CC BY
2
Ростехрегулирования от 15.12.2008 г. № 396-ст. - Введ. 01.07.2010г. - М. : Стандартинформ, 2009.
11.ГЕС TR 60079-32:2010. Explosive atmospheres - Part 32: Electrostatics (Взрывоопасные среды. Ч. 32: Электростатика), 2010.
12.ГОСТ Р 52350.0-2005 (МЭК 60079-0:2004). Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 0: Общие требования. - Введ. 01.01.2007 г. - М. : Стандартинформ, 2005.
13.ГОСТ Р 52274-2004. Электростатическая искробезопасность. Общие технические требования и методы испытания. - Введ. 01.01.2006 г. - М. : ИПК Изд-во стандартов, 2005.
УДК 621.314.22; 614.841.2.001.5
Евсеева М.В. студент
кафедра Управление промышленной и экологической безопасностью
Тольяттинский государственный университет
Россия, г.Тольятти Фесина М.И., кандидат технических наук профессор кафедры Управление промышленной и экологической безопасностью Тольяттинский государственный университет
Россия, г.Тольятти
ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНОСТЬ АВТОЗАПРАВОЧНЫХ СТАНЦИЙ В
ГОРОДЕ
Проведен анализ основных сценариев развития аварийной ситуации со взрывом и пожаром на автозаправочных станциях, расположенных в городской черте. На примере показаны последствия воздействия поражающих факторов в результате пожара пролива топлива, образования огненного шара при взрыве цистерны с топливом в очаге пожара, дефлаграционного и детонационного взрывов топливоздушной смеси на расположенное вблизи здание.
Ключевые слова: автозаправочная станция, аварийный взрыв, пожар, повышенное давление, детонация, дефлаграция
Evseeva M. V.
students of management of industrial and environmental safety Department
Togliatti State University Russian Federation, Togliatti Fesina M.I., Candidate of Technical Sciences Professor of Management of industrial and environmental safety Department
Togliatti State University Russian Federation, Togliatti FIRE-AND-EXPLOSION HAZARD OF GAS STATION The paper is devoted to an important issue of fire and explosion safety in an emergency at gas stations. Such situations are extremely dangerous for both
residents and urban development since the increase in vehicles leads to the increase in the number of gas stations. The article deals with all possible emergency scenarios that may cause fire and explosion at gas stations including terroristic attacks which are unfortunately topical nowadays. Given all scenarios and regulations as well as developments of Scientific and Technical Center "Vzryvoustoychivost" of Moscow State University of Civil Engineering the authors consider damage factors and an aftermath in case of fuel spillage fire, deflagration and detonation explosion of a tank with the fuel mixture. The isolines of the maximum explosion pressure levels are shown by taking into account the location of various buildings on the way of a deflagration wave as well as detonation shock wave, which is a scientific novelty of the paper. It is noted that in the situation of external emergency explosion window glass may break, which causes heavy air flows in the rooms of a building. The flow velocity is directed inward in the case of overpressure and outward in the case of underpressure. Keywords: gas station, emergency blast, fire, excessive pressure, detonation, deflagration
Возрастающее с каждым годом число автомобилей в городах России требует и увеличения количества автозаправочных станций (АЗС), что зачастую оказывается проблематичным. Дело в том, что в соответствии с Федеральным законом № 123-ФЗ [1] пожаровзрывоопасные объекты должны размещаться не ближе 50 м от объектов городской застройки.
Обратимся к статистике. По данным средств массовой информации за семь лет (с 2006 по 2013 гг.) в России зафиксировано 27 случаев взрывов и пожаров на АЗС, из них 10 - при перекачке горючего из автоцистерны в емкость; 9 - в результате террористических актов, в основном в республиках Северного Кавказа.
