Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования РФ

Уфимский государственный авиационный технический университет

Факультет защиты в чрезвычайных ситуациях

Кафедра безопасности производства и промышленной экологии

ВТОРОЙ ВСЕРОССИЙСКИЙ КОНКУРС ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ

СТУДЕНТОВ, АСПИРАНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ПРОМЫШЛЕННОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА

ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫХ И ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТАХ»

в номинации: Теоретические основы в области промышленной и экологической безопасности. Управление опасностью на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах на тему: Обеспечение безопасности, прогнозирование и разработка мероприятий по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, вызванных выбросом аммиака с использованием геоинформационных систем Выполнила: аспирант каф БП и ПЭ Нафикова Э.В.

Научный руководитель: д.т.н., проф. Красногорская Н.Н.

Уфа 2008 г.

Содержание Стр.

Реферат

Введение

1 Состояние проблемы обеспечения безопасности территории, населения и персонала предприятий пищевой промышленности с аварийно химически опасными веществами……………………. …………………………

1.1 Анализ проблем использования холодильных установок в пищевой промышленности…………………………….……………………………

1.2 Основные характеристики опасного вещества- аммиака…………………………… 1.3 Анализ причин возникновения чрезвычайных ситуаций на холодильных установках………………………………………………………………………….………. 1.4 Теоретические основы прогнозирования ЧС, вызванной утечкой аммиака из холодильной установки………………………………………………………………….. 1.5 Основные требования и принципы к управлению мероприятиями……………………………………………………….……

1.5.1 Особенности химической разведки и поиска пострадавших..……………........... 1.5.2 Особенности эвакуации при ЧС на химически опасных объектах……..………. 1.5.3 Особенности обеззараживания пролива аммиака……………………….….......... 1.5.4 Особенности локализации и обеззараживания облака АХОВ….……………….. 1.5.5 Особенности обеззараживания пролива аммиака путем разбавления водой………………………………………………………………………………………. 1.6 Основные принципы и требования к организации первоочередного жизнеобеспечения населения…………………………………………………………….. 1.7 Основные принципы и требования материально-технического обеспечения формирований РСЧС в зоне бедствия…..………………………………………………. 2 Анализ возможных чрезвычайных ситуаций. прогнозирование сценария развития.

Оценка риска………………………………………………………………………………. 2.1 Данные о распределении опасных веществ на производстве……………………… 2.2 Принципиальная технологическая схема холодильной установки…………........... 2.3 Природа возникновения чрезвычайной обстановки с выбросом аммиака…………………………………………………………………………………….. 2.4 Оценка риска аварий на холодильной установке…………………………………… 2.5 Прогноз обстановки, которая может сложиться на территории, подвергшейся воздействию факторов ЧС…………………………………………………………........... 2.6 Численность населения, которая может пострадать в результате ЧС…………………………………………………………………………………………... 2.7 Расчет масштабов заражения и численности пострадавшего персонала в результате ЧС…………………………………………………………………………….... 2.7.2 Расчет масштабов заражения с использованием программы в пакете ArcViev…………………………………………………………………………………..… 2.7.3 Численность пострадавшего персонала и населения в результате ЧС………..… 3 Пожаровзрывозащита аммиачной холодильной установки……………………….… 3.1 Расчет параметров пожаровзрывоопасности аммиачной холодильной установки…………………………………………………………………………………. 3.1.1 Расчет избыточного давления, развиваемого при сгорании аммиака…….….. 3.1.2 Расчет размеров зон, ограниченных нижним концентрационным пределом распространения пламени (НКПР) при разгерметизации резервуара с аммиаком………... 3.2 Молниезащита помещения линейных ресиверов…………………………………..... 3.3 Оценка индивидуального и социального риска……………………………............... 3.3.1 Метод оценки индивидуального риска………………………………………….… 4 Планирование аварийно спаса тельных и других неотложных работ…….. 4.1 Превентивные мероприятия ………………………………………………….………. 4.2 Определение времени прибытия сил и средств в зону ЧС………………….……… 4.3 Разработка технологических процессов выполнения наиболее важных для ликвидации чрезвычайной ситуации мероприятий аварийно-спасательных и других неотложных работ……………………………………..………………………………….. 4.3.1 Ведение разведки в зоне чрезвычайной ситуации, вызванной проливом аммиака…………………………………………………

4.3.2 Организация и технология ведения спасательных работ и медицинская помощь в зоне пролива аммиака…………………………………………………… 4.3.3 Организация локализации и обеззараживания парогазовой фазы (облака) аммиака……………………………………………………………………………………… 4.3.4 Обеззараживание пролива аммиака разбавлением его водой……………………... 4.3.5 Локализация пролива аммиака обвалованием…………………………….……….. 4.3.6 Охрана общественного порядка при ликвидации ЧС……………………………… 5 Управление безопасности в чрезвычайной ситуации…………………….……............ Оповещение и сбор руководящего состава при возникновении ЧС ………………. Управление аварийно-спасательными работами по ликвидации ЧС ………………. Организация взаимодействия формирований РСЧС с другими силами при ликвидации ЧС……………………………………………………………………………... Решение председателя комиссии по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций и обеспечению пожарной безопасности …………………….. 6 Расчет экономического ущерба в чрезвычайной ситуации…………………………... 6.1 Оценка социально-эколого-экономического ущерба……………………………….. 6.1.1 Расчет социального ущерба…………………………………………………………. 6.1.2 Расчет экологического ущерба……………………………………………………... 6.1.3 Расчет экономического ущерба…………………………………………….............. 6.2 Расчет затрат на локализацию аварии и ликвидацию ее последствий…………..... 6.2.1 Расчет затрат на горюче-смазочные материалы…………………………………. 6.2.2 Расчет амортизационных отчислений от техники и технических средств……………………………………………………………………………………… 6.2.3 Расчет затрат на оплату труда ликвидаторов ЧС………………………………….. 6.2.4 Расчет затрат на амбулаторное и стационарное лечение пострадавшего в ЧС населения……………………………………………………………………..…………. 6.2.5 Затраты на питание участников ликвидации ЧС…………………………………… ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………………….. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………………….

