3. Взрывы внутри оборудования

Пренебрегая прочностными характеристиками оборудования, расчет параметров взрывных волн при взрыве парогазовой смеси взрывоопасного вещества с воздухом внутри оборудования проводился в соответствии с формулами, приведенными в разделе 3.1.2. Предельные параметры поражения людей и разрушения оборудования, сооружений приведены выше в таблицах 21, 22. Масса вещества, участвующая во взрыве в оборудовании, принималась равной массе паров стехиометрической концентрации в объеме аппарата, коэффициент участия во взрыве принимался равным 1.

4. Сгорание (вспышка, хлопок) перемешанных газовых и паровых облаков на открытом пространстве

При сгорании парогазовых облаков в дефлаграционном режиме основным поражающим фактором являются температурное воздействие пламени на людей, объекты и материалы.

Для аварий с залповым выбросом предполагалось, что облако имеет форму сферы.

Определялся максимальный радиус пространства (r_max, в метрах), занимаемый горячими продуктами по формуле42:

, (2)

где r₀ - начальный радиус газопаровоздушного облака стехиометрического состава, м;

Т_г – адиабатическая температура горения, К;

Т₀–температура воздуха, К.

При расчете величины r₀принималось, что в формировании газопаровоз-душного облака стехиометрического состава участвует 10% выброса парогафазовой среды (М_ПГФ).

Для аварий с длительным характером выделения ПГФ (истечение из разрушенных участков трубопроводов, испарение из проливов ЛВЖ и т.п.) процедура определения размеров опасных зон описана ниже в подразделе 3.1.6.

5. Горение парогазового облака в виде «огненного шара», горение (пожар) пролива

При сгорании парогазовых облаков с образованием всплывающего огненного шара и горении пролива горючих жидкостей, основными поражающими факторами являются температурное воздействие пламени на людей объекты и материалы в течение эффективного времени экспозиции.

Оценка интенсивности теплового излучения при горении облаков с образованием огненного шара, длительности его горения и размеров проводилась в соответствии с Приложением Д к ГОСТ Р 12.3.047-98 [38].

Предельно допустимые дозы теплового излучения при воздействии «огненного шара» на человека брались также из ГОСТ Р 12.3.047-98 [38].

Оценка интенсивности теплового излучения, времени горения, и высоты пламени пожара пролива проводилась в соответствии с методиками, описанными в [38,39]. Из этих же работ взяты и предельно допустимые интенсивности теплового излучения.

6. Формирование возможных взрывоопасных зон

ВВЗ - это гипотетическая пространственная зона, внутри которой во время возникновения или развития аварии возможно существование горючих газов или паров при концентрациях, превышающих концентрацию на нижнем пределе распространения пламени.

В зависимости от конкретных условий возможно образование ВВЗ различных типов:

• стационарные зоны с практически постоянными размерами, образующиеся при длительном испарении горючих веществ из проливов или при длительном истечении паров или газов с постоянной скоростью;

• нестационарные зоны, образующиеся при «мгновенном» залповом выбросе парогазовой фазы из оборудования и характеризующиеся дрейфом взрывоопасных облаков;

• зоны, образованные в результате комбинации двух первых типов.

На практике время формирования ВВЗ ограничено временем встречи облака горючих газов или паров с источником зажигания. Если источник зажигания появляется на ранней стадии формирования нестационарного взрывоопасного облака, то опасность его характеризуется ранее рассмотренными явлениями: детонационным сгоранием и огненным шаром.

На более поздних этапах развития облака, когда снижается первоначальная турбулентность облака и происходит его размытие за счет атмосферных процессов, более вероятными становятся режимы сгорания без формирования сильных ударных волн. При этом возможно поражение людей, находящихся непосредственно в ВВЗ, за счет термического воздействия пламени. Возможна опасная загазованность зданий и помещений, находящихся внутри ВВЗ, и их разрушение в результате внутренних взрывов.

Возникновение ударных волн различной интенсивности на поздних этапах развития облака возможно только при попадании в ВВЗ сооружений, на которых возможна сильная турбулизация пламени. Однако, как правило, можно считать, что сгорание горючего вещества не дает высоких давлений взрыва и не приводит к разрушению зданий и установок, находящихся вне облака.

Характеристики ВВЗ определялись расчетным путем по моделям рассеяния нейтрального газа (без учета силы тяжести), описанным в [40]. Оценки проводились при следующих условиях: инверсия, лето, наземный выброс, скорость ветра - 1м/с, ландшафт - индустриальный район с небольшими препятствиями.

Для залповых выбросов горючих веществ рассматривалось рассеяние массы опасного вещества, перешедшего в атмосферу за время, не превышающее 5 минут.

Для аварий с непрерывным поступлением опасных веществ в атмосферу в течение продолжительного пролива (испарение из пролива, истечение газов) размеры взрывоопасной зоны определяются не массой выброшенного в атмосферу вещества, а интенсивностью выброса и его продолжительностью. Для непрерывного поступления вещества в атмосферу использовалась модель с точечным источником заданной интенсивности.