Руководство по безопасности «Методы обоснования взрывоустойчивости зданий и сооружений при взрывах топливно-воздушных смесей на опасных производственных объектах»
Актуально на 06.11.2026.
Как цитировать: "Руководство по безопасности "Методы обоснования взрывоустойчивости зданий и сооружений при взрывах топливно-воздушных смесей на опасных производственных объектах". 189. https://bukva.ai/docs/rukovodstvo-189
(утв. Приказом Ростехнадзора от 13.05.2015 № 189)
Внимание
Документ утратил силу в связи с изданием Приказа Ростехнадзора от 03.06.2016 № 217, утвердившего новое Руководство по безопасности.
Утверждено Приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 13 мая 2015 г. № 189
РУКОВОДСТВО ПО БЕЗОПАСНОСТИ «МЕТОДЫ ОБОСНОВАНИЯ ВЗРЫВОУСТОЙЧИВОСТИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ПРИ ВЗРЫВАХ ТОПЛИВНО-ВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ НА ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТАХ»
Руководство по безопасности «Методы обоснования взрывоустойчивости зданий и сооружений при взрывах топливно-воздушных смесей на опасных производственных объектах» разработано в целях содействия соблюдению требований федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств» и «Общие требования к обоснованию безопасности опасного производственного объекта».
В разработке Руководства принимали участие С.Г. Радионова, Б.А. Красных, С.А. Жулина, В.В. Козельский, Г.М. Селезнев, И.С. Ясинский (Ростехнадзор), А.С. Печеркин, М.В. Лисанов, А.А. Агапов, Д.В. Дегтярев, А.С. Софьин, А.В. Савина (ЗАО «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности»), С.И. Сумской (Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»), А.А. Швыряев (МГУ им. М.В. Ломоносова).
Руководство содержит рекомендации к обоснованию взрывоустойчивости зданий и сооружений при взрывах топливно-воздушных смесей, образующихся в атмосфере при промышленных авариях на опасных производственных объектах.
I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1. Руководство по безопасности «Методы обоснования взрывоустойчивости зданий и сооружений при взрывах топливно-воздушных смесей на опасных производственных объектах» (далее — Руководство) разработано в целях содействия соблюдению требований Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», утвержденных приказом Ростехнадзора от 11 марта 2013 г. № 96 (зарегистрирован Минюстом России 16 апреля 2013 г., регистрационный № 28138) (далее — Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств»), и требований Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Общие требования к обоснованию безопасности опасного производственного объекта», утвержденных приказом Ростехнадзора от 15 июля 2013 г. № 306 (зарегистрирован Минюстом России 20 августа 2013 г., регистрационный № 29581) (далее — Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Общие требования к обоснованию безопасности опасного производственного объекта»).
2. Настоящее Руководство содержит рекомендации к обоснованию взрывоустойчивости зданий и сооружений при взрывах ТВС, образующихся в атмосфере при промышленных авариях на ОПО.
3. Руководство рекомендуется применять для определения зоны ударно-волнового воздействия и показателя риска разрушения зданий и сооружений при авариях со взрывами облаков ТВС.
4. Руководство рекомендуется применять при обеспечении требований промышленной безопасности при проектировании, строительстве, капитальном ремонте, техническом перевооружении, реконструкции, эксплуатации, консервации и ликвидации ОПО, в том числе при:
обосновании устойчивости зданий и сооружений к УВ в соответствии с требованиями промышленной безопасности;
разработке декларации промышленной безопасности ОПО;
разработке специальных технических условий на проектирование и строительство ОПО;
иных работах, связанных с проведением количественного анализа риска аварийных взрывов.
5. Настоящее Руководство не распространяется на оценку опасностей внутренних взрывов в помещениях и аппаратах (химических реакторах).
6. Организации, осуществляющие работы по обоснованию взрывоустойчивости зданий и сооружений на ОПО, могут использовать иные обоснованные способы и методы, чем те, которые указаны в настоящем Руководстве.
7. В Руководстве применяются сокращения, а также термины и определения, приведенные в приложениях № 1 и 2 к настоящему Руководству.
II. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБОСНОВАНИЮ ВЗРЫВОУСТОЙЧИВОСТИ
8. Общие рекомендации по обоснованию взрывоустойчивости зданий и сооружений основаны на методах:
а) моделирования и расчета аварийного истечения и распространения ОВ при всех возможных сценариях аварийной разгерметизации оборудования и воспламенении облаков ТВС;
б) расчета зон разрушения при воздействии УВ при аварийных взрывах ТВС;
в) расчета показателей риска взрыва ТВС, включающих оценку частоты превышения амплитуды давления на фронте падающей УВ для каждого (при необходимости) здания, сооружения на территории размещения ОПО;
г) применения обоснованных критериев допустимого риска разрушения зданий с учетом их типа (конструктивного исполнения).
9. Основные положения настоящего Руководства соответствуют рекомендациям:
Руководства по безопасности «Методика моделирования распространения аварийных выбросов опасных веществ», утвержденного приказом Ростехнадзора от 20 апреля 2015 г. № 158 (далее — Методика моделирования распространения аварийных выбросов опасных веществ);
Руководства по безопасности «Методические основы по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах», утвержденного приказом Ростехнадзора от 13 мая 2015 г. № 188 (далее — Методические основы по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах);
Руководства по безопасности «Методика оценки риска аварий на опасных производственных объектах нефтегазоперерабатывающей, нефте- и газохимической промышленности», утвержденного приказом Ростехнадзора от 27 декабря 2013 г. № 646 (далее — Методика оценки риска аварий на опасных производственных объектах нефтегазоперерабатывающей, нефте- и газохимической промышленности).
10. При оценке последствий взрывов рекомендуется учитывать основные механизмы развития взрывных явлений, таких, как дрейф облака ТВС, режим взрывного превращения (дефлаграция (детонация)), воздействие взрыва для зданий и сооружений, в соответствии с Руководством по безопасности «Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей», утвержденным приказом Ростехнадзора от 20 апреля 2015 г. № 159 (далее — Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей).
11. Основным показателем взрывоустойчивости зданий, сооружений, технических устройств или иных материальных объектов (далее — здания) является величина предельного давления во фронте падающей УВ Pпр, которую могут воспринять конструкции здания без потери ими несущей способности или пригодности к дальнейшей эксплуатации. Для зданий рекомендуется определять Pпр по данным проектирования или эксплуатации, а для сооружений и технических устройств — согласно приложению № 3 к Федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», Методическим основам по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах или другим нормативным или методическим документам.
