ПБ 03-182-98, часть 4
мю P4
где p4 = -- -----------
R T4 + 273.15
и е
p4 = p4 = pкип, (62)
---------
¦ 3 Q4
R4 = ¦--- ---- , (63)
3 ¦4пи pвыб
\¦
---------
¦ ж
ж ¦ 1 q4
R4 = ¦--- ---- , (64)
2 ¦ ж
\¦пи p4 U
---------
¦ г
г ¦ 1 q4
R4 = ¦--- ---- , (65)
2 ¦ г
\¦пи p4 U
---------
¦ ги
ги ¦ 1 q4
R4 = ¦--- ---- , (66)
2 ¦ ги
\¦ пи p4 U
и ---
R4 = 0.5 \¦ F, (67)
е ---
R4 = 0.5 \¦ S. (68)
1.3. Определить высоту источника выброса h (м).
Высота выброса задается равной 0, а при наличии обваловки -
высоте обваловки над уровнем земли.
2. Определение зоны поражения при растекании
выброса аммиака
2.1. Для первичного облака, образовавшегося по сценарию i, при
выб
pi > pвозд имеет место гавитационное растекание облака. Облако
растекается до радиуса
------------------
¦ - выб ¬
¦ 4 3 ¦pi ¦
¦g - Ri ¦---- - 1¦
1.15 \¦ 3 ¦pвозд ¦
L -
Rраст = ------------------------. (69)
U
3. Определение полей концентрации и токсодозы
3.1. Для условий, в которых происходит выброс, определяются
шероховатость поверхности z0, класс стабильности и величины
дисперсии в зависимости от расстояния x.
3.1.1. Шероховатость поверхности z0 определяется по таблице 1
в зависимости от типа местности, где происходит рассеяние выброса.
3.1.2. Класс стабильности атмосферы определяется по таблице 2
в зависимости от скорости ветра и интенсивности теплового потока у
поверхности (инсоляция и облачность).
Для расчета наихудшего варианта принимается класс стабильности
F и скорость ветра 1 м/с.
3.1.3. Величины дисперсии в зависимости от расстояния x
определяются по следующим формулам:
C3 x
сигма x = сигма y = ------------, (70)
------------
\¦1 + 0.0001x
сигма z = f(z0, x) g(x), (71)
где
B1
A1 x
g(x) = --------- , (72)
B2
1 + A2 x
- D1 D2
¦ln[C1 x (1 + C2 x )], z0 < 0.1 м
f(z0, x) = < D1 D2 (73)
¦ln[C1 x / (1 + C2 x )], z0 >= 0.1 м
L
Коэффициенты A1, A2, B1, B2, C1, C2, C3, D1, D2 определяются
по таблицам 3 и 4.
Величина сигма z, рассчитанная по формуле (71), не должна
превосходить величины сигма z, указанной в таблице 5, если это
имеет место, то вместо величины, рассчитанной по формуле (71),
следует использовать соответствующее данному классу стабильности
значение из таблицы 5.
3.2. Для каждого из этапов выброса по сценарию i определяются
поля концентрации и максимальная концентрация на оси x.
3.2.1. Концентрация при прохождении первичного облака
Qi
ci(x,y,z,t) = ------------------------------------------- x
- ¬
¦8 3 3/2 ¦
¦- пи Ri + (2пи) сигма x сигма y сигма z¦
¦3 ¦
L -
x Gз(x,y,z,t), (74)
-
- 2 2 ¬ ¦ - 2¬
¦ (x - Ut) y ¦ ¦ ¦ (z - h) ¦
Gз(x,y,z,t) = exp¦- --------- - -------- ¦< exp¦- ------- ¦ +
¦ 2 2 ¦ ¦ ¦ 2 ¦
¦ 2 сигма x 2 сигма y¦ ¦ ¦ 2 сигма z¦
L - ¦ L -
¬ L
- 2¬¦
¦ (z + h) ¦¦
+ exp¦- ------- ¦ >, (75)
¦ 2 ¦¦
¦ 2 сигма z¦¦
L -¦
-
максимальная концентрация при прохождении первичного облака
наблюдается на оси y = 0, z = 0 в центре облака, она составит:
2Qi
cimax(x,0,0,t = x/U) = ----------------------------------------- x
- 8 3 3/2 ¬
¦ - пи Ri + (2пи) сигма x сигма y сигма z¦
¦ 3 ¦
L -
x Gо(x), (76)
- - 2 ¬¬
¦ ¦ h ¦¦
Gо(x) = < exp¦- -------¦ >. (77)
¦ ¦ 2 ¦¦
¦ ¦2 сигма z¦¦
L L --
3.2.2. Концентрация при прохождении вторичного облака,
образующего при истечении жидкого аммиака из разрушенного
оборудования
ж
ci(x,y,z,t) =
-
¦ ж ж
¦ sign(ti)qi 1 ж
¦ ---------------------------- Gн(x,y,z), x <= --------- U ti
¦ ж2 - ---- ¬
¦U(2пи Ri + 2пи сигма y сигма z) ¦C3 \¦2пи ¦
= < L - , (78)
¦ ж ж
¦ qi ti
¦ ------------------------------------------------ Gз(x,y,z,t),
¦- ж2 ж 3/2 ¬
¦¦(2пи Ri ti U + (2пи) сигма x сигма y сигма z¦
¦L -
L
1 ж
x > ----------- U ti
- ---- ¬
¦C3 \¦2пи ¦
L -
Gн(x,y,z) =
- ¬ - - ¬ - ¬¬
¦ 2 ¦ ¦ ¦ 2¦ ¦ 2¦¦
¦ y ¦ ¦ ¦ (z - h) ¦ ¦ (z + h) ¦¦
= exp¦- ------ ¦< exp¦- --------¦ + exp¦- --------¦ >, (79)
¦ 2 ¦ ¦ ¦ 2 ¦ ¦ 2 ¦¦
¦2 сигма y¦ ¦ ¦2 сигма z ¦ ¦2 сигма z ¦¦
L - L L - L --
максимальная концентрация на поверхности земли при прохождении
этого облака наблюдается на оси y = 0, z = 0
ж
cimax(x,0,0) =
- ж ж
¦ sign(ti)2qi 1 ж
¦---------------------------- Gо(x), x <= ----------- U ti
¦ ж2 - ---- ¬
¦U(2пи Ri + 2пи сигма y сигма z) ¦C3 \¦2пи ¦
¦ L -
= < ж ж
¦ 2qi ti
¦----------------------------------------------- Gо(x),
¦ ж2 ж 3/2 ¬
¦(2пи Ri ti U + (2пи) сигма x сигма y сигма z¦
¦ -
¦ 1 ж
¦x > ----------- U ti.
