I. МЕТА І ЗАВДАННЯ РОБОТИ Тема : “ Прогнозування і оцінка наслідків аварій на хімічно-небезпечних об`єктах та проведення захисних заходів ” Мета розрахунково-графічної роботи: закріплення отриманих теоретичних знань з дисципліни “ Цивільний захист ” і використання їх на практиці: набуття студентами практичних навичок з оцінки обстановки, яка може виникнути на промисловому об’єкті у надзвичайних ситуаціях і визначення необхідних заходів для захисту працівників та населення, оцінки інженерного захисту персоналу об’єктів господарської діяльності (ОГД). Вступ На об’єктах господарювання є великий асортимент хімічних речовин, токсичних і шкідливих для здоров’я людей, тварин, і небезпечних для навколишнього середовища. Ці речовини називають сильнодіючими отруйними речовинами (НХР). Певні види НХР знаходяться у великих кількостях на підприємствах, які їх виробляють або застосовують, на складах, сільськогосподарських об'єктах і підприємствах переробної промисловості, багато їх перевозять транспортом. Розглянемо нижче задану хімічну речовину у даній розрахунковій роботі. Фізичні властивості плавикої кислоти Безбарвна рідина. Розчинення фтористого водню у воді супроводжується досить значним виділенням тепла (59,1 кДж /моль). Характерно для нього сполука містить 38,3% HF і киплячої при 112°C азеотропної суміші (за іншими даними 37,5% і t кип 109 ° C). Така азеотропна суміш виходить в кінцевому рахунку при перегонці як міцної, так і розведеною кислоти.При низьких температурах фтористий водень утворює нестійкі з'єднання з водою складу Н 2 О · HF, Н 2 О · 2HF і Н 2 О · 4HF. Найбільш стійке з них перше (t пл -35 ° C), яке слід розглядати як фторид гідроксонію - [Н 3 O] F. Друге є гідрофторидом гідроксонію [Н3O] [HF 2]. Хімічні властивості Це кислота середньої сили ( константа дисоціації становить 6,8 × 10 4 , ступінь дисоціації 0,1 н. розчину 9%). Вона роз'їдає скло та інші силікатні матеріали , тому плавикову кислоту зберігають і транспортують в поліетиленовій тарі. Кислота реагує з багатьма металами з утворенням фторидів ( свинець не розчиняється в плавиковій кислоті, тому що на його поверхні утворюється нерозчинний фторид PbF2 ; платина і золото також не розчиняються), не діє на парафін , який використовують при зберіганні цієї кислоти. Токсичні властивості Володіє слабкою наркотичною дією. Можливі гострі і хронічні отруєння зі зміною крові і кровотворних органів , органів травної системи , набряк легень. Має виражену інгаляційну дію, подразнюючи шкіру і слизові оболонки очей (викликає хворобливі опіки і виразки); шкірно-резорбтивною, ембріотропним, мутагенною і кумулятивною дією . Їй привласнений другий клас небезпеки для навколишнього середовища, в той час, як чистий HF належить до першого класу небезпеки. При попаданні на шкіру в перший момент не викликає сильного болю, легко і непомітно всмоктується, але через короткий час викликає набряк , біль , хімічний опік і загальнотоксичну дію. Симптоми від впливу слабо концентрованих розчинів можуть з'явитися через добу і навіть більше після попадання їх на шкіру. Токсичність плавикової кислоти та її розчинних солей пояснюється здатністю вільних іонів фтору пов'язувати біологічно важливі іони кальцію і магнію в нерозчиненій солі. Специфічні антидоти практично відсутні, тому при сорбції шкірою смертельної дози HF людина може жити кілька діб (на наркотиках ), але без надії на порятунок. III. ОЦІНКА ОБСТАНОВКИ, ЯКА СКЛАЛАСЯ НА ОГД У НАДЗВИЧАЙНІЙ СИТУАЦІЇ Розрахункова частина Вихідні дані. (варіант №18) кількість працюючих, що потребують захисту – 270 (чол.); тип викинутого в повітря СДОР на ХНО – HF (плавикова кислота); кількість викинутої СДОР в повітря – 10 (т); відстань від підприємства – 2 (км); азимут вітру - 45°; швидкість вітру – 2,5 (м/с); ступінь вертикальної стійкості повітря – ізотермія; температура зовнішнього повітря - 