12. Рекомендуется принимать, что взрывоустойчивость здания по критерию максимально возможной взрывной нагрузки при внешнем взрыве обеспечивается, если выполняется условие, при котором здание находится вне максимальной возможной зоны действия УВ с амплитудой давления на фронте УВ, превышающей проектное давление:
P_{\text{пр }k}>max(\Delta P_{\text{ф }n}), (1)
где Pпр k — предельное (проектное) давление во фронте УВ, на которое рассчитано k-е здание (k = 1, 2, ...);
\Delta P_{\text{ф }n} — давление во фронте падающей на здание УВ;
n — номер сценария (n = 1, 2, ..., N);
N — число сценариев со взрывом.
В случае невозможности выполнения условия (1) для обоснования взрывоустойчивости рекомендуется использовать результаты количественного анализа риска взрыва и вероятностный критерий, согласно которому частота разрушения здания Rр k в течение года не должна превышать допустимую величину Rдоп:
С учетом критериев допустимого пожарного риска для взрывопожароопасных производственных объектов и данных по условной вероятности гибели людей в разрушенных зданиях, приведенных в Федеральных нормах и правилах в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», рекомендуемая величина допустимой частоты воздействия взрыва на здание Rдоп не должна превышать 10-4 год-1.
13. Для расчетов зон разрушения рекомендуется использовать:
Методику моделирования распространения аварийных выбросов опасных веществ (расчет рассеяния и дрейфа облаков ТВС);
Методику оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей (расчет параметров УВ).
Пример расчета зон разрушения при взрыве на установке приведен в приложении № 5 к настоящему Руководству.
14. Для расчета последствий аварии с выбросом ОВ и взрывом облака ТВС в помещениях рекомендуется использовать методы вычислительной гидродинамики.
III. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВЗРЫВООПАСНОСТИ
15. Для обоснования взрывоустойчивости зданий рекомендуется использовать показатели взрывоопасности для обоснования взрывоустойчивости зданий, приведенные в таблице № 3-1 приложения № 3 к настоящему Руководству.
Набор показателей рекомендуется определять в соответствии с целями работы, выбором методов и критериев, применяемых для обоснования взрывоустойчивости. Примеры расчетов зон разрушения при взрыве на установке и показателей риска разрушения для обоснования взрывоустойчивости зданий приведены в приложениях № 5 и 6 к настоящему Руководству.
Метод количественной оценки риска взрыва, рекомендуемый для обоснования взрывоустойчивости зданий, приведен в разделе IV настоящего Руководства.
IV. МЕТОД КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ РИСКА ВЗРЫВА
16. Процедура обоснования взрывоустойчивости, основанная на количественной оценке риска взрыва, учитывает:
вероятность и последствия всех возможных сценариев выброса опасных (горючих) веществ, приводящих к взрыву и воздействию избыточного давления УВ на здания;
тип зданий (устойчивость к УВ);
допустимую частоту Rдоп воздействия взрыва, приводящего к нарушению устойчивости (повреждению, разрушению) здания;
вероятностный критерий взрывоустойчивости здания — выполнение условия (2).
Основные этапы количественной оценки риска взрыва для обоснования взрывоустойчивости зданий и сооружений отображены на блок-схеме (рис. 1).
| Планирование и организация работ: определение целей и задач, подбор исполнителей; обоснование критериев разрушения и взрывоустойчивости |
\/
| Идентификация опасностей: сбор и анализ информации; определение характеристик и условий содержания ОВ; построение деревьев событий; предварительные оценки взрывоопасности |
\/
| Оценка риска взрыва: оценка частоты выброса ОВ и взрыва ТВС при различных сценариях аварии; оценка последствий аварии; массы ОВ, участвующей во взрыве, параметров УВ, зон разрушения; оценка показателей риска взрыва |
\/
| Определение взрывоустойчивости: сравнение рассчитанных показателей риска с критериями взрывоустойчивости и приемлемого риска |
\/
| Разработка рекомендаций по уменьшению взрыва |
|---|
Рис. 1. Основные этапы количественной оценки риска взрыва
17. Планирование и организация работ по анализу риска осуществляются в соответствии с разделом IV Методических основ по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах и требованиями заказчика. Для проведения работ по анализу риска рекомендуется привлекать специалистов, аттестованных в области промышленной безопасности и имеющих опыт экспертизы декларации промышленной безопасности ОПО.
18. При идентификации опасностей рекомендуется использовать следующие закономерности возникновения и развития аварий с выбросом ОВ.
18.1. Возникновение и развитие аварии обусловлено свойствами ОВ, условиями их содержания и характером выброса ОВ, объемом веществ, окружающими условиями и своевременностью мер по локализации аварии. Следует также учитывать возможность каскадного развития аварий, различные стадии которой могут быть не связаны со взрывом, в соответствии с Методическими основами по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах.
Условно можно выделить два типа аварий, которые могут существенно отличаться вероятностями их возникновения:
аварии с полным разрушением оборудования, содержащего сжиженный газ или газ под давлением;
аварии, связанные с неполным разрушением оборудования, то есть с истечением вещества через образовавшееся дефектное отверстие.
Из аварий первого типа наиболее часто встречающиеся — это разрывы сосудов, содержащих газ под давлением. Также часто из аварий первого типа встречаются разрушения сосудов, содержащих жидкие углеводороды или сжиженные газы. Такие разрывы происходят обычно под действием внешнего нагрева емкости в результате пожара, например, пролитого горючего. В этом случае авария может пойти по сценарию с образованием огненного шара (в иностранных источниках такой сценарий обычно обозначается BLEVE — вскипание паров кипящей, перегретой жидкости) или газового взрыва. Условная вероятность образования огненного шара (то есть вероятность его возникновения при попадании емкости в пожар) определяется на основе статистических данных, а при их отсутствии может приниматься равной 0,7.
Второй тип аварии — истечение вещества через образовавшееся отверстие — наиболее вероятный. Он включает и разрывы трубопроводов, и истечение через неисправные вентили, и потери герметичности в результате внешнего воздействия, коррозии или превышения эксплуатационных норм. Многообразие сценариев определяется различием физических явлений для различного фазового состояния истекающего вещества. Анализ аварий показывает, что примерно 90% аварий на трубопроводах происходит путем истечения вещества через отверстие, трещины и 10% — путем полного разрыва (на полное сечение) или образованием протяженной трещины. Так, при выбросе горючей жидкости из резервуара при наличии источника воспламенения возможно ее мгновенное воспламенение (в том числе с образованием горящей струи) или воспламенение после образования разлитой лужи горючего вещества (пожар пролива). В этом случае вероятностью барического воздействия на здания вне струи можно пренебречь.
