Главная
Документы
IV. Рекомендуемые исходные данные и порядок расчета характеристик выброса опасных веществ

Приказ Ростехнадзора от 02.11.2022 N 385 "Об утверждении Руководства по безопасности "Методика моделирования распространения аварийных выбросов опасных веществ"

IV. Рекомендуемые исходные данные и порядок расчета характеристик выброса опасных веществ

IV. РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И ПОРЯДОК РАСЧЕТА

ХАРАКТЕРИСТИК ВЫБРОСА ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ

13. Исходными данными для расчета характеристик выбросов опасного вещества являются свойства опасного вещества, технологические данные с учетом параметров оборудования, в котором обращается опасное вещество, сценарии выброса опасного вещества в атмосферу, характеристики территории вблизи аварийного объекта, метеоусловия на момент аварии. Полный перечень данных, необходимых для проведения расчета по оценке последствий аварийных выбросов опасных веществ, а также полей концентрации и токсодоз приведен в приложении N 6 к Руководству.

14. Основными величинами, расчет которых проводится в соответствии с настоящим Руководством, являются:

а) пространственно-временное распределение концентраций опасного вещества с учетом максимально достигаемой концентрации в данной точке на поверхности земли;

б) пространственные размеры зон достижения пороговой и смертельной токсодоз при ингаляционном воздействии на организм человека, размеры зон токсического поражения заданной вероятности по пробит-функциям, приведенным в таблицах N 7-1, 7-2 приложения N 7 к Руководству.

Ингаляционная токсодоза - это интеграл по времени концентрации опасного вещества в воздухе; при условно постоянной во времени концентрации опасного вещества в заданной точке - произведение концентрации опасного вещества в воздухе на время экспозиции. Под пороговой токсодозой понимается наименьшая ингаляционная токсодоза опасного вещества, вызывающая у человека, не оснащенного средствами защиты органов дыхания, начальные признаки поражения организма с определенной вероятностью (табулированное значение для каждого опасного вещества). Под смертельной (летальной) токсодозой понимается наименьшая ингаляционная токсодоза опасного вещества, вызывающая у человека, не оснащенного средствами защиты органов дыхания, смерть с 50% вероятностью (табулированное значение для каждого опасного вещества);

в) размеры зон, ограниченных концентрационными пределами распространения пламени;

г) количество опасного вещества в облаке, способное участвовать во взрывных превращениях (горении и детонации);

д) количество опасного вещества, поступающее в окружающую среду в газовой и жидкой фазах;

е) количество опасного вещества, распространяющееся в атмосфере и выпадающее на подстилающую поверхность (при наличии жидкой фазы);

ж) площадь пролива и скорость испарения опасного вещества из пролива (при наличии жидкой фазы);

з) при продолжительном выбросе определяется скорость и длительность поступления опасного вещества в окружающую среду, масса капельных включений в облаках (первичном и вторичных), эффективные температура и плотность в облаках, геометрические характеристики облаков (эффективные высота и радиус (полуширина), скорости распространения облаков, времена подхода и поражающего действия облаков.

15. В общем случае для выбранного i-го сценария рекомендуется рассчитывать следующие характеристики выброса:

Q_i, Рисунок 1 , Рисунок 2 , Рисунок 3 , Рисунок 4 , Рисунок 5 , Рисунок 6 , Рисунок 7 , Рисунок 8 , Рисунок 9 , Рисунок 10 , Рисунок 11 , Рисунок 12 , Рисунок 13 , Рисунок 14 , Рисунок 15 , Рисунок 16 , Рисунок 17 , Рисунок 18 , Рисунок 19 , Рисунок 20 , Рисунок 21 , Рисунок 22 , R_i, Рисунок 23 , Рисунок 24 , Рисунок 25 , Рисунок 26 , Рисунок 27 , H_i, Рисунок 28 , Рисунок 29 , Рисунок 30 , Рисунок 31 , Рисунок 32 .

Для сценария 4 при истечении из трубопровода, если количество опасного вещества в отсекаемом участке аварийного трубопровода (т.е. участке трубопровода, на котором происходит выброс опасного вещества, между двумя ближайшими к месту выброса задвижками (насосами или компрессорами), которые при срабатывании (отключении) блокируют аварийный участок трубопровода) составляет более 20% общей массы выброса, дополнительно рекомендуется рассчитывать:

Рисунок 33 , Рисунок 34 , Рисунок 35 , Рисунок 36 , Рисунок 37 , Рисунок 38 .

При наличии и необходимости учета дополнительных потоков опасного вещества от смежных блоков перечисленные величины рассчитываются с учетом расходов и длительности этих дополнительных потоков с учетом времени их отсечения (перекрытия). При этом при реализации сценариев 1 или 3 (мгновенное разрушение аварийной емкости) необходимо рассматривать соответственно последовательности сценариев 1 (разрушение аварийной единицы оборудования с газовой фазой) и 2 (выброс за счет потоков газа от смежного оборудования) и сценариев 3 (разрушение аварийной единицы оборудования с жидкой фазой) и 2, 4 (выброс за счет потоков от смежного оборудования). В случае нескольких потоков, поступающих к разрушенной единице оборудования по сценариям 2 и/или 4, моделируется выброс с суммарным расходом от всех потоков к месту разрушения от соседних единиц оборудования.

