|
66 турбулентности, тсмперату-ра и ее вертикальный градиент; тепловое излучение почвы, обусловленное солнечной радиацией; конвективный теплообмен с грунтом, конвективный массообмен. приток тепла с ветром, фазовые превращения [92-97]. Рассеивание облака определяет взрывоопасные зоны (поля), взрывоопасный объем и площадь, покрываемую облаком. Вследствие этого при моделировании трудно учесть все факторы, связанные с образованием и последующим рассеиванием облака, содержащего горючие вещества. К тому же эти процессы плохо изучены ввиду отсутствия достаточных статистических данных. Необходимы упрощенные описания указанных процессов. Как правило, в качестве исходных данных для математического моделирования рассеивания облака бсругся характеристики источника выброса: изменения характерных размеров свободной поверхности легковоспламеняющейся жидкости; физикохимические и взрывопожароопасные свойства углеводородных газов; расход источника выброса и свойства газовоздушной смеси; условия окружающей среды. При этом исследуемые выходные параметры моделей следующие: максимальное расширение и длина фронта взрывоопасной зоны, скорость его эффективного переноса, взрывоопасная масса углеводорода, высота и объем взрывоопасной части облака. Модели рассеивания можно условно разбить на следующие группы: гауссовы модели рассеивания [22,23,96,98-100]; модели, учитывающие влияние силы тяжести [101-107]; сложные пространственные модели, основанные на вычислительных методах, учитывающие большое количество факторов, влияющих на рассеивание [24-26,108,114]. Модели первой группы применяются наиболее часто. В своей основе они базируются на теории диффузии примесей в атмосфере. Однако модели такого типа не учитывают влажность атмосферы, наличие дождя, химические превращения, рельеф местности и влияние подстилающей поверхности. Здания и технологическое оборудование деформируют ветровой поток, и рассеивание примесей подчиняется иным закономерностям, связанным с характеристиками течения. В зоне аэродинамической тени, образующейся за зданием, возникает циркуляционное движение, линии тока которого являются замкнутыми кривыми. В настоящее время отсутствует универсальный метод расчета концентрации |
99 Т 1 0,0565 Inx. Рассчитанные значения параметров огневого шара (радиуса Rxon и времени его существования /хол) при различных значениях массы М для случая полного разрушения холодного резервуара представлены на рис. 1.27, а для случая взрыва резервуара по типу BLEVE на рис. 1.28. На рис. 1.29 приведены зависимости плотности потока теплового излучения q и дозы теплового излучения D от расстояния R до эпицентра огневого шара в случае полного разрушения холодного резервуара для различных значении массы СУГ, участвующих в образовании огневого шара. Аналогичные зависимости в случае взрыва резервуара по типу BLEVE приведены на рис. 1.30. Таким образом, образование огневого шара в случае полного разрушения резервуара в холодном состоянии является одним из наиболее опасных явлений. Это связано с отсутствием возможности воздействия на протекание процесса образования огневого шара, а также с большими радиусами теплового поражения. Вместе с тем указанное событие является крайне редким (частота возникновения 1,3 10 -7 год -1 значительно ниже верхней границы допустимого уровня воздействия опасных факторов пожара на одного человека 10~6 год"1 (согласно ГОСТ 12.1.00491). 1.6. Моделирование аварийных ситуаций и прогнозирование параметров загазованности открытых технологических установок НПЗ В целях решения проблемы по обеспечению пожаровзрывобезопасности ф нефтеперерабатывающих предприятий проведено моделирование аварийных ситуации и прогнозирование зон загазованности промышленной территории на примере Московского НПЗ. * На рассеивание взрывоопасного облака при развитии аварии влияет значительное число факторов, в том числе: рельеф поверхности, метеорологические условия, скорость ветра, устойчивость атмосферы, параметры турбулентности, температура и ее вертикальный градиент; тепловое излучение почвы, обусловленное солнечной радиацией; конвективный теплообмен с грунтом, конвективный массообмен, приток тепла с ветром, фазовые превращения [92-97]. Рассеивание облака 102 определяет взрывоопасные зоны (поля), взрывоопасный объем и площадь, покрываемую облаком. Вследствие этого при моделировании трудно учесть все факторы, связанные с образованием и последующим рассеиванием облака, содержащего горючие вещества. К тому же эти процессы плохо изучены ввиду отсутствия достаточных статистических данных. Необходимы упрощенные описания указанных процессов. Как правило, в качестве исходных данных для математического моделирования рассеивания облака берутся характеристики источника выброса: изменения характерных размеров свободной поверхности легковоспламеняющейся жидкости; физикохимические и взрывопожароопасные свойства углеводородных газов; расход источника выброса и свойства газовоздушной смеси; условия окружающей среды. При этом исследуемые выходные параметры моделей следующие: максимальное расширение и длина фронта взрывоопасной зоны, скорость его эффективного переноса, взрывоопасная масса углеводорода, высота и объем взрывоопасной части облака. Модели рассеивания можно условно разбить на следующие группы: гауссовы модели рассеивания [22,23,96,98-100]; модели, учитывающие влияние силы тяжести [101-107]; сложные пространственные модели, основанные на вычислительных методах, учитывающие большое количество факторов, влияющих на рассеивание [24-26,108,114]. В соответствии с действующим нормативным документом ОНД-86 [22] расчет максимального значения приземной концентрации взрывоопасного и / или токсичного вещества Сот(мг/м3) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии х (м) от источника имеет вид: С AMFmnrj т H2^Kf’ где А коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; М (г/с) масса опасного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени; F безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания веществ в атмосферном воздухе; типкоэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; Н (л/) высота источника выброса над уровнем земли; Т]~ безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа |