Пожарная безопасность

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА (МИИТ)»
(РУТ (МИИТ)

Одобрено кафедрой

«ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ»

Протокол № от             201 г.

Автор:

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ С МЕТОДИЧЕСКИМИ
УКАЗАНИЯМИ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Пожарная безопасность

Специальность/Направление: 20.03.01 Техносферная безопасность (ТБб)

Специализация/Профиль/Магистерская программа: (ББ) Безопасность
жизнедеятельности в техносфере

Москва

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «Пожарная безопасность»

Целью выполнения курсовой работы является обзор теоретического
материала и получение практических навыков по дисциплине «Пожарная
безопасность». Номер варианта студента соответствует номеру в списке
группы.

Курсовая работа должна состоять из содержания, введения, двух
частей, заключения, списка используемых источников. Во введении
указываются основные особенности пожарной опасности на различных
объектах и формируется задача курсовой работы.

В первой части приводятся результаты расчета выбросов загрязнения
атмосферы при свободном горении нефти и нефтепродуктов (задание 1). В
этой части следует привести расчет выбросов загрязняющих веществ при
горении нефти дизельного топлива и бензина.

Во второй части приводятся расчет выбросов загрязняющих веществ
при горении полигонов твердых бытовых отходов(задание 2).

В заключении даются основные выводы по полученным результатам.

Условия всех заданий переписывают полностью, без сокращений. Расчеты,
вывод формул и ответы на теоретические вопросы должны быть коротко, но
четко обоснованы. При проведении расчетов нужно приводить весь ход
решения и математические преобразования. Формулы набираются в
редакторе формул. Графики и рисунки должны быть выполнены аккуратно с
использованием чертёжных инструментов или компьютерной технологии.
Работа должна иметь подпись студента и дату. Курсовая работа
представляется в бумажном и электронном виде: в бумажном виде на листах
А4 и на СД-диске.

Исходные данные заданий 1 и 2 для курсовой работы выбираются
согласно списочного состава студентов группы по Приложениям 1-2,

Задание 1

В результате аварии на нефтебазе произошла утечка нефтепродуктов
(разрушение резервуара, разрыв нефтяной скважины) с последующим
возгоранием. Рассчитать максимальный и валовый выброс вредных веществ,
поступающих в атмосферу при горении нефтепродуктов на поверхности
раздела фаз жидкость-атмосфера и на почве. Сделать вывод об объемах
поступления загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Необходимые
данные для расчета представлены в приложении 1.

Порядок проведения расчета

При массовом проливе нефти и нефтепродукта на грунт (или другую
пористую подложку) часть их впитывается в грунт, а остальная часть
остается на поверхности и образует горизонтальное зеркало раздела фаз
жидкость-воздух. В этом случае горение протекает в две стадии:

• 1.    Свободное горение нефти и ее продуктов с поверхности раздела
  фаз.

• 2.    Выгорание остатков нефти и нефтепродукта из пропитанного им
  грунта вплоть до затухания.

Упрощенный расчет выброса для рассматриваемого случая
предусматривает раздельное определение поступающих в атмосферу
вредных веществ при разных стадиях горения с последующим
суммированием полученных величин выбросов.

• 1.    Горение нефти и нефтепродуктов на поверхности раздела фаз жидкость-
  атмосфера.

Выброс вредного вещества в атмосферу при рассматриваемом
характере горения нефтепродукта рассчитывается по формуле (1.1):

Пi¹=ki mj ·Sср,(1.1)

где Пi¹ - количество конкретного (i) вредного вещества, выброшенного в
атмосферу при сгорании конкретного (j) нефтепродукта в единицу времени,
кг/ч;

ki удельный выброс конкретного ВВ (i) на единицу массы сгоревшего
нефтепродукта, кг/кг;

mj - скорость выгорания нефтепродукта, кг/м²ч;

Scp - средняя поверхность зеркала жидкости, м².

Величина ki является постоянной для данного нефтепродукта и
вредного вещества, численное значение удельных выбросов вредных веществ
в зависимости от типа нефтепродукта представлено в табл. 1.