16. Для сценария 1 характеристики выброса рекомендуется рассчитывать по следующим формулам:

Q₁ = Q, (1)

если известна масса опасного вещества в оборудовании Q, или

Рисунок 39 , (2)

если неизвестна масса опасного вещества в оборудовании Q, но известны объем оборудования V₁, давление в оборудовании P₁ и температура в оборудовании T₁:

Рисунок 40 , (3)

Рисунок 41 , (4)

Рисунок 42 , (5)

Рисунок 43 <2>, (6)

--------------------------------

<2> При расчете по формуле (6), а также по формулам (18), (38) - (39) и (79) - (83) при наличии достоверных данных о начальной плотности выброса допускается задание иной величины с приведением соответствующих обоснований.

где Рисунок 44 - плотность газообразного опасного вещества в оборудовании:

Рисунок 45 . (7)

При отсутствии данных о начальных размерах первичного облака рекомендуется принимать его радиус равным его высоте:

Рисунок 46 , (8)

Рисунок 47 , (9)

Рисунок 48 . (10)

17. Для сценария 2 характеристики выброса рекомендуется рассчитывать по следующим формулам:

Рисунок 49 ; (11)

докритическое истечение (при Рисунок 50 ):

Рисунок 51 ; (12)

сверхкритическое истечение (при Рисунок 52 ):

Рисунок 53 . (13)

Если истечение происходит из трубопровода, на входе которого стоит компрессор, и S превосходит величину 0,2 · S_тр, то Рисунок 54 полагается равным расходу компрессора q^комп:

Рисунок 55 , (14)

Рисунок 56 , (15)

если известна масса опасного вещества в оборудовании Q, и

Рисунок 57 , (16)

если неизвестна масса опасного вещества в оборудовании Q, но известны объем оборудования V₂, давление в оборудовании P₂ и температура в оборудовании T₂:

Рисунок 58 , (17)

Рисунок 59 , (18)

где Рисунок 60 - плотность газообразного опасного вещества в оборудовании:

Рисунок 61 . (19)

При отсутствии данных о начальных размерах вторичного облака рекомендуется для прямоугольного сечения этого облака принимать его полуширину равной его высоте <3>:

--------------------------------

<3> В формуле (20), а также далее в формулах (30), (34), (43), (53), (57), (60), (64), (68), (71), (73), (74), (77), (80), (81), (85), (86), (88) - (93) и в соотношениях после формулы (56) используется величина а Рисунок 62 , которая вычисляется согласно формуле (182).

Рисунок 63 , (20)

Рисунок 64 , (21)

Рисунок 65 . (22)

18. Для сценария 3 характеристики выброса рекомендуется рассчитывать по следующим формулам:

Рисунок 66 , (23)

Рисунок 67 , (24)

где Рисунок 68 - объемная доля оборудования, заполненная газовой фазой (формула (24) применяется, если заранее неизвестна величина Q^г):

Рисунок 69 , (25)

Рисунок 70 , (26)

Рисунок 71 , (27)

Рисунок 72 , (28)

Рисунок 73 <4>, (29)

--------------------------------

<4> При наличии достоверных исходных данных о геометрии и характеристиках поверхности, на которую происходит пролив, допускается задание иной площади пролива с приведением соответствующих обоснований.

где F_конт - площадь контакта с твердой поверхностью, эта площадь, эта площадь включает как боковую поверхность обвалования, так и подстилающую поверхность; при проливе на неограниченную поверхность или внутри обвалования (без достижения проливом его границ) F_конт = F;

Рисунок 74 , (30)

Рисунок 75 , (31)

Рисунок 76 , (32)

Рисунок 77 , (33)

Рисунок 78 <5>, (34)

--------------------------------

<5> При расчете интенсивности испарения из пролива по формулам (34), (57), (60), (64) и (66), а также при использовании интенсивности испарения в качестве вспомогательной величины в формулах (30), (53), (65), (67), (68), (71), равно как и в четырех ненумерованных формулах после формулы (56), допускается, при наличии достоверных данных, задание иных интенсивностей испарения с приведением соответствующих обоснований.

Рисунок 79 , (35)

Рисунок 80 , (36)

Рисунок 81 , (37)

Рисунок 82 (38)

Рисунок 83 , (39)

Рисунок 84 . (40)

При отсутствии данных о начальных размерах первичного и вторичного облаков рекомендуется для первичного облака принимать начальный радиус равным его высоте, а полуширину вторичного облака - полуширине пролива:

Рисунок 85 , (41)

Рисунок 86 , (42)

Рисунок 87 , (43)

Рисунок 88 , (44)

Рисунок 89 . (45)

19. Для сценария 4 характеристики выброса рекомендуется рассчитывать по следующим формулам.

