2.3. Расчет дальности распространения хлорной волны от места возникновения утечки хлора (при аварии)

В специальном пособии "Техника безопасности при хранении, транспортировании и применении хлора" (М.: Химия, 1990) предложены простые расчетные уравнения для определения дальности распространения хлорной волны при авариях с утечками хлора. Дальность распространения хлорной волны (в м) с предельно допустимой концентрацией (ПДК) хлора в приземном слое атмосферы

Х = [9,23 М / (К  _в) ]^0,55,

где Х – расстояние от места утечки хлора, м; М – величина утечки хлора, кг / ч; К – предельно допустимая концентрация (ПДК) в приземном слое атмосферы, г / м³; _в – скорость ветра, м / с.

Утечку газообразного хлора (в кг / ч) определяют по формуле

М = _г _г S₀,

где _г – скорость истечения газа, м /с; _г – плотность газа, кг / м³; S₀ – площадь поперечного сечения аварийного отверстия, м².

Скорость истечения газа зависит от его температуры и относительной молекулярной массы (для хлора – 71). Если в аварийной емкости отношение рабочего давления к атмосферному превышает 0,55, то скорость истечения газа (в м/с) можно рассчитать по формуле

_г = 108  (Т /  )^1/2,

где Т – температура газа, К;  = 71 – относительная молекулярная масса газа.

Расчеты, произведенные по указанным формулам, показывают, что при утечке 1000 кг/ч хлора и скорости ветра _в = 1 м/с в радиусе до 83 м (9,23  1000 / (3  1)^0,55 = 83 м) образуется зона летальной для человека концентрации хлора С _лет. = 3 г/м³ или 3000 мг/м³. Можно считать, что на расстоянии до 85 м от места утечки хлора будет сохраняться зона со смертельной концентрацией хлора, т. е. зона, в которой при нескольких вдохах воздуха с концентрацией хлора 3 г/м³ наступает смерть.

Из табл. 2.7 видно, что смертельная для организма человека концентрация хлора (0,7 г/м³) будет сохраняться в течение 5–10 мин на расстоянии радиусом (9,23  1000 / 0,7)^0,55 = 184,5 м. Зона, пребывание в которой в течение 0,5–1 ч (концентрация хлора 0,07 г/м³) опасно, ограничена радиусом (9,23  1000 / 0,07)^0,55 = 654 м. Зона, концентрация хлора (0,007 г/м³) в которой вполне переносима в течение 0,5–1 ч, сохраняется на расстоянии радиусом (9,23 1000/0,007)^0,55 = 2325 м.

Таким образом, для определения опасной зоны при аварии с утечкой хлора через аварийное отверстие (в емкости, трубопроводе) необходимо определить величину (площадь) возможного отверстия при аварии. Обычно задаются максимально возможной величиной, т. е. условиями самой тяжелой аварии, последствиями которой является утечка газообразного хлора.

В реальных условиях аварийных ситуаций возможны следующие виды утечек хлора:

• утечка в виде неиспаряющегося потока жидкого хлора;

• в виде жидкого хлора под давлением газовой подушки;

• в виде испаряющегося потока жидкого хлора;

• в виде выброса газообразного хлора.

На практике опаснее утечки жидкого хлора, так как массовый поток жидкого хлора через равные площади отверстий будет во много раз больше, чем газообразного.

На предприятиях, где хранится или используется хлор, целесообразно иметь набор диаграмм на планшетах для быстрого определения концентрации хлора на различных расстояниях от аварийного источника при возможной утечке хлора.

Таблица 2.7