Характеристика видов опасностей, свойственных АЗС №3.

Оценка поражающих факторов опасности АЭС.

К поражающим факторам при авариях на АЭС относятся:

-  поражающий фактор избыточного давления на фронте падающей ударной вголны при взрывах;

-  интенсивность теплового излучения пожара пролива и огненных ша­ров;

-   воздействие токсичных продуктов горения. 1.4.1. Энергетические показатели взрывоопасности АЭС. Энергетическими показателями взрывоопасности АЗС являются следую­щие критерии согласно ОПВХП-88:

и

- Общий энергетический потенциал АЭС - (Е), характеризующийся суммой энергий адиабатического расширения парогазовой.. фазы, полного сгорания имеющихся и образующихся из жидкости паров за счет внутренней и внешней энергии при аварийном раскрытии оборудовании, кДж.

- Общая масса горючих паров взрывоопасного парогазового облака (т) приведенная к единой удельной энергии сгорания, кг.

- Относительный энергетический потенциал взрывоопасности (Ов) техноло­
гического блока.                          <•

На АЭС из суммы энергий основное значение имеет энергия сгорания паро­газовой фазы - ПГФ, образующаяся из пролитой на твердую поверхность жид­кой фазы (ЖФ), за счет теплоотдачи от окружающей среды.

E=G-q, кДж

где:

Е - энергия сгорания парогазовой фазы, кДж;

G - масса ЖФ, испарившаяся за счет теплопередачи от окружающегося воз­духа к разлитой жидкости и, превратившаяся в парогазовую фазу (ПГФ) кг;

q - удельная теплота сгорания ПГФ, кДж/кг.

О=т„-Р_ж-т„, кг где:

т_и - интенсивность испарения, кг/(с-м²); Р_ж - площадь испаряющейся жидкости, м²;

т_и - время контакта жидкости с поверхностью розлива принимаемое в рас­чет, сек.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОТЕНЦИАЛОВ. [3, с. 63]

Наименование блока	Энергети­ческий потенциал, Е,МДж	Приведенная критическая масса, кг	Относи­тельный энергети­ческий, потенци-	Категория опасности	Радиус воз­можных зон разрушения в блоках, м
			ал, qb
Блок №1 Бензовоз	20175,6	438,6	16,46	Щ	8,74
Блок №2
Резервуары с неф­тепродуктами	2709	58,89	8,43	ш	2,39
Блок №3
Топливораздаточ-ные колонки	7740	168,3	11,96	ш	4,37

12

В результате расчетов критериев опасности все блоки АЭС относятся к III категории опасности с приведенными в таблице радиусами возможных зон раз­рушений в блоках.

1.4.2. Критериями поражающих факторов пожаров пролива и огненных ша­ров являются интенсивность теплового излучения пожара пролива и огненных шаров

где:                                           ^f

E_f- среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м;

F_q - угловой коэффициент облученности;

т - коэффициент пропускания атмосферы.

Степень травмирования (степень воздействия теплового излучения) зависит от расстояния, на котором происходит воздействие поражающего фактора теп­лового излучения пламени пожара пролива, огненного шара на объект и опре­деляется в зависимости от критических величин интенсивности теплового излу­чения, приведенных в таблице, по формуле:

[9]

г=Кл/Р_п

где:

г - расстояние от фронта пламени до объекта, м;

R - коэффициент зависящий от критической величены теплового излучения

пламени; F_n - площадь пожара, м².

Характеристика видов опасностей, свойственных АЗС №3.

На автозаправочной станции производится прием светлых нефтепродуктов из бензовозов в подземные резервуары. Заправка автотранспортной техники и выдача нефтепродуктов в мелкую тару осуществляется через топливораздаточ-ные колонки (ТРК) типа «Gilbarko».

Условия хранения: в подземных резервуарах при нормальном атмосферном давлении и температуре не более +15°С.

Условия эксплуатации АЗС: в холодное время года при температуре в среднем -10°С, в теплое время года - +30°С, максимально - +41°С.

Количество подземных резервуаров: для бензина - 5шт. вместимостью по 25м³ каждая, для дизтоплива - 1шт. вместимостью 25м³. Количество топливо-раздаточных колонок - Зшт.

Прием дизельного топлива и бензина в подземные резервуары производит­ся самотеком или насосом из бензовозов через сливные фильтры, установлен­ные на сливных трубопроводах.

Заправка автомобильного транспорта топливом производится через топли-вораздаточные колонки оператором, управление заправкой осуществляется старшим оператором с пульта управления операторной.

