автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Прогнозирование последствий аварийных пылегазовых выбросов в металлургии

На правах рукописи

Меркулова Анна Михайловна

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙНЫХ ПЫЛЕГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ В МЕТАЛЛУРГИИ

Специальность 05 26 03 — Пожарная и промышленная

безопасность (металлургия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 2007

003057853

Работа выполнена на кафедре «Безопасность жизнедеятельности» ГОУ ВПО «Московский государственный институт стали и сплавов (Технологический университет)»

Научный руководитель — Заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор Мастрюков Борис Степанович

Официальные оппоненты — Заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор Арутюнов Владимир Александрович

кандидат технических наук Иванов Андрей Валерьевич

Ведущая организация — НТЦ «Промышленная безопасность» Рос-

технадзора РФ

Защита состоится «24» М£1Я 2007 года в 17:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212 132 04 в ГОУ ВПО «Московский государственный институт стали и сплавов (Технологический университет)» по

адресу 119049, г Москва, Крымский вал, д 3, ауд К-131 Тел 237-21-36, 237-84-45

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Московский государственный институт стали и сплавов (Технологический университет)» . Автореферат разослан « » апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета,

к т н , профессор /^??2<^^*'Муравьев Виктор Александрович

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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 чисчу 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 пылегазовых 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 диссертаиии 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

2 ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели, задачи и методика исследований

В первой главе с позиций потенциального аварийного загрязнения окружающей природной среды и нанесения ущерба персоналу и населению проведен количественный и качественный анализ выбросов в атмосферу основных (агломерационное, доменное, сталеплавильное, прокатное и коксохимическое) и вспомогательных (огнеупорное, газовое хозяйство, ТЭЦ и др ) металлургических производств

При анализе рассматривались выбросы, поступившие в атмосферу непосредственно из технологического оборудования (до очистки) При этом не принимались во внимание источники пылегазовых выделений, не приводящие к масштабным и длительным выбросам (рудный двор, фонари зданий и т п) Предполагаемые аварийные выбросы оценивались по удельному выходу, температуре, качественному и количественному составу, запыленности, дисперсности и плотности пыли

Помимо выбросов основного оборудования, учитывалась и потенциальная опасность производств, связанная с хранением на складах и базах

опасных веществ в больших количествах Такая оценка производилась на примере НЛМК

Выявлено, что большинство потенциально опасных источников аварийного поступления опасных веществ в атмосферу в металлургических производствах, характеризуются продолжительностью действия, что приводит к образованию шлейфов, как правило более опасных, чем первичные облака(мгновенное поступление)

В результате анализа установлено, что практически все возможные аварийные выбросы металлургических производств являются гетерогенными (пылегазовые смеси) и характеризуются значительным перегревом относительно окружающей среды

Во второй главе изложены вопросы, касающиеся методов моделирования переноса веществ в атмосфере Глава носит обзорный характер и включает рассмотрение как экспериментальных работ, так и теоретических, причем последним уделяется большее внимание

Приведен обзор основных методик, применяемых для прогнозирования токсического поражения при авариях на потенциально опасных производственных объектах Выявлены их достоинства и недостатки, показана их неприменимость для оценки последствий пылегазовых выбросов Обоснован выбор методов и средств моделирования для решения поставленных задач

В третьей главе разработана и реализована модель распространения гетерогенных (газовая и твердая фазы) выбросов в атмосфере, учитывающая эффекты плавучести примеси и седиментации твердой фазы

Разработанная модель описывает нестационарное, трехмерное, турбулентное течение вязкого, несжимаемого неоднородного потока воздуха, переносящего вещества (двухфазную примесь) Поток воздуха может иметь положительную или отрицательную плавучесть вследствие разности молекулярных масс и/или температур примеси и воздуха

При разработке модели были приняты следующие основные допущения

1 Распространяющееся вещество химически стабильно, отсутствуют фазовые переходы

2 Газообразные выбросы рассматривали как единая газовая фаза

3 Твердая фаза - шарообразные частицы, одинакового размера Скорость движения частиц относительно газовой фазы определяли законом Стокса

4 Во всех уравнениях модели пренебрегали потоками величин вследствие молекулярной диффузии Турбулентные потоки рассчитывали на основе градиентных моделей(к-е модель)

5 Состояние атмосферы характеризуется фоновой турбулентной вязкостью и соответствующим турбулентным масштабом

6 Используется приближение Буссинеска

7 За время аварии условия окружающей среды не изменяются

8 Влияние шероховатости не учитывали

С учетом принятых допущений дифференциальные уравнения сохранения для переменных, описывающих структуру течения воздуха и перенос двухфазной примеси в атмосфере, могут быть представлены в следующем виде

(1)

(2)

V V г )

р/ /Р

1

л

(3)

{р/г),+У {ри11 + д+д5) = р§иС0+5„, {рс\+Ч (рнс + Л) = 5е,

с$

¡1'

(4)

(5)

(6) (7)

Замыкающие соотношения для турбулентных потоков приведены в таблице 1

Табчгща 1 - Замыкающие соотношения дчя турбучентных потоков

Обозначение Ветчина Замыкание

а тензор напряжений Рейнольдса ст = р,{у®и+У®ит)

<7 турбулентный поток тепла (Рг, =0,9)

Л турбулентный поток концентрации газообразных продуктов горения

турбулентный поток концентрации твердых продуктов горения С с,

л турбулентный поток кинетической энергии турбулентности

л поток скорости диссипации кинетической энергии турбулентности

Здесь ^ = с рв — , см = 0,09

Учет сил плавучести в рамках рассматриваемой модели и назначение уравнения (4) нуждаются в специальном комментарии

Силы плавучести, рассчитываемые через концентрацию примеси и отклонение локальной температуры от температуры воздуха на соответствующей высоте ДГ = 7* -Тос , определяются как

Ь = РЛ-

АТ/Т + с

м.