18.2. Рекомендуется рассматривать следующие основные факторы и причины возникновения аварий с выбросом и образованием ТВС:
изменение гидравлического сопротивления рабочих каналов (секций) технологического оборудования или соединительных трубопроводов, например, вследствие гидратообразования, парафино- и солеотложений, пенообразования газожидкостных потоков или залповых выбросов жидкости;
полная закупорка трубопроводов и арматуры ледяными и кристаллогидратными пробками;
эрозионный или коррозионный износ стенок проточной части оборудования, трубопроводов;
нарушение технологического режима работы оборудования, например неоправданное изменение термобарических параметров эксплуатации;
дефекты изготовления или монтажа оборудования;
наличие значительного числа переходов подземных трубопроводов в надземные, являющихся местами повышенной коррозионной активности и концентрации напряжений;
наличие большого числа арматуры, тройников, переходников, фасонных частей, то есть мест с усложненной технологией проведения строительно-монтажных работ, ухудшенным контролем качества сварных швов, повышенной концентрацией напряжений;
сложная пространственная стержневая конструкция надземных трубопроводов;
обвязки технологических аппаратов с большим числом жестких и скользящих опор, испытывающие значительные переменные температурные и газодинамические нагрузки;
ошибки на стадии проектных решений;
недостаточно качественный диагностический контроль и несвоевременное выполнение ремонтных работ по обеспечению герметичности трубопроводов, сосудов, аппаратов;
ошибки персонала при выполнении регламентных или ремонтных работ;
ошибочные действия операторов на стадиях пуска или аварийной остановки технологических линий;
вандализм, диверсии и другие умышленные действия;
случайное повреждение оборудования транспортными средствами или летательными аппаратами;
недостатки в организации систематической работы по обучению и проверке знаний персонала по технике безопасности со стороны эксплуатирующей организации.
Анализ сценариев возникновения аварийных ситуаций и оценку вероятности аварий, обусловленных указанными факторами и причинами, рекомендуется проводить с помощью методов деревьев отказов.
18.3. В качестве основных источников выброса ОВ и образования ТВС рекомендуется рассматривать в том числе следующие технические устройства и сооружения:
а) сепарационное и емкостное оборудование:
нарушение герметичности оборудования вследствие его коррозии, эрозии, износа уплотнительных элементов фланцевых соединений;
забивание твердыми частицами фильтрующих или сепарационных элементов, приводящее к увеличению гидравлического сопротивления соответствующих секций и нарушению гидрозатвора в системе слива отсепарированной жидкости;
чрезмерное (бесконтрольное) увеличение гидравлического сопротивления отдельных секций аппаратов, приводящее к их деформации и поломке;
нарушение крепления внутренних перегородок аппаратов вследствие отсутствия контровки крепежных соединений;
нарушение работоспособности предохранительных клапанов, деформация и обрыв патрубков их крепления;
отказ средств контроля и регулирования;
б) теплообменное оборудование:
парафино- и солеотложения в трубном (межтрубном) пространстве, отложения кристаллогидратов и льда в рабочих полостях и каналах, приводящие к снижению проходного сечения или закупорке каналов;
нарушение герметичности фланцевых соединений вследствие износа уплотнительных прокладок или коррозии фланцев;
нерасчетное изменение угла наклона лопастей вентилятора АВО;
дефекты изготовления и сборки, не выявленные в процессе испытаний;
ошибки эксплуатационного персонала: несоблюдение регламента на эксплуатацию ТДА при пусках, остановках или переключениях оборудования, несвоевременное реагирование на нерасчетные отклонения в режиме работы;
усиливающаяся или внезапная вибрация агрегата, причинами которой могут быть:
резонансные колебания деталей ротора;
солеотложения и усталостные разрушения деталей;
нарушение контровки крепежных соединений;
неравномерные по окружности зазоры в уплотнениях и подшипниках;
деформация фундаментных оснований при растеплении грунта;
дисбаланс ротора вследствие эрозионного износа деталей ротора и уплотнений;
г) насосно-компрессорное оборудование:
износ манжетных уплотнений и штоков дозировочных насосов вследствие загрязнения механическими примесями перекачиваемой жидкости;
износ торцевых уплотнений и рабочих колес, приводящий к потере герметичности и вибрации ротора;
износ или разрушение уплотнения диска колеса центробежного насоса;
пробой изоляции обмоток электродвигателя;
усталостное разрушение сепараторов подшипников качения;
износ упругих элементов соединительных муфт;
солеотложения и коррозия поверхностей змеевиков, приводящие к прожогам;
е) запорная и регулирующая арматура:
коррозия и эрозия уплотнительной пары клиновых задвижек, приводящие к потере их герметичности;
эрозионный износ седел и конусов регулирующих клапанов вследствие наличия в рабочих потоках твердых примесей;
износ деталей сальникового уплотнения штока регулирующих клапанов;
разрыв мембраны пневмоприводных регулирующих клапанов;
потеря упругости или разрушение пружин пневмоприводных регулирующих клапанов и предохранительных клапанов;
отказы электромеханических клиновых задвижек вследствие люфтов в зубчатой передаче редуктора, износа подшипников, кулачков и уплотняющих поверхностей.
В качестве основных причин аварий с разгерметизацией и возгоранием в зданиях производственных цехов с размещенными в них блоками сепарационного и емкостного оборудования рекомендуется рассматривать:
неисправность или отсутствие предохранительных устройств;
утечки газа или газового конденсата по местам уплотнения регуляторов расхода, фланцевым соединениям арматуры на линиях обвязки регуляторов расхода или датчиков измерения уровня жидкости;
утечки газа или газового конденсата при проведении ремонтных работ (например, при замене негерметичных задвижек и кранов);
коррозия и эрозия стенок трубопроводов и аппаратов вследствие наличия в газе твердых и жидких примесей.
18.4. При определении сценариев аварии рекомендуется определить возможные физические проявления аварий на различных опасных составляющих, технологических блоках, единицах оборудования, участках трубопроводов, содержащих ОВ, ОПО, а затем на основе их анализа выявить наиболее характерные пути развития аварий и сформировать расчетные сценарии.
Возможные физические проявления аварий на составляющих ОПО определяются прежде всего взрыво- и (или) пожароопасностью обращаемых ОВ. С учетом этого основными физическими проявлениями аварий и сопровождающими их поражающими факторами на ОПО являются следующие:
разрыв технологического трубопровода или разрушение емкости, аппарата, установки с газом (жидкостью) под давлением с выбросом (истечением) и воспламенением газа и образованием струевых пламен или колонного пожара с распространением вблизи места аварии поражающих факторов;
воздушной волны сжатия, образующейся в начальные моменты истечения сжатого газа в атмосферу;
скоростного напора струи газа, прямого воздействия пламени, теплового излучения от пламени;
разрыв технологического газопровода или разрушение емкости, аппарата, установки истечением природного газа в атмосферу, его рассеиванием, образованием зоны загазованности и последующим задержанным воспламенением и дефлаграционным сгоранием газовоздушной смеси;
утечка газа (жидкости) внутри производственного помещения с образованием взрывоопасной газовоздушной смеси, воспламенением смеси и ее взрывное превращение по дефлаграционному типу с образованием волны сжатия и пожара колонного типа в загроможденном пространстве;
взрыв ТВС в емкостях с газовым конденсатом, метанолом, дизельным топливом, бензином с последующим разливом и воспламенением горючих жидкостей и горением в виде пожара разлития с распространением вблизи места аварии поражающих факторов: осколков емкостей, воздушной волны сжатия, прямого воздействия пламени и теплового излучения от пламени;
утечка горючей термодинамически стабильной жидкости (стабильного газового конденсата, дизельного топлива, турбинного масла, бензина, метанола) из емкости, резервуара, технологического трубопровода с образованием лужи разлития и испарением жидкости с поверхности разлива;
воспламенение паров жидкости от какого-либо источника зажигания, находящегося вблизи лужи разлития с возникновением воздушной волны сжатия, образующейся при взрывном сгорании смеси, прямого воздействия пламени при сгорании облака ТВС и теплового излучения от пламени пожара разлития;
утечка термодинамически нестабильной жидкости (газового конденсата, хладагента (пропана, пропан-бутана) из технологического трубопровода, емкости, резервуара, насоса с образованием лужи разлития с интенсивным испарением легких фракций с поверхности разлития с образованием, рассеиванием и переносом паров продукта (тяжелее воздуха) вблизи поверхности земли по направлению ветра;
воспламенение взрывопожароопасного облака от источника зажигания (автомобиля с работающим двигателем, неисправного электрооборудования или открытого источника огня) как на территории промплощадки, так и вне ее с возникновением воздушной волны сжатия, образующейся при сгорании ТВС, прямого воздействия пламени при сгорании облака ТВС и от пожара разлития, теплового излучения от пламени пожара разлития.
Факторы, определяющие сценарии развития и последствия аварии, приведены в таблице № 4-1 приложения № 4 к настоящему Руководству.
18.5. Процедуру формирования расчетных сценариев для каждой заранее выделенной составляющей на объекте рекомендуется выполнять с использованием метода построения деревьев событий согласно Методическим основам по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах и Методике оценки риска аварий на опасных производственных объектах нефтегазоперерабатывающей, нефте- и газохимической промышленности. Исходным событием каждого дерева должно быть событие А — разгерметизация (разрыв) элемента (единицы оборудования) опасной составляющей (для технологических трубопроводов — m-го участка), которое (событие А) может иметь дальнейшее развитие в зависимости от типа рассматриваемой составляющей групп сценариев. При этом каждый узел (разветвление) дерева событий должен отражать «вмешательство» в ход событий одного из учитываемых влияющих («задающих») факторов. После учета при построении дерева всех заранее заданных влияющих факторов получившееся на выходе дерева общее число конечных ветвей соответствует общему числу I x J расчетных сценариев аварии на m-м элементе n-й составляющей, образующих полную группу несовместных событий.
19. Оценка риска взрыва включает оценку последствий различных сценариев аварий с выбросом ОВ, включая оценку массы ОВ, и расчет показателей риска разрушения зданий при взрыве ТВС (рис. 2).
| Разгерметизация, выброс опасного вещества |
\/
| Расположение аварийного отверстия |
|---|
<pre class="legal-pre"> ┌─────────────────────┐ ┌─────────────────────┐
│ Выброс газа │ │ Выброс жидкости │
└──────────┬──────────┘ └───────────┬─────────┘
\/ \/
┌──────────────────────┐ ┌─────────────────────┐</pre>
│Образование облака ТВС│<───────────────────────────┤Испарение жидкой фазы│
└──────────────────────┴─────────────┐ └─────────────────────┘
\/
| Дрейф облака ТВС |
\/
| Учет скорости ветра и классов устойчивости атмосферы |
\/
| Определение размеров облака и массы углеводорода между нижним и верхним концентрационными пределами |
\/
| Определение условной вероятности взрыва и его последствий |
\/
| Расчет показателей риска разрушения |
|---|
Рис. 2. Алгоритм оценки риска взрыва
19.1. Исходные данные по частотам выброса ОВ при разгерметизации оборудования, условной вероятности воспламенения ТВС приведены в Методических основах по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах.
19.2. Для оценки последствий взрывных процессов рекомендуется учитывать не только его тип (горение (детонация)) и массу топлива во взрывоопасных пределах, но и расстояние дрейфа, на котором в облаке могут сохраняться взрывоопасные концентрации.
Рис. 3 соответствует ситуации дрейфа первичного и вторичного облаков при аварийном выбросе вскипающих жидкостей, в том числе сжиженного газа. Рис. 4 соответствует выбросу, образованию пролива стабильных жидкостей (нефть, бензин, дизельное топливо), при испарении которых реально образуется только вторичное облако.