РЕФЕРАТ

ЧРЕЗВЫЧАЙНАЯ СИТУАЦИЯ, ВЫБРОС АММИАКА, ЛИНЕЙНЫЙ РЕСИВЕР,

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ, ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, СПАСАТЕЛЬНАЯ

ТЕХНИКА, КОМПЛЕКТ И КОМПЛЕКС, АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНЫЕ И ДРУГИЕ

НЕОТЛОЖНЫЕ РАБОТЫ, УПРАВЛЕНИЕ, БЕЗВОЗВРАТНЫЕ ПОТЕРИ,

МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ, ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УЩЕРБ

Увеличение количества предприятий пищевой промышленности, связанное с ускорением темпа жизни городского населения и изменением пищевых приоритетов с появлением полуфабрикатов, приводит к увеличению использования промышленного холода, для производства которого используют опасные химические вещества.

Экономической значимость таких предприятий требует расположения их в черте города, поэтому в случае ЧС в зону заражения попадает значительная численность населения.

Целью работы является обеспечение безопасности, прогнозирование и разработка мероприятий по предупреждению и ликвидации ЧС, вызванной выбросом аммиака.

В соответствии с поставленной целью решаются следующие основные задачи:

- анализ чрезвычайных ситуаций, связанных с выбросом аммиака, расчёт масштаба ЧС;

- планирование действий при осуществлении мероприятий по локализации и ликвидации ЧС c подбором комплекса технических средств и состава сил;

- организация управления и взаимодействия привлекаемых сил и средств;

- организация материально-технического обеспечения, жизнеобеспечение формирований, привлекаемых для ликвидации ЧС;

- оказание первой медицинской помощи и обеспечение безопасности, пострадавших и личного состава формирований в ходе проведения аварийноспасательных и других неотложных работ;

- оценка экономического ущерба и определение затрат на проведение аварийноспасательных и других неотложных работ.

При этом приоритет отдается сохранению жизни и здоровья человека, минимизации экологического и материального ущерба.

Поставленная цель и задачи рассматриваются на гипотетическом объекте исследования N.

Определенной новизной данного дипломного проекта является разработка программы «Моделирование ЧС с выбросом аммиака и ликвидация ее последствий» и использование устройства ограничения воздушного потока при повышении ПДК аварийно химически опасных веществ в атмосферном воздухе.

ВВЕДЕНИЕ

На территории Российской Федерации функционирует свыше 3650 химически опасных объектов, к числу которых относятся предприятия пищевой промышленности, использующие для хладообеспечения и сохранности продукции промышленные аммиачные холодильные установки.

За последние годы на производственных площадях пищевых предприятий, участились случаи аварийных утечек из технологического оборудования.

Экономическая значимость этой отрасли требует расположения ближе к местам проживания большой численности населения. В крупных городах и вблизи них сосредоточено свыше 80% предприятий пищевой промышленности. Практически все из них имеют запасы аммиака. Поэтому в случае аварии в зону поражения попадает большая численность населения и наносится значительный материальный ущерб, что приводит к возникновению чрезвычайных ситуаций (ЧС). Ликвидация ЧС данного типа имеет свои особенности.

Целью разработки проекта является определение возможного сценария, прогнозирование масштабов и разработка мероприятий по предупреждению и ликвидации ЧС, вызванной выбросом аммиака на объекте N, в кратчайшие сроки и с минимальными затратами.

Основными аспектами последствий чрезвычайных ситуаций на объектах пищевой промышленности являются:

Экономический: при выборе организационных и технических мероприятий следует исходить из минимизации затрат времени, сил, технических, материальных и финансовых и средств, так как для предприятий пищевой промышленности простой в производстве приносит большие убытки.

Социально-политический: заключается в отравлении и гибели людей и животных парами аварийно химически опасных веществ, а также падении политического престижа страны, усилении внутриполитической напряженности, так как предприятия пищевой промышленности имеют важное экономическое значение.

Вопросы устойчивого развития: обеспечивается путем заблаговременного планирования мероприятий материально - технического и первоочередного обеспечения.

Аспект безопасности жизнедеятельности: повышение степени защищенности персонала опасного химического объекта и населения, проживающего вблизи данного объекта, а также обеспечение безопасных условий труда людей, ликвидирующих данную чрезвычайную ситуацию.

Определенной новизной данного проекта является разработка программного модуля геоинформационных систем ArcView 3,2 «Моделирование ЧС с выбросом аммиака и ликвидация ее последствий» и использование устройства ограничения воздушного потока при повышении ПДК аварийно химически опасных веществ в атмосферном воздухе.

Для хладообеспечения процесса производства и сохранности молочной продукции на гипотетическом объекте N выбранного в качестве объекта исследования, имеется аммиачная холодильная установка, при разгерметизации которой в зону поражения попадает большая часть населения и наносится значительный материальный ущерб. Этим объясняется актуальность выбранного объекта исследования.

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

ТЕРРИТОРИИ, НАСЕЛЕНИЯ И ПЕРСОНАЛА ПРЕДПРИЯТИЙ ПИЩЕВОЙ

ПРОМЫШЛЕННОСТИ С АВАРИНО ХИМИЧЕСКИ

ОПАСНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

Рост количества предприятий пищевой промышленности, связанный с ускорением темпа жизни городского населения и изменением пищевых приоритетов с производством полуфабрикатов, приводит к увеличению использования промышленного холода, для производства которого используют опасные химические вещества.

