Расчет глубины зоны возможного химического заражения АХОВ при аварии на химически опасном объекте

2.3.1. Расчет глубины зоны возможного химического заражения первичным (вторичным) облаком АХОВ при авариях на технологических емкостях, хранилищах и транспорте проводят с использованием приложения А (таблицы А.2 и А.5).

В приложении А (таблица А.2) приведены максимальные значения глубины зоны возможного химического заражения первичным Г₁ или вторичным Г₂ облаком АХОВ, определяемые в зависимости от эквивалентного количества вещества (его расчет проводят по пункту 2.1.) и скорости ветра. Полную глубину зоны возможного химического заражения Г (км), обусловленного воздействием первичного и вторичного облака АХОВ, определяют по формуле

Г = Г' + 0,5Г", (11)

где Г' ‒ наибольший из размеров Г_{1 и} Г₂; Г" ‒ наименьший из размеров Г₁ и Г₂.

Полученное значение сравнивают с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс Г_п , определяемым по формуле

Г_п = N × v, (12)

Где N ‒ время, прошедшее от начала аварии, ч; v ‒ скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха при заданной скорости ветра и степени вертикальной устойчивости атмосферы, км/ч, определяемая по приложению А (таблица А.5).

За окончательную расчетную глубину зоны возможного химического заражения принимается меньшее из двух сравниваемых между собой значений.

2.3.2. В качестве примера оперативного прогнозирования масштаба возможного химического заражения АХОВ определяют глубину зоны возможного химического заражения хлором при произошедшей аварии 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. От начала аварии прошел 1 ч. Продолжительность действия источника заражения - время испарения хлора. Метеоусловия на момент аварии: скорость ветра 5 м/с, температура воздуха 0 °С, изотермия. Разлив АХОВ на подстилающей поверхности ‒ свободный.

Так как количество разлившегося жидкого хлора неизвестно, то согласно пункту 1.5 принимают его равным максимальному ‒ 40 т.

По формуле (3) определяют эквивалентное количество вещества в первичном облаке:

Q_Э1 = 0,18×1×0,23×0,6×40 = 1 (т)

По формуле (10) определяют время испарения хлора:

(мин)

По формуле (7) определяют эквивалентное количество вещества во вторичном облаке:

(т)

По приложению А (таблица А.2) для 1 т находят глубину зоны возможного химического заражения для первичного облака: Г₁ = 1,68 км.

Находят глубину зоны возможного химического заражения для вторичного облака. Согласно приложению А (таблица А.2), глубина зоны возможного химического заражения для 10 т составляет 5,53 км, а для 20 т ‒ 8,19 км. Интерполированием находят глубину зоны возможного химического заражения по вторичному облаку для 11,8 т. Тогда определяем:

(км)

Находят полную глубину зоны возможного химического заражения:

Г = 6+0,5×1,68=6,84 (км.)

По формуле (12) находят предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс:

Г_п = 1×29=29 (км.)

За окончательную расчетную глубину зоны возможного химического заражения принимают меньшее из двух сравниваемых между собой значений.

Таким образом, глубина зоны возможного химического заражения хлором в результате аварии может составить 6,84 км; продолжительность действия источника заражения ‒ около 40 мин.

2.3.3. В качестве примера заблаговременного прогнозирования масштаба возможного химического заражения АХОВ, определяют глубину зоны возможного химического заражения, которая может сформироваться через 1 ч после аварии на химически опасном объекте ЗАО "Камышинское". На объекте в газгольдере емкостью 2000 м³ хранится аммиак. Температура воздуха 20 °С. Давление в газгольдере ‒ атмосферное.

Согласно 1.5 принимают метеоусловия: изотермия, скорость ветра 3 м/с.

По формуле (4) определяют выброс АХОВ

Q ₀ = 0,0008‒2000=1,6 (т)

По формуле (3) определяют эквивалентное количество вещества в облаке АХОВ:

Q_э1 =1×0,04×0,23×1×1,6 = 0,01 (т)

По приложению А (таблица А.2) находят глубину зоны возможного химического заражения: Г₁ = 0,22 км.

По формуле (12) находят предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс:

Г_п = 1×18=18 (км)

Расчетную глубину зоны возможного химического заражения принимают равной 0,22 км как минимальную из Г₁ и Г_п.