Рис. 3. Схема распространения первичного и вторичного облаков ТВС при аварийном выбросе вскипающих жидкостей: 1 — источник выброса ОВ; 2 — источник инициирования взрывного превращения; L — максимальная дальность дрейфа облака ТВС в направлении ветра; L_ — максимальное расстояние распространения облака ТВС в направлении против ветра; L' — расстояние от места выброса, на котором достигается максимальная ширина облака; r — полуширина облака ТВС; R — граница зоны избыточного давления при взрыве ТВС; RL1 — максимальный размер (от источника выброса) зоны поражения при взрыве с учетом дрейфа облака ТВС
Рис. 4. Схема распространения вторичного облака ТВС при аварийном выбросе и испарении из пролива стабильных жидкостей: 1 — источник выброса ОВ; 2 — источник инициирования ТВС; L — максимальная дальность дрейфа облака ТВС в направлении ветра; l — размер пролива в направлении ветра; L' — расстояние, на котором достигается максимальная ширина облака; r — полуширина облака ТВС; R — граница зоны избыточного давления при взрыве ТВС; RL2 — максимальный размер зоны поражения при взрыве с учетом дрейфа облака ТВС (от источника выброса)
19.3. При оценке количества ОВ, участвующих в аварии, необходимо учитывать, что размеры зон поражения существенно зависят от массы выброшенного вещества (массы, участвующей в аварии) Q и массы, участвующей в создании поражающего фактора — взрыва Qвз.
В случае аварии со взрывом в величину массы, участвующей в создании поражающего фактора, входит масса вещества (горючего газа) Mг, которое непосредственно участвует во взрывном процессе и генерации волн. Эта масса газа Mг может задаваться в качестве исходного параметра или определяться исходя из условий развития аварий согласно Методике моделирования распространения аварийных выбросов опасных веществ.
Масса выброса ОВ Q в случае полного разрушения единицы оборудования принимается с учетом момента времени обнаружения выброса, срабатывания противоаварийной защиты и массы ОВ, поступивших в окружающее пространство от смежных единиц оборудования (участков), технологических блоков согласно Федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», Методике оценки риска аварий на опасных производственных объектах нефтегазоперерабатывающей, нефте- и газохимической промышленности и Методике оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей.
Масса вещества, участвующего в аварии в случае частичного разрушения оборудования, определяется путем интегрирования интенсивности выброса по времени от момента начала выброса до момента его завершения.
Учет метеорологических факторов и прошедшего с начала аварии времени t0 наиболее актуален для дрейфа облака в атмосфере.
При выбросе в атмосферу масса Mг будет меняться в зависимости от прошедшего с начала аварии времени t0 соответственно и в зависимости от расстояния от места выброса при движении выброса в поле ветра. В этом случае необходим учет метеорологических факторов, которые и будут определять Mг.
Расчет массы Mг проводится согласно Методике оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей.
19.4. Расчет параметров УВ и зон разрушения проводится согласно Методике оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей.
19.5. Для расчета показателей риска взрыва рекомендуется использовать следующие соотношения.
Условные вероятности P(Cn|A) реализации сценариев Cn аварии при разгерметизации n-й с возгоранием и дрейфом облаков ТВС на рассматриваемом объекте следует рассчитывать по формуле (3):
P(C_{n}|A) = P(G_{s}|A)P(U_{\psi\phi})P(Se_{\nu})P(\text{КУ}|U_{\psi\phi}P(Se_{\nu}))P_{\text{деф}}P(\text{И}|\text{А}), (3)
где P(Gs|A) — относительная частота реализации утечки продукта с интенсивностью Gs, находящейся в s-м из возможных диапазонов интенсивности истечения и зависящей от давления и размера отверстия разгерметизации (А — авария);
P(U_{\psi\phi}) — относительная частота повторяемости в году скорости ветра U_{\psi\phi} в \psi - \text{м} диапазоне скоростей и \phi - \text{м} географическом направлении (общее количество и размеры диапазонов скорости ветра, а также число учитываемых направлений ветра (румбов) задаются пользователем);
P(Se_{\nu}) — относительная частота реализуемости сезона Se_{\nu} , в течение года P(Se_{\nu}) = 1 ;
P(\text{КУ}|U_{\psi\phi}P(Se_{\nu})) — относительная частота реализуемости данного класса устойчивости (КУ) атмосферы по Паскуиллу при скорости ветра в s-м диапазоне в \nu - \text{й} сезон Se_{\nu} ;
Pдеф — условная вероятность сгорания с образованием избыточного давления при последующем воспламенении, Pдеф = fп.вfдефл;
fп.в — условная вероятность отложенного воспламенения;
fдефл — условная вероятность взрыва;
P(И|A) — условная вероятность зажигания облака (И) от источников зажигания, находящихся в пределах облака ТВС (в тех или иных ячейках расчетной области), ограниченного изолинией концентрации паров C = CВКПР и C = CНКПР, достигшего максимально возможного размера при заданных интенсивности истечения, метеопараметрах, сезоне.
Частоту сценария Cn при разгерметизации выбранной единицы оборудования определяют по формуле
\lambda C_{n} = P(C_{n}|A)\lambda_{A}. (4)
Относительную частоту P(U_{\psi\phi}) следует определять на основе статистических данных по повторяемости характерных скоростей ветра с учетом их географических направлений в течение года в районе расположения объекта как относительную частоту реализации ветров, попадающих в заданные диапазоны скоростей и направлений.
Скорость ветра U_{\psi\phi} (\psi = 1,...,\Psi) \Psi — общее число рассматриваемых скоростей ветра реализуется по румбу \phi (\phi = 1,...,\Phi) , \Phi — общее число румбов розы ветров, географических направлений в течение года с P(U_{\psi\phi})<1 . Как правило, \Phi = 4 ; 8 или 16 с угловым сектором соответственно 90; 45 или 22,5°.
Относительную частоту P(\text{КУ}|U_{\psi\phi}P(Se_{\nu})) следует определять на основе статистических данных по повторяемости характерных состояний атмосферы (классы устойчивости атмосферы A, B, C, D, E, F по Паскуиллу) в зависимости от скорости ветра и времени года (сезона) в районе расположения ОПО.
При определении риска разрушения зданий следует для каждой точки территории найти частоту реализации сценариев со взрывом \Delta P_{\text{р}\Delta P_{\text{ф}}}(x,y) при превышении заданного давления во фронте УВ \Delta P_{\text{ф}}(x,y) = \Delta P_{\text{ф}} по формуле
R_{\text{р}\Delta P_{\text{ф}}}(x,y) = \sum_{n} \lambda_{C_{n}} \cdot P[\Delta P_{\text{ф}}(x,y) \geq \Delta P_{\text{ф}}|C_{n}], (5)
где P[\Delta P_{\text{ф}}(x,y) \geq \Delta P_{\text{ф}}|C_{n}] — вероятность превышения в точке с координатами (x, y) давления \Delta P_{\text{ф}} во фронте УВ при реализации сценария Cn.
Суммирование осуществляется по всем сценариям Cn.