Наличие большого количества дизельного топлива и бензина в емкостном оборудовании создает опасность возникновения пожара, в случае утечки топли­ва и наличия источника воспламенения. При утечке топлива в технологические колодцы создается опасность образования взрывоопасных концентраций топ-ливно-воздушной смеси в технологических колодцах, что при наличии источ­ника инициирования взрыва может обусловить взрыв топливно-воздупщой сме­си в технологических колодцах и создать условия для дальнейшего развития аварии в подземных хранилищах.

Не исключена вероятность аварии в резервуарах даже при наличии исправ­ной системы защиты от статического электричества и нормальной эксплуатации технически исправного оборудования. Вероятность возникновения в зоне резер­вуаров пожара или взрыва составляет 2,9х 10"⁴. [ 17, с. 71 ]

При определенных условиях налива нефтепродуктов в ёмкости (при увели­чении скорости налива) заряды статического электричества накапливаются бы­стрее, чем отводятся через заземление, т.к. бензин и дизтошшво относятся к ди­электрикам с очень слабой проводимостью электрического тока. В таких случа­ях с увеличением уровня налива топлива в ёмкости напряжение статического электричества будет возрастать и может достигнуть такого значения, при кото­ром в момент приближения свободной поверхности топлива к стенкам заливной горловины (при наполнении емкости свыше 90% наполнения) вследствии раз­ности потенциалов произойдет искровой разряд, способный вызвать воспламе­нение или взрыв смеси паров с воздухом и пожар. Так как давление в момент взрыва достигает 1470 кПа (1,5мПа), а температура взрыва колеблется в преде-

лах 1500-1800°С может произойти разгерметизация сосуда. [18,с.21] Это в свою очередь обусловит доступ кислорода в разгерметизированный сосуд, развитие пожара или образование огненного шара, дальнейшее развитие аварии.

При проведении операций наполнения и опорожнения резервуаров всегда существует вероятность образования в газовом пространстве над поверхностью жидкости смеси паров топлива с воздухом в области НКПВ и ВКПВ.

Опасность возникновения аварии и аварийной ситуации может возникнуть при вскрытии резервуаров для подготовки к проведению ремонтных и техноло­гических работ и при проведении ремонтных работ в резервуарах. При этом особую опасность представляют собой пирофорные отложения железа, способ­ные к самовоспламенению в присутствии кислорода воздуха при обычной тем­пературе. Наиболее опасны пирофорные соединения в том случае, если они об­разовались под слоем нефтепродуктов. Быстрое освобождение емкости от неф­тепродуктов создает благоприятные условия для интенсивного взаимодействия этих отложений с кислородом паро-воздушной смеси. При этом пирофорные отложения могут разогреться до температуры 500-700 °С и послужить источни­ком воспламенения и загорания нефтепродуктов.[18,с.59] Для предотвращения аварийной ситуации или аварии, вызываемой пирофорными отложениями, не­обходимо проводить своевременную зачистку резервуаров. [18,с.60]

Эксплуатация неисправного оборудования, заземления, средств защиты от проявлений молнии, несоблюдение графика ППР, отсутствие квалификации у обслуживающего персонала, не соблюдение на территории АЭС "Правил по­жарной безопасности на АЭС", применение неомедненного инструмента, метр-штока, способных вызвать искру - может привести к аварии.

В зависимости от характера разгерметизации, погодных и других условий аварии могут развиваться в виде проливов, пожаров проливов, взрывов, огнен­ных шаров.

Взрывы и пожары могут происходить при воспламенении паро-воздушной смеси как внутри емкостного оборудования, так и на открытой площадке. (Рай­он дыхательных клапанов - СМДК-50).

Суть взрывов и пожаров - горение.

Горение - это сложный химический процесс, основой которого является быстро протекающая химическая реакция окисления, сопровождающаяся выде­лением большого количества тепла и света.

Скорость горения зависит от наличия горючего вещества и окислителя (ки­слорода воздуха), их определенной температуры и агрегатного'состояния.

Пары нефтепродуктов окисляются быстрее, жидкие - медленнее. Это свя­зано с концентрацией окислителя (кислорода) в парогазовой и жидкой фазах нефтепродуктов. В парогазовой фазе кислорода значительно больше, чем у по­верхности жидкой фазы и в жидкой фазе.[ 18,с. 18]

Скорость распространения пламени на поверхности зеркала бензина при обычных условиях 10-15 м /сек., в факеле распыленного форсункой дизельного топлива - превышает 150 - 160м/сек, скорость распространения пламени во взрывчатой смеси паров бензина с воздухом достигает 1500 - 1800 м/сек. (10). При такой скорости распространения пламени горение переходит во взрыв с

большой разрушительной силой. Давление в момент взрыва превышает 1470 кПа (1,5 мПа), температура взрыва в пределах 1500 -1800 °С. Скорость распро­странения взрывной волны более 1500 м/сек.

