Приложение N 5

к Руководству по безопасности

"Методы обоснования взрывоустойчивости

зданий и сооружений при взрывах

топливно-воздушных смесей на опасных

производственных объектах"

от 28 ноября 2022 г. N 413

ПРИМЕРЫ

РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ РИСКА РАЗРУШЕНИЯ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ

ВЗРЫВОУСТОЙЧИВОСТИ ЗДАНИЙ

Представлены результаты оценки риска взрыва ТВС при разрушении колонны химико-технологической установки, содержащей углеводородные компоненты, для обоснования взрывоустойчивости зданий на ОПО.

В результате катастрофического разрушения (сценарий С_пр) без мгновенного загорания практически все содержимое парогазовой фазы колонны переходит в облако ТВС. При этом согласно термодинамическим расчетам Руководства по безопасности "Методика моделирования распространения аварийных выбросов опасных веществ", утвержденного приказом Ростехнадзора от 2 ноября 2022 г. N 385, температура в облаке ПГФ за счет адиабатического процесса расширения уменьшается с 42 °C до 7,46 °C, масса ПГФ составляет 24,5 т. Жидкая фаза (в нормальном технологическом режиме масса равна 76,85 т при температуре 95 °C) интенсивно вскипает. Состав ПГФ меняется, поскольку в пар переходят наиболее низкокипящие углеводороды (таблица N 1 настоящего приложения).

Таблица N 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 t = - 11 C.

В таблице N 2 настоящего приложения N 5 дана характеристика также значения скоростей утечки при частичном разрушении (сценарии С1в,н - С5в,н) и условной вероятности реализации взрыва (дефлаграции), исключая пожар-вспышку.

Таблица N 2

Характеристики расчетных сценариев на колонне

Частоты выброса и условные вероятности определены согласно Руководству по безопасности "Методические основы анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах", утвержденному приказом Ростехнадзора от 3 ноября 2022 г. N 387.

Для сценария полного разрушения С_пр масштабы дрейфа облака ТВС определены для первичного облака. При дрейфе рассчитана масса облака ТВС, способная к взрывному превращению (рисунок 5-1, таблица N 3 настоящего приложения) с помощью программы TOKCИ+^Risk. Рекомендуется учитывать, что согласно расчетам облако максимальной массы, способное 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.

Для сценариев с частичным разрушением колонны и утечек из аварийных отверстий (сценарии С1в,н - С5в,н) формирование облака ТВС проходит следующим образом. При переходе от инверсии к конвекции (от класса "F" к "A") масса облака ТВС существенно уменьшается при одинаковых скоростях ветра. Результаты для таких сценариев представлены в таблице N 5 настоящего приложения, где приводятся также характеристики последствий разрушения зданий и сооружений. Сценарии С1н, С1в и С2 не рассматривались, поскольку при этих сценариях аварий взрывоопасное облако не образуется или его масса менее 1 кг.

Рис. 5-1. Примеры изменения массы облака М_г при дрейфе в условиях изотермии со скоростями ветра 2 и 5 м/с

Таблица N 3

Характеристика расчетного сценария с полным разрушением

колонны Спр при дрейфе облака ТВС и последствий его взрыва

в дефлаграционном режиме (мгновенный выброс 84,9 т смеси

углеводородов с температурой t = - 11 °C)

Таблица N 4

Характеристика расчетного сценария С5н при дрейфе облака ТВС

и последствий его взрыва в дефлаграционном режиме (скорость

выброса = 175 кг/с, температура t = - 11 °C)

На рисунках 5-2 и 5-3 настоящего приложения представлены территориальные распределения потенциального риска разрушения зданий (частота превышения заданной величины ) для различных точек территории от аварий на опасном оборудовании площадки деэтанизатора.

Территориальное распределение потенциального риска разрушения зданий при при авариях на всех установках и системе трубопроводов со взрывом облака ТВС представлено на рисунке 5-4 настоящего приложения.

Рис. 5-2. Территориальное распределение потенциального риска разрушения зданий при при авариях на деэтанизаторе со взрывом облака ТВС

Рис. 5-3. Территориальное распределение потенциального риска разрушения зданий при при авариях на деэтанизаторе со взрывом облака ТВС

Рис. 5-4. Территориальное распределение потенциального риска разрушения зданий при при авариях на всех установках и в системе трубопроводов ОПО со взрывом облака ТВС

Рис. 5-5. Зависимости частоты F_k превышения избыточного давления на фронте УВ для различных зданий от величины

Результаты оценки риска взрыва, частоты разрушения различных зданий с учетом их удаленности от источников аварии, максимально возможного значения и проектного давления P_пр представлены в таблице N 5 и на рисунке 5-5 настоящего приложения.

Таблица N 5

Из результатов расчетов следует, что для всех зданий частота превышения расчетного проектного давления P_пр ниже 10^-4 в год, что указывает на обоснованность принятых проектных решений по размещению и устойчивости зданий к ударной волне.