Аварійне і довгострокове прогнозування аварій з НХР

Глава 1. Довгострокове прогнозування наслідків можливої аварії на хімічно небезпечному об'єкті з виливом НХР

ЗАВДАННЯ. На хімічно небезпечному об’єкті (ХНО), який розташовано на відстані 1,5 км від певного населеного пункту є джерело хімічної небезпеки – хлорпікрин у кількості 15 тонн в певних виробничих умовах:

Чисельність робочої зміни: максимальна – 150, мінімальна – 120 чол.

Забезпеченість робочих протигазами – 50%.

Число мешканців населеного пункту – 250 чол.

Число мешканців, що проживають в радіусі зони можливого хімічного забруднення (ЗМХЗ) – 750 чол.

Метеоумови: Згідно з п.3.1.1. „Методики” для оперативного планування приймаються тільки наступні метеоумови: ступінь вертикальної стійкості повітря (СВСП) – інверсія, швидкість вітру у приземному шарі приймаємо – 1 м/с, температура повітря 200С, напрямок вітру не враховується, а розповсюдження хмари забрудненого повітря приймається у колі 3600.

Примітка: Азимут напрямку домінуючого в районі розміщення ХНО вітру – 90 градусів, умовно заданий населений пункт знаходиться на осі напрямку вітру.

1.1. Характеристика фізичних, хімічних та токсичних властивостей хлорпікрину

Отримують хлорпікрин хлоруванням пікринової кислоти або її солей. Застосовується у синтезі акрілметанових барвників, як пестицид для боротьби з шкідниками сільського господарства, для дезінфікування для обробки сховищ зерна, муки та ін. Для перевірки протигазів. Використовувався як ОВ під час першої мирової війни.

Хлорпікрин (трихлорнітрометан) CCl3NO2 – безкольорова масляниста рідина зі специфічним неприємним запахом и відносною щільністю 1,66. Температура плавлення – 640С, кипіння+112,30С. Щільність пари по повітрю – 5,7. Практично не розчиняється у воді, добре розчиняється у органічних розчинниках (аліфатичних спиртах, бензолі, бензині). Легко сорбується зерном, деревиною цеглою одягом та дуже повільно десорбується. Пара сильно подразнює слизові оболонки очей та легень. Викликає набряк легень. Крім того руйнує печінку, нирки серце. Поріг сприйняття запаху – 0,6мг/м3. концентрації 2-2,5мг/м3 викликають слинотечу та змикання вій, концентрація 50мг/м3 нестерпна при експозиції 2 хвилини. При більших концентраціях володіє задушливою дією, яка супроводжується болем в області шлунку, нудотою, блювотою, діареєю, головним болем, слабкістю і втратою свідомості. Ураження органів дихання спостерігається при концентраціях вище 100мг/м3. У якості смертельної вказують концентрацію 2000мг/м3 при експозиції 10 хвилин. Пара сильно подразнює шкіру. У рідкому вигляді CCl3NO2 викликає сильні опіки, які приводять до появи пухирів та сильним некротичним розпадам тканин.

1.2. Визначення глибини зони можливого хімічного забруднення [2]

Згідно з положеннями „Методики” усі розрахунки виконуються на термін не більш ніж 4 години. Після отримання даних з урахуванням усіх коефіцієнтів отримане значення порівнюється з максимальним значенням переносу повітряних мас за 4 години.

1.2.1. Глибина зони можливого хімічного забруднення таблична.

Глибину розповсюдження хмари хлорпікрину визначаємо за таблицею 17 „Методики” при наступних умовах: - температура повітря (t) - +200С, швидкість вітру (Vв) – 1 м/с, СВСП - інверсія, маса хлорпікрину (Q) – 15т. У зв’язку з тим, що задана кількість хлорпікрину (15 тонн) у таблиці 17 відсутня, необхідно виконати інтерполяцію.

В таблиці є значення для 10 та 20 т хлорпікрину. Якщо 10т – 31,3 км, 20т – 48,2 км, тоді:

Гтаб. для 15т =39,75 км.

1.2.2. Глибина максимального значення переносу повітряних мас.

Розрахунок проводимо за формулою, що наведена у пункті 5.3 „Методики” ,

де Vв – швидкість переносу переднього фронту хмари забрудненого повітря, км/год.

Гмакс.= км/год.

1.2.3. Глибина зони можливого хімічного забруднення з урахуванням коефіцієнта зменшення глибини розповсюдження хмари забрудненого повітря (кз) при виливі „у піддон”.

Хлорпікрин виливається у піддон з обвалуванням висотою 1 м, в цьому випадку, згідно з таблицею1 кз буде дорівнювати 5.3, а враховуючи те, що наявні вловлювачі, коефіцієнт збільшується в 3 рази. Тоді кз=

Глибина зони можливого хімічного забруднення з урахуванням коефіцієнта зменшення глибини розповсюдження хмари забрудненого повітря кз дорівнюватиме: Гк=Гтаб/кз =км.

Приймаємо глибину зони можливого хімічного забруднення Гк=2,5км.

1.2.4. Глибина зони можливого хімічного забруднення – менше із значень Гк. і Гмакс

Так як Гк.=2,5<Гмакс=20, то Гм приймаємо рівною 2,5 км.

1.3. Визначення параметрів зон хімічного забруднення [2]

При оперативному плануванні:

1.3.1.Площа зони можливого хімічного забруднення (SЗМХЗ) визначається за формулою:

SЗМХЗ=3,14*Г2=3,14*2,52=19,63км2,

де Г – глибина зони можливого хімічного забруднення, км

1.3.2.Площа зони прогнозованого хімічного забруднення (SПЗХЗ) визначається за формулою:

SПЗХЗ=0,11*Г 2= 0,11*2,52=0,69км2.

1.3.3.Ширина зони прогнозованого хімічного забруднення (ШПЗХЗ) становить:

ШПЗХЗ=0,3*Г0,6=0,3*2,50,6=0,52км.

1.4. Визначення часу підходу забрудненого повітря до заданого населеного пункту [2]

Час підходу хмари хлорпікрину до заданого об’єкту залежить від швидкості перенесення хмари повітряним потоком і визначається за формулою: год. (18 хв.)

де X – відстань від джерела забруднення до заданого об’єкту, км; V – швидкість переносу переднього фронту забрудненого повітря в залежності від швидкості вітру, км/год. ( за табл.2).

1.5. Визначення часу випаровування розлитого хлорпікрину [2]

За таблицею 21 „Методики” час випаровування хлорпікрину при швидкості вітру 1 м/с, температурі повітря 200С, СВСП - інверсія становить 664 години ( 27 діб та 16 годин) а враховуючи те, що встановлено вловлювач то час випаровування збільшиться в три рази, та становитиме: 664*3=1992 години, що становить 83 доби.