В связи с экономической значимостью и урбанизацией городов предприятия оказываются в черте города, поэтому возрастает вероятность возникновения техногенных аварий, приводящих к чрезвычайным ситуациям, которые обязательно анализируются, обобщаются и рассматриваются в специальной литературе, что позволяет обратиться к литературным источникам в качестве установления общих закономерностей.

Теоретическое обоснование возникновения и развития чрезвычайных ситуаций, мероприятий по их предупреждению и ликвидации, действию по обеспечению безопасности, снижения уровня экономических последствий и уменьшению количества пострадавших и является целью разработки данного раздела. Для чего необходимо проанализировать проблемы использования холодильных установок в пищевой промышленности.

1.1 Анализ проблем использования холодильных установок в пищевой Предприятия пищевой промышленности, в том числе по производству молока, из пищевого сырья производят полуфабрикаты или конечную продукцию, пригодную для непосредственного потребления.

Технологию производства молочной продукции можно рассмотреть на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Принципиальная схема производства молочной продукции Применение холода улучшает технологию получения некоторых продуктов, значительно увеличивает продолжительность их хранения.

Значительная часть холодильных машин для охлаждения использует теплоту испарения легкокипящих жидкостей, называемых холодильными агентами. Наиболее распространенным холодильным агентом является аммиак. Это объясняется тем, что он имеет большую скрытую теплоту испарения, следовательно, обладает большой холодопроизводительностью. Вязкость аммиака меньше вязкости других холодильных агентов и стоимость значительно ниже. Сравнительно большой коэффициент теплоотдачи аммиака обеспечивает интенсивную работу теплообменных аппаратов (испарителей, конденсаторов, батарей непосредственного охлаждения, воздухоохладителей и пр.). Это позволяет использовать хладомашины небольших размеров и мощностью соизмеримой с более крупными аналогами [6].

Основными элементами холодильной установки являются компрессор, теплообменные аппараты (испаритель, конденсатор и др.), регулирующая арматура (вентили, клапаны). Эти элементы соединены между собой трубопроводами.

Понижение температуры продукта осуществляется в холодильных камерах различных конструкций.

Принципиальная схема холодильной установки представлена на рисунке 1.2.

1 - конденсатор; 2 - уравнительная линия; 3 - сливной трубопровод; 4 - отстойник; 5 линейный ресивер; 6 - охладитель; 7 - коллектор; 1' - заправочный вентиль В охлаждаемое пространство помещается испаритель, в который поступает холодильный агент в виде жидкости [7].

При постоянном давлении и соответствующей температуре жидкость кипит, причем необходимое для этого тепло отнимается от охлаждаемого помещения.

Образующиеся при кипении пары из испарителя засасываются компрессором, сжимаются и нагнетаются в конденсатор, где под действием охлаждающей воды они конденсируются (при постоянном давлении и соответствующей ему температуре).

Затем жидкий холодильный агент проходит через регулирующий вентиль, позволяющий легко и удобно менять количество жидкости, поступающий в испаритель [6].

Наибольшее количество аммиака в холодильной установке находится в линейном ресивере, сосуде, куда поступает холодильный агент из конденсатора [7].

Основным хладагентом, используемом в холодильной установке является аммиак.

1.2 Основные характеристики опасного вещества - аммиака Аммиак (NH3) – один из наиболее эффективных и широко распространенных хладоагентов, что объясняется наличием высоких энергетических показателей и интенсивностью теплообмена при изменении агрегатного состояния (конденсация, кипение), в связи с возросшими требованиями по экологии холодильных установок, в которых согласно Монреальского протокола (1987 г.) запрещается использовать фреон.

Вместе с этим этот хладоагент может представлять серьезную угрозу близлежащим объектам и населению - он ядовит, взрыво- и пожароопасен, в технологических процессах находится под высоким давлением. Поэтому обеспечение безопасности работы аммиачных холодильных установок является важной проблемой [4].

Аммиак представляет собой бесцветный газ с характерным удушливым резким запахом нашатырного спирта, обладает едким вкусом. При атмосферном давлении и температуре выше минус 33,4 °С аммиак находится в газообразном состоянии. Однако перевозится (транспортируется) и часто хранится в сжиженном состоянии под давлением собственных паров 6-18 МПа, а также может храниться в изотермических резервуарах при давлении, близким к атмосферному. Аммиак хорошо растворим в воде, его водный раствор «нашатырный спирт».

Основные свойства аммиака представлены в таблице ПРИЛОЖЕНИЯ Б.

В силу физико-химических свойств аммиака основная опасность при аварийной разгерметизации емкости в большей степени обусловлена возможностыо его быстрого распространения на большое расстояние, что приводит к поражению людей парами аммиака и нарушению системы жизнеобеспечения населения.

Несмотря на большой разброс в критических уровнях концентраций аммиака в воздухе установлена предельно допустимая концентрация (ПДК) аммиака в воздухе рабочей зоны - приблизительно 20 мг/м3, а среднесуточная ПДК в воздухе населенных мест - на уровне 0,2 мг/м3.

