Кафедра экологической и промышленной безопасности
Дисциплина
Системный анализ и управление предприятием в условиях ЧС.
Ю.Н. Каинов
организационно-методические указания
по выполнению расчетных работ
Часть 2
Оценка количественных показателей риска ЧС
Москва 2017
МИТХТ им. М.В. Ломоносова
Содержание
Методические указания..............................................................................
2. Расчетная работа №1 «Оценка радиационного риска»........................
3. Расчетная работа №2 «Оценка химического риска».............................
4. Расчетная №3 «Оценка взрывопожарного риска».................
5. Рекомендуемая литература........................................................................
Приложения:
1.Типовой режим №7 радиационной защиты персонала ОЭ.....................
2. Результаты (журнал) радиационной разведки........................................
Методические указания
Расчетные работы проводятся с целями: освоения студентами методик прогнозирования рисков аварий, пожаров и взрывов; выработки навыков работы с литературой и справочными материалами.
Каждому студенту выдается индивидуальное задание, которое возвращается вместе с выполненной работой.
Контрольная работа оформляется на листах формата А-4 по форме:
- титульный лист;
- задание на контрольную работу;
- расчетная часть;
- выводы и предложения по уменьшению риска.
Работа оценивается по результатам расчетов, обоснованности выводов и рекомендаций по уменьшению риска, аккуратности оформления и качеству графических материалов. При ошибках, превышающих уровень требований к инженерным расчетам (более 5%), работа возвращается для перерасчета, при этом оценка снижается на балл. Работа считается сданной только при оценке не ниже «удовлетворительно».
Расчетная работа №1
Тема: «Оценка радиационного риска»
Цели: 1. Освоить методику оценки радиационного риска после ядерных взрывов для персонала промышленного объекта.
2. выработать навыки выполнения расчетно-графических работ по оценке ущерба чс военного характера.
Состав задания:
1. Страница журнала радиационной разведки со значениями мощностей дозы радиации, замеренными в точках территории предприятия в разное время. (Приложение таблица 1).
2. План территории предприятия, с нанесенными точками замера уровней радиации.
Исходные данные:
1. Время ядерного взрыва (астрономическое).
2. Данные (журнал) радиационной разведки.
3. Скорость ветра на высоте распространения облака (V, км/час).
4. Время окончания рабочей смены (астрономическое).
Задание:
1. Пересчитать данные радиационной разведки на стандартное время - 1 час после взрыва, нанести результаты на план объекта.
2. Провести цветные изолинии мощностей доз характерных для границ зон А, Б, В, и Г.
3. Рассчитать поглощенную дозу, которую получит персонал цеха в точке №… внутри одноэтажного кирпичного здания и оценить степень воздействия полученной дозы на работоспособность персонала.
4. Предложить вариант режима радиационной защиты персонала.
Порядок выполнения:
1. Пересчет данных радиационной разведки на стандартное время -1 час после взрыва производится по формуле:
Р1 = Рt · Кt, (1.1)
где: Р1 - мощность дозы на 1 час после взрыва;
Рt - мощность дозы на t час после взрыва (время измерения);
Кt - коэффициент пересчета; Кt = t 1,2
Значения Кt и результаты расчета Р1 заносятся в журнал. Затем на схеме объекта в точках замера уровней радиации (на выноске) наносятся значения мощности дозы на стандартное время (в соответствии с образцом в правом верхнем углу схемы).
2. Ориентируясь по имеющимся значениям Р1 проводятся цветные изолинии мощностей доз характерные для границ зон А – 8 рад/ч; Б - 80 рад/ч, В -240 рад/ч, и Г- 800 рад/ч, соответственно синим, зеленым, коричневым и черным цветом.
3. Расчет поглощенной дозы (D, рад), которую получит персонал в точке № …, производится по формуле:
D = (Рн + Рк) · t обл / 2 · Косл (1.2)
Расчет мощностей дозы на заданное время после взрыва Рн и Рк производится по формулам:
Рн = Р1 · tн -1,2 (1.3)
Рк = Р1 · tк -1,2 (1.4)
tн – время начала облучения совпадает с временем подхода радиоактивного облака и расчитывается делением расстояния от места взрыва до заданной точки на скорость ветра;
tк – время окончания работ после взрыва;
t обл = tк - tн - продолжительность облучения.