¦ - ---- ¬
¦ ¦C3 \¦2пи ¦
L L - (80)
3.2.3. Концентрация при прохождении вторичного облака,
образующегося при истечении газообразного аммиака из разрушенного
оборудования до испарения пролива
г
ci(x,y,z,t) =
-
¦ ж
¦ 0.,t <= ti
¦ г г
¦ sign(ti)qi 1 г ж
¦--------------------------- Gн(x,y,z), x <= ---------- U ti и t > ti
¦ г2 - ---- ¬
¦U(2пи Ri + 2пи сигма y сигма z) ¦C3 \¦2пи ¦
= < L -
¦ г г
¦ qi ti ж
¦ --------------------------------------------- Gн(x,y,z,t - ti),
¦- г2 г 3/2 ¬
¦¦(2пи Ri ti U + (2пи) сигма x сигма y сигма z¦
¦L -
¦ 1 г
¦x > ----------- U ti
¦ - ---- ¬
¦ ¦C3 \¦2пи ¦
¦ L -
¦ ж
¦и t > ti, (81)
L
максимальная концентрация на поверхности земли при прохождении
этого облака наблюдается на оси y = 0, z = 0
г
cimax(x,0,0) =
- г г
¦ sign(ti)2qi 1 г
¦------------------------------- Gо(x), x <= --------- U ti
¦ г2 - --- ¬
¦U(2пи Ri + 2пи сигма y сигма z) ¦C3 \¦2пи¦
¦ L -
= < г г
¦ 2qi ti 1 г
¦----------------------------------------------- Gо(x), x > ---------- U ti
¦ г2 г 3/2 ¬ - ---- ¬
¦(2пи Ri ti U + (2пи) сигма x сигма y сигма z¦ ¦C3 \¦2пи ¦
L - L -
(82)
3.2.4. Концентрация при прохождении вторичного облака,
образующегося при истечении газообразного аммиака из разрушенного
оборудования после испарения пролива
ги
ci(x,y,z,t) =
-
¦ ж г
¦0.,t <= ti + ti
¦
¦ г ги
¦ sign(ti)qi 1 ги
¦------------------------------- Gн(x,y,z), x <= --------- U ti
¦ ги2 - ---- ¬
¦U(2пи Ri + 2пи сигма y сигма z) ¦C3 \¦2пи ¦
= < L -
¦
¦ ж г
¦и t > ti + ti
¦
¦ ги ги
¦ qi ti ж г
¦ ----------------------------------------------- Gн(x,y,z,t - ti - ti),
¦- ги2 ги 3/2 ¬
¦¦(2пи Ri ti U + (2пи) сигма x сигма y сигма z¦
¦L -
¦ 1 ги ж г
¦x > ---------- U ti и t > ti + ti,
¦ ----
¦ (C3 \¦2пи)
L (83)
максимальная концентрация на поверхности земли при прохождении
этого облака наблюдается на оси y = 0, z = 0
ги
ci max(x,0,0) =
- ги ги
¦ sign(ti)2qi 1 ги
¦------------------------------- Gо(x), x <= --------- U ti
¦ ги2 - ---- ¬
¦U(2пи Ri + 2пи сигма y сигма z) ¦C3 \¦2пи ¦
¦ L -
= < ги ги
¦ 2qi ti
¦------------------------------------------------ Gо(x),
¦- ги2 ги 3/2 ¬
¦¦2пи Ri ti U + (2пи) сигма x сигма y сигма z¦
¦L -
¦ 1 ги
¦x > ---------- U ti
¦ - ---- ¬
¦ ¦C3 \¦2пи ¦
¦ L - (84)
L
3.2.5. Концентрация при прохождении вторичного облака,
образующегося при испарении аммиака из пролива
и
ci(x,y,z,t) =
-
¦ ж г ги
¦ 0.,t <= ti + ti + ti
¦
¦ и и
¦ sign(ti)qi 1 и
¦-------------------------------- Gн(x,y,z), x <= --------- U ti
¦ и и - ---- ¬
¦(2qi/рi + U 2пи сигма y сигма z) ¦C3 \¦2пи ¦
¦ L -
¦
= < ж г ги
¦и t >= ti + ti + ti
¦
¦ и и
¦ qi ti ж г ги
¦---------------------------------------------- Gз(x,y,z,t - ti - ti -ti ),
¦- и и и 3/2 ¬
¦¦(2qi ti/pi + (2пи) сигма x сигма y сигма z¦
¦L -
¦ 1 и ж г ги
¦x > ---------- U ti и t >= ti + ti + ti
¦ ----
¦ (C3 \¦2пи)
L (85)
максимальная концентрация на поверхности земли при прохождении
этого облака наблюдается на оси y = 0, z = 0
и
cimax(x,0,0) =
- и и
¦ sign(ti)2qi 1 и
¦-------------------------------- Gо(x), x <= ----------- U ti
¦ и и - ---- ¬
¦(2qi/рi + 2пи сигма y сигма z U) ¦C3 \¦2пи ¦
¦ L -
= < и и
¦ 2qi ti 1 и
¦---------------------------------------------- Gо(x), x > ---------- U ti.