При воздействии очень высоких концентраций уже через несколько минут наступают мышечная слабость, судороги, резко снижается слух. Последствиями острого отравления являются помутнение хрусталика, роговицы глаз, охриплость или полная потеря голоса и различные хронические заболевания (бронхит, эмфизема легких и д.р.). Смерть может наступить от сердечной слабости или остановки дыхания [24] При разливах больших количеств сжиженного аммиака происходит испарение жидкости и образование облака. Однако вследствие того, что процессы теплообмена жидкого аммиака с окружающей средой, формирование приземного облака и его рассеивание в атмосфере протекают сравнительно медленно, оказывается достаточно времени для применения средств индивидуальной защиты и самостоятельного выхода и эвакуации людей из загазованной зоны. Как показывают практические данные, облака с поражающей концентрацией не распространяются на большие расстояния. Риск поражения людей во многом зависит от степени их подготовки к действиям в аварийных ситуациях и наличия средств индивидуальной защиты, своевременности оказания им первоочередного обеспечения, эффективности проведения организации аварийно-спасательных работ.

Согласно ГОСТ 12.1.005-88 «Санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» аммиак относится к газам 4-го класса опасности.

Жидкий аммиак – трудногорючее вещество. Теплового излучения горящей аммиачно-воздушной смеси над поверхностью жидкого аммиака, находящегося под атмосферным давлением, недостаточно для поддержания горения. Для зажигания требуется достаточно большое количество энергии, что указывает на пониженную пожарную опасность аммиака.

Газообразный аммиак, хотя и является горючим газом, обладает рядом способностей:

- имеет высокую минимальную энергию зажигания 680 мДж [8];

- имеет высокую температуру самовоспламенения - 650°С;

- имеет высокое значение нижнего предела взрываемости (15 % об.);

- аммиачно-воздушные смеси являются медленно горящими смесями.

Нормальная скорость распространения пламени в смесях аммиак-воздух - 0, м/с, что ниже нормальной скорости распространения пламени для углеводородовоздушных смесей (=0,45 м/с). Этим объясняется тот факт, что в стандартных условиях в атмосфере невозможно стационарное горение аммиака и аммиачно-воздушных смесей без постоянного источника поджигания.

1.3 Анализ причин возникновения чрезвычайных ситуаций на Характерными последствиями химических ЧС являются внезапность возникновения чрезвычайной ситуаций, обусловленных выбросом (разливом) АХОВ, быстрое распространение поражающих факторов, опасность массового поражения людей и животных, попавших в зону поражения, необходимость проведения аварийно – спасательных и других неотложных работ в короткие сроки [1].

Условия ведения производственных операции и изучения опыта крупных аварий по зарубежным литературным данным и сведениям Ростехнадзора России позволяет констатировать, что для объектов, использующих в своем производстве аммиак, характерны техногенные аварии.

Возможными причинами разгерметизации, которые ведут к малым утечкам аммиака, являются: коррозия металла стенок резервуара или сварочных швов, ослабление фланцевых соединений или их неправильная затяжка, использование неподходящих материалов в качестве прокладок или сальников и т.д. [15].

Блок-схема событий, приводящим к малым утечкам аммиака представлена на рисунке 1.4.

Возможными причинами больших утечек жидкого аммиака могут быть стихийные бедствия, перегрев аммиака или переполнение резервуара во время заполнения, попадание инородных тел (осколков при разрушении смежного оборудования и т.п.) и террористические акты.

Рисунок 1.4 - Блок-схема событий, приводящим к малым утечкам аммиака На рисунке 1.5 представлены сценарии возникновения и развития техногенных аварий, сопровождающихся выбросом аммиака из резервуара.

Рисунок 1.5 - Сценарии возникновения ЧС, сопровождающиеся выбросом Последствия террористических акций могут быть весьма серьезными, вплоть до полного разрушения объекта. Но оценка вероятности ЧС, связанных с указанным видом опасностей представляется нецелесообразной. Это связано с тем, что она определяется, в основном, мероприятиями организационного и социального характера, оценить которые с приемлемой точностью в настоящее время не представляется возможным.

Для оценки и анализа риска возникновения техногенной аварии, применяют различные методики прогнозирования.

1.4 Теоретические основы прогнозирования ЧС, вызванной утечкой Наиболее тяжелые аварии в пищевой промышленности возникают при разрушении аммиачных холодильных установок. При таких авариях образуются облака с парами аммиака, которые в дальнейшем распространяются в атмосфере ветровым стоком. Зона заражения и поражающее действие от этих облаков определяются общим количеством паров аммиака, образующихся при аварии и вовлекаемых в них.

Наибольшее поражающее действие на открыто расположенное население оказывает распространение в атмосфере первичного облака с большими концентрациями паров аммиака. Подобные ЧС относятся ко 2 типу.

Первичное облако формируется парами аммиака, возникающими:

- от "мгновенного" объемного вскипания части жидкого АХОВ, хранившегося в емкости (“дроссель-эффекта”);

- от частичного испарения капель, выброшенных в атмосферу ''взрывным" парообразованием ("дроссель-эффектом") до их гравитационного выпадения на подстилающую поверхность за счет теплоотдачи воздуха;

- от испарения жидкой фракции АХОВ, вылившийся в разлив (за счет теплоотдачи грунта в период движения первичного облака над зоной разлива) [11].

Основная масса паров АХОВ, формирующая первичное облако, образуется за счет “дроссель-эффекта", возникающего за счет объемного вскипания части жидкого АХОВ при "мгновенном" снижении давления от начального давления насыщенных паров АХОВ в емкость (Р) до атмосферного (Р) после ее разрушения с одновременным охлаждением всей массы АХОВ до температуры ее кипения (Тк).

Величина этой массы паров АХОВ определяется из условия термодинамического равновесия по формуле (1):

где Q0 - общая масса АХОВ, хранившаяся в емкости до ее разрушения, кг;

j прос - доля испарившейся массы за счет «дроссель-эффекта» (для аммиака при Tхр=Ta= 200C jдрос=0,168).

