Курсовая работа: Обоснование строительства объездного пути для перевозки опасных веществ через густонаселенные территории

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уральский государственный университет путей сообщения»

Кафедра «Техносферная безопасность»

Курсовая работа по дисциплине:

«Надежность технических систем и техногенный риск»

Обоснование строительства объездного пути для перевозки опасных веществ через густонаселенные территории.

Руководитель: Бондаренко В.В.

Выполнил: студент гр. ТБ-213 Гусева Я.С.

Екатеринбург, 2015

Содержание

чрезвычайный ситуация ядовитый заражение

1. Введение

2. Термины и определения

3. Задача курсовой работы

4. Расчет прогнозируемой глубины зоны заражения СДЯВ

4.1 Определение эквивалентного количества вещества в первичном облаке

4.2 Определение эквивалентного количества вещества во вторичном облаке

4.3 Расчет глубины заражения первичным и вторичным облаками СДЯВ

4.4 Расчет глубины зон поражения

4.5 Расчет потерь людей в очаге химического заражения

5. Мероприятия по ликвидации ЧС с хлором и предлагаемые превентивные мероприятия

Заключение

Список литературы

1. Введение

Экологическая безопасность - состояние защищенности жизненно важных интересов личности, общества, государства от внутренних и внешних угроз, создаваемых вследствие чрезвычайных ситуаций природного и технического характера.

Аварийными ситуациями при перевозке опасных грузов на железнодорожном транспорте называются состояния, отличающиеся от условий нормальной перевозки грузов и связанных с загоранием, утечкой, просыпанием опасных грузов, повреждением тары или подвижного состава с опасным грузом и другие, которые могут привести к взрыву, пожару, отравлению, облучению, заболеваниям, ожогам, обморожениям, гибели людей или животных, опасным последствиям.

На железнодорожном транспорте функции аварийно-спасательных служб выполняют специальные формирования:

1. восстановительные поезда (ликвидируют последствия схода с рельсов и столкновения подвижных составов);

2. пожарные поезда (используются для тушения пожаров на объектах и подвижных составах, а также оказания помощи в чрезвычайных ситуациях);

3. нештатные медицинские бригады на базе центральных дорожных и отделенческих больниц.

При авариях и крушениях с опасными грузами привлечение силы средств территориальных систем МЧС осуществляется в обязательном порядке вне зависимости от масштабов аварий и крушений.

В зависимости от физико - химического состояния перевозимого груза различают четыре типа утечек химического вещества и попадания их в окружающую среду из неисправных цистерн:

1. утечка газ-воздух является наиболее распространенным типом и появляется не только при утечке газа или пара, но и при выбросе твердых и жидких веществ. Наиболее эффективным методом прекращения попадания в воздух газовых продуктов или паров является покрытие поверхности паро-газообразования экранизирующим веществом (пены, пластиковое одеяло, песок).

2. утечка жидкость-земля занимает второе место. Для ликвидации разлива жидких химических веществ используют устройства барьеров обвалования; отвод разлившегося вещества, его сбор, химическую нейтрализацию.

3. утечка жидкость-вода. При этой утечке учитывают характер водного пространства и физико-химические свойства вещества, попавшего в воду. Устраивают барьеры, дамбы, плавучие барьеры рассеивают сорбенты по поверхности и т.д.

4. твердый продукт - земля. Наиболее простой тип для ликвидации.

При разрушении емкости с хлором он разливается по поверхности и образует утечки двух типов:

· газ-воздух;

· жидкость-земля (и затем опять газ-воздух).

Локализации источника загрязнения включает обвалование места разрыва (изоляцию путем нанесения на поверхность изолирующих материалов). Для рассеивания паров используется вода к нейтрализации приступают к очистке и обезвреживанию территории.

2. Термины и определения

1. Сильнодействующее ядовитое вещество (СДЯВ) - это химическое вещество, применяемое в народном хозяйстве, которое при выливе или выбросе может приводить к загрязнению воздуха на уровне поражающих концентраций.

2. Аварийно химически опасное вещество (АХОВ) -- это опасное химическое вещество, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварийном выбросе (разливе) которого может произойти заражение окружающей среды в поражающих живой организм концентрациях (токсодозах).

3. Зона заражения СДЯВ - территория, на которой концентрация СДЯВ достигает значений, опасных для жизни людей.

4. Первичное облако - облако СДЯВ, образующееся в результате мгновенного (1 - 3 мин) перехода в атмосферу части СДЯВ из емкости при ее разрушении.

5. Вторичное облако- облако СДЯВ, образующееся в результате испарения разлившегося вещества с подстилающей поверхности.

6. Пороговая токсодоза - ингаляционная токсодоза, вызывающая начальные симптомы поражения.

7. Площадь зоны фактического заражения СДЯВ - площадь территории, зараженной СДЯВ в опасных для жизни пределах.

8. Площадь зоны возможного заражения СДЯВ - площадь территории, в пределах которой под воздействием изменения направления ветра может перемещаться облако СДЯВ.