/м

-1

прод

(9)

-1

прод у

Использовали уравнение непосредственно для разности температур,

выраженной в энергетических единицах ДТ/ = /¡'/ Л

/7" /{1Ьс+1Ч

Эг

+ У (риК)=р.ие ^|УГ0С| к + кБ. + кУ ч+кУ д,> (10)

Р„$

Здесь во-первых С— = —— + £> (Ш

С(, " сП р Л

= 5Л + V <7+ V ^ - мощность внутренних и внешних источников

тепла, включая мощность энерговыделения вследствие химических реакций 5;, влияние теплопроводности V д и лучистого теплообмена с окружающей средой V <7,

Во-вторых ^ = + (!2)

Л Э/

т е предполагается, что на каждой высоте газ находится при давлении окружающей атмосферы

Кроме того Ёо^-иут, (13)

Л

Используя (11)-(13), а также уравнение неразрывности (1), приходим к уравнению для Л в виде(10)

Скорость седиментации облака твердых сферических частиц в поле тяжести определяется формулой

2 (Р,-РУ 2 р£ (14)

5 9 ц * 9 р 8

Вышеприведенная система дифференциальных уравнений сохранения была решена численно методом конечных разностей Вычислительная процедура была реализована на базе программного комплекса, разработанного в Институте автоматизации процессов (ИАП)

Ввиду симметричности решения относительно оси, совпадающей с направлением ветра, моделирование производилось в половинном объеме

В качестве комплексного теста предлагаемой модели были выполнены расчеты высоты растекания облака продуктов горения в зависи-

мости от мощности источника Зависимость высоты всплытия конвективной струи от мощности источника определяется экспериментально подтвержденной аналитической формулой

=0,0237 (15)

Сравнение расчетных данных с указанной зависимостью позволило сделать вывод об их удовлетворительном согласовании (рис 1)

Рис 1 Сравнение результатов расчетов с зависимостью (15) 1 - численный расчет, 2 - зависимость (15)

Распространение выброса перегретых тяжелых газов в определенных условиях характеризуется изменением знака сил плавучести по мере остывания плавучей струи В качестве примера, была рассмотрена задача о распространении выброса тяжелого и первоначально более горячего, чем окружающий воздух газа при наличии ветра (рис 2) Вместо расчета фактического остывания струи в правую часть уравнения энергии был введен член, характеризующий остывание струи с постоянным коэффициентом теплоотдачи, качественно моделирующий теплообмен струи с изотермической атмосферой

Рис. 2. Форма шлейфа остывающего изначально перегретого относительно окружающей среды газа.

Построенная изоно верх кость качественно соответствует форме шлейфа выбросов с положительной плавучестью на восходящем участке и отрицательной — на нисходящем.

Для проверки адекватности модели распространения в атмосфере гетерогенных выбросов также было проведено экспериментальное исследование, связанное с оценкой токсических последствий пожара твердых бытовых отходов (ТЮ) на неорганизованной свалке садоводческого товарищества «Ермачиха» - Московская область, Можайский район, деревня Свпнцово,

После возгорания неорганизованной свалки ТБО в атмосферу поступают различные токсичные продукты горения, в том числе СО, Ы02 и взвешенные вещества. Целью эксперимента являлось определение концентраций этих веществ на высоте 2 м на различных расстояниях от источника возгорания.

Исследования были проведены с участием сотрудников Управления «Аналитическая инспекция» ГУП «Государственный природоохранный центр» Департамента природопользования и охраны окружающей среды Правительства Москвы,

Удовлетворительное согласование результатов расчетов с экспериментальными данными позволило сделать вывод о том, что предложенная модель и метод решения с применением вычислительного комплекса аде-

кватно описывает процесс распространения гетерогенной примеси в атмосфере

В четвертой главе изложены результаты вычислительных экспериментов, цель которых - выявление и обобщение влияния различных факторов на процесс распространения пылегазовых выбросов и, как следствие, на величину последствий потенциальных аварий

Исследование пространственно-временного распределения гетерогенной примеси в атмосфере проводилось с учетом изменения следующих факторов температуры выброса, начальной запыленности газа, дисперсности и плотности твердой фазы

В качестве объекта исследования было выбрано поступление из трубы запыленного газа, с его последующим распространением в атмосфере над ровной поверхностью, класс устойчивости атмосферы - изотермия Время, прошедшее после начала выбросов - 1 час

Выбор начальных условий для серии вычислительных экспериментов определяли данные, полученные в результате анализа возможных аварийных выбросов металлургических производств (проведенного в первой главе)

Вчияние температуры выбросов Исследование показало, что температура выброса оказывает впияние на процесс распространения, причем это влияние заметно ослабевает с ростом температуры Форма полученных зон существенно отличается от эллипсных, характерных для расчетов по статистическим моделям (рис 3)

1400 с

Рис 3 Зоны превышения ПДК взвешенных веществ при различных значениях температуры выбросов

5000

}аалеяяосгь от псточппка, м

Это обусловлено взаимным влиянием распространяющихся фаз. Всплывающий легкий газ завлекает пассивную твердую фазу в турбулентные движения внутри шлейфа.

Влияние начальной запыленности выбросов, Для всех вариантов изменения запыленности изо поверхности выглядят практически одинаково (рис. 4), сопоставимы и зоны загрязнения.

Влияние начальной запыленности выражается в различии «концентрированное™» полученных зон загрязнения. Обладая почти одинаковой площадью, зоны сильно разнятся внутренним распределением концентрации твердой фазы. Это обстоятельство в полной мере отражает рис. 5.

Рис. 4. Изопо-

\ р дв фазы (черная).

\ р <и

верх ноет и газовой (серая) и твердой

Рис. 5. Зависимость осевой концентрации взвешенных веществ от расстояния от источника выбросов при различной начальной запыленности

(на высоте 2 м).

пт л1."ГЛ ч

Влияние дисперсности частиц Полученные результаты свидетельствуют о значительной степени влияния дисперсности на процесс распространения запыленной примеси Мелкие частицы (20 мкм) практически не оседают, ввиду чего и не образовывается зона загрязнения твердой фазой (в пределах расчетной области и времени 1 час) Крупные же частицы (150 мкм) практически сразу «выпадают» из облака примеси, образуя загрязнение в непосредственной близости источника

Однако уменьшение зоны загрязнения не позволяет сделать вывод о последствиях от аварии столь же меньшей величины На рис 6 представлено распределение осевой концентрации взвешенных веществ, которое показывает, что уменьшение зоны загрязнения частиц приводит к оседанию той же массы твердой фазы на меньшую площадь, что определяет большую степень опасности

|__удэлеппостъ от источника, м

Траектория перемещения центра тяжести облака твердых частиц свидетельствует о влиянии дисперсности не только на скорость оседания, но и на высоту подъема (рис 7)

Рис. 7. Изменение положения центра тяжести облака твердой фазы выбросов в зависимости от дисперсности частиц.