4. Оценка степени воздействия полученной дозы на работоспособность персонала производится исходя из следующих критериев. Категории работоспособности в зависимости от значения поглощенной дозы: до 50 рад – полная; 50-200 рад – сохраненная; 200-400 рад – ограниченная; 400-600 рад – существенно ограниченная.
5. Вариант режима радиационной защиты персонала выбирается исходя из уровней радиации на 1 час после взрыва в заданной точке по таблице (см. приложение № 2). Для персонала промышленного объекта это режим №7.
Расчетная работа №2
Тема: «Оценка химического риска»
3адача 1. Оценка риска химической аварии.
Цель: Оценить возможные последствия аварии (разрушения) резервуара с ОХВ для персонала ХОО.
Исходные данные:
- количество ОХВ в резервуаре (баллоне, контейнере, цистерне) - Q, т; характер разлива – свободный;
- метеоусловия: скорость ветра V, м/с; направление ветра на поселок; температура воздуха Тв 0С; облачность... баллов; СВУВ;
- численность персонала ХОО, оказавшегося в зоне аварии – N1, чел, в зонах с поражающими концентрациями N2, чел.,
- удаление места аварии от СЗЗ - L1 м, расстояние от СЗЗ до поселка городского типа с подветренной стороны - L2 м.
Задание:
1. Определить глубину возможного распространения паров ОХВ;
2. Нанести на схему сложившуюся химическую и метеорологическую обстановку;
3. Определить потери персонала ОЭ;
4. Сделать выводы из оценки возможной обстановки и дать предложения по уменьшению риска химической аварии.
Ход выполнения:
1. Расчет глубины (радиуса) зоны заражения (R3) парами ОХВ с заданной токсодозой производится по формуле:
, м (2.1)
где: Q – масса ОХВ, кг;
Cτ – токсодоза ОХВ, г·мин/м3;
V - скорость ветра, м/с;
К - коэффициент зависящий от СВУВ (при инверсии К= 2, при изотермии К=3, при конвекции К=4).
По формуле 1.1 рассчитываются расстояния R3Р, R3I, R3L соответствующие глубинам распространения пороговой, выводящей из строя и смертельной ингаляционной токсодоз ОХВ.
Таблица 2.1
Токсичность ОХВ при попадании в организм человека через органы дыхания
| Группа | Тип ОХВ | Ингаляционные токсодозы ОХВ, г·мин/м3 | ||
| LCt50 | JCt50 | PCt50 | ||
| I | Хлор | 0,6 | ||
| Аммиак | ||||
| Фосген | 3,2 | 1,6 | 0,8 | |
| II | Цианистый водород | 2,0 | 0,3 | 0,015 |
| Хлорциан | 11,0 | 7,0 | 0,012 | |
| Хлорпикрин | 0,2 | 0, 01 |
2. Ширина (ш) зоны химического заражения определяется СВУВ и составляет: при инверсии ш = 0,03 R3 ; при изотермии ш = 0,15 R3; при конвекции ш = 0,8 R3.
3. Отображение метеорологической и химической обстановки на схеме осуществляется в выбранном масштабе (см.пример):
Метеорологическая обстановка наносится на схему черным цветом.
Пример нанесения химической обстановки на схему:
 |
|
ОЭ
|
|
|
Объект экономики наносится черным цветом. Границы очага заражения, зоны распространения зараженного воздуха и надпись наносятся синим цветом. Очаг заражения и зона распространения паров ОХВ закрашиваются желтым цветом.
4. Расчет количества пораженных производится по формуле:
П = N · (1- Кзащ), чел, (2.2)
где: П – число пораженных, чел.;
N – численность персонала ОЭ, оказавшегося в зоне химического заражения, чел.;
Кзащ – коэффициент защищенности персонала ОЭ.
