Мероприятия по снижению рисков и предупреждению ЧС

2.7 Экологический сценарий

 

Сценарий с наихудшими условиями для окружающей природной среды: разгерметизация автомобильной цистерны с СУГ приводит к образованию первичного облака пропан-бутановой фракции, а также к проливу СУГ в отбортовку площадки слива автоцистерны (с образованием вторичного облака СУГ). При условии отсутствия источника воспламенения происходит рассеивание паровоздушной смеси в атмосфере, что приводит к загрязнению воздуха.

Определение зоны рассеивания паровоздушной смеси проведено при помощи методики ОНД-86 [32] (рисунок 2.1).

 

Рисунок 2.1 - Карта рассеивания паров СУГ при реализации сценария С3 с наиболее неблагоприятными последствиями для окружающей природной  среды

 

Как видно из рисунка 2.1 в зону рассеивания паров СУГ попадают как автомобильные дороги, так и места с массовым скоплением населения.

 

2.8 Оценка индивидуального  и социального риска

 

Метод расчета индивидуального риска и социального риска применим для наружных технологических установках при возникновении таких поражающих факторов, как избыточное давление, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей, и тепловое излучение.

 При этом под индивидуальном  риском подразумевается вероятность (частота) возникновения опасных факторов пожара и взрыва, возникающая при аварии в определенной точке пространства, характеризующая распределение риска. Под социальным риском понимают зависимость вероятности (частоты) возникновения событий, состоящих в поражении определенного числа людей, подвергшихся поражающим воздействиям пожара и взрыва, от числа этих людей. Характеризует масштаб пожаровзрывоопасности. Социальный риск оценивается по поражению не менее десяти человек [10].

 

2.8.1 Оценка индивидуального риска

Вероятность реализации различных сценариев аварии рассчитана по формуле:

 

     Q(A) = Qав ·Q(A)ст,     (2.29)

 

где Qав — вероятность аварийного выброса СУГ (разгерметизация автоцистерны), принимается равным 1,8·10-6 [2].

 Q(A)ст – статистическая вероятность развития аварийной ситуации (таблица 2.6).

 

Таблица 2.6 – Статистические вероятности различных событий развития аварийной ситуации

Сценарий аварии	Вероятность
Огненный шар	0,63
Горение пролива	0,015
Рассеивание парогазового облака с отравлением	0,2592
Взрыв парогазового облака	0,01

 

Вероятность сгорания паровоздушной смеси в открытом пространстве при разгерметизации АЦ с образованием волны избыточного давления:

 

Qв.п.о. = 1,8·10-6·0,01 = 1,8·10-8 год -1.

Вероятность пожара пролива:

Qп.п = 1,8·10-6·0,015 = 2,7·10-8 год -1.

 

Вероятность возникновения «огненного шара»:

 

Qо.ш. = 1,8·10-6·0,63 = 1,13·10-6 год -1.

 

Вероятности развития ЧС в остальных случаях принимают равными 0.

Согласно расчетам, произведенным выше, на расстоянии 30 м избыточное давление Dр составляет 97,1 кПа; импульс i волны давления – 496 Па·с; интенсивность теплового излучения от пожара пролив qп.п. – 8,22 кВт/м2, интенсивность теплового излучения от «огненного шара» – qо.ш. – 77,9 кВт/м2

 

Индивидуальный риск R, год-1, определен по формуле:

 

,      (2.30)

 

где QП — условная вероятность поражения человека;

Q(A) — вероятность реализации аварий;

п — число ветвей логической схемы.

Условная вероятность поражения человека избыточным давлением, развиваемым при взрыве парогазового облака Qв.п.о.., тепловым излучением при пожаре пролива СУГ Qп.п., тепловым излучением от «огненного шара» Qо.ш. определен по таблице 2.8. Для этого сначала определяют «пробит»-функции Рr, которые рассчитаны по формуле:

1)для избыточного давления при взрыве парогазового облака:

 

Рr = 5 – 0,26 ln (V),      (2.31)

 

где = 0,006798

Рr = 5 – 0,26 ln (0,006798) = 6,3

 

Таблица 2.7 – Значения условной вероятности поражения человека в зависимости от Рr