¦ и и и 3/2 ¬ - ---- ¬
¦(2qi ti/pi + (2пи) сигма x сигма y сигма z¦ ¦C3 \¦2пи ¦
L - L -
(86)
3.2.6. Концентрация при прохождении вторичного облака,
образующегося при испарении аммиака из емкости:
е
ci(x,y,z,t) =
-
¦ ж г ги и
¦ 0.,t < ti + ti + ti + ti
¦
¦ е е
¦ sign(ti)qi
¦ -------------------------------- Gн(x,y,z),
¦ е е
¦ (2qi/рi + U 2пи сигма y сигма z)
= <
¦ 1 е ж г ги и
¦ x <= ---------- U ti и t >= ti + ti + ti + ti
¦ ----
¦ (C3 \¦2пи)
¦
¦ е е
¦ qi ti ж
¦----------------------------------------------- Gз(x,y,z,t - ti -
¦- е е е 3/2 ¬
¦¦(2qi ti/pi + (2пи) сигма x сигма y сигма z¦
¦L -
¦ г ги и
¦- ti - ti - ti),
¦
¦ 1 е ж г ги и
¦x =< ---------- U ti и t >= ti + ti + ti + ti
¦ ----
¦ (C3 \¦2пи)
L (87)
максимальная концентрация на поверхности земли при прохождении
этого облака наблюдается на оси y = 0, z = 0
е
cimax(x,0,0) =
- е е
¦ 2sign(ti) qi 1 е
¦-------------------------------- Gо(x), x <= ---------- U ti
¦ е е - ---- ¬
¦(2qi/рi + 2пи сигма y сигма z U) ¦C3 \¦2пи ¦
¦ L -
= < е е
¦ 2qi ti 1 е
¦--------------------------------------------- Gо(x), x > ---------- U ti.
¦ е е е 3/2 ¬ - ---- ¬
¦(2qi ti/pi + (2пи) сигма x сигма y сигма z¦ ¦C3 \¦2пи ¦
L - L -
(88)
3.3. Определяется максимально возможная концентрация на
расстоянии x от места аварии при i сценарии
max ж г ги и е
сi = max(cimax, cimax, cimax, cimax, cimax, cimax). (89)
3.4. Определяется поле токсодозы.
3.4.1. Токсодоза при прохождении первичного облака
1/2
Qi(2пи) сигма x
Di(x,y,z) = ----------------------------------------- Gн(x,y,z),
- ¬
¦8 3 3/2 ¦
U¦- пи Ri + (2пи) сигма x сигма y сигма z¦
¦3 ¦
L - (90)
максимальная токсодоза на поверхности земли при прохождении
первичного облака наблюдается на оси y = 0, z = 0, она составит:
1/2
2Qi (2пи) сигма x
Dimax(x,0,0) = ------------------------------------------ Gо(x).