Скорость выгорания жидкости (бензина) в объёме - 20-ЗОсм/ч, дизтоплива -18-20 см/ч.[18,с.18, 21]

ПДК бензина- 100 мг/м³, 4 класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76. Показатели огнеопасности и взрывоопасности нефтепродуктов [ 1,с.54-55 ]

Вид продукта •	Темпера­тура вспышки, "С	Пределы воспламенения			Темпера­тура самовоспла­менения, °С	Темпе­ратура воспла­мене­ния, °С
		концен­траци­онные, % об.	НТПВ °С	ВТПВ °С
Бензины (различных марок)	-39 --29	0,65-8,04	-30	до 10	350 - 440	-34
Дизельное топливо: Л 3	40-60 более 61	2,1-12	более 35	до 155	240-370	45-^65

За пределами температурной зоны взрывоопасных концентраций, обра­зующаяся смесь нефтепродуктов с воздухом не всегда взрывоопасна, но всегда огнеопасна, способна вспыхивать от любого источника открытого огня.

Бензины всех марок и некоторые виды дизтоплива относятся к легковос­пламеняющимся жидкостям (ЛВЖ), другие виды дизтоплива - к горючим жид­костям (ПК).

К ЛВЖ относятся горючие жидкости с температурой вспышки паров, не превышающей 61 °С в закрытом тигле.[ 18,с.20]

К ГЖ относятся нефтепродукты, температура вспышки паров которых вы­ше 61°С в закрытом тигле.[18,с.20]

Загорание нефтепродуктов всегда начинается со вспышки или взрыва паров с воздухом.

Первоначальная вспышка паров переходит в воспламенение нефтепродук­тов и создает условия для полного его сгорания.

По сравнению с бензином дизельное топливо испаряется значительно мед­леннее, однако взрыв смеси паров дизельного топлива с воздухом не уступает силе взрыва паро-воздушной смеси бензина.

Примечание:   [1,с.11,12,15] [18,с.22,23]

Температурой вспышки называется наименьшая температура горючего вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхно­стью образуются пары или газы способные вспыхивать в воздухе от внешнего источника зажигания; устойчивого горения вещества при этом не возникает.

Температурой воспламенения называется наименьшая температура горю­чего вещества, при которой оно выделяет горючие пары или газы с такой скоро-

стью, что после воспламенения их от внешнего источника зажигания вещество

устойчиво горит.

Температурой самовоспламенения называется наименьшая температура горючего вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзо­термической реакции, приводящее к возникновению пламенного горения.

Температурными пределами воспламенения паров в воздухе (нижний температурный предел воспламенения - НТПВ; верхний температурный предел воспламенения - ВТЙВ) называются такие температуры вещества, при которых его насыщенные пары образуют концентрации, равные соответственно нижнему или верхнему концентрационным пределам воспламенения.

Нижним пределом взрывоопасной концентрации называется такая кон­центрация паров нефтепродукта с воздухом, ниже которой смесь взрываться не будет.

Верхним пределом взрывоопасной концентрации называется такая кон­центрация паров нефтепродукта с воздухом, выше которой смесь взрываться не будет.

Зона, лежащая в границах нижнего и верхнего пределов взрывоопасных концентраций смеси паров нефтепродуктов с воздухом, называется зоной взрываемости или пределом воспламенения.

1.1.1. Причины пожаров и взрывов.[18, с. 37-52J

Открытый огонь, искры, разряды статического электричества, грозовые разряды, самовоспламенение, самовозгорание, пирофорные отложения:

-  открытый огонь: зажженная спичка, лампа, брошенный окурок сига­реты у хранилищ, у заправочной станции; проведение ремонтных ра­бот с источником открытого огня;

-  искра: выполнение работ стальным инструментом, из выхлопных труб машин, эксплуатация неисправного электрооборудования, вся­кая другая искра независимо от природы её происхождения;

-  разряды статического электричества: нарушение системы защиты от статического электричества; плавающие на поверхности нефтепро­дуктов предметы могут накопить заряды статического электричества и, приблизившись к стенке резервуара, вызвать искровой разряд, ко­торый будет источником воспламенения смеси napde с воздухом; грозовые разряды, молния (при неисправности конструкции молние-защиты) могут вызвать пожары и взрывы;

-  природные катаклизмы.

7