20°; час з моменту аварії на ХНО – 2 (год.); забезпечення працюючих ЗІЗ – 50%. Висота піддону – 1.3(м) Алгоритм оцінки з розрахунками. Визначаю глибину зон можливого зараження Г. Визначають еквівалентну кількість речовини у первинній хмарі: (т), (1) де : К1 - коефіцієнт, який залежить від умов зберігання СДОР (таблиця Т1) ; К3 - коефіцієнт, рівний відношенню порогової токсодози хлору до порогової дози інших СДОР (таблиця Т 1); К5 - коефіцієнт, який враховує ступінь вертикальної стійкості повітря: при інверсії К5=1, при ізотермії К5=0,23, при конвекції К5=0,08; K7 - коефіцієнт, який враховує вплив температури (таблиця Т1); Q0 - кількість викинутої СДОР (т). Отже,
(т) 1.2. Визначаю еквівалентну кількість речовини у вторинній хмарі: (т), (2) де: K2 - коефіцієнт, який залежить від фізико-хімічних властивостей СДОР (таблиця Т1); K4 - коефіцієнт, який враховує швидкість вітру (таблиця Т3); K6 - коефіцієнт, який залежить від часу, що минув після початку аварії і тривалості випаровування речовини; d - густина СДОР, т/м3 (таблиця Т1); h - товщина шару СДОР, м (при вільному розливі h=0.05 м, при виливі у обваловку або піддон h = H - 0,2, де Н – висота обваловки або піддону в [м]); K6=N 0.8 при N<Т і K6=Т0.8 при N>Т, (3) де: N - час після аварії, год.; Т - тривалість випаровування речовини, год.
(год.), (4) Отже, далі визначаю к6:
1.3 За таблицею Т2 визначаю глибину зони первинної хмари Г1. Г1=0 (км) 1.4. Для знайденої величини QE2 визначаю глибину зони вторинної хмари Г2 (таблиця Т2). Оскільки значення Г2 не можна визначити безпосередньо з таблиці Т2, то використовую метод інтерполювання, згідно якого
Отримані значення Г1 і Г2 - це максимальні значення зон зараження первинною або вторинною хмарою, що визначаються в залежності від еквівалентної кількості речовини і швидкості вітру. 1.5. Повна глибина зони зараження Гп , що залежить від сумісної дії первинної і вторинної хмари СДОР, визначається за формулою Гп = Г12 +0,5 Г21 (км), (5) де: Г12 = max {Г1 , Г2 }=0.34 (км) Г21 = min {Г1 , Г2 }=0 (км) Отже,
1.6. Отримане значення повної глибини зараження Гп порівнюється з максимально можливим значенням глибини переносу повітряних мас Гп ‘, що визначається за формулою (км), (6) де: N - час від початку аварії, год; Vп - швидкість переносу переднього фронту зараженого повітря при даній швидкості і ступеню вертикальної стійкості повітря, км/год (таблиця Т4).
За істинну розрахункову глибину зони зараження (Г) приймається менше значення з глибин Гп ‘ і Гп ,тобто Гпі = min{ Гп ‘ , Гп }=0.34км 2. Визначаю площу зони можливого зараження первинною (вторинною) хмарою СДОР: (км2), (7) де: ( - кутові розміри зони можливого зараження, град. (таблиця Т5). Отже,
3. Площа зони фактичного зараження Sф розраховується за формулою: (8) де: K8- коефіцієнт, що залежить від ступеня вертикальної стійкості повітря (при інверсії - K8=0.081, при ізотермії – K8=0.133, при конвекції - K8=0.235, таблиця Д4). Отже,
4. Час підходу хмари СДОР до заданого об'єкту залежить від швидкості переносу хмари повітряним потоком і визначається за формулою: (год), (9) де: l - відстань від джерела зараження до заданого об'єкту (км). Отже,
5. Можливі втрати робітників і службовців на хімічно небезпечному об'єкті визначаються з використанням таблиці Д11 і є рівними : на відкритій місцевості -- 50%; тобто 270*0.5=135 (чол.) в будівлях – 27%. тобто 270*0.27=76 (чол.) 6. Час перебування людей у засобах індивідуального захисту (3І3) шкіри визначаються за допомогою таблиці Т6 і є рівним 0.8 (год) = 48(хвл). Табл. 3.1 Результати оцінки хімічної обстановки Тип НХР Кіль-кість НХР, т Глибина зони зараження, км Площа зони можли-вого хімічного зара-ження, км2 Площа зони фактичного хімічного зараження, км2 Час підходу зараже-ного повітря до заданого об’єкту, год Тривалість уражаючої дії (випаро-вування) НХР, год Можливі втрати від дії НХР, чол.