уяыснность от источника, и

Влияние плотности твердой фазы. Представленные и зоп о верхи ости газовой и твердой фаз (рис.8а и 86) свидетельствуют о значительном влиянии плотности. Более легкие частицы, медленнее оседая образуют более протяженную зону загрязнения. При этом длительное разделение фаз способствует задержанию всплытия газового шлейфа.

Рис. 8а, Изоповерхности фаз при плотности взвешенных частиц 4 г/см

Рис. 86. Изоповерхностн фаз при плотности взвешенных частиц 1 г/см .

Таким образом, различные параметры (температура, запыленность, дисперсность и плотность твердой фазы) аварийных пылегазовых выбросов оказывают существенное влияние, как на процесс распространения пылегазовой примеси, так и на величину предполагаемых последствий аварий Как показал анализ результатов серии вычислительных экспериментов, наименьшее влияние оказывает температура, а наибольшее - дисперсность

Выявлено, что твердая фаза образует собственные зоны загрязнения и имеет место взаимное влияние фаз Оба этих обстоятельства указывают на необходимость учета гетерогенности выбросов для получения адекватных оценок последствий аварий и ущерба

В пятой главе разработанная математическая модель распространения в атмосфере пылегазовых выбросов была использована дня оценки последствий возможного пожара разлития на мазутохранилище ТЭЦ НЛМК

В результате предполагаемого полного разрушения одного из резервуаров (вместимостью 30 тыс м1), происходит разлитие нефтепродукта в обваловку с последующим возгоранием Факел над горящей жидкостью служит источником образования гетерогенных продуктов горения (сильно перегретая относительно окружающей среды тяжелая примесь), состоящей из СО, N02, 502, НоБ, сажи и др Площадь пожара более 8 ООО м2

Для определения основных параметров источника поступтения выбросов разработана модель пожара разлития, позволяющая вычислить геометрию факела, на основании уравнения Томаса, мощность источника, исходя из энергетического баланса системы «жидкость - факел - окружающая среда», количественных и качественных характеристик выбросов из материального баланса горения топлива и коэффициентов эмиссии токсичных компонент выброса

Основные допущения связаны с пренебрежением зависимости параметров горения от времени, не учетом влияния скорости ветра и диаметра пролива на процесс горения и предположением об отсутствии гомотерми-ческого слоя

В результате образования конвективной колонки продукты выбрасываются на большую высоту Достигая нулевой плавучести, шлейф зависая на этой высоте начинает медленно опускаться, как в силу оседания частиц, так и из-за смены знака сил плавучести Хорошо заметно относительное скольжение фаз (рис 9), иллюстрирующее различие в оседании частиц сажи и рассеяния тяжелого газа

Рис 9 Изолинии распределения логарифма плотности концентрации в сечениях, расположенных на различных расстояниях от источника, для времени от начала аварии 2 часа Слева - газовая фаза, справа - сажа

Установлено, что у поверхности земли для твердой фазы выбросов (сажи) наблюдается эффект суммации - постепенного накопления вещества со временем, прошедшем от момента начала аварии Этот факт особенно важен ввиду адсорбционных свойств сажи, способствующих переносу сажей вещества 1 класса опасности - бенз(а)пирена

В результате моделирования установлено наличие значительных зон загрязнения (60-175 км в зависимости от токсиканта и скорости ветра), затрагивающие соседние с Липецкой области Сам же город Липецк окажется в подфакельной зоне (для газовой составляющей выбросов)

Для оценки влияния скорости ветра на последствия аварии был выполнены расчеты для 3, 7, 12 и 17 м/с Полученные результаты свидетельствуют, что увеличение скорости ветра способствует более интенсивному рассеянию газовой фазы, благодаря чему зоны загрязнения газовыми компонентами с увеличением скорости ветра уменьшаются, а вот для твердой

фазы влияние обратное Увеличение области сажевого загрязнения, вероятно, связано со сносом линий тока частиц ветром (рис 10)

Кроме того, скорость ветра оказывает существенное влияние на конвективную колонку (высоту всплытия продуктов) С увеличением скорости ветра ее больше наклоняет к земле

к 180 ■ Й"

е 160-

и

й

£ 140 •

й 120 • 1 100 •

10

12

14

С

ььэ нсы

N01

16

Рис 10 Зависимость глубины зоны загрязнения компонентами шлейфа продуктов сгорания мазута от скорости ветра

скорость в етра, м/с

Кроме того, проведена оценка влияния масштаба источника Показано, что уменьшение источника приводит к большему вкладу процессов диффузионного переноса, что приводит к загрязнению в непосредственной близости источника

удаленность от источника, м

Рис 11а Зоны превышения ПДК различных компонент продуктов горения для масштабного источника

400

гаГ Ы

| 200

С) ^

о о О

О.

0

0 500 1000

утгалепяость от источника, лг

Рис 116 Зоны превышения ПДК различных компонент продуктов горения для уменьшенного источника

Сравнение области превышения ПДК сажи (рис 11а и 116) масштабного пожара и уменьшенного (в 10 раз) указывает на различие форм зон загрязнения твердой фазы

Важно отметить, что для уменьшенного источника четкого различия в рассеянии/осаждении не наблюдается и образуемые фазами зоны загрязнения сопоставимы

Важно отметить, что при крупном пожаре образуются значительные подфакельные зоны для газовой фазы, при практически отсутствии таковой у твердой фазы Так при масштабном пожаре Липецк окажется в под-факельной зоне (газовой фазы), когда как при уменьшенном пожаре зоны загрязнения располагаются в непосредственной близости

3 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬ ТА ТЫ РАБОТЫ

1 Установлено, что практически все возможные аварийные выбросы металлургических производств являются гетерогенными (пылегазо-вые смеси) и характеризуются значительным перегревом относительно окружающей среды Большинство потенциально опасных источников аварийного поступления опасных веществ в атмосферу характеризуются продолжительностью действия

2 Разработана математическая модель распространения пылегазовых выбросов в атмосфере, учитывающая эффекты плавучести примеси и

седиментации твердой фазы Адекватность модели доказана удовлетворительным согласованием расчетных и экспериментальных данных Модель реализована численно в рамках вычислительного комплекса, разработанного в Институте автоматизирования процессов (ИАП), и адаптирована к исследуемой задаче по экспериментальным данным