где сTv – удельная теплоемкость АХОВ, кДж/кг град.; Lv – удельная теплота испарения АХОВ, кДж/кг.; ТХР – температура хранения АХОВ в емкости, К; Та – температура воздуха (окружающей среды), Тк= 239,75 К), К.

Длительность этого периода t02 определяется длительностью прохождения первичным облаком зоны разлива. Это время определяется временем перемещения центра облака на расстояние DХ, равное сумме половине протяженности зоны разлива по направлению ветра LХ/2 и радиуса облака Rобл:

при круговой форме зоны разлива.

где Spaз площадь разлива жидкого АХОВ, м3.

При последующем движении площадь Sгр определяет только частью площади разлива, величина которой может быть определена в функции перемещения центра облака, как сумма площадей сегментов двух кругов [12].

Удельная скорость испарения жидкого АХОВ Егр из разлива за счет теплоотдачи DТ является функцией времени t и определяется известным соотношением [3]:

где гр –плотность грунта, кг/м3; сТгр – теплоемкость грунта, кДж/кг град;

lгр – теплопроводность грунта, кДж/сек м град; b- толщина слоя грунта, мм; Lvудельная теплота парообразования АХОВ, кДж /кг С учетом этого, масса пара АХОВ, испаренная за счет теплоотдачи грунта и вовлеченная в первичное облако с поверхности разлива в интервале второго периода движения облака, может быть приближенно определена (при замене площади разлива круговой формы эквивалентной площадью прямоугольной формы) интегрированием по соотношению [11]:

В третьем периоде времени от t4 до t20 в первичное облако поступает масса пара только за счет испарения со всей площади разлива, расположенной под основание облака. Масса пара, вовлекаемая в облако в этот период движения, определяется по формуле:

Общая масса пара АХОВ, испаряемая из разлива за счет теплоотдачи грунта и вовлекаемая в первичное облако за весь период его движения над зоной разлива, определяется суммированием [3]:

Для ее определения необходимо значение значений характеристик моментов времени t2 и t20 для начального движения первичного облака над зоной разлива, которое в свою очередь зависит от измены массы, вовлекаемых в облако паров АХОВ. В связи с этим необходимо решать совместно уравнения для движения облака и для изменения массы паров АХОВ.

Скорость движения первичного облака паров АХОВ в ветровом потоке как для невесомой примеси, так и для тяжелой, не равно скорости ветра. В начальный момент его образования, когда в атмосферу выбрасывается большая масса расширяющихся паров АХОВ и жидкой капельной фракции, происходит турбулентное перемешивание с воздухом и образуется аэрозольное облако, которое в период его формирования остается некоторое время без смещения в пространстве.

По опытным данным этот период достаточно велик. Поэтому для определения Qгр необходимо рассматривать начальное движение облака с учетом инерционности движения.

В связи с этим для определения движения первичного облака паров АХОВ необходимо решать уравнение движения объема облака с переменной массой и размерами в пространстве с изменяющейся скоростью ветра [11].

Своевременное прогнозирование позволяет эффективно спланировать превентивные мероприятия для снижения риска и уменьшения последствий действия поражающих факторов ЧС.

1.5 Основные требования и принципы к управлению мероприятиями по проведению аварийно-спасательных и других неотложных работ Исходя из условий возникновения, развития и течения такой ЧС как разлив аммиака, при ведении АСДНР необходимо выполнение следующих операций:

- обнаружение и оповещение населения и руководящего состава;

- ведение химической разведки;

- локализация разлива;

- ведение аварийно-спасательных работ;

- организация жизнеобеспечения пострадавшего населения;

- материально-техническое обеспечение формирований РСЧС при ликвидации ЧС;

- вывод формирований в места дислокации.

Учитывая особенности обстановки, возникающей при заражении аммиака, разрушительный характер чрезвычайной ситуации, быстрое нарастание параметров поражающих факторов, ограниченные сроки выживания пострадавших под их воздействием, которые осложняют ведение спасательных работ, - основными требованиями к управлению в этих условиях являются оперативность, непрерывность и гибкость.

В ходе заблаговременной подготовки руководители обязаны изучить и знать вероятный объем работ и характер предстоящих действий в случае возникновения ЧС [10].

Выполнение аварийно-спасательных и других неотложных работ начинается с проведения рекогносцировки места работы, постановки задачи и инструктажа экипажей машин по технологии выполнения работ, мерам безопасности и проверка исправности средств индивидуальной защиты.

Получив сигнал о разливе аммиака первыми в зону ЧС вводится звено разведки, с целью уточнения обстановки до подхода основных спасательных формирований.

Последовательность ввода остальных подразделений определяется характером обстановки, их готовностью, необходимостью первоочередного выполнения спасательных работ, локализации и ликвидации источника заражения.

1.5.1 Особенности химической разведки и поиска пострадавших В зоне заражения аммиака организуется химическая разведка. Она начинается с обследования очага поражения с привлечением имеющихся на объекте поисковоспасательных формирований, обеспеченных приборами химической разведки, и включает в себя определение наличия аммиака, его концентрацию в воздухе.

Одновременно с разведкой очага поражения проводится химическая разведка на территории предприятия и вокруг него.

Химическая разведка в населенных пунктах наиболее тщательно проводится вдоль улиц и переулков. Разведка отдельных дворов, зданий, помещений, приусадебных участков и других объектов осуществляется дозорами в пешем порядке.

Пострадавшие при авариях и нуждающиеся в помощи могут находиться в зоне заражения на открытом пространстве, в производственных и жилых помещениях.