Персонал, оказавшийся в районе аварии (в зоне R3 L), как правило, не успевает надеть СИЗ и укрыться в защитных сооружениях. Для определения потерь П1 используется коэффициент Кзащ 1 = 0,15.
Персонал, оказавшийся в зоне распространения поражающих токсодоз (на расстоянии R3 I от района аварии) успевает надеть СИЗ и укрыться в защитных сооружениях. Для определения потерь П2 используется коэффициент Кзащ 2 = 0,85.
Общие потери определяются суммированием потерь в районе аварии и зоне распространения поражающих токсодоз:
Побщ = П1 + П2 (2.3)
5. Общее расстояние от очага аварии до поселка городского типа (ПГТ) определяется суммированием ширины санитарно-защитной зоны предприятия и расстояния от СЗЗ до ПГТ.
L = L1 + L2 (2.4)
Таблица 2.2
Размеры санитарно-защитной зоны в соответствии с «Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий» (СН 245-71)
| Класс предприятия по санитарной классификации | Размер (ширина) санитарно- защитной зоны не менее, м |
| I | |
| II | |
| III | |
| IV | |
| V |
6. Вывод о потенциальной опасности данной аварии на ХОО делается по результатам сравнения глубины распространения поражающих токсодоз паров ОХВ с шириной СЗЗ, а общего количества пораженных П с пороговым уровнем смертности (Nпор = 10 чел.). При выходе зоны поражения за пределы СЗЗ предприятия или превышения порогового уровня смертности предприятие относится к потенциально опасным.
7. Оценка риска поражения населения поселка, производится путем сравнения расстояния до него и глубины зоны распространения пороговых токсодоз паров ОХВ. Если поселок попадает в зону действия паров ОХВ, то существует опасность поражения населения.
8. Сделать общие выводы из оценки возможной обстановки и дать рекомендации по уменьшению риска для персонала ХОО и населения ПГТ.
Задача 2. Оценка потенциальной опасности ХОО
Цель: Освоить оценку потенциальной опасности ХОО путем расшифровки индекса опасности.
Исходные данные: индекс ХОО.
Задание:
Дать развернутую оценку потенциальной опасности ХОО путем расшифровки его обобщенного показателя опасности.
Порядок выполнения:
1. Определить обобщенный (ОПО) и частные показатели опасности ПО1, ПО2, ПО3, ПО4, ПО5 развернув индекс предприятия.
2. Дать развернутую оценку потенциальной опасности ХОО используя таблицы 2.3 – 2.8, определить возможный характер и масштабы ЧС на ОЭ.
Таблица 2.3
Категории опасности ХОО по обобщенному показателю опасности (ОПО)
| Категории опасности ХОО | Значения обобщенного показателя опасности (ОПО) |
| 1 (критическая) | 5-8 |
| 2 (чрезвычайная) | 9-12 |
| 3 (очень опасная) | 13-16 |
| 4 (опасная) | 17-20 |
Таблица 2.4
Показатель опасности ХОО по масштабу последствий химической аварии (ПО1)
| показатель опасности ПО1 | Количество людей в возможной (прогнозируемой) зоне химического заражения, тыс. чел. |
| Более 75 | |
| От 40 до 75 | |
| Менее 40 | |
| Зона заражения в пределах санитарно-защитной зоны |
Таблица 2.5
Показатель опасности ХОО по характеру развития химической аварии (ПО2)
| показатель опасности ПО2 | Характер развития химической аварии |
| Образуется только первичное облако зараженного воздуха | |
| Пролив (разлив) ОХВ с образованием первичного и втори- чного облака зараженного воздуха | |
| Пролив (разлив) ОХВ с образованием только вторичного облака зараженного воздуха | |
| Заражение территории объекта и сточных вод малолетучими ОХВ при проливе (разливе) |
Таблица 2.6
Показатель опасности ХОО по токсической опасности ОХВ (ПО3)
| показатель опасности ПО3 | Класс токсической опасности ОХВ |
| 1 (чрезвычайно опасное) | |
| 2 (высокопасное) | |
| 3 (умеренно опасное) | |
| 4 (малоопасное) |
Таблица 2.7
Показатель опасности ХОО по риску возникновения аварии (ОП4)
| показатель опасности ПО4 | Степень потенциальной опасности ХОО |
| Критическая | |
| Очень опасная | |
| Опасная | |
| Малоопасная |
Таблица 2.8
Показатель опасности ХОО по потенциалу взрыво- и пожароопасности ПО5
| показатель опасности ПО5 | Потенциал взрыво- и пожароопасности |
| F > 95 | |
| 65 < F < 95 | |
| 0 < F <65 | |
| F = 0 |
3. Пример развернутой оценки потенциальной опасности ХОО путем расшифровки его обобщенного показателя опасности.
Значения индексов опасности ЗАО "Азот" – 2 – 12213 означают что:
объект относится к категории "чрезвычайно опасный";
при аварии в зоне химического заражения может оказаться более 75 тыс. чел.;
при аварии возникает ЧС второго типа с образованием первичного и вторичного облако паров ОХВ
на объекте используется ОХВ второго класса токсической опасности;
по показателю риска объект критический;
потенциал взрыво-пожароопасности объекта от 0 до 65.
Задача 3. Оценка риска техногенной ЧС по индивидуальному риску гибели персонала в аварии.
Цель: - определить потенциальную опасность ОЭ по индивидуальному риску гибели персонала в аварии.
Исходные данные:
- вероятность (частота) аварии - Рав, 1/год;
- вероятность смерти человека в данной аварии - Рсм, 1/год;
- количество людей, находящихся в зоне риска - N, чел.
Задание:
Рассчитать значение индивидуального риска для персонала.
Порядок выполнения:
1. Индивидуальный риск гибели персонала при аварии определяется по формуле:
r = Pав · Pсм / N, 1/год. (2.5)
2. Сравнить рассчитанное значение с критерием и сделать вывод о приемлемости (неприемлемости), такого риска.
4. Расчетная работа №3
Тема: "Оценка взрывопожарного риска".
Зада ча 1. Оценка риска взрыва.
Цель: Определить возможные последствия взрывов конденсированных и диспергированных взрывчатых веществ.
Исходные данные:
- наименование взрывчатого вещества;
- количество ВВ, Q, т;
- плотность размещения персонала ОЭ - Р, тыс.чел./км2;
- расстояние от эпицентра взрыва до элемента ОЭ – Х, м.
Задание: Рассчитать количество погибших и радиус зоны поражения при взрыве.
Порядок выполнения:
1. Расчет возможных последствий взрыва конденсированного взрывчатого вещества (ВВ).
Число погибших определяется по формуле:
N = P · Q 0,666, чел. (3.1)
где: N - число погибших, чел;
P - плотность персонала (населения), тыс.чел/км2;
Q - масса ВВ, т
Радиус смертельного поражения определяется по формуле:
Rсм = 18.5 · Q 0,333, м (3.2)
2. Число погибших при взрыве топливовоздушных смесей (ТВС) определяется по формуле:
N = 3 · P · Q 0,666, чел. (3.3)
Радиус смертельного поражения определяется по формуле:
Rсм = 30 · Q 0,333, м (3.4)
При расчетах можно использовать данные таблиц 3.1 и 3.2.
Таблица 3.1
Значения функции y =x0,666
| х | 0,1 | 0,5 | ||||||||||
| y | 0,2 | 0,6 | 2,9 | 4,6 | 6,1 | 8,5 | 13,5 | 21,5 | 34,1 | 62,7 |
Таблица 3.2
Значения функции y =x0,333
| х | 0,1 | 0,5 | ||||||||||
| y | 0,5 | 0,8 | 1,4 | 1,7 | 2,2 | 2,5 | 2,9 | 3,7 | 4,6 | 5.8 | 7,9 |
3. Сделать выводы о масштабах последствий взрыва и возможности поражения людей на ОЭ.