Например, согласно производственным исследованиям из ванн электролиза хлора при недостаточной их герметизации даже при разрежении 40 - 60 Па может выделяться до 70 г/ч хлора на одну ванну. Необходимый воздухообмен для удаления этого количества хлора составляет около 70000 м3/ч. При хорошей герметизации выделение хлора снижается в 3—4 раза.

Таким образом, герметизация оборудования способствует значительному сокращению капитальных и эксплуатационных расходов на вентиляцию, и обеспечению в цехах требуемой санитарными нормами чистоты воздушной среды.

В.М. Эльтерманом были выведены формулы, позволяющие определить количество вредных веществ, проникающих из оборудования навстречу потоку воздуха вследствие турбулентного или диффузионного переноса вещества.

Количество газа вытекающего из оборудования под разряжением определяется по следующей формуле:

,

G - количество вредных веществ выделяющихся из оборудования (г/с);

F - площадь отверстия в корпусе оборудования (м2);

а - длинна канала (м);

v - скорость воздуха (м/с);

С0 - концентрация вредного газа в оборудовании (г/м3);

D - коэффициент диффузии газа в воздухе (м2/с).

Нужно отметить, что при стационарном потоке бесконечной длины расход вредного газа из оборудования равен нулю. Если бы в помещении, где установлено оборудование, была совершенно невозмущенная воздушная среда, то поле концентраций вредных веществ, создающееся вокруг источников их выделения, не нарушалось бы, и расход вещества равнялся бы нулю. Но так как в вентилируемых помещениях воздух всегда подвижен, и воздушная среда в них турбулизуется приточными и тепловыми струями, то течение у всасывающего отверстия нарушается, и поле концентраций вокруг оборудования размывается. В результате этого концентрация вредных веществ вблизи оборудования снижается, из оборудования в помещение поступают вредные вещества.

1.4. Определение максимальных концентраций при кратковременном выделении вредных веществ из наземных источников

При авариях (разрывах трубопроводов, по которым транспортируется газ с большим содержанием вредных веществ, взрывах цистерн с вредными веществами, разливе на почве легкокипящих и летучих жидкостей) выделяется на несколько порядков больше вредных веществ, чем при нормальной работе оборудования. Как правило, такое выделение происходит кратковременно. Авария ликвидируется в течение одного-двух часов, разлившаяся химическая жидкость также в короткий срок собирается или сливается в закрытые емкости, или покрывается каким-либо изолирующим материалом, препятствующим ее испарению.

Главной Геофизической обсерваторией под руководством М. Е. Берлянда разработан метод расчета максимальных концентраций вредных веществ от наземных кратковременных источников.

3.4.1. Определение максимальных концентраций для точечного источника

,

Cм - максимальная концентрация при кратковременном выделении вредных веществ для точечного источника (мг/м3);

A - константа, по предварительным расчетам A = 0.11;

M - мощность выброса (мг/с);

t - определяемая технологами возможная продолжительность аварии с большими выделениями вредных веществ (с);

x - расстояние от источника (м).

3.4.2. Определение максимальных концентраций для линейного источника

,

Cм - максимальная концентрация при кратковременном выделении вредных веществ для линейного источника (мг/м3);

A - константа, по предварительным расчетам A = 0.17;

M1 - мощность выброса (мг/(с*м)).

,

- суммарная величина всех низких выбросов на площадке (мг/с);

b - проекция границ промузла на линию, перпендикулярную оси промузел - город (м).

Данные о концентрации в приземном слое высотой 50 м были получены путем численного решения нестационарного уравнения диффузии. С увеличением расстояния от источника концентрации возрастают не сразу и максимум концентраций наступает через некоторое время после начала действия источника. На расстоянии x = 20 м и x = 40 м от источника максимум концентраций наступает после прекращения его действия.

Приведенными выше формулами можно также воспользоваться для определения максимальной концентрации в жилых районах от наземных источников при нормальной работе оборудования, но при кратковременных особо неблагоприятных метеорологических условиях (штиль, инверсия). Тогда в формулах время t - длительность непрерывных особо неблагоприятных метеорологических условий (в с).

Для каждой точки x соответствуют свои неблагоприятные метеорологические условия. Сочетание малых скоростей ветра и ослабленного турбулентного обмена приводит к максимальным значениям наземных концентраций вредных веществ вблизи источника. На больших расстояниях x неблагоприятные условия загрязнения атмосферы проявляются при усиленном перемешивании и значительных скоростях ветра.

То обстоятельство, что при аварийном выбросе вредных, в большинстве своем, взрывоопасных веществ концентрации на расстоянии от места аварии возрастают не мгновенно, дает возможность принять меры против возможных взрывов и отравлений на соседних объектах. Рекомендуется при аварии по всей территории подать сигнал и начать проводить противовзрывные мероприятия: отключить приточные системы, закрыть в приточных шахтах клапана и окна в зданиях, находящихся на заветренной стороне по отношению к месту аварии, и другие мероприятия, разрабатываемые конкретно для каждого производства.

1.5. Исходные данные и описание работы программы для исследования утечки газа в аварийных режимах

Программа для исследования утечки газа в аварийных режимах, разработанная в данном дипломном проекте, использует следующие исходные данные, вводимые пользователем с терминала ПЭВМ.

Для исследования количества газа вытекающего из оборудования под давлением:

V - объем газовой или паро-воздушной фазы в оборудовании, м3 (1.0-5.2);

m - коэффициент негермитичности оборудования и газопроводов, ч-1(0.04-0.0002);

- плотность газа при рабочем давлении и температуре, кг/м3 (10-100).

Для исследования количества газа вытекающего из оборудования под разрежением:

F - площадь отверстия в корпусе оборудования, м2 (0.001-0.01);

а - длинна канала, м (0.01-0.31);

v - скорость воздуха, м/с (0.2-1);

С0 - концентрация вредного газа в оборудовании, г/м3 (0.1-1);

D - коэффициент диффузии газа в воздухе, м2/с (0.01-0.2).

Для исследования максимальной концентрация при кратковременном выделении вредных веществ для точечного источника:

A - константа, по предварительным расчетам A = 0.11;