАЖЕННЯ

 

 

№ п/п  Найменування СДОР          Щільність СДОР,

т/м       f кипіння,

°с         Гранична

токсодоза, мг-хв/л     Значення допоміжних коефіцієнтів

 

           

            газ       рід.     

           

            К1       К2       КЗ       К7

 

            -40°С  -20°С  о°с       +20°С +40°С

1          Аміак (зберіган-ня під тиском)        0,0008 0,081   -33,42 15        0,18     0,025   0,04     0/0,9    0,3/1    0,6/1            1/1       1,4/1

2          Окисли азоту —        1,490   21,0     1,5       0          0,040   0,4       0          0          0,4       1          1

3          Сірчистий   ангі-дрид          0,0029 1,462   -10,1   1,8       0,11     0,049   0,333   0/0,2    0/0,5    0,2/1    1/1            1,7/1

4          Окис етилену                        0,882   10,7     2,2"      0,05     0,041   0,27     0/0,1    0/0,3    0/0,07  1/1       3,2/1

5          Сірководень   0,0015 0,964   -60,35 10,1     0,27     0,042   0,036   0,3/1    0,5/1    0,8/1    1/1       1,2/1

6          Соляна   кислота (концентрована) —        1,198   —        2          0          0,021   0,30     0          0,1       0,3            1          1,6

7          Формальдегід            —        0,815   -19,0   0,6х     0,19     0,034   1,0       0/0,4    0/1       0,3/1    1/1       1,5/1

8          Фосген           0,0035 1,432   8,2       0,6       0,05     0,061   1,0       0/0,1    0,03     0/0,7    1/1       2,7/1

9          Фтор   0,0017 1,512   -188,2 0,2х     0,95     0,038   3,0       0,7/1    0,8/1    0,9/1    1/1       1,1/1

10        Хлор   0,0032 1,558   -34,1   0,6       0,18     0,052   1,0       0/0,9    0,3/1    0,6/1    1/1       1,4/1

11        Хлорпікрин    —        1,658   112,3   0,02     0          0,002   30,0     0,03     0,1       0,3       1          2,9

Примітка:

1.         Щільність газоподібних СДОР у графі 3 приведена для атмосферного тиску: при тиску в ємності, відмінному від атмосферного, щільності газоподібних СДОР визначаються шляхом множення даних графи 3 на значення тиску.

2.         У графах 10—14 в чисельнику значення К7 для первинної хмари, в знаменнику — для вторинної хмари.

 

Додаток 2

РОЗРАХУНКОВІ ТАБЛИЦІ ГЛИБИНИ ЗОН МОЖЛИВОГО ЗАРАЖЕННЯ СДОР, км

 

Швидкість вітру, м/с Еквівалент кількості СДОР, т

 

            0,01     0,05     0,1       0,5       1          3          5          10        20        30        50        70        100      300      500            1000

1          0,38     0,85     1,25     3,16     4,75     9,18     12,53   19,20   29,56   38,13   52,67   65,23   81,91   166      231            363

2          0,26     0,59     0,84     1,92     2,84     5,35     7,20     10,83   16,44   21,02   28,73   35,35   44,09   87,79   121            189

3          0,22     0,48     0,68     1,53     2,17     3,99     5,34     7,96     11,94   15,18   20,59   25,21   31,30   61,47   64,50            130

4          0,19     0,42     0,59     1,33     1,88     3,28     4,36     6,46     9,62     12,18   16,43   20,05   24,80   48,18   65,92            101

5          0,17     0,38     0,53     1,19     1,68     2,91     3,75     5,53     8,19     10,33   13,88   16,89   20,82   40,11   54,67            83,60

6          0,15     0,34     0,48     1,09     1,53     2,66     3,43     4,86     7,20     9,06     12,14   14,79   18,13   34,67   47,09            71,70

7          0,14     0,32     0,45     1,00     1,42     2,46     3,17     4,49     6,48     8,14     10,87   13,17   16,17   30,73   41,63            63,16

8          0,13     0,30     0,42     0,94     1,33     2,30     2,97     4,20     5,92     7,42     9,90     11,98   14,68   27,75   37,99            56,70

9          0,12     0,28     0,40     0,88     1,25     2,17     2,80     3,96     5,60     6,86     9,12     11,03   13,50   25,39   34,24            57,60

10        0,12     0,26     0,38     0,84     1,19     2,06     2,66     3,76     5,31     6,50     8,50     10,23   12,54   23,49   31,61            47,53