ІV. ОЦІНКА ІНЖЕНЕРНОГО ЗАХИСТУ ПРАЦІВНИКІВ Надійність інженерного захисту забезпечується при наявності таких умов: - загальна вмістимість захисних споруд на ОГД - дозволяє укрити найбільшу працюючу зміну; - захисні властивості споруд відповідають вимогам, тобто забезпечують захист від іонізуючих випромінювань; - система життєзабезпечення захисних споруд забезпечує неперервне перебування в них не менше двох діб; система повідомлень діє оперативно і надійно. 4.1 Оцінка захисної споруди за вмістимістю Вмістимість захисної споруди повинна забезпечувати укриття найбільшої зміни працівників і визначається сумою місць для сидіння і лежання. Норми об’ємно-планувальних рішень сховищ : а) площа підлоги: - 0.5 м2/людину при двоярусному розміщені ліжок (2 м2 на одного працюючого на ПУ); - 0.4 м2/людину при триярусному розміщені ліжок; б) внутрішній об’єм приміщень- не менше 1.5 м3/людину; в) висота приміщень не більше 3.5 м: - при висоті від 2.15 до 2.9 м встановлюються двоярусні ліжка; - при висоті 2.9 м і більше встановлюються триярусні; г) кількість місць для лежання становить 20% при двоярусному і 30% при триярусному розміщені; д) в екстремальних ситуаціях, коли терміново необхідно сховати виробничий персонал, дозволяється переущільнення захисних споруд . Розрахунок сховища. 1. Визначають площу основних і допоміжних приміщень. Загальна площа основних приміщень: (4.1) де: N - кількість основних приміщень; Si - площа і-того приміщення. S заг.осн=120+5=125 (м2) Загальна площа всіх приміщень в зоні герметизації (крім приміщень для дизельної електростанції, тамбурів і розширювальних камер): де: М - кількість допоміжних приміщень; Sj - площа j-того допоміжного приміщення в зоні герметизації. S заг.всіх=125+10+6+32=173 (м2) 2. Визначають вмістимість сховища за площею: при триярусному розміщені ліжок (осіб) (4.4) Ms= 125/0.4=312(чол.) де: 0.5 і 0.4 - площа підлоги на людину відповідно при дво- і триярусному розміщені ліжок, м2. 3. Визначають вмістимість сховища за об’ємом всіх приміщень в зоні герметизації (осіб) (4.5) Мv= (173*3.1)/1.5=357.53(осіб) де: h - висота приміщення, м; 1.5 - норма об’єму на людину, м3. Порівнюючи дані вмістимості за площею Мs та за об’ємом Мv , визначають фактичну (розрахункову) вмістимість Мф. За фактичну вмістимість (кількість місць) приймається менше значення із цих двох величин. Мф=312 (чол.) 4. Визначають показник, що характеризує вмістимість захисних споруд (коефіцієнт вмістимості) (4.6) де: N - чисельність виробничого персоналу, який підлягає укриттю (найбільша працююча зміна). Км=312/270=1.15 отже Км ( 1 Якщо Км ( 1, захисна споруда забезпечує укриття працюючих у будь-яку зміну, якщо Км ( 1, кількості місць для розміщення людей недостатня і необхідно: - вивчити можливість будівництва сховищ, які швидко зводяться (ШЗС); - розшукати підвальні приміщення та інші заглиблені споруди ОГД, оцінити їх захисні властивості і можливість пристосування під захисні споруди. 4.2 Оцінка захисних властивостей сховища від можливого радіоактивного ураження a) Визначають ступінь захисту виробничого персоналу, тобто коефіцієнт послаблення дози опромінення сховищем Кпосл . Він залежить від матеріалу перекриття, його товщини і умов розміщення сховища (вбудоване, чи таке що стоїть окремо) і знаходиться за формулою: (4.7) де: hi - товщина і-того захисного шару сховища; Кр - коефіцієнт що враховує умови розміщення сховища (табл. 8); d - товщина шару половинного послаблення і-того захисного шару, (табл. 9). Порівнюють розрахунковий коефіцієнт послаблення із нормативними вимогами до сховищ.