Таблица 1. - Удельный выброс вредного вещества при горении нефти и
нефтепродуктов на поверхности

Скорость выгорания "mj" является практически постоянной величиной
для нефти и конкретных нефтепродуктов и определяется как средняя
массовая скорость горения нефтепродукта с единицы поверхности зеркала
фаз в единицу времени. Величины скорости выгорания нефти и
нефтепродуктов представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Величины скорости выгорания

Средняя поверхность зеркала горения (поверхность горения) Scp
определяется метрически путем измерения поверхности разлива
нефтепродукта (поверхности нефти в резервуаре, площади амбара и др.).
Ниже приводятся способы определения поверхности горения для различных
аварийных случаев:

• а)    при горении жидкости в резервуаре (установке) без его разрушения
  Scp равна площади горизонтального сечения резервуара или установки;

• б)    при горении жидкости с разрушением резервуара и вытекании
  жидкости в обваловку Scp равна площади обваловки;

• в)    для резервуаров (установок), получивших во время аварии сильные
  разрушения, Scp, определяется по формуле (1.2):

Scp =4,63·Vж, м², (1.2)

где Vж - объем нефтепродукта в резервуаре (установке), м³.

• г)    для фонтанирующих нефтяных скважин средняя поверхность
  определяется по формуле (1.3):

Sср = 0,7· Q/ρ·l                                        (1.3)

где Q - дебит скважины (производительность скважины по

нефти), т/сут; р - плотность нефти, т/м³ (допускается

принять 0,9 т/м³); l - линейная скорость выгорания нефти и

нефтепродуктов, мм/мин (табл. 2)

.Горение пропитанных нефтью и нефтепродуктами инертных
грунтов

При возгорании малых и средних проливов нефти и нефтепродукта на
почву, когда не образуется явное зеркало раздела фаз и нефтепродукт
полностью впитывается этой почвой.

Валовый выброс загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу
при сгорании нефти на инертном грунте, рассчитывается по формуле (1.4):

П²i = 0,6· Кi· Кн· ρ· b ·S,/ tr (1.4)

где П²i - количество конкретного (i) вредного вещества, выброшенного в
атмосферу при сгорании конкретного нефтепродукта в единицу времени
на инертном грунте, кг/ч;

Кi - удельный выброс вредного вещества, кг/кг;

Кн - нефтеемкость грунта, м³/м³;

• ρ - плотность разлитого вещества, кг/м³;

• b - толщина пропитанного нефтепродуктом слоя почвы, м;

Sr - площадь пятна нефти и нефтепродукта на почве, м;

• tr - время горения нефти и нефтепродукта от начала до затухания, ч;

• 0,6 - принятый коэффициент полноты сгорания нефтепродукта.

Плотность бензина составляет в среднем 750 кг/м , дизельного топлива 860
т/м³, нефти 900 т/м³.

Величина нефтеемкости грунтов определяется по табл. 3 в зависимости
от вида грунта и его влажности.

Таблица 3. - Нефтеемкости грунтов, м³/м³

• 2.РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ
  ПРИ ГОРЕНИИ ПОЛИГОНОВ ТВЕРДЫХ
  БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

Твердые бытовые отходы (ТБО) образуются в результате бытовой
деятельности людей и состоят из пищевых отходов, использованной тары и
упаковки, изношенной одежды и других вышедших из употребления
текстильных изделий, отслуживших свой срок бытовых приборов, мебели,
электро- и радиотехнических устройств.

Средний морфологический состав ТБО в России включает в себя, по
данным Академии коммунального хозяйства им. К.Д.Памфилова, следующие
компоненты:

пищевые отходы - 3°-38%,

отходы бумаги и картона - 25-3°%,

текстильные отходы - 4-7%,

стеклобой и стеклотара - 5-8%,

отходы пластмасс - 2-5%,

черные металлы - 2-°,3%,
кости- 5-2%.

Масштабы образования ТБО в российских городах характеризуются
величиной около 200500 кг в расчете на одного человека в год. Основную их
массу - около 96%, направляют на свалки ТБО. Остальные 4% сжигают на
мусоросжигательных заводах или компостируют.