11        0,11     0,25     0,36     0,80     1,13     1,96     2,53     3,58     5,06     6,20     8,01     9,61     11,74   21,91   29,44            44,15

12        0,11     0,24     0,34     0,76     1,08     1,88     2,42     3,93     4,85     5,94     7,67     9,07     11,06   20,58   27,61            41,30

13        0,10     0,23     0,33     0,74     1,04     1,80     2,37     3,29     4,66     5,70     7,37     8,72     10,48   19,45   20,04            38,90

14        0,10     0,22     0,32     0,71     1,00     1,74     2,24     3,17     4,49     5,50     7,10     8,40     10,04   18,46   24,68            36,81

15        0,10     0,22     0,31     0,69     0,97     1,68     2,17     3,07     4,34     5,31     6,86     8,11     9,70     17,60   23,50            34,98

Примітка:

м         1. При швидкості вітру > 15 м/с розміри зон зараження приймати як при швидкості вітру 15 м/с.

оі         2. При швидкості вітру < 1 м/с розміри зон зараження приймати як при швидкості вітру 1 м/с.

 

Додаток 3

ЗНАЧЕННЯ КОЕФЩІЄНТА К4

В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ШВИДКОСТІ ВІТРУ

 

Швидкість вітру, м/с 1          2          3          4          5          6          7          8          9          10        11        12        13            14        15

К4       1          1,33     1,67     2,0       2,34     2,67     3,0       3,34     3,67     4,0       —        —        —        —        5,68

Додаток 4

ПОРЯДОК НАНЕСЕННЯ ЗОН ЗАРАЖЕННЯ НА ТОПОГРАФІЧНІ КАРТИI СХЕМИ

 

Зона можливого зараження хмарою СДОР на картах (схемах) обмежена колом, півколом або сектором, який має кутові розміри і радіус, що дорівнює глибині зараження Г. Кутові розміри в за-лежності від швидкості вітру за прогнозом наведені в таблиці Д6. Центр кола, півкола або сектора співпадає з джерелом зараження.

Зона фізичного зараження, яка має форму еліпса, включається в зону можливого зараження. 3 огляду на можливе переміщення хма-ри СДОР під дією зміни напрямку вітру фіксоване зображення зони фактичного зараження на карти (схеми) не наноситься. На топогра-фічних картах і схемах зона можливого зараження має вигляд:

 

а)         при швидкості вітру за прогнозом < 0,5 м/с

зона зараження має вигляд кола. Радіус кола

дорівнює г.

Таким чином, 0 відповідає джерелу заражен-ня, ф = 360°.

Зображення еліпса (пунктиром) відповідає зоні фактичного зараження на фіксований момент часу

б)         при швидкості вітру за прогнозом від 0,6

до 1 м/с зона зараження має вигляд півкола. То-

чка 0 відповідає джерелу зараження, ср = 180°,

радіус півкола дорівнює Г, бісектриса півкола

співпадає з віссю сліду хмари і орієнтована за

напрямком вітру.

в)         при швидкості вітру за прогнозом > 1 м/с

зона зараження має вигляд сектора. Точка

0 відповідає джерелу зараження, ср = 90° при

швидкості вітру за прогнозом від 1,1 до 2 м/с, ср

= 45° при швидкості вітру за прогнозом > 2 м/с.

Радіус сектора дорівнює Г, бісектриса сектора співпадає з віссю сліду хмари і орієнтована за напрямком вітру. Додаток 5

ШВИДКІСТЬ ПЕРЕНЕСЕННЯ ФРОНТУ ЗАРАЖЕНОЇ ХМАРИ В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ШВИДКОСТІВІТРУ

 

Швидкість вітру, м/с 1          2          3          4          5          6          7          8          9          10        11        12        13            14        15

            Інверсія

 

            5     10    16   21

 

            Ізотермія

 

            6     12    18   24   29    35   41    47   53    39   65    71    76    82   88

 

            Конвекція

 

            7     14   21    28

Додаток 6

МОЖЛИВІ ВТРАТИ РОБІТНИКІВ, СЛУЖБОВЦІВ ТА НАСЕЛЕННЯ ВІД СДОР, %

 

Умови перебування

людей Без протигазів           Забезпеченість протигазами, %

 

           

            20        30        40        50        60        70        80        90        100

Відкрито         90—100          75        65        58        50        40        35        25        18        10

В найпростіших укриттях    50        40        35        30        27        22        18        14        9          4

Примітка:

Структура втрат людей у вогнищі ураження:

легкого ступеня — 25 %;

середнього і важкого — 40 %;

зі смертельними наслідками — 35 %.

 

 

5