Если истечение происходит из трубопровода, на входе которого стоит емкость, и величина S превосходит 0,2 · S_тр, либо истечение происходит непосредственно из емкости, то расход определяется по формуле:

Рисунок 90 , (46)

где

Рисунок 91 , (46-1)

Рисунок 92 (46-2)

плотность газообразного опасного вещества при температуре T₄ и давлении Рисунок 93 ;

K - функция, зависящая от L - длины участка трубопровода от входа до места разгерметизации (в случае истечения непосредственно из емкости L = 0):

Рисунок 94 (47)

Если истечение происходит из трубопровода, на входе которого стоит насос, а величина S превосходит 0,2 · S_тр, то q_выб полагается равным расходу насоса q^насос.

В остальных случаях расход определяется по формуле:

Рисунок 95 . (48)

В случае если истечение происходит через трубопровод и количество опасного вещества в отсекаемом участке аварийного трубопровода составляет более 20% общей массы выброса, то рекомендуется рассмотреть истечение после блокировки аварийного участка. Скорость выброса на этой стадии будет составлять:

Рисунок 96 (49)

Если истечение из трубопровода после отсечения аварийного участка не рассматривается, то Рисунок 97 .

Под отсечением аварийного участка трубопровода (отсечением аварийного потока) понимается остановка насоса (компрессора), стоящего на входе трубопровода, и (или) срабатывание запорной арматуры (задвижек), установленной на трубопроводе; прекращение подачи опасного вещества к месту выброса опасного вещества из трубопровода. При отсутствии трубопровода, но наличии истечения из емкости термин "отсечение аварийного участка" относится к прекращению истечения из отверстия, то есть к закупориванию отверстия.

Рисунок 98 , (50)

Рисунок 99 , (51)

Рисунок 100 , (52)

Рисунок 101 , (53)

Рисунок 102 , (54)

Рисунок 103 , (55)

Рисунок 104 , (56)

где F_конт - площадь контакта с твердой поверхностью, эта площадь включает как боковую поверхность обвалования, так и подстилающую поверхность; при проливе на неограниченную поверхность или внутри обвалования (без достижения проливом его границ) F_конт = F';

Рисунок 105 при проливе в обвалование

Рисунок 106 при проливе на неограниченную поверхность;

Рисунок 107 при проливе в обвалование;

Рисунок 108 при проливе на неограниченную поверхность,

где Рисунок 109 - давление насыщенных паров опасного вещества при приведенной температуре T_прив, которая принимается равной максимуму из температуры воздуха T_возд и температуры жидкой фазы в проливе в начальный момент времени T_прол : T_прив = max (T_возд, T_прол). Величина T_прол принимается аналогично формуле (33): T_прол = T_кип, при T₄ > T_кип и T_прол = T₄ в противных случаях;

Рисунок 110 , (57)

Рисунок 111 , (58)

Рисунок 112 , (59)

Рисунок 113 , (60)

Рисунок 114 , (61)

Рисунок 115 , (62)

Рисунок 116 , (63)

Рисунок 117 , (64)

Рисунок 118 , (65)

Рисунок 119 , (66)

Рисунок 120 , (67)

где S_max - эффективная площадь эмиссии из разгерметизированного оборудования (определяется с учетом максимальной площади свободной поверхности в оборудовании S_обор) находится из соотношения:

Рисунок 121 , (68)

Рисунок 122 , (69)

Рисунок 123 , (70)

Рисунок 124 (71)

Если пролив происходит в обвалование, то площадь пролива F совпадет с площадью обвалования, в противном случае площадь пролива определяется по следующей формуле:

Рисунок 125 , (72)

Рисунок 126 (73)

Рисунок 127 , (74)

Рисунок 128 (75)

Рисунок 129 , (76)

Рисунок 130 (77)

Рисунок 131 , (78)

Рисунок 132 , (79)

Рисунок 133 , (80)

Рисунок 134 , (81)

Рисунок 135 , (82)

где Рисунок 136 ,

Рисунок 137 . (83)

Рисунок 138 . (84)

При отсутствии данных о начальных размерах вторичных облаков, формирующихся при наличии пролива, рекомендуется для облаков принимать полуширину вторичного облака равной полуширине пролива либо в отсутствие пролива:

Рисунок 139 , (85)

Рисунок 140 , (86)

Рисунок 141 , (87)

Рисунок 142 , (88)

Рисунок 143 , (89)

Рисунок 144 , (90)

Рисунок 145 . (91)

При отсутствии данных о начальных размерах вторичных облаков, формирующихся в отсутствие пролива, рекомендуется для прямоугольного сечения вторичного облака принимать его полуширину равной его высоте.

Рисунок 146 , (92)