Под складирование ТБО изымают значительные территории земельных
ресурсов, общая площадь которых составляет в России около 10 тыс. га.
Многие свалки уже заполнены или близки к заполнению, а строительство
новых полигонов и свалок ТБО связано в крупных городах, как правило, с

определенными трудностями, особенно при наличии поблизости крупных
водоемов.

Полигоны ТБО представляют собой значительную экологическую и
санитарную опасность. Особенно остро при эксплуатации полигонов ТБО
стоит проблема пожаров. Пожары и возгорания возникают при достаточном
количестве кислорода в толще полигона, когда помимо окисления ор-
ганических компонентов происходит окисление неорганических соединений.
Биохимическое разложение повышает температуру отходов до 40-70⁰С ,что
активизирует процессы химического окисления и ведет к дальнейшему
повышению температуры. Зачастую отток тепла из толщи свалки
недостаточен, что приводит к самовозгоранию отходов. Горение может
происходить как на поверхности, так и в толще полигона, температура
отходов при этом достигает 155 ⁰С. Еще одной причиной пожара может
являться биогаз (свалочный газ), образующийся в процессе биохимического
разложения отходов. Основными компонентами биогаза являются метан и
диоксид углерода, которые являются «парниковыми газами», т.е. вносят
значительный вклад в парниковый эффект - глобальному повышению
температуры в мировом масштабе. В то же время смесь горючего газа и
воздуха может привести к возникновению взрыва и, как следствие, пожара на
полигоне ТБО. Кроме того, причинами пожара могут являться внешние
факторы: несоблюдение правил техники безопасности, эксплуатация
неисправного оборудования, природные явления (молния, землетрясения и
др.).

При горении отходов на полигонах в атмосферу выделяется целый
комплекс особо опасных веществ. В продуктах сгорания отходов могут
присутствовать опасные металлы (ртуть, кадмий, свинец и др.) в виде солей
или оксидов, т.е. в устойчивой форме, и могут в течение длительного
времени вместе с пылью попадать в организм человека, оказывая
токсическое действие.

Сгорание твердых бытовых отходов (ТБО) рассматривается как
аварийный выброс загрязняющих веществ в атмосферу, поэтому в случае
возгорания собственник полигона несет административную, уголовную и
материальную ответственность в соответствии с федеральным законода-
тельством.

Задание 2

Рассчитать валовые выбросы загрязняющих веществ, поступивших в
атмосферу при горении полигона ТБО. Исходные данные для расчета
представлены в приложении

Порядок проведения расчета

Валовый выброс любого вредного вещества обозначается Ма и
измеряется в единицах массы (г, кг, т). Для расчета валовых выбросов при
сгорании ТБО пользуются удельными выбросами загрязняющих веществ,
представленными в табл 4.

Таблица 4

Удельный выброс загрязняющих веществ при сгорании ТБО

Как правило, определить массу сгоревших ТБО визуально достаточно
сложно, поэтому сначала устанавливают объем сгоревших ТБО, а затем через
значение насыпной плотности отходов рассчитывают массу. Расчетная

насыпная масса одного кубического метра ТБО принимается равной 0,25
т/м³.

Масса сгоревших ТБО определяется как произведение объема и
расчетной насыпной массы ТБО (0,25 т/м³). Для уточнения рекомендуется
объем сгоревших ТБО определять как разницу между поступившими на
свалку (полигон) и оставшимися после сгорания ТБО. На практике коли-
чество поступивших на полигон ТБО берется по учетной документации, а
объем оставшихся (не сгоревших) ТБО определяется с помощью обмеров,
принимая за начальные размеры проектные отметки.

Количество образовавшихся вредных веществ определяется как
произведение массы сгоревших ТБО на величину удельного выброса,
указанного в приложении 2.

Список рекомендуемой литературы

• 1.    Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих
  веществ различными производствами. М.: Госкомгидромет, 1986.

• 2.    «Временные рекомендации по расчету выбросов вредных веществ в
  атмосферу в результате сгорания на полигонах твердых бытовых отходов и
  размера предъявляемого иска за загрязнение атмосферного воздуха», МПР
  РФ от 02.11.1992 г.

• 3.    Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН
  2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация
  предприятий, сооружений и иных объектов».

11

Приложение 1

Приложение 2