Для поиска пострадавших необходимо:

- обследовать весь участок спасательных работ, в том числе открытые производственные площадки, завалы, поврежденные здания, а также производственные и жилые здания, находящиеся в зоне заражения;

- определить и обозначить места нахождения пострадавших, по возможности установить с ними связь;

- определить состояние пострадавших;

- выявить наличие и опасность воздействия на пожаров, задымления, обрушения неустойчивых конструкций и их обломков;

- определить способы и ориентировочные объемы работ, выполняемых для спасения пострадавших, оценить возможность оказания им первой медицинской помощи и устранить или ограничить воздействие на людей других поражающих факторов.

После обнаружения пострадавших организуется их вывод и эвакуация из зоны химического заражения [11].

1.5.2 Особенности эвакуации при ЧС на химически опасных объектах Одним из важных мероприятий защиты при чрезвычайных ситуациях с химически опасными веществами на химически опасных объектах является своевременные укрытие, вывод и эвакуация рабочих, служащих и населения из зон химического заражения [5].

Эвакуацию осуществляют в два этапа:

- на первом этапе пострадавших доставляют из зоны заражения на пункт сбора пострадавших с помощью носилок или других подручных переносных средств автотранспортом или пешим порядком, если это позволяет состояние пострадавшего;

- на втором этапе производятся сортировка пострадавших по степени поражения, оказание им первой врачебной помощи и эвакуация в специализированные медицинские учреждении.

Вывод и эвакуация производственного персонала осуществляется после оповещения дежурным диспетчером предприятия, о возникновении ЧС с использованием громкоговорителей и электросирен. Выход и эвакуация проводится самостоятельно или организованно в минимальные сроки, предпочтительно, до подхода фронта поражающих факторов.

Способы эвакуации представлены на рисунке 1.7.

Рисунок 1.7 - Способы эвакуации Кроме вывода и эвакуации, рабочие и служащие предприятий могут воспользоваться коллективными средствами защиты (при наличии). Наиболее надежным средством коллективной защиты является убежища, возводимые на территории промышленного предприятия [3].

1.5.3 Особенности обеззараживания пролива аммиака Обеззараживание источников заражения аммиаком имеет целью подавить или снизить до минимально возможного уровня воздействия вредных и опасных факторов, представляющих угрозу жизни и здоровью людей, экологии, а также затрудняющих ведение спасательных и других неотложных работ на аварийном объекте и в зоне химического заражения.

Для обеззараживания пролива аммиака применяется комбинированный способ, который включает в себя разбавление водой до безопасной концентрации с одновременной постановкой водяной завесы на пути распространения зараженного облака.

Данные способы обеззараживания источника заражения и технологии их выполнения соответствуют основным требованиям:

- обеспечивать полное подавление или снижение до минимально возможного уровня воздействия вредных и опасных для жизни и здоровья людей факторов, препятствующих ведению спасательных работ;

- обеспечивать решение поставленной задачи в возможно короткие сроки с меньшими затратами;

- соответствовать возможностям имеющихся сил и средств;

- не вызывать появления новых факторов, опасных для людей, экологии и затрудняющих выполнение поставленной задачи.

1.5.4 Особенности локализации и обеззараживания облака АХОВ Локализация и обеззараживание облака аммиака осуществляется с целью максимально возможного ограничения распространения облака в направлении мест массового нахождения людей и размещения важных объектов экономики, а также максимально возможного снижения концентрации паров аммиака в облаке.

Для выполнения работ по локализации облака способом постановки водяной завесы назначаются пожарные подразделения и подразделения РХБЗ.

Первый рубеж постановки завесы назначается на границе территории аварийного объекта, второй (в случаи необходимости) – на внешней границе санитарно-защитной зоны. Машины размещаются на удалении 20-30 м от границы облака, один расчет действует на фронте до 50 м. Ширина завесы на каждом рубеже должна быть больше ширины облака на 5-10 %, а высота завесы не менее 10 м.

1.5.5 Особенности обеззараживания пролива аммиака путем Обеззараживание пролива аммиака осуществляется с целью прекращения или снижения до безопасного уровня концентрации аммиака и созданий условий для проведения аварийно-спасательных работ и полной ликвидации ЧС. Технология обеззараживания пролива аммиака, путем разбавления водой, представлена на рисунке 1.10.

Для обеззараживания привлекаются подразделения РХБЗ, которые выполняют свою задачу в тесном взаимодействии со специалистами и формированиями аварийного объекта, а при необходимости дополнительного обвалования назначаются аварийнотехнические формирования.

В случае если высоты борта обвалования недостаточно, т.е. возможен вылив аммиачной воды через борт, осуществляется наращивание его гравием с применением бульдозеров. При этом бульдозеры устанавливаются перпендикулярно к обвалованию, а обвалование начинается в первую очередь с наветренной стороны для подготовки фронта разбавления аммиака.

После завершения разбавления пролива аммиака его раствор откачивают в стальные емкости или железнодорожные цистерны для последующей утилизации.

Все аварийно-восстановительные работы проводятся под руководством ответственного представителя администрации объекта экономики с участием специалиста-химика.

Своевременная организация и проведение первоочередного обеспечения в очагах поражения позволяют значительно сократить число погибших, сохранить здоровье пострадавшим, уменьшить социальный, экологический и экономический ущерб.

1.6 Основные принципы и требования к организации первоочередного Возникновение ЧС на предприятиях пищевой промышленности может привести к человеческим жертвам и ранениям, внезапному ухудшению условий жизни и быта людей, их размещению в неприспособленных временных помещениях без возможности соблюдения элементарных санитарно-гигиенических норм; разрушению системы водоснабжения, энергоснабжения, канализации, объектов общественного питания, торговли, коммунально-бытового обслуживания; образованию завалов с телами погибших людей; антисанитарным условиям.