Для точек (xj, yj) территории, в которых расположены здания и сооружения, испытывающие взрывные нагрузки, строят зависимости частоты реализации избыточного давления \Delta P_{\text{ф}} взрыва от \Delta P_{\text{ф}} :
F_{x_{j,}y_{j}}(\Delta P_{\text{ф}}) = R_{\text{р}\Delta P_{\text{ф}}}(x_{j},y_{j}). (6)
Риск разрушения k-го здания, расположенного в точке территории с координатами (xk, yk) при условии, что его конструкции устойчивы ко взрыву с давлением во фронте УВ Pпрk:
R_{\text{р }k} = F_{x_{k},y_{k}}(P_{\text{пр }k}). (7)
20. Определение взрывоустойчивости анализируемых зданий проводится путем сравнения рассчитанных показателей риска с критерием приемлемого риска согласно пункту 11 настоящего Руководства.
21. Рекомендации по уменьшению риска взрыва (при необходимости) разрабатываются с учетом следующих положений.
21.1 Для повышения взрывоустойчивости зданий и сооружений рекомендуется учитывать следующие направления мероприятий:
уменьшение вероятности выбросов ОВ в соответствии с требованиями промышленной и пожарной безопасности (обоснование проектных решений, расчет нагрузок и воздействий, квалификация персонала, контроль и диагностирование при эксплуатации);
уменьшение размеров зон загазованности, включая:
а) ограничение разлива жидкости при возможных авариях (устройство обвалования, поддонов и других технических решений);
б) обоснованный выбор материалов и устройство поверхностей (твердых покрытий), снижающих скорость теплоотдачи, количество испарившейся жидкости;
в) размещение технологического оборудования на открытых этажерках и площадках;
уменьшение вероятности воспламенения облака ТВС, в том числе удаление источников зажигания (например, печей, факелов, электроаппаратуры) на безопасные расстояния по возможному дрейфу облака от источников выброса, применение взрывозащищенного оборудования;
удаление зданий, сооружений на безопасные расстояния;
укрепление зданий для повышения их устойчивости к опасным факторам взрыва.
21.2. Необходимые рекомендации по снижению риска аварии разрабатываются в форме проектных решений или планируемых мероприятий обеспечения безопасности технического и (или) организационного характера.
Меры обеспечения безопасности должны уменьшать возможность и (или) смягчать тяжесть последствий возможных аварий. К приоритетным необходимым рекомендациям по снижению риска аварии относятся меры обеспечения безопасности, направленные преимущественно на предупреждение аварии (уменьшение возможности возникновения инцидентов и аварий).
Меры по уменьшению вероятности возникновения аварийной ситуации включают:
а) меры по уменьшению вероятности возникновения инцидента;
б) меры по уменьшению вероятности перерастания инцидента в аварийную ситуацию.
Меры по уменьшению тяжести последствий аварии имеют следующие приоритеты:
а) меры, предусматриваемые при проектировании опасного объекта (например, выбор несущих конструкций, взрывозащитной преграды, запорной арматуры);
б) меры, относящиеся к системам противоаварийной защиты и контроля (например, применение газоанализаторов);
в) меры, касающиеся готовности эксплуатирующей организации к локализации и ликвидации последствий аварий.
Основными мероприятиями по снижению риска выбросов ОВ на стадии эксплуатации являются:
а) проведение диагностики после завершения строительства;
б) повышенная частота проведения диагностики, мониторинг технического состояния;
в) применение современной системы обнаружения утечек;
г) контроль качества состава обращающихся веществ;
д) повышенные требования к качеству производства строительно-монтажных работ, включая контроль производства на заводе-изготовителе, заводских испытаний, доставки, погрузки (разгрузки), складирования, хранения, монтажа, испытаний;
е) проведение периодических испытаний на прочность и герметичность;
и) повышение эффективности охраны;
к) ограничение площадей возможных аварийных разливов за счет возведения инженерных сооружений (обвалования);
л) увеличение объема контроля качества сварных стыков различными методами неразрушающего контроля.
В настоящем Руководстве применены следующие обозначения и сокращения:
АВО — аппарат воздушного охлаждения;
ВКПР — верхний концентрационный предел распространения пламени;
НКПР — нижний концентрационный предел распространения пламени;
ОПО — опасный производственный объект;
ТВС — топливно-воздушная смесь;
ТДА — турбодетандерный агрегат;
P0 — давление в окружающей среде;
Г — показатель адиабаты газовой фазы;
\gamma — плотность газа в оборудовании;
\rho_{\text{ж}} — плотность жидкой фазы в оборудовании;
T — температура в оборудовании;
Cij — сценарий развития аварии;
P(Cij|A) — условная вероятность развития аварии по сценарию Cij;
P(Gs|A) — частота реализации утечки продукта с интенсивностью Gs;
P(u_{\psi\phi}) — относительная частота повторяемости в году скорости ветра u_{\psi\phi} ;
P(Se_{\nu}) — относительная частота реализуемости сезона Se_{\nu} ;
P(Cl|u_{\psi\phi} \cdot Se_{\nu}) — относительная частота реализуемости данного класса устойчивости атмосферы по Паскуиллу;
Pдеф — условная вероятность сгорания с образованием избыточного давления при последующем воспламенении;
P(И|A) — условная вероятность зажигания облака от хотя бы одного источника зажигания;
Pr1 — пробит-функция повреждений стен промышленных зданий;
Pr2 — пробит-функция разрушения промышленных зданий;
Pr3 — пробит-функция длительной потери управляемости у людей (состояние нокдауна);
Pr4 — пробит-функция разрыва барабанных перепонок у людей;
Pr5 — пробит-функция отброса людей волной давления;
\Delta P , \Delta P_{\text{ф}} — избыточное давление на фронте падающей УВ;
r — радиус зоны разрушения (поражения) в результате взрыва;
\lambda_{\text{А}} — частота аварии;
\lambda_{C_{ij}} — частота аварии с возникновением взрыва;
R_{\text{рзш}}^{p}(x,y) — потенциальный риск разрушения при взрыве (частота аварии с превышением заданного давления P) в точке с координатами x, y;
kповр — степень повреждения здания (от 0 до 1);
R_{\text{рзш}}^{k} — частота разрушения (повреждения) определенного k-го здания при воздействии взрыва;
КУ — класс устойчивости атмосферы;
L_ — расстояние дрейфа облака против ветра с концентрацией CНКПР;
L — максимальное расстояние дрейфа облака по ветру с концентрацией CНКПР;
Xсм = (L — L_)/2 — расстояние смещения центра облака ТВС от источника выброса;
M — масса облака ТВС в пределах воспламенения (между CВКПР и CНКПР).