< 1000 , отже споруда недостатньо захищена від можливого радіоактивного ураження. Для збільшення захисту споруди збільшимо товщину бетону на 10(см) і цегли на 5(см):
Тепер споруда захищена від радіації, бо >1000.
4.3 Оцінка захисної споруди за життєзабезпеченням Послідовність оцінки : 1. Визначаємо норми подачі повітря на одну особу в годину в режимах I, II, III. При температурі зовнішнього повітря на одну особу в годину становлять (Wнорм): в I режимі - 10 м3/год/людину в II режимі – 2 м3/год/людину і 5 м3/люд/годину – що працює на пункті управління в III режимі – (РУ – 150 чол/6 год); РУ – 590/1,2 2. Визначаємо загальну кількість повітря, що подається системами в повітропостачання (Wзаг): в I режимі – 1200 (м3/год) в II режимі – 300 (м3/год) 3.Визначають необхідну кількість людей, яких система може забезпечити чистим повітрям у режимі I і II ( окремо ! ): В I режимі Мзаг=1200/10=120 (осіб) В II режимі Мзаг=300/2 =150 (осіб) 4.Визначають показник, що характеризує життєзабезпечення в режимі I і II (окремо ! ): В I режимі Кж=120/270=0.44 В II режимі Кж=150/270=0.55 де: Мф - кількість людей, що підлягає укриттю. Якщо Кж ( 1, то система повітропостачання сховища забезпечує виробничий персонал чистим повітрям, якщо Кж ( 1, то кількість фільтровентиляційних комплексів недостатня для забезпечення чистим повітрям згідно з нормами, як у режимі I і II. Необхідно вжити заходів для збільшення кількості фільтровентиляційних комплексів до конкретної величини. Отже, обчислимо скільки повітря потрібно для забезпечення I-го і II-го режимів роботи для всіх людей: х/10=270 х=2700 (м3/год). - для I-го режиму. х/2=270 х=540 (м3/год). - для II-го режиму. Для нормальної роботи в I режимі та достатнього повітропостачання треба додати дві установки ФВК II. Для роботи режиму II треба додати 1 установку ФВК II. Для захисту персоналу від НХР необхідно передбачити обладнання для роботи системи повітропостачання в режимі повної ізоляції на 27 годин. ФВК-2=ФВК-1+РУ150/6 (150*6)/270=3.3 (год) Отже для нормальної роботи в режимі III необхідно додати 9 установок типу РУ150/6, бо для забезпечення повної ізоляції для всіх людей. V Графічний додаток. Визначаю площу і радіус розливу:
Графічне зображення можливих зон хімічного зараження:
VI Заходи для захисту персоналу ОГД Дії чергового диспетчера
Одержавши основні вихідні дані про аварію, диспетчер (черговий по заводу) робить прогнозування хімічної обстановки (2-3 хв.) на об’єкті з метою визначення напрямку поширення СДОР. По гучномовному зв’язку передається текст: «Увага! Ува-га! Говорить черговий диспетчер (черговий по заводу)! На об’єкті вибухнула цистерна з аміаком, напрямок поширення хма-ри..., ужити заходів захисту (загерметизувати будинки, надягти протигази), людей розмістити у верхніх (нижніх) поверхах чи ви-водити в напрямку...». Дії начальників служб ЦО на ОГД. Відповідальність за організацію та стан Цивільної оборони, за постійну готовність її сил і засобів до проведення РІНР несе начальник цивільної оборони (НЦО) об’єкта – керівник підприємства, установи та організації. Начальник ЦО об’єкта підпорядковується відповідним посадовим особам міністерства (відомства), у підпорядкуванні якого знаходиться об’єкт, а також начальнику ЦО міста (району), на території якого розташований об’єкт На допомогу начальнику ЦО об’єкта призначається заступник, або декілька. Як правило, призначаються заступники з інженерно-технічної частини, евакуації, матеріально-технічного постачання. Заступник начальника ЦО з евакуаційних заходів керує підготовкою плану