В зависимости от масштабов ЧС количество людей, которые нуждаются в организации жизнеобеспечения, может составлять от нескольких человек до сотни людей. Продление с организацией жизнеобеспечения пострадавшего населения даже на 20-30 часов может существенно повлиять на выживание людей, оказавшихся в экстремальной обстановке.

Организация первоочередного жизнеобеспечения населения осуществляется постоянно действующими органами управления соответствующими силами и средствами, которые осуществляют свою деятельность в составе соответствующей подсистемы РСЧС [9,6].

Объемы и содержание мероприятий по подготовке территорий к организации первоочередного жизнеобеспечения населения определяются исходя из необходимой достаточности и максимально возможного использования имеющихся сил и средств.

Суточные потребности пострадавшего населения в продуктах питания, воде, коммунально-бытовых услугах, бытовом топливе рассчитываются по его прогнозируемой численности и нормам обеспечения в условиях ЧС. Общая потребность в этих видах жизнеобеспечения - путем умножения суточных потребностей на продолжительность периода первичного жизнеобеспечения.

Снабжение пострадавшего населения продуктами питания и водой в зонах бедствия, в районах эвакуации и сил, привлекаемых к ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, осуществляется, исходя из принципа физиологической (для неработающих) и энергетической достаточности.

Средние энергозатраты на основной обмен в организме человека в покое составляет 1700 ккал в сутки. В холодное время года нормы обеспечения всех групп населения должны быть увеличены на 10-15 %.

Суточные потребности в воде в зоне ЧС оцениваются по общей численности пострадавшего населения по нормам обеспечения для различных нужд этого населения с учетом потребностей в воде пораженных при оказании им первой медицинской помощи и при их лечении в зоне ЧС в полевых госпиталях. Вода необходима человеку для поддержания нормальной жизнедеятельности. Значение воды определяется ее химическими и физическими свойствами.

Все мероприятия по первоочередному жизнеобеспечению населения должны быть увязаны по срокам и месту с другими мероприятиями, проводящимися для спасения, сохранения жизни и здоровья пострадавшего населения [11].

1.7 Основные принципы и требования материально - технического и первоочередного обеспечения формирований РСЧС в зоне бедствия Материально-техническое обеспечение заключается в организации и осуществлении своевременного и должного снабжения органов управления, сил и средств РСЧС средствами, в объеме, необходимом для проведения мероприятий по защите населения, территорий, объектов экономики и материальных ценностей при угрозе и возникновении чрезвычайных ситуаций в мирное и военное время [11].

К общим задачам материально-технического обеспечения при режиме чрезвычайной ситуации относятся:

- приведение в готовность сил и средств материально-технического обеспечения - организация и осуществление своевременного и полного обеспечения сил и средств РСЧС, участвующих в ликвидации ЧС специальной техникой и имуществом, материально-техническими средствами;

- обеспечение питанием и предметами первой необходимости пострадавшего населения и формирований, ликвидирующих последствия ЧС [11].

К материально-техническим средствам относятся:

- инженерная и автомобильная техника;

- средства медицинской защиты и медикаменты;

- средства связи и оповещения;

- горюче-смазочные материалы;

- одежда, белье и обувь, промышленные товары;

- продовольствие и продовольственные товары;

- ремонтные материалы и запасные части.

Для обеспечения сил и средств РСЧС и мероприятий по защите населения и территорий от ЧС исполняются материально-технические средства всех уровней:

федеральный, региональный и местного самоуправления.

Планирование и осуществление мероприятий по материально-техническому обеспечению сил и средств ГОЧС, а также пострадавшего населения и территорий от чрезвычайных ситуаций проводятся с учетом экономических, природных и иных характеристик, особенностей территорий и степени реальной опасности возникновения чрезвычайных ситуаций.

Объем и содержание мероприятий по МТО сил и средств РСЧС определяется исходя из принципа необходимой достаточности и максимально возможного использования имеющихся ресурсов материально-технических средств [11].

Особенность аварийно-спасательных и других неотложных работ в зоне химического заражения имеет свои специфические особенности обеспечения безопасности личного состава.

Таким образом, в разделе произведен анализ аварийности объектов пищевой промышленности, рассмотрены особенности технологического процесса на холодильной установке, выявлены причины возникновения аварий и условия их возникновения. Рассмотрена необходимая информация для разработки сценария развития аварии в разделе 2.

2 АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ И ИХ

РАЗВИТИЕ, ОЦЕНКА РИСКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ,

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОСЛЕДСТВИЙ ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ СИТУАЦИИ

В зависимости от метеоусловий, от количества выброшенного аммиака, от сложившейся обстановки возможные различные сценарии ЧС. С учетом особенностей данного объекта экономики целесообразно рассмотреть все возможные сценарии, определить вероятность их возникновения.

Целью разработки данного раздела является определение наиболее вероятного и опасного сценария, оценка риска возникновения и прогнозирование возможной ЧС.

Данный раздел основывается на данных, разработанных в литературной обзоре.

2.1 Данные о распределении опасных веществ на производстве Организация объекта N расположена в границах проектной застройки в югозападной части города А, по улице Комсомольская, 3, занимает территорию площадью в 2,5 га и является потенциально опасным объектом.

Схема расположения объекта N на территории Советского района города A представлена в ПРИЛОЖЕНИИ А.

На объекте обращается аварийно химически опасное вещество – аммиак.

Общее количество аммиака в системе 16,59 т. Данные о распределении аммиака по оборудованию приведены в таблице В.1 ПРИЛОЖЕНИЯ В.

В результате анализа выявлены технологические блоки (№1, 1а,1б,1в) представляющие наибольшую опасность из-за значительного количества находящегося в них аммиака или вследствие большой вероятности разрушения оборудования. Это линейные ресиверы, расположенные в отдельном помещении; на открытой площадке баки-аккумуляторы, конденсаторы; в помещении компрессорного цеха циркуляционный ресивер 3,5 РВ и компрессорное оборудование.