- ¬
¦8 3 3/2 ¦
U¦- пи Ri + (2пи) сигма x сигма y сигма z¦
¦3 ¦
L - (91)
3.2.2. Токсодоза при прохождении вторичного облака,
образующегося при истечении жидкого аммиака из разрушенного
оборудования
ж
Di(x,y,z) =
- ж ж
¦ qi min{ti, tэксп} 1 ж
¦------------------------------- Gн(x,y,z), x < = --------- U ti
¦ ж2 ----
¦U(2пи Ri + 2пи сигма y сигма z) C3 \¦2пи
¦
= < ж ж 1/2
¦ qi ti(2пи) сигма x
¦------------------------------------------------ Gн(x,y,z),
¦ ж2 ж 3/2
¦U(2пи Ri ti U + (2пи) сигма x сигма y сигма z)
¦
¦ 1 ж
¦ x > -------- U ti
¦ ----
¦ C3 \¦2пи
L (92)
максимальная токсодоза на поверхности земли при прохождении
этого облака наблюдается на оси y = 0, z = 0
ж
Dimax(x,0,0) =
- ж ж
¦ 2qi min{ti, tэксп} 1 ж
¦------------------------------- Gо(x), x <= --------- U ti
¦ ж2 ----
¦U(2пи Ri + 2пи сигма y сигма z) C3 \¦2пи
¦
= < ж ж 1/2
¦ 2qi ti (2пи) сигма x
¦------------------------------------------------ Gо(x),
¦ ж2 ж 3/2
¦U(2пи Ri ti U + (2пи) сигма x сигма y сигма z)
¦
¦ 1 ж
¦x > -------- U ti
¦ ---
¦ C3 \¦2пи
L (93)
3.2.3. Токсодоза при прохождении вторичного облака,
образующегося при истечении газообразного аммиака из разрушенного
оборудования до испарения пролива
г
Di(x,y,z) =
-
¦ - ж ж ¬
¦ г ¦ г tэксп - ti + ¦tэксп - ti¦¦
¦ qi min¦ti, ------------------------ ¦
¦ ¦ 2 ¦
¦ L -
¦ -------------------------------------- Gн(x,y,z),
¦ г2
¦ U(2пи Ri + 2пи сигма y сигма z)
= <
¦ 1 г
¦ x <= --------- U ti,
¦ ----
¦ C3 \¦2пи
¦
¦ г г 1/2
¦ qi ti(2пи) сигма x
¦---------------------------------------------- Gн(x,y,z),
¦ г2 г 3/2
¦U(2пи Ri ti U + (2пи) сигма x сигма y сигма z
¦
¦ 1 г
¦ x > -------- U ti
¦ ----
¦ C3 \¦2пи
L (94)
максимальная токсодоза на поверхности земли при прохождении
этого облака наблюдается на оси y = 0, z = 0
г
Dimax(x,0,0) =
-
¦ - ж ж ¬
¦ г ¦ г tэксп - ti + ¦tэксп - ti¦¦
¦2qi min¦ti, -------------------------¦
¦ ¦ 2 ¦
¦ L - 1 г
¦ ------------------------------------ Gо(x), x <= -------- U ti
¦ г2 ----
¦ U(2пи Ri + 2пи сигма y сигма z) C3 \¦2пи
= <
¦ г г 1/2
¦ 2qi ti(2пи) сигма x 1 г
¦---------------------------------------------- Gо(x), x > -------- U ti
¦ г2 г 3/2 ----
¦U(2пи Ri ti U + (2пи) сигма x сигма y сигма z C3 \¦2пи
L
(95)
3.2.4. Токсодоза при прохождении вторичного облака,
образующегося при истечении газообразного аммиака из разрушенного
оборудования после испарения пролива
ги
Di(x,y,z) =
-
¦ - ж г ж г ¬
¦ ги ¦ ги tэксп - ti - ti + ¦tэксп - ti - ti¦¦
¦qi min¦ti, ---------------------------------- ¦
¦ ¦ 2 ¦
¦ L -
¦ ---------------------------------------------- Gн(x,y,z),
¦ ги2
¦ U(2пи Ri + 2пи сигма y сигма z)
= <
¦ 1 ги
¦x <= ---------- U ti ,
¦ ----
¦ (C3 \¦2пи)
¦
¦ ги ги 1/2
¦ qi ti (2пи) сигма x
¦ ------------------------------------------------ Gн(x,y,z),
¦ ги2 ги 3/2
