Введение
КриоАЗС относится к опасным производственным объектам, обладает повышенной опасностью, так как на сравнительно небольших площадях концентрируется большое количество легковоспламеняющихся и горючих жидкостей/газов. В результате анализа физико-химических свойств веществ, обращающихся на объекте, условий ведения производственных операций и изучения опыта аварий на других предприятиях установлено, что основную опасность на КриоАЗС представляют ЧС, которые могут сопровождаться пожарами и (или) взрывам [1]. Указанные опасности могут проявляться совместно, т.е. утечка сжиженного природного газа может сопровождаться пожаром, а пожар, в свою очередь, приводит к взрыву и разрушению оборудования. Если в зоне действия опасных факторов находятся люди, то возможно их поражение [2]. При нарушении герметичности резервуара с СПГ создается опасность образования взрывоопасных концентраций ГВС, что при наличии источника инициирования взрыва может обусловить взрыв ГВС в резервуарном парке и создать условия для дальнейшего развития аварии на КриоАЗС. Рассмотрим наиболее опасный сценарий – сценарий сгорания ГВС [3].
Основная часть
Избыточное давление взрыва при сгорании взрывоопасной газовоздушной смеси, рассчитывается с использованием методики, приведенной в ГОСТ Р 12.3.047-2012.
….Избыточное давление, развиваемое при сгорании газовоздушной смеси в открытом пространстве
(1)
где Ро - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа); mпр - приведенная масса газа, кг; r - расстояние от геометрического центра газовоздушного облака, м.
Определение приведённой массы СПГ
(2)
где Qсг - удельная теплота сгорания СПГ, Дж/кг; Z - коэффициент участия, который допускается принимать равным 0,1; Q0 - константа равная 4,52-106 Дж/кг; mг - масса горючих СПГ поступившего в результате аварии в окружающее пространство, кг; α - степень заполнения емкости по обьему(95%); ρспг - плотность СПГ, кг/м3 ; VPE3 - объем резервуара (3х12), м3 .
Определение импульса волны давления
(3)
где mпр - приведенная масса газа, кг; r - расстояние от геометрического центра газовоздушного облака, м.
Результаты расчета приведены в таблице 1 и рисунках 1 и 2.
Табл. 1. Значение импульса волны давления на различных расстояниях от резервуара
|
r, м |
50 |
100 |
150 |
200 |
400 |
450 |
500 |
650 |
700 |
750 |
950 |
1000 |
1050 |
1100 |
|
mг, кг |
14193 |
14193 |
14193 |
14193 |
14193 |
14193 |
14193 |
14193 |
14193 |
14193 |
14193 |
14193 |
14193 |
14193 |
|
mпр, кг |
15229,21 |
15229,21 |
15229,21 |
15229,21 |
15229,21 |
15229,21 |
15229,21 |
15229,21 |
15229,21 |
15229,21 |
15229,21 |
15229,21 |
15229,21 |
15229,21 |
|
I, кПа·сек |
1417,43 |
708,72 |
472,48 |
354,36 |
177,18 |
157,49 |
141,74 |
109,03 |
101,25 |
94,5 |
74,6 |
70,87 |
67,5 |
64,43 |
|
ΔР, кПа |
170,15 |
44,54 |
22,97 |
15,02 |
6,06 |
5,26 |
4,64 |
3,43 |
3,15 |
2,91 |
2,24 |
2,12 |
2,01 |
1,91 |
Рис. 1. Импульс волны давления при сгорании газовоздушной смеси на открытом пространстве, кПа·с.
Рис. 2. Избыточное давление, развиваемое при сгорании газовоздушной смеси на открытом пространстве, кПа
Возможная обстановка при воздействии волны избыточного давления взрыва
При чрезвычайной ситуации, связанной с процессом сгорании газовоздушной смеси на открытом пространстве опасность будут представлять:
волна давления при сгорании ГВС в открытом пространстве (последствия воздействия избыточного давления представлены в таблице 2);
осколки, образующиеся в процессе разрушения резервуара и другого технологического оборудования.
Избыточное давление принимает опасное значение в течении нескольких секунд. В таких условиях эвакуация обслуживающего персонала не возможна [4].
Размеры зон поражения
Табл. 2. Последствия воздействия избыточного давления
Заключение
Исходя из полученных при расчетах характеристик зон возможного поражения, следует, что персонал, водители транспортных средств, жители прилегающих зданий получат следующие поражения в зависимости от удаления места аварии:
- несмотря на соблюдение нормативов в случае надземного размещения резервуара при сгорании ГВС наблюдается нижний порог повреждения человека давлением, на расстоянии более 500 метров [5].
Для снижения риска возникновения ЧС на КриоАЗС, вызванных авариями с взрывом ТВС, предусматриваются следующие мероприятия:
- усиление контроля качества при сборке
- усиление контроля качества при сборке резервуаров;
- регулярная проверка знаний обслуживающего персонала;
- возведение защитных ограждений;
- усиление охраны территории.
Для снижения тяжести ущерба от ЧС, вызванных авариями с взрывом ТВС, предусматриваются следующие мероприятия:
-наличие у ремонтных и аварийных бригад, а также в каждом автомобиле аптечек для оказания первой помощи при травмах, вызванных барическим и термическим поражениями, а также поражениями осколками стекол.
- наличие в каждом автомобиле средств первичного пожаротушения (огнетушители);
- немедленная эвакуация персонала ремонтных бригад, а также людей и автотранспорта в безопасное место, в связи с опасной пожарной обстановкой вблизи ЧС, вызванной взрывом ГВС.