Проследим за развитием характерной чрезвычайной ситуации (ЧС) на АЗС в Южной Корее летом 2010 г. (по данным Discovery Channel). При сливе топлива из автоцистерны (АЦ) в подземную емкость из-за неисправности шланга топливо разлилось по площадке АЗС, вследствие чего возник пожар пролива с образованием высокого (более 100 м) столба дыма и сажи, дрейфующего по ветру. Пожар охватил автоцистерну. В результате нагрева топлива давление в АЦ возросло, и она разрушилась. Топливо было выброшено в атмосферу, образовался мощный огневой шар.
Анализ ЧС на АЗС позволил разработать следующие сценарии развития ЧС.
Первый сценарий. В результате неисправности оборудования (обрыв шланга при перекачке топлива, трещина в шланге, неисправность насоса и др.), несоблюдения техники безопасности и других причин топливо попадает на поверхность площадки АЗС. При появлении источника зажигания происходит воспламенение паров топлива (пожар пролива) на поверхности пролива без взрыва, так как времени для образования необходимого для взрыва (т. е. находящегося между нижним (НКПВ) и верхним (ВКПВ)
концентрационными пределами взрываемости) количества топливовоздушной смеси (ТВС) оказывается недостаточно.
Из-за неполного сгорания топлива образуется высокий столб дыма и сажи, который легче воздуха и может дрейфовать по ветру. Высота такого столба может достигать нескольких сотен метров. Дым и сажа могут попасть внутрь помещений через вскрытые оконные проемы и вентиляционные отверстия.
Второй сценарий. Начало ЧС протекает по первому сценарию. Однако очаг пожара не удается быстро ликвидировать, и огонь охватывает цистерну. При ее разрушении топливо под давлением попадает наружу (в атмосферу), распадаясь на мелкие капли, которые испаряясь образуют взрывоопасную ТВС. Смесь воспламеняется с образованием огневого шара с высокой температурой (до 1200 °С).
Третий сценарий. Начало развития ЧС происходит по первому сценарию: в результате аварии топливо из цистерны бензовоза попадает на площадку АЗС. Однако оно не загорается, как это было в первом сценарии, а начинает испаряться, образуя паротопливовоздушную смесь (ПТВС). Формируется стелющееся облако этой смеси, так как её плотность больше плотности атмосферного воздуха. Когда топливовоздушная смесь достигнет концентрации, находящейся между НКПВ и ВКПВ, возможен взрыв облака. Побудителем взрыва может послужить локальный пожар или случайный источник огня. В подавляющем большинстве случаев происходит дефлаграционный взрыв с образованием огненного шара и волны сжатия.
При затекании волны сжатия внутрь помещения в результате образовавшихся проемов вследствие разрушения оконного остекления, выбитых дверей и т. п. возможна гибель людей, разрушение оборудования, перегородок мебели и т. д. Причиной этого является высокое давление в волне сжатия и особенно скоростной напор при затекании её в проемы относительно небольшой площади.
Четвертый сценарий. Если в облаке ТВС, концентрация которого находится между НКПВ и ВКПВ, будет осуществлен взрыв заряда тротила (массой порядка 200 г), пластита или другого взрывчатого вещества (ВВ), то возможен детонационный взрыв топливовоздушного облака (ТВО) [2].
Детонационный взрыв характеризуется сверхзвуковой скоростью распространения пламени, созданием высокого избыточного давления (до 2000 кПа) за очень короткое время, практически мгновенно.
Поражающими факторами при детонационном взрыве газопаровоздушной смеси (ГПВС), в том числе ТВС, являются давление воздушной ударной волны и ее скоростной напор.
Оценим поражающие факторы ЧС на АЗС по предлагаемым сценариям.
Первый сценарий. По расчетам при максимальном проливе топлива массой 30 т (максимальная масса топлива в цистерне бензовоза)
приведенный диаметр пролива составит 30 м, высота пламени 34 м, время горения - 12 мин [3].
На рисунке 1 представлены графики снижения интенсивности теплового излучения и вероятности поражения человека в зависимости от расстояния от него до границы пролива [3, 4].
Второй сценарий. При консервативном подходе к ЧС и массе выброшенного в атмосферу топлива 30т эффективный диаметр огневого шара составит 155 м, время его существования - 21 с [3].
Из рисунка 2 видно, что в радиусе 77,5 м (радиус огневого шара) следует ожидать 100 %-ной гибели людей. На расстоянии 100 м от центра огневого шара вероятность летального исхода людей составит 80... 90 % [5]. На расстоянии менее 200 м в зданиях произойдет разрушение окон из ПВХ-профиля, что приведет также к разрушению остекления и, как следствие, к пожару в зданиях.
20 40 60 80 I. м
Рисунок 1. Интенсивность теплового излучения q (а) и вероятность теплового поражения человека V (б) на различном расстоянии L от границы пролива: 1 - человек неподвижен; 2 - человек удаляется со скоростью 0,5 м/с
</, кВг/м*
75-!Ч>
251 I 1
£, м
£?, кДжДг 1500
500
Ы1
/„__ 6
•} ^
1_А.-X-
80
100
120 144) ¿, М
Рисунок 2. Интенсивность теплового излучения q (а), доза теплового потока Q (б) и вероятность теплового поражения человека V (в) при воздействии на него излучения от огневого шара: 1 - человек неподвижен; 2 - человек удаляется со скоростью 2,5 м/с; 3 - человек удаляется со скоростью 5 м/с.
Третий сценарий. Рассмотрим воздействие волны сжатия дефлаграционного взрыва ТВС на некоторое здание длиной 80 м, высотой 83 м, находящееся на расстоянии 75 м от источника взрыва (рис. 3). Расчетное значение видимой скорости пламени равно 118 м/с. В отраженной волне сжатия на фасаде здания избыточное давление (нагрузка) составит 5,4 кПа (540 кгс/м ) [5]. По длине здания и по его высоте давление практически одно и то же, т.е. около 5,4 кПа, импульс взрывного давления не превышает 700 Пас.
0 50 100 150 200 250 у, М
Рисунок 3. Изолинии уровней максимального взрывного давления при
дефлаграции (план)
При избыточном давлении более 3 кПа и менее 6 кПа здание получает разрушения слабой степени. При этом в основном разрушаются заполнения оконных проемов, а также навесной фасад, если он имеется [3, 6]. Четвертый сценарий. При детонационном взрыве ТВС давление в проходящей воздушной ударной волне на расстоянии порядка 100 м (т. е. там, где начинается стилобатная часть здания) достигает примерно 15 кПа [2] (рисунок 4). В отраженной волне оно примерно удвоится. При таких давлениях стилобатная часть здания в основном будет разрушена.
0 50 100 150 200 250 у, м
Рисунок 4. Изолинии уровней максимального взрывного давления при
детонации (вертикальный разрез)
На фасаде высотного здания в отраженной ударной волне избыточное давление достигнет 18,5 кПа и будет распределяться практически
равномерно по всему фасаду здания. Здание получит разрушения сильной степени [6]. Однозначно будет разрушен навесной фасад, стекла оконного заполнения. Возможно разрушение стеновых панелей из легких бетонов, мягкой кровли больших площадей, воздухоприемников вентиляции, наружных антенн, повреждение некоторых конструктивных элементов, несущих нагрузку, и ряд других повреждений.
Материальный ущерб, нанесенный зданию, может составить до 60% сметной стоимости. До 1,5% людей, находящихся в здании, получат крайне тяжелые травмы, до 7 % - тяжелые и 25 % - средней тяжести. При вскрытии оконных проемов воздушная ударная волна (ВУВ) взрыва ТВС проникнет в помещение здания со стороны действия ВУВ. В помещениях, в которых оконные проемы находятся только со стороны действия ВУВ, давление достигнет 15 кПа (рисунок 5). Вероятность гибели людей (разрушений средней степени) в этих помещениях достигнет 40 %.