В настоящем Руководстве применены следующие термины с соответствующими определениями:
авария — разрушение сооружений и (или) технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемые взрыв и (или) выброс опасных веществ;
анализ риска взрыва (анализ риска разрушения при взрыве) — процесс идентификации опасностей взрыва при аварии и оценки риска разрушения зданий и сооружений;
взрыв — неконтролируемый быстропротекающий процесс выделения энергии, связанный с физическим, химическим или физико-химическим изменением состояния вещества, приводящий к резкому динамическому повышению давления или возникновению ударной волны, сопровождающийся образованием сжатых газов, способных привести к разрушительным последствиям;
взрывобезопасность — состояние производственного процесса, при котором исключается недопустимый риск взрыва и поражения людей;
взрывоустойчивость — свойство зданий и сооружений сохранять с заданной вероятностью устойчивость к взрывам от аварий на опасном производственном объекте;
взрывозащита — мероприятия, обеспечивающие защиту обслуживающего персонала, технологического оборудования, а также зданий и сооружений от опасных и вредных воздействий взрыва, основными из которых являются:
максимальное избыточное давление \Delta P_{\text{ф}} ;
обрушающиеся конструкции зданий, оборудования, коммуникаций и разлетающиеся их части;
опасные факторы пожара (открытый огонь и искры, токсичные продукты горения, дым и другие факторы);
детонация — распространение взрыва по взрывчатому веществу, топливно-воздушной смеси, обусловленное прохождением ударной волны с постоянной сверхзвуковой скоростью, обеспечивающей быструю химическую реакцию;
дефлаграция — процесс дозвукового горения, при котором образуется быстро перемещающаяся зона (фронт) химических превращений. Передача энергии от зоны реакции в направлении движения фронта происходит за счет теплопередачи. Отличается от детонации, при которой зона превращений распространяется со сверхзвуковой скоростью и передача энергии происходит за счет ударного сжатия. Дефлаграция происходит при горении газовоздушных смесей, при горении смесей типа воздух-бензин, горении порохов или пиротехнических составов;
зона воздействия взрыва (зона поражения или разрушения) — зона территориального распределения поражающего фактора взрыва вокруг места возникновения аварии, ограниченная изолинией установленного порогового значения избыточного давления, импульса, условной вероятности разрушения здания или иного параметра взрыва;
идентификация опасностей аварии — процесс выявления и признания, что опасности аварии на опасном производственном объекте существуют, и определения их характеристик;
избыточное давление на фронте ударной волны \Delta P_{\text{ф}} — амплитуда давления на фронте падающей ударной волны (воздушной волны сжатия) Pф, образующейся при аварийном взрыве, относительно атмосферного давления Pа без учета отражения от зданий, сооружений (\Delta P_{\text{ф}} = P_{\text{ф}} - \text{Р}_{\text{а}}) ;
импульс волны давления (импульс взрыва) — величина, характеризующая динамическое воздействие взрыва, в простейшем случае численно равная произведению избыточного давления продуктов взрыва на время его действия;
основные факторы опасности взрыва — факторы, характеризующиеся одним или несколькими параметрами: максимальным давлением и температурой взрыва, скоростью нарастания давления при взрыве, давлением во фронте ударной волны (волны сжатия), дробящими и фугасными свойствами взрывоопасной среды;
оценка риска взрыва (оценка риска разрушения при взрыве) — процесс, используемый для определения вероятности (или частоты) возникновения взрыва при аварии и степени разрушения (взрывоустойчивости) зданий. Оценка риска включает анализ вероятности (или частоты), анализ последствий взрыва и их сочетания;
риск — мера опасности, характеризующая возможность возникновения негативного события (взрыва) и тяжесть его последствий;
риск взрыва — мера опасности взрыва, характеризующая возможность возникновения взрыва и степень разрушения зданий, сооружений при взрыве. Основными показателями риска разрушения от взрыва при аварии на опасном производственном объекте являются:
частота возникновения взрыва (аварии со взрывом);
потенциальный риск разрушения при взрыве (частота превышения избыточного давления на фронте падающей ударной волны в рассматриваемой точке территории);
частота разрушения (повреждения определенной степени) здания при воздействии ударной волны при взрыве;
допустимый (приемлемый) риск взрыва — риск разрушения зданий при взрыве, уровень которого допустим и обоснован исходя из социально-экономических условий;
потенциальный риск разрушения при взрыве (потенциальный риск взрыва) — частота воздействия взрыва, связанного с действием избыточного давления на фронте падающей ударной волны выше определенного уровня \Delta P_{\text{ф}} , на рассматриваемое здание, сооружение. Определяется зависимостью R_{\text{рзш}}^{\Delta\text{Р}_{\text{ф}}}(x,y) — частоты превышения определенной величины избыточного давления на фронте ударной волны \Delta P_{\text{ф}} , для данной точки территории с координатами (x, y), на которой могут находиться здания, сооружения и другие материальные объекты. Распределение потенциального риска может отображаться в виде функций, табличном виде или графически, в том числе на ситуационных планах в виде изолиний (поля или контуров риска) одинаковых значений параметров взрыва (частоты превышения определенного давления \Delta P_{\text{ф}} , давления \Delta P_{\text{ф}} в каждой точке территории при заданной максимальной частоте воздействия и других);
сценарий аварии — последовательность отдельных логически связанных событий, обусловленных конкретным инициирующим (исходным) событием, приводящих к определенным опасным последствиям аварии;
ударная волна — распространяющаяся со сверхзвуковой скоростью в газе, жидкости или твердом теле тонкая переходная область (фронт), в которой происходит резкое увеличение давления, плотности и температуры;
поражающий эффект (эффект) — физическое, физико-химическое явление, приводящее к возникновению поражающих факторов аварии. Основные эффекты аварии — взрыв, огненный шар, пожар пролива, струевое горение;
поражающий фактор аварии — термическое, барическое (ударно-волновое) и иное воздействие, связанное с возникновением аварии и способное привести к ущербу.
