Экологическая безопасность человека, биосферы и промышленных объектов в условиях техногенных чрезвычайных ситуаций и аварий

- появления источников зажигания за счет применения соответствующего уровня и вида взрывозащиты электрооборудования, исключения искр трения или удара;

- самовоспламенения окружающей взрывоопасной смеси от нагретых поверхностей;

- нерегламентированного подъема температуры при нарушении условий проведения экзотермических реакций;

- разрушения оборудования под давлением при выполнении

технологических операций или при нарушении правил эксплуатации.

Повышенной является опасность и при использовании вредных веществ1 I и II класса опасности, а также веществ остронаправленного действия 111 класса ввиду их токсичности. Поэтому оборудование дополнительно должно обеспечить: исключение химических ожогов и токсического поражения при транспортных операциях, погрузке-разгрузке и т.п. за счет соответствующей герметизации и устройств, нейтрализующих и улавливающих пары вредных веществ.

3. Устойчивость работы промышленных объектов в ЧС

Оценка устойчивости зданий к воздействию ударной волны

Предполагается, что разрушение здания цеха происходит в результате воздействия ударной волны, возникшей в результате аварийного разрушения какого-либо аппарата на заводской площадке. Последствия взрыва определяются величиной давления разрушения инженерного объекта и массой выброса вредного вещества.

Оценка устойчивости зданий заключается в определении избыточного давления ударной волны АРФ, вызывающего различные степени разрушения промышленного или административного здания в зависимости от типа и сейсмостойкости конструкции, вида строительного материала, высоты здания и грузоподъемности кранового оборудования внутри цеха промышленного здания.

Ориентировочно величина ЛРФ определяется по формуле:

где Кзд - коэффициент, учитывающий тип здания; Кр - коэффициент, учитывающий степень разрушения; Кк - коэффициент, учитывающий тип конструкции; Км - коэффициент, учитывающий вид строительного материала; Кв - коэффициент, учитывающий высоту здания; Кс - коэффициент, учитывающий сейсмостойкость конструкции; Ккр - коэффициент, учитывающий грузоподъемность кранового оборудования.

Значения коэффициентов Ki - К7 приведены в приложении 3.

Пример 1. Определить избыточные давления ударной волны, при которых здание цеха химического машиностроения получит различные степени разрушения. Исходные данные: тип здания - каркасный; стены -кирпичные; высота -10 м; здание не сейсмостойкое; грузоподъемность мостового крана - 10 т.

Решение: Избыточное давление ударной волны, вызывающее полное разрушение здания, находим по формуле 1.

Тогда

Оценка устойчивости технологического оборудования к воздействию ударной волны

Промышленное оборудование рассчитываются на действие скоростного напора воздуха, движущегося за фронтом ударной волны. Давление скоростного напора рассчитывается по формуле:

где ЛРФ - избыточное давление во фронте ударной волны, кПа.

При воздействии скоростного напора на объект возникает смещающая сила, которая может вызывать:

- смещение оборудования относительно основания или его отбрасывание;

- опрокидывание оборудования;

- мгновенное инерционное разрушение элементов оборудования.

Смещение оборудования может привести к слабым, а в ряде случаев и средним разрушениям. Величина скоростного напора, вызывающего смещение оборудования, составляет

где f - коэффициент трения; т - масса объекта, кг; g - ускорение свободного падения; сх - коэффициент аэродинамического сопротивления объекта; I - длина объекта, м; h - высота объекта, м; 0Б - суммарное усилие болтов крепления, работающих на срез, Н. Величина 0Б равна

где тср - допустимое напряжение на срез, кг/мм2; от - предел текучести стали, кг/мм2, для Ст. 35 от = 65 кг/мм2 = 6,33х108 н/м2; d6 - диаметр болта, м; п - количество болтов.

Для незакрепленного оборудования величина скоростного напора, вызывающего смещение оборудования, составляет

По величине скоростного напора ЛРСК, используя рис. 2, находят предельное избыточное давление АРф|,т, при котором предмет не смещается.

Пример 2. Определить предельное значение избыточного давления, не вызывающее смещение абсорбционной колонны относительно бетонного основания. Исходные данные: диаметр колонны d = 4 м; высота h = 60 м; масса m = 5-Ю5 кг; f = 0,2; с* = 0,46.

Решение: Определяем по формуле 6 предельное значение давления скоростного напора, при котором колонна не смещается

По величине ЛРСК= 9 кПа, используя рис. 2, находим ДРФ = 52 кПа. Таким образом, при ДРФ > 52 кПа ударная волна вызывает смещение колонны.

Опрокидывание оборудования приводит к средним и сильным разрушениям. Смещающая сила Рсм> действующая на плече z = h/2 будет создавать опрокидывающий момент, а вес оборудования на плече £ 12 и реакция крепления Qr плече £ - стабилизирующий момент.

где s - площадь объекта со стороны движения ударной волны, м2.

При b = £ = d, где b - наименьший размер объекта, м

Суммарное усилие болтов крепления, работающих на разрыв, равно

где ор - допустимое напряжение болта на разрыв, кг/мм2.

По величине скоростного напора ЛРСК, используя рис. 2, находят предельное избыточное давление ДРф,|т, при котором оборудование не опрокинется.

Пример 3. Определить предельное значение избыточного давления, не вызывающее опрокидывание абсорбционной колонны. Исходные данные: см. пример 2.

Решение: Определяем по формуле 9 предельное значение давления скоростного напора, при котором колонна не опрокинется:

По величине ДРСК = 3 кПа, используя рис. 2, находим АРф|,т = 30 кПа. Таким образом, при ЛРФ > 30 кПа ударная волна вызывает опрокидывание колонны.

В данном случае для опрокидывания колонны требуется меньшее давление ударной волны, чем для ее смещения, что характерно для высоких элементов объекта; для низких, наоборот, требуется меньшее давление для смещения, чем для опрокидывания.

Инерционные разрушения радиоэлектронной и оптической аппаратуры возникают от избыточного давления ударной волны и давления скоростного напора. Они приравниваются к сильной степени разрушения.

Предельное значение избыточного давления ударной волны, при котором оборудование не получит инерционных разрушений ДРф,,т, определяется с помощью рис. 4. по найденной величине избыточного предельного лобового давления АРл0б-

 Скачать реферат