Рисунок 5. Изолинии уровней максимального взрывного давления (фрагмент
здания)
В помещениях, окна которых располагаются и со стороны воздействия ВУВ, и с противоположной стороны, давление будет ниже (~10 кПа). Однако в таких помещениях при вскрытии оконных проемов скорость воздушных потоков достигнет значительных величин (рисунок 6).
Рис. 6 - Изолинии уровней максимальной скорости воздушного потока
Непосредственно у открытых оконных проемов скорость составит 35 м/с (116 км/ч), что больше скорости ураганного ветра (33 м/с). Причем вектор скорости будет направлен как внутрь помещения при положительном избыточном давлении, так и наружу из помещения - при отрицательном давлении и достигнет примерно 15 м/с (54 км/ч).
В заключение отметим, что чрезвычайная ситуация (пожар и тем более взрыв) на АЗС может привести к серьезным последствиям для зданий и людей, находящихся в непосредственной близости от АЗС.
Использованные источники:
1.Технический регламент о требованиях пожарной безопасности: Федер. закон от 22.07.2008 г. 123-Ф3; принят Гос. Думой 04.07.2008 г.; одобр. Сов. Федерации 11.07.2008 г. // Собр. законодательства РФ. - 2008. - .№ 30 (ч. 1), ст. 3579.
2.Комаров А. А. Прогнозирование нагрузок от аварийных дефлаграционных взрывов и оценка последствий их воздействия на здания и сооружения : дис. д-ра техн. наук. - М. : МГСУ, 2001. 460 с.
3.ГОСТ Р 12.3.047-98. ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля. - Введ. 01.01.2000 г. - М. : Изд-во стандартов, 1998. - 85 С.
4.СП 12.13130.2009. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности : приказ МЧС России от 25.03.2009 г. № 182; введ. 01.05.2009 г. - М. : ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2009.
5.Мишуев А. В., Хуснутдинов Д. З. Методика расчета нагрузок на здания и сооружения при воздействии внешних аварийных дефлаграционных взрывов. - М. : МГСУ, 2004.
6.РД 03-409-0 1. Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей (с изм. и доп.) : постановление Госгортехнадзора РФ от 26.06.2001 г. № 25; введ. 26.06.2001 г. // Сборник
документов Госгортехнадзора России, сер. 27, вып. 2. - М. : НТЦ «Промышленная безопасность», 2001. - 224 с.
УДК 004.891.3
Егоров А.И. студент
институт компьютерных технологий и защиты информации Казанский национальный исследовательский технический
университет им. А.Н. Туполева-КАИ
г. Казань Валиуллин Д.Р. студент
институт компьютерных технологий и защиты информации Казанский национальный исследовательский технический
университет им. А.Н. Туполева-КАИ
г. Казань Багаутдинов А.А.
студент института компьютерных технологий и защиты информации Казанский национальный исследовательский технический
университет им. А.Н. Туполева-КА
г. Казань
КРАТКИЙ ОБЗОР ВОЗМОЖНОСТЕЙ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ
СРЕДСТВ СЕРИИ МОНАП
Введение
Появление и развитие компьютеров привело и продолжает приводить к созданию новых технологий в различных областях научной деятельности. Одной из таких областей стало образование - процесс передачи накопленных знаний, навыков и умений от одного поколения к другому. Образование откликнулось на возможности современной вычислительной техники появлением интеллектуальных обучающих систем (ИОС)[1]. Интеллектуальные обучающие системы - это системы, имеющие возможность:
• строить последовательность изучения курса обучения;
• проводить анализ ответов обучаемого;
• осуществлять помощь в решении задач, основанных на примерах. На данный момент актуальным является вопрос совершенствования ИОС, а именно проблема адаптивного управления процессом обучения. Адаптивность - это свойство системы приспосабливаться к действиям пользователя, т.е. система изменяет свои параметры и структуру в зависимости от работы пользователя.
Ключевые слова программный комплекс; обучающая среда; процесс обучения; тестирование; интеллектуальная система;