Условная вероятность поражения, %	Рr
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	-	2,67	2,95	3,12	3,25	3,36	3,45	3,52	3,59	3,66
10	3,72	3,77	3,82	3,90	3,92	3,96	4,01	4,05	4,08	4,12
20	4,16	4,19	4,23	4,26	4,29	4,33	4,36	4,39	4,42	4,45
30	4,48	4,50	4,53	4,56	4,59	4,61	4,64	4,67	4,69	4,72
40	4,75	4,77	4,80	4,82	4,85	4,87	4,90	4,92	4,95	4,97
50	5,00	5,03	5,05	5,08	5,10	5,13	5,15	5,18	5,20	5,23
60	5,25	5,28	5,31	5,33	5,36	5,39	5,41	5,44	5,47	5,50
70	5,52	5,55	5,58	5,61	5,64	5,67	5,71	5,74	5,77	5,81
80	5,84	5,88	5,92	5,95	5,99	6,04	6,08	6,13	6,18	6,23
90	6,28	6,34	6,41	6,48	6,55	6,64	6,75	6,88	7,05	7,33
–	0,00	0,10	0,20	0,30	0,40	0,50	0,60	0,70	0,80	0,90
99	7,33	7,37	7,41	7,46	7,51	7,58	7,65	7,75	7,88	8,09

 

2)для пожара пролива:

Рr = -14,9 + 2,56 ln (t · q1,33), (2.32)

 

где qв.п. – интенсивность теплового излучения при пожаре пролития, кВт/м2 ,

t – эффективное время экспозиции, с, который определяется по формуле:

 

t = tо + x/v,

 

где tо — характерное время обнаружения пожара (допускается принимать t = 5 с);

х — расстояние от места расположения человека до зоны (интенсивность теплового излучения не превышает 4 кВт/м2), м (принимается 57 м);

v — скорость движения человека (допускается принимать v = 5/с).

 

t = 5 + 57/5 = 16,4 с.

 

Тогда Рr = -14,9 + 2,56 ln (16,4 · 8,221,33) = -0,57

3)для «огненного шара»:

 

Рr = -14,9 + 2,56 ln (t · q1,33), (2.33)

 

где qв.п. – интенсивность теплового излучения при пожаре пролития, кВт/м2 ,

t – эффективное время экспозиции, с, который определяется по формуле:

 

t = tо + x/v,

где tо — характерное время обнаружения пожара (допускается принимать t = 5 с);

х — расстояние от места расположения человека до зоны (интенсивность теплового излучения не превышает 4 кВт/м2), м (принимается 163 м);

v — скорость движения человека (допускается принимать v = 5/с).

 

t = 5 + 163/5 = 37,6 с.

 

Тогда Рr = -14,9 + 2,56 ln (37,6 · 77,91,33) = 9,2

По таблице 2.8 определяют условную вероятность:

Q в.п.о. = 0,9,

Qп.п. = 0,

Q о.ш. = 1.

По формуле (2.27) определяют индивидуальный риск:

R = 1,8 · 10-8· 0,9 + 2,7 · 10-8 · 0 + 1,13 · 10-6 · 1,0 = 1,14· 10-6 год -1.

Пожарная безопасность считается выполненной, если индивидуальный риск меньше 10-8 , так как 1,14· 10-6 год -1 > 10-8 год -1 пожарная безопасность не выполнена [10].

 

2.8.2 Оценка социального риска

Рассчитаны значения условных вероятностей поражения человека на различных расстояниях от автоцистерны [10].

• для взрыва парогазового облака. По формуле 2.32 определены значения пробит-функций. Значения условных вероятностей поражения человека определены по таблице 2.8. Результаты расчетов представлены в таблице 2.9.
• для огненного шара. По формуле 2.33 определены значения пробит-функций. Значения условных вероятностей поражения человека определены по таблице 2.8. Результаты расчетов представлены в таблице 2.8.

 

Таблица 2.8 – Значения условных вероятностей поражения человека на различных расстояниях от автоцистерны

r, м	Волна давления при взрыве парогазового облака		Интенсивность теплового излучения от «огненного шара»
	Pr		Pr
50	5,06	0,523	7,55	0,957
100	3,38	0,052	3,27	0,042
150	2,40	0	-0,13	0
200	1,70	0	-2,79	0

 

Вычисленные значения нанесены на график (рисунок 2.2).