3. Задачи курсовой работы

1. Рассчитать прогнозируемую глубину заражения сильнодействующим ядовитым веществом (СДЯВ):

1.1 определить эквивалентное количество СДЯВ в первом облаке;

1.2 определить эквивалентное количество СДЯВ во вторичном облаке;

1.3 определить глубину зоны поражения в том числе со смертельной концентрацией.

2. Рассчитать потери людей в очаге химического поражения.

Исходные данные.

1). Разлив СДЯВ из ёмкости - 30 м³ свободный на подстилающую поверхность.

2). Ёмкости, содержащие СДЯВ, при аварии разрушаются полностью.

3). Толщина слоя жидкости, разлитой свободно по подстилающей поверхности, принимается равной 0,05 м по всей площади разлива.

4). Метеоусловия. Степень вертикальной устойчивости атмосферы - инверсия.

5). Скорость ветра - 1 м/с.

6). Температура воздуха - +20 градусов Цельсия.

7). Направление ветра - западное.

4. Расчет прогнозируемой глубины зоны заражения СДЯВ

4.1 Определение эквивалентного количества вещества в первичном облаке

Q_э1 = К₁ К₃ К₅ К₇ Q₀, (т)

где К₁ - коэффициент, зависящий от условий хранения СДЯВ (для хлора К₁ = 1,8);

К₃ - коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе другого СДЯВ (К₃=1);

К₅ - коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости атмосферы; для инверсии принимается равным 1, для изотермии 0,23, для конвекции 0,08;

К₇ - коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (при t_возд=+20C, К₇ = 1);

Q₀ - количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, т.

Q_э1 =0,18*1*1*1*46,59=8,3862

Q₀ = d V_х,т

где d - плотность СДЯВ (для хлора d=1,553 т/м³ )

V_х - объем хранилища, м³.

Q₀₌ 1,553*30=46,59т

4.2 Определение эквивалентного количества вещества во вторичном облаке

Эквивалентное количество вещества во вторичном облаке рассчитывается по формуле:

Q_э2 = (1 - К₁) К₂ К₃ К₄ К₅ К₆ К₇ ,

где К₂ - коэффициент, зависящий от физико-химических свойств СДЯВ (К₂=0,052);

К₄ - коэффициент, учитывающий скорость ветра (К₄=1);

К₆ - коэффициент, зависящий от времени N, прошедшего после начала аварии (К₆=1);

Q_э2=(1-0,18)*0,052*1*1*1*1*1*(46,59/0,05*1,553)=25,584

4.3 Расчет глубины заражения первичным и вторичным облаком СДЯВ

Расчет глубины заражения первичным (вторичным) облаком СДЯВ при авариях ведется с использованием приложения РD52,04,253-90

При расчете используется метод интерполяции:

Г= ((Q₀-Q_min)*( Г_max- Г_min))/( Q_max - Q_min) + Г_min, (км)

Глубина зоны заражения для первичного облака:

Г₁=((8,3862-5)*(19,20-12,53))/5+12,53=17,047

Q_min=5т Г_min=12,53

Q_max=10т Г_max=19,20

Глубина зоны поражения для вторичного облака:

Г₂=((25,584-20)*(38,13-29,56))/10+29,56=34,35

Q_min =5т Г_min =12,53

Q_max =10т Г_max =19,20

4.4 Расчет глубины зон поражения

Ориентировочные значения в км распространения хлора в условиях городской застройки при инверсии и скорости ветра 1м/с.

Числитель - это расстояние для поражающей концентрации.

Знаменатель - для смертельной концентрации.

Ориентировочные структуры потери людей в очаге химического поражения составит:

25% - легкой степени;

40% - средней степени тяжести с выходом из строя не менее, чем на 2-3 недели и нуждающихся в госпитализации;

35% - со смертельным исходом.

Глубина заражения поражающей концентрации:

Q₀=Q_э1

Г_п=((8,3862-5)*(11,5-4))/(25-5)+4=5,35

Г_см=((8,3862-5)*(2,5-0,9))/20+0,9=1,17

Г_п= поражающая концентраци;

Г_см= смертельная концентрация.

4.5 Расчет потери людей в очаге химического заражения

Расчет ведется по станциям, на которых может произойти авария, с учетом того, что в доме условно принято 4 подъезда, на этаже по 4 квартиры, в квартире по 3 человека. Хлор распространяется до 1 этажа, в частном доме проживает по 3 человека.

Существующий путь:

ВИЗ - Екатеринбург-Пассажирский - Первомайская - Шарташ

Предлагаемый путь:

Звезда - Восточная - Малышева-Высоцкого

Количество людей на станции во время аварии:

ВИЗ - 1000 чел, Екатеринбург - Пассажирский - 10.000 чел, Первомайская -1000 чел, Шарташ - 1000 чел.

Данные расчета потерь людей в очаге химического заражения

Расчет потерь людей в очаге химического заражения по существующему пути: