К. т. н. Столярова Н.О., Чехлань Н.О., Купецьких О.С.

Автомобільно-дорожній інститут ДВНЗ «Донецький національний технічний університет»,Україна

Цивільний захист населення при аварії на коксохімічному підприємстві

У місті, де знаходиться коксохімічне підприємство існує небезпека хімічної аварії. Така аварія може мати катастрофічні наслідки не лише для підприємства, але і для мешканців самого міста.

Як показує аналіз аварійності, аварії відбуваються через відмови обладнання, помилки персоналу, а також вплив природного та техногенного характеру. Найбільш вірогідним є порівняно невеликі викиди, такі як повне руйнування обладнання чи трубопроводів менш ймовірно, ніж утворення локальних витоків. Однак, незначні витоки можуть у разі неконтрольованого розвитку аварійної ситуації призвести до руйнування блоків, що містять значно більший обсяг небезпечних речовин.

На прикладі складу бензольних продуктів цеху ректифікації сирого бензолу коксохімічного виробництва можливо проаналізувати одну з аварій, яка пов'язана з розгерметизацією ємності для зберігання бензолу, з подальшим розливом цієї небезпечної речовини. Наприклад, так званий ефект "доміно" при пожежі, коли цілі ємності з бензолом піддаються інтенсивному тепловому впливу від палаючої калюжі, або безпосередньо потрапляють в зону відкритого полум'я (ймовірність такої події оцінюється в 27%).

Для передбачення розміру та часу існування вогневої кулі сферичної форми, яка може утворитись під час ефекту "доміно", можна використовувати формули NASA:

, (1)

где D_FB - діаметр кулі, м;

τ_FB - час її існування, с;

M - маса вуглеводородів, т.

Потужність у типовій вогневій кулі можна отримати за формулами NASA наступним чином:

, (2)

де P_FB - потужність вогневої кулі, Вт;

- теплота згоряння речовини, Дж/кг.

Середня потужність випромінювання, тобто інтенсивність випромінювання з одиниці поверхні кулі за формулою NASA:

, (3)

де ε_FB - частка енергії теплового випромінювання в загальному енерговиділенні, змінюється згідно з даними в діапазоні від 0,15-0,45

За допомогою вищенаведених формул (1) - (3) приймаючи, що у вогневій кулі запалюється не більше 10% загальної кількості бензолу, що знаходиться в ємності, були розраховані основні характеристики вогневої кулі і розподіл теплових потоків від неї в залежності від відстані. Параметри, які використовуються в розрахунках мали такі числові значення:

M = 35 т; = 40,633 МДж/кг; ε_FB= 0,15.

Рис. 1 – Вірогідність смертельного термічного ураження при вогневій кулі в залежності від відстані

Отримані розподіли теплових потоків були перетворені у розподіл ймовірності смертельного ураження, які показані на рис.1. Розрахунковий час існування вогневої кулі склав 12,4 с. Радіус вогневого кулі дорівнює 104 м, а радіус загальної 100% імовірності смертельного ураження при 20% вологості повітря - 134 м.

Для забезпечення цивільного захисту працівників коксохімічного підприємства та населення міста можна запропонувати ряд додаткових заходів, спрямованих на збільшення рівня безпеки, які пов'язані зі зниженням ймовірності розливу бензолу або можливості утворення пожежі та вогневої кулі:

1.Заміну ручних (механічних) вентилів на входах в ємності, на прийомних лініях до насосів, на продуктопроводах та іншій запірній арматурі, на автоматичні. Заміну існуючих шлангів на шланги підвищеної надійності.

2.Створення системи, що забезпечує покриття дзеркала розливу піною, що знизить інтенсивність випаровування бензолу та ймовірність його займання.

3.Створення системи ефективного охолодження резервуарів, що забезпечує цілісність їх оболонки протягом не менше 90 хвилин в умовах зовнішньої пожежі.

4.Покриття поверхні резервуарів ізолюючими термостійкими матеріалами. З цією метою використовують волокнисті матеріали на основі мінеральної вовни, простьобані сталеві дроти і розташовують їх між оболонкою резервуара і сталевими листами товщиною 1 мм.

5.Спеціальна підготовка персоналу для підвищення рівня обслуговування.

Литература:

1. Прогнозування наслідків локальних техногенних надзвичайних ситуацій / Б.С. Мастрюков, А.В. Іванов, С.Я. Фомін, Е.І. Довгорук // Проблеми безпеки при надзвичайних ситуаціях. - 1998. - Вип. 5. - С. 18-27 .

2. Маршалл В. Основні небезпеки хімічних виробництв . - М.: Мир, 1989.-672 с.