Приложение № 3
к Руководству
Основные показатели взрывоопасности
Приложение № 4
к Руководству
Факторы, определяющие сценарии развития и последствия аварии
ПРИМЕР РАСЧЕТА ЗОН РАЗРУШЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ НА УСТАНОВКЕ
В резервуаре E2 вместимостью 5000 м3 находится пропан в газовой фазе при температуре -20 °C и давлении 2 атм. Резервуар расположен в равнинной местности. Рассматривается сценарий разрушения емкости E2 с выбросом опасного вещества. Метеоусловия: температура окружающей среды 20 °C, скорость ветра 10 м/с, класс устойчивости атмосферы — устойчивая стратификация. Требуется определить зоны поражения УВ при взрыве и дрейфе облака ТВС.
Результаты расчета представлены на рис. 5-1 и в табл. № 5-1.
Рис. 5-1. Зоны поражения УВ при взрыве облака ТВС
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ РИСКА РАЗРУШЕНИЯ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ ВЗРЫВОУСТОЙЧИВОСТИ ЗДАНИЙ
Представлены результаты оценки риска разрушения колонны химико-технологической установки, содержащей углеводородные компоненты для обоснования взрывоустойчивости зданий на ОПО.
В результате катастрофического разрушения (сценарий Спр) без мгновенного загорания практически все содержимое парогазовой фазы колонны переходит в облако ТВС. При этом согласно термодинамическим расчетам (Методика моделирования распространения аварийных выбросов опасных веществ) температура в облаке ПГФ за счет адиабатического процесса расширения уменьшается с 42 до 7,46 °C, масса ПГФ составляет 24,5 т. ЖФ (в нормальном технологическом режиме масса равна 76,85 т при температуре 95 °C) интенсивно вскипает. В ПГФ переходит 71,8% углеводородов. Состав ПГФ меняется, поскольку в пар переходят наиболее низкокипящие углеводороды (табл. № 6-1).
Состав ПГФ при аварийном выбросе
При расчете массы выброса полагалось, что аварийное реагирование на разрушение колонны происходит через 12 секунд, то есть происходит переключение потоков на их сброс на факел. В расчетах температуру облака ТВС консервативно принимали по наиболее холодной массе ПГФ, то есть в данном случае температура облака составляла -11 °C.
В табл. № 6-2 дана характеристика также значения скоростей утечки при частичном разрушении (сценарии С1в, н - С5в, н) и условной вероятности реализации взрыва (дефлаграции), исключая пожар-вспышку.
Характеристики расчетных сценариев на колонне
Частоты выброса и условные вероятности определены согласно Методическим основам по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах.
Для сценария полного разрушения Спр масштабы дрейфа облака ТВС определены для первичного облака. При дрейфе рассчитана масса облака ТВС, способная к взрывному превращению (рис. 6-1) с помощью программы ТОКСИ + Risk. Рекомендуется учитывать, что согласно расчетам облако максимальной массы, способной к взрывному превращению, образуется за первую минуту дрейфа. Далее во времени масса уменьшается. При этом условия стабильности атмосферы и скорость ветра в основном влияют на смещение центра облака ТВС от эпицентра аварии, а за распространение облака ТВС в начальные моменты времени отвечают процессы гравитационного растекания облака.
Рис. 6-1. Примеры изменения массы облака между CВКПР и CНКПР при дрейфе в условиях изотермии со скоростями ветра 2 и 5 м/с
Результаты оценки для сценария Спр дрейфа и последствий разрушения зданий представлены на рис. 6-1. Характеристики последствий рассчитаны из консервативных предположений сильно загроможденного пространства и образования облака ТВС на поверхности земли (Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей).
Для сценариев с частичным разрушением колонны и утечек из аварийных отверстий (сценарии С1в, н - С5в, н) формирование облака ТВС проходит по другому механизму. Согласно расчетам при увеличении скорости ветра время достижения максимальной массы для взрыва уменьшается (рис. 6-1), как и масса. Класс устойчивости атмосферы также оказывает существенное влияние на массу облака ТВС. При переходе от инверсии к конвекции (от класса «F» к «A») масса облака ТВС уменьшается во много раз при одинаковых скоростях ветра. Результаты оценки сценария (С1 — С5) дрейфа представлены в табл. № 6-3, где приводятся также характеристики последствий разрушения зданий и сооружений. Сценарии С1н, С1в и С2в не рассматривались, поскольку при этих аварийных расходах взрывоопасного облака не образуется или его масса менее 1 кг.
Максимальная дальность действия УВ определяется соотношением
Характеристика расчетного сценария с полным разрушением колонны Cпр при дрейфе облака ТВС и последствий его взрыва в дефлаграционном режиме (мгновенный выброс 84,9 т смеси углеводородов с температурой -11 °C)
Характеристика расчетного сценария С5н при дрейфе облака ТВС и последствий его взрыва в дефлаграционном режиме (скорость выброса 175 кг/с с температурой -11 °C)
На рис. 6-2, 6-3 представлены территориальные распределения потенциального риска разрушения зданий R_{\text{рзш}}^{\Delta\text{Р}_{\text{ф}}}(x,y) (частоты превышения заданной величины \Delta P_{\text{ф}} ) для различных точек территории от аварий на опасном оборудовании площадки деэтанизатора.
Рис. 6-2. Территориальное распределение потенциального риска разрушения зданий при \Delta P_{\text{ф}} = 12\text{кПа} при авариях на деэтанизаторе со взрывом облака ТВС
Рис. 6-3. Территориальное распределение потенциального риска разрушения зданий при \Delta P_{\text{ф}} = 28\text{кПа} при авариях на деэтанизаторе со взрывом облака ТВС
Территориальное распределение потенциального риска разрушения зданий при \Delta P_{\text{ф}} = 28\text{кПа} при авариях на всех установках и системе трубопроводов со взрывом облака ТВС представлено на рис. 6-4.
Рис. 6-4. Территориальное распределение потенциального риска разрушения зданий при \Delta P_{\text{ф}} = 28\text{кПа} при авариях на всех установках и системе трубопроводов со взрывом облака ТВС
Результаты оценки показателей риска разрушения различных зданий с учетом их удаленности от источников аварии и проектного давления Pпр представлены в табл. № 6-5 и на рис. 6-5.
Рис. 6-5. Зависимости частоты Fk превышения избыточного давления \Delta P_{\text{ф}} на фронте ударной волны для различных зданий от величины \Delta P_{\text{ф}}
Из результатов расчетов следует, что для всех зданий критерий частоты превышения расчетного проектного давления Pпр ниже 10-4 в год, что указывает на обоснованность принятых проектных решений по размещению и устойчивости зданий к ударной волне.