Таким образом, глубина зоны возможного химического заражения при прогнозируемой аварии на ЗАО "Камышинское" составляет 0,22 км.

2.3.4. В качестве примера заблаговременного определения расстояния от места выброса АХОВ, на котором через 4 ч после аварии может сохраняться опасность поражения населения, рассматривают следующую ситуацию: в результате аварии произошло разрушение изотермического хранилища аммиака емкостью 50 т. Высота обваловки емкости ‒ 1 м. Температура воздуха 20 °С.

Поскольку метеоусловия и выброс неизвестны, то, согласно 1.5, принимают: метеоусловия ‒ изотермия, скорость ветра ‒ 3 м/с, выброс равен общему количеству вещества, содержащегося в емкости ‒ 50 т.

По формуле (3) определяют эквивалентное количество вещества в первичном облаке:

Q _Э1 = 0,01×0,04×0,23×1×50 = 0,0046 (т)

По формуле (10) определяют время испарения аммиака:

(ч)

По формуле (7) определяют эквивалентное количество вещества во вторичном облаке:

(т)

По приложению А (таблица А.2) для 0,0046 т интерполированием находят глубину зоны возможного химического заражения по первичному облаку аммиака:

(км)

Аналогично для 1,06 т находят глубину зоны возможного химического заражения по вторичному облаку аммиака:

(км)

Полная глубина зоны возможного химического заражения:

Г = 2,22+0,5×0,19=2,27 (км)

По формуле (12) находим предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс:

Г_п= 4×5=20 (км)

За окончательную расчетную глубину зоны возможного химического заражения принимают меньшее из двух сравниваемых между собой значений.

Таким образом, через 4 ч после аварии облако зараженного воздуха может представлять опасность для населения, проживающего на расстоянии до 2,22 км от места аварии.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ ЗОНЫ ВОЗМОЖНОГО
ХИМИЧЕСКОГО ЗАРАЖЕНИЯ АХОВ

3.1. Площадь зоны возможного химического заражения определяют по формуле

S _в = 8,72×10^-3× Г²×φ, (13)

где S _в ‒ площадь зоны возможного химического заражения, км²; Г ‒ глубина зоны возможного химического заражения, км; φ ‒ угловые размеры зоны возможного химического заражения, град (таблица 1).

Таблица 1

Угловые размеры φ зоны возможного химического заражения АХОВ
в зависимости от скорости ветра и

и, м/с	Меньше 0,5	0,6 ‒ 1,0	1,1 ‒ 2,0	Больше 2,0
φ, град

3.2. В качестве примера определения площади зоны возможного химического заражения рассматривают следующую ситуацию. В результате аварии на химически опасном объекте вероятно образование зоны возможного химического заражения глубиной 10 км. Скорость ветра составляет 2 м/с, инверсия. Необходимо определить площадь зоны возможного химического заражения, если после начала аварии прошло 4 ч.

Для решения данной задачи рассчитывают площадь зоны возможного химического заражения по формуле (13)

S _в = 8,72×10^-3×10²×90 =78,5 (км²).

 

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ПОДХОДА ЗАРАЖЕННОГО ВОЗДУХА
К ОБЪЕКТУ

 

4.1. Время подхода облака АХОВ к заданному объекту зависит от скорости переноса облака воздушным потоком и определяется по формуле

, (14)

где х ‒ расстояние от источника химического заражения до заданного объекта, км; v ‒ скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха, км/ч, определяемая по приложению А (таблица А.5).

4.2. В качестве примера определения времени подхода зараженного воздуха к объекту рассматривают аварию на химически опасном объекте, расположенном на расстоянии 5 км от города. В результате аварии произошло разрушение емкости с хлором. Метеоусловия: изотермия, скорость ветра 4 м/с. Необходимо определить время подхода облака зараженного воздуха к границе города.

Для скорости ветра 4 м/с в условиях изотермии по приложению А (таблица А.5) находят, что скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха составляет 24 км/ч.

Время подхода облака зараженного воздуха к городу, рассчитанное по формуле (14), составит:

(ч)

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

 

Справочная информация для прогнозирования масштабов возможного химического
заражения аварийно химически опасными веществами при авариях на химически

опасных объектах и транспорте

Таблица А.1