Наиболее опасным блоком с точки зрения возникновения аварии является емкостное оборудование, в которых обращается наибольшее количество аммиака.

2.2 Принципиальная технологическая схема холодильной установки Для холодообеспечения процесса производства и сохранности молочной продукции на объекте N используется аммиачная холодильная установка.

Технологический процесс условно начинается со сжатия паров аммиака холодильными компрессорами марок: АУ 200/А-720, АКРАБ 100А, 21 А280-7-3, П-110, 21А410, АУ 400/1.

Горячие пары аммиака с давлением до 15,5 кгс/см2 и температурой до 150°С, нагнетаемые компрессорами подаются в конденсаторы следующих марок ИК-125, ТКА -85, ЭВАКО -200.

Сконденсировавшийся жидкий аммиак сливается в шесть линейных ресиверов, расположенных в отдельно стоящем помещении - хранилище.

Из линейных ресиверов жидкий аммиак поступает в баки-аккумуляторы холода для получения захоложенной воды и на регулирующую станцию высокого давления, расположенную в компрессорной цехе.

Жидкий аммиак с регулирующей станции высокого давления за счет разности давлений кипения и конденсации дросселируется в батареи охлаждения панельных испарителей марок ИПП-960 и И1111-320. В последних происходит охлаждение рассола.

Газообразный аммиак с температурой минус 10°С из баков-аккумуляторов холода через отделители жидкости поступает в коллектор всаса аммиачных компрессоров.

Жидкий аммиак с регулирующей станции высокого давления подается в змеевики промсосудов (ПС 1-5), где переохлаждается и подается на регулирующую станцию низкого давления, откуда жидкий аммиак дросселируется до давления испарения и направляется в циркуляционные ресиверы (вертикальные и горизонтальные).

Вертикальные ресиверы 3,5РДВ (№1-2) и 1,5РДВ, расположены в аппаратном отделении компрессорного цеха. Из ресиверов жидкий аммиак насосами марки ЗЦ-4АГ подается к воздухоохладителям, из которых газообразный аммиак с температурой минус 40°С поступает на всас компрессоров.

Из ресиверов 3,5 РДВ (№1-3) жидкий аммиак насосами марки ЦНГ 50/ подается к фризерам, скороморозильным шкафам и воздухоохладителям, из которых газообразный аммиак с температурой минус 40°С через отделители жидкости поступает на всас компрессоров.

По мере потерь аммиака в холодильной системе производится периодическая его закачка в систему от специально оборудованной спецмашины с объемом емкости 4 т [1].

Принципиальная технологическая схема приведена на Рисунке А. ПРИЛОЖЕНИЯ А2.

2.3 Природа возникновения чрезвычайной обстановки с выбросом Возможными причинами выбросов (выливов) жидкого аммиака в значительных количествах являются воздействие факторов техногенного характера на резервуар с аммиаком: попадание инородных тел (осколков при разрушении смежного оборудования и т.п.), проектные ошибки, дефекты в результате эксплуатации и нарушение правил эксплуатации установки.

Возможными событиями, приводящими к разрушению резервуара также являются воздействия факторов непрогнозируемых природных ЧС (землетрясения, карстовые явления). Однако, воздействие данных факторов маловероятно. Так как в сейсмическом отношении территория устойчива.

Также к причинам выбросов (выливов) аммиака в значительном количестве можно отнести террористические акции и диверсии. Оценка вероятности ЧС, связанных с указанным видом опасностей представляется нецелесообразной. Это связано с тем, что она определяется, в основном, мероприятиями организационного и социального характера, оценить которые с приемлемой точностью в настоящее время не представляется возможным.

Итак, наиболее вероятным фактором воздействия на резервуар является действие факторов техногенного характера.

Построена блок-схема сценария развития возможной ЧС при разгерметизации линейного ресивера 3,5 РВ на основной производственной площадке объекта N представлена в ПРИЛОЖЕНИИ Г.

На основе рассмотренных сценариев возникновения ЧС можно построить «дерево событий» и оценить риск возникновения аварии на холодильной установке.

2.4 Оценка риска аварий на холодильной установке Аварийные ситуации, связанные с разгерметизацией холодильного оборудования на предприятиях пищевой промышленности влекут за собой значительные потери среди людей и значительный материальный ущерб. Крупные аварии обычно характеризуются комбинацией случайных событий, которые возникают с различной частотой и на разных стадиях развития аварии.

Значение частоты возникновения отдельного события или сценария пересчитывается путем умножения частоты возникновения инициирующего события на условную вероятность развития аварии по конкретному сценарию.

Наиболее вероятным сценарием развития аварии является образование токсического облака.

При анализе «деревьев отказа» выявляется комбинация отказов (неполадок) оборудования, инцидентов, ошибок персонала и нерасчетных внешних (техногенных природных) воздействий, приводящих к головному событию (аварийной ситуации).

Данный метод позволяет провести анализ возможных причин возникновения аварийной ситуации и расчет ее частоты.

Критерием аварии является разгерметизация емкости линейного ресивера 3,5 РВ, при которой создается токсическое облако. Заданный уровень вероятности безаварийного состояния емкости: Р0,95 в течение года.

Исходные данные для вычисления вероятности разгерметизации линейного ресивера на холодильной установке объекта N представлена в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Исходные события «дерева отказов»

Отказ предохранительных (регулирующих) клапанов 0, Повреждение уплотнений фланцевого соединения 0, Повреждение креплений фланцевого соединения 0, Заданный уровень вероятности безаварийного состояния не обеспечивается (т.к.