 

Рисунок 2.2 – Зависимость условной вероятности поражения человека на различных расстояниях от автоцистерны

 

Произведено разделение территории на зоны поражения. Целесообразно провести разделение на две зоны – A, B:

• зона A – территория до 25 м, 10 человек;
• зона B – территория от 50 до 100 м, 50 человек;

С помощью графика (рисунок 2.1) определены средние по зонам условные вероятности поражения человека ( , ) и ожидаемое число погибших людей Ni при реализации соответствующих сценариев аварий. Результаты определения приведены в таблице 2.9.

 

Таблица 2.9 – Результаты вычислений, необходимые для определения социального риска

Зоны	Расстояние, м	Число человек в зоне	Условные вероятности поражения человека (средние по зонам)		Ожидаемое число погибших человек
			·100%		Nв.д	Nо.ш.
А	25	10	52,3	95,7	5	9
В	50	80	5,2	4,2	3	2

 

На основе полученных результатов определен социальный риск с помощью формулы:

 

,      (2.34)

 

где l — число ветвей логической схемы, для которых Ni ³ N0 (N0 — ожидаемое число погибших людей, для которого оценивается социальный риск, допускается принимать N0 = 10). В данном случае l = 1.

Отсюда:

S = 1,8·10-8·0,9 +1,13·10-6·1= 1,1·10-6 год-1.

Пожарная безопасность считается выполненной, если социальный риск меньше 10-7 , так как 1,1· 10-6 год -1 > 10-8 год -1 пожарная безопасность не выполнена [10].

Рассмотрим сценарий, выбранный в качестве основного в КР.

 

2.9 Сценарий рассматриваемой  чрезвычайной ситуации на автомобильной газозаправочной станции №2 ООО «АКОЙЛ»

 

При сливе СУГ из автомобильной цистерны в резервуар, произошел разрыв сливного рукава, вследствие перепада температур. Образовался пролив, испарение которого привело к образованию взрывоопасных паров СУГ. На автоцистерне для создания воздушной подушки установлен насос, искрение которого вызвало взрыв газовоздушного облака, так же возник пожар пролива неиспарившейся массы СУГ.

Чрезвычайная ситуация на АГЗС №2 ООО «АКОЙЛ», вызванная взрывом газовоздушной смеси происходит летом в 10:12, температура воздуха составляет 25°С, ветер северный 1 м/с.

 

2.10 Определение объема  завала образовавшегося в результате реализации сценария С2 на территории АГЗС №2 ООО «АКОЙЛ»

 

 При воздействии поражающего  фактора взрыва, здания могут получить ту или иную степень разрушения.

В случае реализации наиболее вероятного сценария развития ЧС в радиус полных разрушений попадает одноэтажное кирпичное здание операторной, имеющее следующие размеры: А×В×Н = 13×8×4, м (приложение Д).

Объём завала определен из условия взрыва вне помещения [11]:

 

  м3     (2.35)

 

где А – длина здания, 13 м;

В – ширина здания, 8 м;

Н – высота здания, 4 м;

g – объем завала на 100 м3 объема здания, 20 м3 [11].

Определена длина завала:

 

Азав= (А+L)=(13+2)=15 м     (2.36)

и ширина завала:

 

Взав= (В+L)=(8+2)=10 м      (2.37)

 

где L - дальность разлета обломков;

При расчете высоты завала по формуле (2.34) дальность разлета обломков для аварий со взрывом принята равной половине высоты здания (L= ).

 

Рисунок 2.3 – Расчетная схема образования завала при различных

 давлениях во фронте воздушной  ударной волны

 

 Условные обозначения:

H1, hn, l1, ln - соответственно высота и длина завала;

DР1 , DРi , DРn - значения давлений (DР1 < DРi < DРn);

В - размер здания

Рассчитана высота завала [11]:

 

,м  (2.38)

Рассчитана площадь завала:

 

    (2.39)

 

Таблица 2.10 – Характер разрушений

Объект на территории АЗС	Длина завала, м	Ширина завала, м	Высота завала, м	Площадь завала, м2	Объём завала, м3
Операторная	15	10	0,6	150	83,2