евакуації на кожну можливу надзвичайну ситуацію, організовує підготовку місць для розміщення евакуйованих; керує службою охорони громадського порядку і організовує перевезення робітників та службовців в райони розселення до місця праці (на об’єкти). Заступник начальника ЦО з інженерно-технічної частини – головний інженер об’єкта – керує підготовкою плану переведення підприємства на особливий режим роботи, здійснює заходи щодо підвищення стійкості роботи підприємства в умовах надзвичайних ситуацій, керує аварійно-технічною. протипожежною службами та службою сховищ і укриттів. Він же здійснює технічне керівництво рятувальними та невідкладними аварійно-відновлювальними роботами в районі лиха, аварії та в осередку ураження. Заступник начальника ЦО з матеріально-технічного постачання – заступник або помічник директора з постачання – забезпечує накопичення та збереження спеціального майна, техніки, інструментів, засобів захисту і транспорту. На нього покладається матеріально-технічне забезпечення, будівництва (пристосування) укриттів, проведення евакозаходів, РІНР та інших заходів. Проведення дегазації території, техніки, одягу, ЗІЗ і т.п. Дегазація одягу, взуття і індивідуальних засобів захисту здійснюється кип’ятінням, пароаміачною сумішкою, стиркою і провітрюванням. Дегазація кип’ятінням проводиться в бучильних установках БУ4М або інших ємностях для верхнього одягу, шерстяного одягу і головних уборів з штучного хутра (шубнохутрові і шкіряні вироби цим способом проводити дегазацію не можливо). Дегазація способом стирання основана на розкладу і змиванню отруйних речовин водяними розчинами миючих засобів при високих температурах. Дегазації стиркою підвергаються вироби з хлопчатопаперових тканин, а також ватяний одяг. В якості миючого розчину використовується 0,3 %й водяний розчин порошку СФ2У (СФ2). Дегазація провітрюванням (природна дегазація) може бути використана для всіх видів одягу, взуття і індивідуальних засобів захисту, особливо в випадках їх зараження отруйними речовинами. Вона проводиться при наявності часу і при відсутності інших засобів дегазації. Дегазація провітрюванням найбільш швидко проходить в літніх умовах при температурі 1825 °C. Для дегазації і дезінфекції хлопчатопаперового одягу, індивідуальних засобів захисту і брезентів, а також предметів домашнього побуту призначена бучильна установка БУ4М. Для фтористого водню основний спосіб дегазації, це обробка його розчинами лугів. Не допускається використання для нейтралізації води, так як це приводить до виникнення агресивної плавкової кислоти. Висновок Оцінка хімічної установки: ОГД може опинитися у зоні хімічного забруднення (х<Г); Хмара зараженого повітря підійде до обєкта через 21хвл, що не дає змогу евакуювати людей із зони забруднення; Тривалість уражаючої дії (випаровування) НХР дуже велика 27год; Основні заходи щодо захисту людей: негайне оповіщення виробничого персоналу про загрозу хімічного забруднення; терміново зупинити виробництво і розмістити людей у сховищі, систему повітро- постачання включити в режим повної ізоляції; здійснювати хімічне дослідження на об'єкті безперервно; забезпечити виробничий персонал протигазами на 100%. Оцінка інженерного захисту працівників: Оскільки Км > 1, захисна споруда забезпечує укриття працюючих у будь-яку зміну. Оскільки в I,II, і Ш-му режимі Кж < 1, то система повітропостачання сховища повноцінно не забезпечує виробничий персонал чистим повітрям. Необхідно вжити заходів для збільшення кількості фільтровентиляційних комплексів до конкретної величини.