¦U(2пи Ri ti U + (2пи) сигма x сигма y сигма z
¦
¦ 1 ги
¦ x > --------- U ti
¦ ----
¦ (C3 \¦2пи)
L (96)
максимальная токсодоза на поверхности земли при прохождении
этого облака наблюдается на оси y = 0, z = 0
ги
Di max(x,0,0) =
-
¦ - ж г ж г ¬
¦ ги ¦ ги tэксп - ti - ti + ¦tэксп -ti - ti¦¦
¦2qi min¦ti, --------------------------------- ¦
¦ ¦ 2 ¦
¦ L - 1 ги
¦ ---------------------------------------------- Gо(x), x <= --------- U ti
¦ ги2 ----
¦ U(2пи Ri + 2пи сигма y сигма z) (C3 \¦2пи)
= <
¦ ги ги 1/2
¦ 2qi ti (2пи) сигма x
¦------------------------------------------------ Gо(x),
¦ ги2 ги 3/2
¦U(2пи Ri ti U + (2пи) сигма x сигма y сигма z)
¦
¦ 1 ги
¦x > --------- U ti
¦ ----
¦ (C3 \¦2пи)
L (97)
3.2.5. Токсодоза при прохождении вторичного облака,
образующегося при испарении аммиака из пролива
и
Di(x,y,z) =
-
¦ - ж г ги ж г ги¬
¦ и ¦ и tэксп - ti - ti - ti + ¦tэксп - ti - ti - ti¦¦
¦qi min¦ti, -------------------------------------------- ¦
¦ ¦ 2 ¦
¦ L -
¦---------------------------------------------------------- Gн(x,y,z),
¦ и и
¦ (2qi/рi + U 2пи сигма y сигма z)
¦
¦
= < 1 и
¦x <= ---------- U ti
¦ ----
¦ (C3 \¦2пи)
¦
¦ и и 1/2
¦ qi ti(2пи) сигма x
¦----------------------------------------------- Gн(x,y,z),
¦ и и и 3/2
¦U(2qi ti/pi + (2пи) сигма x сигма y сигма z)
¦
¦ 1 и
¦x > ----------- U ti
¦ ----
¦ (C3 \¦2пи)
L (98)
максимальная токсодоза на поверхности земли при прохождении
этого облака наблюдается на оси y = 0, z = 0
и
Dimax(x,0,0) =
-
¦ - ж г ги ж г ги ¬
¦ и ¦ и tэксп - ti - ti - ti + ¦tэксп - ti - ti - ti ¦ ¦
¦2qi min¦ti, -----------------------------------------------¦
¦ ¦ 2 ¦
¦ L -
¦ ---------------------------------------------------------- Gо(x)
¦ и и
¦ (2qi/рi + 2пи сигма y сигма z U)
¦
¦
= < 1 и
¦x <= ---------- U ti
¦ ----
¦ (C3 \¦2пи)
¦
¦ и и 1/2
¦ 2qi ti(2пи) сигма x
¦--------------------------------------------- Gо(x),
¦ и и и 3/2
¦U(2qi ti/pi + (2пи) сигма x сигма y сигма z)
¦
¦ 1 и
¦x > ---------- U ti
¦ ----
¦ (C3 \¦2пи)
L (99)
3.2.6. Токсодоза при прохождении вторичного облака,
образующегося при испарении аммиака из емкости
е
Di(x,y,z) =
- - ¬
¦ ¦ ж г ги и ж г ги и ¦
¦ е ¦ е tэксп - ti - ti - ti - ti + ¦tэксп - ti - ti - ti - ti¦¦
¦qi min¦ti, ----------------------------------------------------- ¦
¦ ¦ 2 ¦
¦ L -
¦ ----------------------------------------------------------------- Gн(x,y,z),
¦ е е
¦ (2qi/pi + U 2пи сигма y сигма z)
¦
¦
= < 1 е
¦x <= ---------- U ti
¦ ----
¦ (C3 \¦2пи)
¦
¦ е е 1/2
¦ qi ti(2пи) сигма x 1 е
¦-------------------------------------------- Gн(x,y,z), x > ---------- U ti
¦ е е е 3/2 ----
¦U(2qi ti/pi + (2пи) сигма x сигма y сигма z (C3 \¦2пи)
L
(100)
максимальная токсодоза на поверхности земли при прохождении
этого облака наблюдается на оси
е
Di max(x,0,0) =
- - ¬
¦ ¦ ж г ги и ж г ги и ¦