Введение к работе
Актуальность проблемы Современное развитие цивилизации сопровождается постоянным увеличением числа техногенных аварий и катастроф со все более тяжелыми экологическими, экономическими и социальными последствиями
В условиях невозможности создания абсолютно безопасного производства, обеспечение промышленной безопасности опасных производственных объектов, к чисіу которых относится и металлургия, занимает центральное место в решении задачи предотвращения или смягчения последствий возможных аварий
Система обеспечения безопасности опасных производственных объектов базируется на оценке вероятности возникновения, масштабов и последствий возможных аварийных ситуаций
Большинство существующих методик оценки последствий аварий, сопровождающихся выбросом опасных и вредных веществ, основывается на закономерностях рассеяния в атмосфере газообразной примеси Реальные же аварийные выбросы, как правило, представляют собой гетерогенную среду, состоящую из газовой и твердой фазы (запыленные газы)
Пренебрежение гетерогенностью аварийных выбросов при оценке последствий аварий приведет, вероятнее всего, к их неадекватной оценке
В свете вышеизложенного весьма актуальной является задача адекватного прогнозирования возможного поражения персонала, населения и окружающей природной среды при техногенных авариях, сопровождающихся выбросом гетерогенных токсичных веществ
Это и предопределило цель исследования — создание научно-обоснованного метода количественной оценки потенциальной опасности воздействия токсичного поражающего фактора на население и окружающую природную среду при авариях, связанных с поступлением в атмосферу пылегазовых выбросов, и прогнозирование на его основе последствий аварийных пылегазовых выбросов металлургических производств
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи
проанализированы металлургические производства на предмет возможных крупных и продолжительных аварийных гетерогенных выбросов для оценки потенциальной опасности и выявления конкретных источников,
изучены подходы и выбраны методы количественной оценки опасности воздействия гетерогенных выбросов на население и окружающую природную среду,
разработана математическая модель распространения пылегазовых выбросов в атмосфере, учитывающая эффекты плавучести примеси и седиментации твердой фазы,
с использованием разработанной модели исследовано влияние различных факторов (скорости ветра, масштаба источника, температуры и запыленности выброса, плотности и дисперсности частиц) как на процесс распространения пылегазовых выбросов, так и на величину последствий аварий,
разработана математическая модель пожара разлития с поступлением в атмосферу гетерогенных продуктов горения, позволяющая определять качественный и количественный состав продуктов горения, мощность источника и его размеры,
с использованием разработанных моделей проведена количественная оценка последствий аварии на примере пожара разлития на мазуто-хранилище ТЭЦ Новолипецкого металлургического комбината (НЛМК)
Научная новизна полученных результатов заключается в том, что
разработана математическая модель распространения гетерогенных выбросов (газовая и твердая фаза) в атмосфере, учитывающая эффекты плавучести примеси и седиментацию твердой фазы,
проведена адаптация вычислительного комплекса, разработанного в институте Автоматизации процессов (ИАП) к решению задач распределения двухфазной примеси в атмосфере,
разработана математическая модель пожара разлития, позволяющая производить оценку удельного выхода продуктов горения, мощности и размеров источника,
с использованием адаптированного вычислительного комплекса методом математического моделирования решена задача по расчету распределения концентраций опасных химических веществ в газовой и твердой фазе
Достоверность полученных результатов и обоснованность выводов обусловлена применением современных средств математического моделирования, основанных на фундаментальных законах сохранения и переноса физических свойств и субстанций, а также удовлетворительным согласованием результатов расчета с экспериментальными данными
Практическая значимость результатов работы состоит в том, что с помощью разработанных моделей можно проводить количественный анализ токсической опасности поражения персонала опасного производственного объекта, населения и окружающей природной среды при авариях, сопровождающихся выбросом опасных химических веществ в газовой и твердой фазе
Модель распространения гетерогенной примеси в атмосфере предназначена для решения многих практически значимых исследовательских и прикладных задач промышленной безопасности, связанных с оценкой последствий аварий и выработкой мер по защите персонала, населения и окружающей природной среды при аварии
Полученные результаты могут также представлять интерес для страховых компаний с позиций определения величины ущерба, наносимого третьим лицам и окружающей природной среде при страховании гражданской ответственности опасных производственных объектов в случае
техногенной аварии, связанной с выбросом в атмосферу пьглегазовых смесей.
Апробация работы и публикации Результаты работы были доложены на Международном семинаре «Промышленная безопасность коксохимического производства» (г Москва, 3-5 февраля 2003 г) Основные положения работы опубликованы в трудах этого семинара и в двух статьях в центральных научных журналах
Объем и структура диссертации Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и 13 приложений Работа изложена на 162 страницах машинописного текста, содержит 37 рисунков и 30 таблиц
Библиографический список использованной литературы содержит 124 наименования