3 Установлено влияние скорости ветра, температуры, запыленности, плотности и дисперсности твердой фазы, а также масштаба источника, как на процесс распространения пылегазовых выбросов, так и на предполагаемые последствия аварии Наименьшее влияние оказывает температура выбросов, влияние же других перечисленных факторов различно и значительно

4 Выявлено, что твердая фаза образует собственные зоны загрязнения и имеет место взаимное влияние фаз Оба этих обстоятельства указывают на необходимость учета гетерогенности выбросов для получения адекватных оценок последствий аварий и ущерба

5 Разработана математическая модель пожара разлития, позволяющая определять качественный и количественный состав продуктов горения, мощность источника и его размеры С применением разработанных моделей была произведена оценка токсичных последствий возможной аварии на мазутохранилище ТЭЦ НЛМК

6 В результате моделирования последствий пожара разлития установлено наличие значительных зон загрязнения (60-175 км в зависимости от токсиканта и скорости ветра), затрагивающие соседние с Липецкой области Сам же город Липецк окажется в подфакельной зоне (для газовой составляющей выбросов)

7 У поверхности земли для твердой фазы выбросов (например, сажи) наблюдается эффект суммации - постепенного накопления вещества со временем, прошедшем от момента начала аварии Этот факт особенно важен ввиду адсорбционных свойств сажи, способствующих переносу сажей вещества 1 класса опасности - бенз(а)пирена

Результаты исследований, полученные в настоящей работе, могут быть использованы структурами ГО и РСЧС для решения многих задач, связанных с оценкой последствий аварий и выработкой мер по защите персонала, населения и окружающей природной среды при аварии

Полученные данные 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 пылегазовых

смесей.

4. СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ РАБОТЫ

1 Мастрюков Б С , Меркулова А М Моделирование токсического воздействия продуктов горения при пожаре разлития бензола Материалы Международного семинара «Промышленная безопасность коксохимического производства» 3-5 февраля г Москва, с 117-121 - М Издательский центр РХТУ им Д И Менделеева, 2003 - 148 с

2 Зиновьев А В , Мастрюков Б С , Меркулова А М Прогнозирование токсического поражения продуктами горения при пожаре разлития нефти // Безопасность жизнедеятельности, № 7, 2003, с 15-19

3 Мастрюков Б С , Меркулова А М Прогнозирование последствий пожара разлития мазута на ТЭЦ Новолипецкого металлургического комбината // Металлург, №3, 2007, с 38-42

5 УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Ср и с°р ~ удельная теплоемкость выбросов и воздуха, кДж/(кг град),

й - генерация кинетической энергии турбулентности вследствие плавучести, Вт/м\ Мв и М прод - молярная масса воздуха и выбросов/продуктов

горения, кг/кмоль, Р- деформационная часть генерации кинетической энергии турбулентности, Вт/м\ Рг, - турбулентное число Прандтля, () ап

- мощность источника выброса, кВт, и 5 - объемный источник газообразных и твердофазных продуктов горения, кгЯм1 с), Б, - объемный источник тепла, Вт/м\ Т - температура, К, |УГ0С| - атмосферный градиент температуры, град/км, Ь- силы плавучести, Н/м\ С и С5 - концентрация газовой и твердой фазы, кг/кг или мг/м\ С{,С2,С^ - параметры к—£ модели турбулентности, е - удельная внутренняя энергия газа, Дж/кг, £ = (0,0,-я)7 - ускорение сводного падения, м/с2, И - удельная энтальпия газа, Дж/кг, кос - энтальпия невозмущенной атмосферы, Дж/кг, к - кинетическая энергия турбулентности, Дж/кг, р - давление, Па, д - турбулентный поток тепла, Вт/м1, г5 - радиус частиц, мкм, t - время, с, и = (и,\>,\\>)Т - скорость, м/с, и5 - скорость частиц относительно газовой фазы, м/с, £ - скорость диссипации к , м2/с\ ц и ц -динамическая и турбулентная вязкость воздуха, мкПа с, р, рв, р$ -плотность, плотность воздуха, плотность твердой фазы, кг/м\ Сс, <7С$, <Ук, £7 - константы к — £ модели турбулентности, 8 — единичный тензор, ® - прямое произведение, Н+ - высота растекания выбросов, км, Н = 11 - высота тропосферы, км, жирным шрифтом в уравнениях обозначены векторные величины

Формат 60 х 90 '/,6 Тираж 100 экз

Объем 1,5 п л Заказ 1329

Отпечатано с готовых оригинал-макетов в типографии Издательства «Учеба» МИСиС, 117419, Москва, ул Орджоникидзе, 8/9

ВВЕДЕНИЕ.

1. ГЛАВА 1. АНАЛИЗ АВАРИЙНЫХ ВЫБРОСОВ В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ.

1.1. Агломерационное производство.

1.2. Доменное производство.

1.3. Сталеплавильное производство.

1.3.1. Конвертерное.

1.3.2. Электросталеплавильное.

1.4. Ферросплавное производство.

1.5. Прокатное производство.

1.6. Коксохимическое производство.

1.7. Вспомогательные производства.

1.7.1. Огнеупорное.

1.7.2. Литейное.

1.7.3. ТЭЦ.

1.7.4. Газовое и транспортное хозяйства.

1.8. Сравнительный анализ аварийных выбросов металлургического производства

1.9. Выводы по главе 1.

2. ГЛАВА 2. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙНЫХ ВЫБРОСОВ.

2.1. Методология прогнозирования последствий аварийных выбросов.

2.2. Диффузионные модели переноса.

2.3. Дисперсионные модели переноса.

2.4. Аэродинамические модели переноса.

2.5. Анализ современных методик прогнозирования токсического поражения при авариях, связанных с поступлением в атмосферу опасных веществ.

2.6. Постановка задачей и целей исследования.

3. ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЫЛЕГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРЕ.

3.1. Принятые допущения и их обоснование.

3.2. Математическая модель.

3.3. Вычислительный комплекс.

3.4. Проверка адекватности модели.

3.5. Выводы по главе 3.

4. ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ПРОЦЕСС РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЫЛЕГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРЕ.

4.1. Влияние температуры выброса.

4.2. Влияние начальной запыленности.

4.3. Влияние дисперсности частиц.

4.4. Влияние плотности твердой фазы.

4.5. Влияние скорости ветра.

4.6. Выводы по главе 4.

5. ГЛАВА 5. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАЗОВАНИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВЫБРОСОВ ПРИ ПОЖАРЕ РАЗЛИТИЯ МАЗУТА НА ТЭЦ НОВОЛИПЕЦКОГО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА

5.1. Характеристика источника выброса.

5.2. Математическая модель пожара разлития.

5.3. Пространственное распределение шлейфа.

5.4. Влияние скорости ветра.

5.5. Влияние масштаба.

5.6. Выводы по главе 5.

Современное развитие цивилизации сопровождается постоянным увеличения числа техногенных аварий и катастроф со все более тяжелыми экологическими, экономическими и социальными последствиями (радиационные аварии в Три-Мейл-Айленде (США) и Чернобыле (СССР), химические аварии в Бхопале (Индия) и Фликсборо (Великобритания), гибель космического корабля «Челленджер» и подводной лодки «Курск» и т.д.). Это обусловлено целым рядом причин, важнейшими из которых являются: рост единичной мощности сложных технических систем, увеличение токсичных, радиационно-, взрыво- и пожароопасных веществ, производимых и обращающихся в производстве, их транспортировкой на большие расстояния, концентрацией промышленного производства вблизи густонаселенных районов.

В условиях невозможности создания абсолютно безопасного производства, обеспечение промышленной безопасности опасных производственных объектов (ОПО), к числу которых относится и металлургия, занимает центральное место в решении задачи предотвращения или смягчения последствий возможных аварий.

В целях государственного регулирования проблем безопасности в природно-техногенной сфере принят целый ряд нормативно-правовых актов, среди которых важнейшими являются: Федеральные Законы «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» № 68-ФЗ III, «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» № 116-ФЗ /2/, «О радиационной безопасности населения» № З-ФЗ /3/, «О пожарной безопасности» № 69-ФЗ /4/, «О техническом регулировании» № 184-ФЗ 151; Постановления Правительства РФ: №675 «О декларации безопасности промышленного объекта РФ» 161, «Основы государственной политики в области обеспечения химической и биологической безопасности РФ на период до 2010 года и дальнейшую перспективу» Пр-№ 2194 111 и др.

Система обеспечения безопасности ОПО базируется на оценке рисков возникновения, масштабов и последствий потенциальных аварийных ситуаций. Прогнозирование потенциальной опасности промышленного производства с использованием экспериментальных методов, основанных на проведении полномасштабного натурного эксперимента в условиях реально действующего производства, не представляется возможным. Поэтому метод математического моделирования является практически единственным средством, с помощью которого возможно получение данные по пространственно-временному распределению поражающих факторов, динамике их изменения и потенциальной опасности аварии в реальных условиях.

Во многих случаях техногенные аварии сопровождаются поступлением опасных химических веществ в окружающую природную среду. Загрязнение атмосферы представляет наибольшую опасность для человека, а загрязнение других сред чаще всего происходит из атмосферного воздуха. В области прогнозирования негативных последствий подобных аварий проделана значительная работа, как в нашей стране, так и за рубежом. Накоплена экспериментальная и теоретическая база по вопросам распространения опасных химических веществ в атмосфере, разработаны методики прогнозирования токсического поражения при авариях, связанных с поступлением в атмосферу опасных веществ /например, 8, 9/. Существующие методики оценки последствий химических аварий основываются на закономерностях рассеяния газообразной примеси. Реальные же аварийные выбросы, как правило, представляют собой гетерогенную среду, состоящую из газовой и твердой фазы (запыленные газы).

Неучет гетерогенности аварийных выбросов при оценке последствий аварий приведет, вероятнее всего, к неадекватной оценке величины ущерба, ввиду того, что: во-первых, твердая фаза также загрязняет атмосферу, и, соответственно, вносит определенную долю в общий ущерб от аварии; вовторых, оседающие частички (твердая фаза) влияют на процесс распространения газовой фазы.

В свете вышеизложенного весьма актуальной является задача адекватного прогнозирования возможного поражения населения и окружающей природной среды при техногенных авариях, сопровождающихся выбросом гетерогенных токсичных веществ.

Это и предопределило постановку настоящего исследования, цель которого — создание научно-обоснованного метода количественной оценки потенциальной опасности воздействия токсичного поражающего фактора на население и окружающую природную среду при аварии, связанной с поступлением в атмосферу пылегазовых выбросов, и прогнозирование на его основе последствий аварийных пылегазовых выбросов металлургического производства.

Для решения поставленной задачи необходимо:

1. Проанализировать металлургические производства на предмет возможных крупных и продолжительных аварийных гетерогенных выбросов для оценки потенциальной опасности и выявления конкретных источников.

2. Изучить подходы и выбрать методы количественной оценки опасности воздействия гетерогенных выбросов на население и окружающую природную среду.

3. Разработать математическую модель распространения гетерогенных выбросов (газовая и твердая фаза) в атмосфере.

4. С применением разработанной модели провести исследования влияния различных факторов (скорости ветра, температуры выброса, начальной запыленности, плотности и дисперсности твердой фазы) на величину последствий потенциальной аварии.

5. Разработать математическую модель пожара разлития с поступлением в атмосферу гетерогенных продуктов горения.

6. С использованием разработанных модели пожара разлития и модели распространения гетерогенных выбросов провести количественную оценку последствия аварии на примере пожара разлития на мазутохранилище ТЭЦ Новолипецкого металлургического комбината (НЛМК).

Научная новизна полученных результатов заключается в том, что:

- разработана математическая модель распространения гетерогенной примеси (газовая и твердая фаза) в атмосфере, учитывающая плавучесть токсикантов;

- проведена адаптация вычислительного комплекса, разработанного в институте автоматизирования процессов (ИАП) к решению задач распределения неоднофазной примеси в атмосфере;

- разработана математическая модель пожара разлития, позволяющая производить оценку удельного выхода продуктов горения, мощности и размеров источника;

- с использованием указанного 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 ОПО, населения и окружающей природной среды при аварии, сопровождающейся 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.

Диссертационная работа состоит из пяти глав, заключения и приложений.

5.6. Выводы по главе 5

1. В результате предполагаемого пожара на мазутохранилище ТЭЦ HJ1MK образуется крупномасштабный источник двухфазных токсичных продуктов горения СО, N02, H2S, S02, HCN, НСНО, С, С12Н20, сильно перегретых (1000°С) относительно окружающего воздуха. Токсиканты, распространяясь в атмосфере, негативно воздействуют на население и окружающую природную среду. За 1 секунду с площади пожара 8800 м2 образуется 1813 кг газовой фазы (из них 2,1% токсичных газов) и 22,4 кг твердой фазы, в виде сажи с адсорбированным на ее поверхности бенз(а)пиреном. Мощность пожара 4 490 МВт.

2. В результате моделирования последствий аварии, связанных с рассеянием/осаждением двухфазных продуктов горения установлено наличие значительных зон загрязнения (60-175 км в зависимости от токсиканта и скорости ветра), затрагивающих соседние с Липецкой области. Сам же город Липецк окажется в подфакельной зоне (для газовой составляющей выбросов).

3. Относительное скольжения фаз подтверждает различие механизмов распространения газовой и аэрозольной (твердые частицы) примесей. Показано, что оседающие частицы сажи образуют собственные площади с превышением ПДК, отличные от газовой фазы выбросов. Кроме того, для твердой фазы практически отсутствует подфакельная зона, в то время как по газовым компонентам она может достигать 4,5-11 км.

4. У поверхности земли для твердой фазы выбросов (сажи) наблюдается эффект суммации - постепенного накопления вещества со временем, прошедшем от момента начала аварии. Для газовых выбросов такого явления не происходит. Этот факт особенно важен ввиду адсорбционных свойств сажи, способствующих переносу сажей вещества 1 класса опасности - бенз(а)пирена.

5. Выявлено значительное влияние скорости ветра на процессы распространения продуктов горения. Зона загрязнения газовой фазой уменьшается при увеличении скорости ветра, при этом площадь заражения становится более загрязненной (выше уровни превышения ПДК), в то время как для твердой фазы с ростом скорости ветра наблюдается увеличение зоны распространения.

6. Результаты расчета пожара мощностью 44,9 МВт и площадью Л возгорания 88 м позволяют сделать вывод о большом влиянии масштаба источника выбросов двухфазных продуктов на последствия предполагаемой аварии. Согласованное уменьшение источника приводит к большему вкладу процессов диффузионного переноса и как следствие большей загрязненности вредными выбросами в непосредственной близости от пожара. При этом значительной разницы в площадях превышения ПДК по газовой и твердой фазе не наблюдается.

7. Результаты моделирования свидетельствуют о значительном влиянии учета двухфазности выбросов (газы и тв.частицы) как на процесс распространения, так и на величину последствий аварии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе с позиций потенциального аварийного загрязнения окружающей природной среды и нанесения ущерба персоналу и населению проведен количественный и качественный анализ выбросов в атмосферу основных (агломерационное, доменное, сталеплавильное, прокатное и коксохимическое) и вспомогательных (огнеупорное, газовое хозяйство, ТЭЦ и др.) металлургических производств. Выявлено, что большинство потенциально опасных источников аварийного поступления опасных веществ в атмосферу в металлургических производствах характеризуются продолжительностью действия, что приводит к образованию шлейфов, как правило более опасных, чем первичные облака (мгновенное поступление).

В результате анализа установлено, что практически все возможные аварийные выбросы металлургических производств являются гетерогенными (пылегазовые смеси) и характеризуются значительным перегревом относительно окружающей среды.

В целях оценки возможных последствий аварийных выбросов в работе разработана математическая модель распространения гетерогенных выбросов в атмосфере, учитывающая эффекты плавучести примеси и седиментацию твердой фазы. Адекватность модели доказана удовлетворительным согласованием расчетных и экспериментальных данных. Модель реализована численно в рамках вычислительного комплекса, разработанного в Институте Автоматизирования Процессов (ИАП), и адаптирована к исследуемой задаче по экспериментальным данным.

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. Установлено, что наименьшее влияние оказывает температура выбросов, влияние же других перечисленных факторов различно и значительно. Выявлено, что твердая фаза образует собственные зоны загрязнения и имеет место взаимное влияние фаз. Оба этих обстоятельства указывают на необходимость учета гетерогенности выбросов для получения адекватных оценок последствий аварий и ущерба.

Разработанная математическая модель распространения в атмосфере пылегазовых выбросов была использована для оценки последствий возможного пожара разлития на мазутохранилище HJIMK. Для определения параметров источника (геометрии и мощности, качественных и количественных характеристик выбросов) была разработана модель пожара разлития.

В результате моделирования установлено наличие значительных зон загрязнения (60-175 км в зависимости от токсиканта и скорости ветра), затрагивающие соседние с Липецкой области. Сам же город Липецк окажется в подфакельной зане (для газовой составляющей выбросов).

У поверхности земли для твердой фазы выбросов (сажи) наблюдается эффект суммации - постепенного накопления вещества со временем, прошедшем от момента начала аварии. Этот факт особенно важен ввиду адсорбционных свойств сажи, способствующих переносу сажей вещества 1 класса опасности - бен(а)пирена.

Результаты исследований, полученные в настоящей диссертационной работе, могут быть использованы структурами ГО и РСЧС для решения многих задач, 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 пылегазовых смесей.

1. Федеральный закон «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» от 21 декабря 1994 г. № 68-ФЗ (последние изменения от 4 декабря 2006 г.).

2. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 г. № 116-ФЗ (последние изменения от 18 декабря 2006 г.).

3. Федеральный закон «О радиационной безопасности населения» от 9 января 1996 г. № З-ФЗ (с изменениями от 22 августа 2004 г.).

4. Федеральный закон «О пожарной безопасности» от 21 декабря 1994 г. № 69-ФЗ.

5. Федеральный закон «О техническом регулировании» от 21 декабря 2002 г. № 184-ФЗ

6. Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте РД. 52.04.253-90 М.: Штаб ГО СССР, Гидрометеоиздат, 1990 г. - 27 с.

7. Мастрюков Б.С., Меркулова A.M. Моделирование токсического воздействия продуктов горения при пожаре разлития бензола.

8. Материалы Международного семинара «Промышленная безопасность коксохимического производства» 3-5 февраля г. Москва, с. 117-121. -М.: Издательский центр РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2003 г.- 148 с.

9. П.Зиновьев А.В., Мастрюков Б.С., Меркулова A.M. Прогнозирование токсического поражения продуктами горения при пожаре разлития нефти//Безопасность жизнедеятельности, 2003 г., №7, с. 15-19.

10. Мастрюков Б.С., Меркулова A.M. Прогнозирование последствий пожара разлития мазута на ТЭЦ HJIMK// Металлург, 2007 г., №3, с.38-42.

11. Старк С.Б. Пылеулавливание и очистка газов в металлургии М.: Металлургия, 1977 г. - 328 с.

12. Рышка Э. Защита воздушного бассейна от выбросов предприятий черной металлургии. Пер. с польск. М.: Металлургия, 1979 г. - 240 с.

13. Андоньев С.М., Филиппо О.В. Пылегазовые выбросы предприятий черной металлургии Харьков: Металлургия, 1998 г. - 246 с.

14. Очистка технологических и неорганизованных выбросов в черной металлургии. М.: Металлургия, 1986 г. - 215с.

15. Общая металлургия. Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев A.M. Учебник для ВУЗов. 5-е изд., перераб. И доп. - М.: Металлургия, 2000.-768 с.

16. Проблемы повышения экологической безопасности конвертерного производства. М.М. Перистый, А.В.Кравченко, О.И. Раджи. Статья Донецкий национальный технический университет.

17. Якушев A.M. Справочник конвертерщика- Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1990 г. 448 с.

18. Абильграад. О., Педпрсен Ж., Оверграад Ж. Снижение пылевыбросов в атмосферу при выплавке стали в электродуговых печах// Новости черной металлургии за рубежом. 1996 г., №2. - с.68-69.

19. Юзов О.В., Харитонова Н.А., Гурьев B.C. Эффективность охраны атмосферы от выбросов сталеплавильного производства. М.: Металлургия, 1987 г. - 101 с.

20. Касимов A.M., Ровенский А.И., Максимов Б.Н. Пылегазовые выбросы при производстве основных видов ферросплавов. М.: Металлургия, 1988 г.-109 с.

21. Доменная плавка с вдуванием коксового газа. В.Ф. Пашинский, И.Г. Товаровский, П.Е. Коваленко, Н.Г. Бойков. К.: Техника, 1991 г.104 с.

22. Анализ выбросов промышленных предприятий с точки зрения влияния на работу наружной изоляции систем энергоснабжения железнодорожного транспорта. С.В. Коркина, В.М. Руцкий, П.П. Пурыгин. Вестник СамГУ Естественнонаучная серия. Химия. 2004 г. №2(32).

23. Защита окружающей среды на коксохимических предприятиях. А.Н. Пыриков, С.В. Васнин, Б.М. Боранбаев, В.Д. Козлов. М.: Интермет Инжиниринг, 2000 г. - 182 с.

24. Ровенский А.И., Касимов A.M., Почтман А.Н. Защита атмосферы от пылегазовых выбросов при производстве основных видов огнеупоров. М.: Металлургия, 1992 г. - 80 с.

25. Reynolds О. On the Dynamical Theory of Incompressible Viscous Fluids and the Determination of the Criterion. Phil. Trans. Roy. Soc., London, 1995, ser.A, 186 (Pt.l), pp. 123-164.

26. Бэтчелор Дж. Введение в динамику жидкости М.: Мир, 1973 г. -758 с.

27. Гиргидов А.Д. Турбулентная диффузия с конечной скоростью. СПб.: СПбГТУ, 1996 г.-260 с.

28. Taylor G.I. Eddy Motion in Atmosphere. Phil. Trans. Roy. Soc., 1915, A 215, pp. 123-164.

29. Schmidt W. Der Massenaustausch Bei der Ungeordneten Stromung in Freier Luft und Seine Folgen. Sitzungsber. Akad. Wiss. Wien Math.-nat., 1917, K1 (2). 126, N6, pp. 757-804.

30. Roberts O.F.T. The Theoretical Scattering of Smoke in a Turbulent Atmosphere. Proc. Roy. Soc., London, ser. A, 1923, v. 104, N728, pp. 640654.

31. Берлянд M.E. Современные проблемы турбулентной диффузии и загрязнения атмосферы. JL: Гидрометеоиздат, 1974 г. - 250 с.

32. Вызова Н.Л., Гаргер Е.К., Иванов В.Н. Экспериментальные исследования атмосферной диффузии и расчеты рассеяния примеси. -Л.: Гидрометеоиздат, 1991 г. -274 с.

33. Берлянд М.Е. Предсказание и регулирование теплового режима приземного слоя атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1956 г. - 436 с.

34. Будыко М.И. Испарение в естественных условиях. Л.: Гидрометеоиздат, 1948 г. - 136 с.

35. Зилитинкевич С.С. Динамика пограничного слоя атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1970 г. - 292 с.

36. Монин А.С., Обухов A.M. Основные закономерности турбулентного перемешивания в приземном слое атмосферы. Тр. Геофиз. Ин-та АН СССР, №24,1954 г., с. 55-69.

37. Марчук Г.И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. М.: Наука, 1982 г. - 320 с.

38. Метеорология и атомная энергия. /Пер. с англ./ под ред. Е.К. Федорова -М.:ИЛ, 1959 г.-260 с.

39. Вызова H.JI. Рассеяние примеси в пограничном слое атмосферы. М.: Гидрометеоиздат, 1974 г. - 202 с.

40. SeinFeld J.H. Air Pollution Physical and Chemical Fundamentals N.Y.: McGraw-Hill Co., 1975, pp. 523.

41. Атмосферная турбулентность и моделирование распространения примеси, /пер. с англ./ под ред. A.M. Яглома. JL: Гидрометеоиздат, 1985 г.-351 с.

42. Берлянд М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы. JI: Гидрометеоиздат, 1985 г. -272 с.

43. Гусев Н.Г., Беляев В.А. Радиоактивные выбросы в биосфере. Справочник. -М.: Энергоатомиздат, 1991 г. 256 с.

44. Детков С.П., Детков В.П., Астахов В.А. Охрана природы нефтегазовых районов. М.: Недра, 1994 г. - 336 с.

45. Швецова-Шиловская Т.Н. Математическое моделирование процесса переноса токсикантов в природных средах на базе функций Грина при аварийных ситуациях. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М.: ГосНИИОХТ, 2000 г. - 502 с.

46. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. М.: Наука, 1977 г.-456 с.

47. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. -М.: Мир, 1984 г.

48. Ковеня В.Н., Яненко Н.Н. Метод расщепления в задачах газовой динамики. Новосибирск: Наука, 1985 г.

49. Пененко В.В., Алоян А.Я. Модели и методы для задач окружающей среды. Новосибирск: Наука СО, 1985 г. - 256 с.

50. Монин А.С., Яглом A.M. Статистическая гидромеханика. Механика турбулентности. М.: Наука, 1967 г., 4.1 - 640 с.

51. Теверовский Е.Н., Дмитриев Е.С. Перенос аэрозольных частиц турбулентными потоками. -М.: Энергоатомиздат, 1988 г. 160 с.

52. Кошляков Н.С., Глинер Э.Б., Смирнов М.М. Уравнения в частных производных математической физики. М.: Высшая школа, 1970 г. -712 с.

53. Методы расчета турбулентных течений. /Пер. с англ./ под ред. А.Д. Хонькина. М.: Мир, 1984 г. - 464 с.

54. Бородулин А.И., Майстренко Г.М., Чалдин Б.М. Статистическое описание распространения аэрозолей в атмосфере. Метод и приложение. Новосибирск.: Издательство Новосибирского университета, 1992 г. - 124 с.

55. Sutton O.G. A Theory of Eddy Diffusion in the atmosphere. Proc. Roy. Soc., London, ser. A, 1932, v. 135, pp. 143.

56. Сеттон О.Г. Микрометеорология. Исследование физических процессов в нижних слоях атмосферы. /Пер. с англ./ под ред. Д.Л. Лайхтманаю -Л.: Гидрометеоиздат, 1958 г. 356 с.

57. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. -М.: Физматгиз, 1962 г. 564 с.

58. SeinFeld J.H. Atmospheric Chemistry and Physics of Air Pollution. N.Y.: J. Wiley, 1986, pp. 738.

59. Берлянд M.E., Качкан Я.С. К теории образования радиационных туманов и их влияние на распространение примесей. Труды ГГО, 1973 г., вып. №293, с. 3-20.

60. Горский В.Г., Моткин Г.А., Петрушин В.А., Терещенко Г.Ф., Шаталов А.А., Швецова-Шиловская Т.Н. Научно-методические основы анализа аварийного риска. М.: Экономика и информатика, 2002 г. - 262 с.

61. Lees F.P. Los Prevention in the Process Industries: Hazard Identification, Assessment and control. V. 1, Second Edition, Butterworth Heinemann, Oscford, 1996.

62. Juda Rezler K. Air Pollution Modeling. In: Encyclopedia of Invironmental Control Technology. V. 2. Air Pollution Control Houston: GulfPubl. Co., 1989, pp. 83-175.

63. Seinfeld J.H., Pandis S.N. Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change. N.Y.: J. Wiley, 1997, 1309 p.

64. Метеорология и атомная энергия/ Под ред. Д.Х. Слейда. JL: Гидрометеоиздат, 1971 г.-648 с.

65. Атмосферная турбулентность и моделирование распространения примесей. Под ред. Ф.Т.М.Ньюистадта и Х.Ван Допа. JL: Гидрометеоиздат, 1985 г. -352 с.

66. Зилитинкевич С.С. Динамика пограничного слоя атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1970 г. - 291 с.

67. Динамическая метеорология / Под ред. Д.Л.Лайхтмана. Л.: Гидрометеоиздат, 1976 г. - 602 с.

68. Stull R.B. An Introduction to Boundary Layer Meteorology. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. Netherlands, 1988. - 667 p.

69. Методы расчета турбулентных течений // Пер. с англ.: Под ред. В. Кальмана. М.: Мир, 1984 г. - 464 с.

70. Ragland K.W., Dennis R.L. Point source atmospheric diffusion model with variable wind and diffusivity profiles // Atmospheric Environment, 1975, v. 9, №2, pp. 175-189.

71. Головин A.M. Феноменологическая теория турбулентности. В кн.: Турбулентные течения. - М., 1977 г., с. 239-243.

72. Иванов A.B. Разработка методических основ оценки последствий химических промышленных аварий (на примере металлургического комбината). Дисс. на соискание уч. степени кандидата технических наук. -М.: МИСиС, 1999 г.

73. Ragland K.W., Dennis R.L. Point source atmospheric diffusion model with variable wind and diffusivity profiles // Atmospheric Environment, 1975, v. 9, №2, pp. 175-189.

74. Акатнов Н.И. О линейных масштабах турбулентности в полуэмпирической теории // Механика жидкости и газа, 1974 г., №3, с. 53-57.

75. Вазов В., Форсайт Дж. Разностные методы решения дифференциальных уравнений в частных производных. М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1963 г. - 488 с.

76. Годунов С.К., Рябенький B.C. Разностные схемы. Введение в теорию. -М.: Наука, 1973 г.-400 с.

77. Михлин С.Г. Численная реализация вариационных методов. М.: Наука, 1966 г.-432 с.

78. Самарский А.А. Теория разностных схем. Изд. 3-е. - М.: Наука. 1989 г. - 616 с.

79. Пасконов В.М., Полежаев В.И., Чудов J1.A. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена. М.: Наука, 1984 г. - 285 с.

80. Корсаков Г.А. Расчет зон чрезвычайных ситуаций СПб.: СПЛТА, 1997 г.-111 с.

81. ОНД-86 Госкомгидромет. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - 93 с.

82. Прогнозирование последствий локальных техногенных чрезвычайных ситуаций / Б.С.Мастрюков, А.В.Иванов, СЛ.Фомин, Е.И.Довгорук // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1998. - Вып. 5. -С. 18-27.

83. Конюхов А.В., Мещеряков М.В., Утюжников С.В., Чудов Л.А. Численное моделирование турбулентного крупномасштабного термика // Изв. РАН, МЖГ, 1997 г., №3, с.93-101.

84. Конюхов А.В., Мещеряков М.В., Утюжников С.В., Чудов JI.A. Нелокальный турбулентный перенос в плавучем вихревом кольце при подъеме термика в стратифицированной атмосфере // Изв. РАН МЖГ, 1999, N1, С.12-20.

85. Antonenko, M.N., Konyukhov, A.V., Kraginskii, L.M., Meshcheryakov, M.V., Utyuzhnikov, S.V. "Numerical modeling of intensive convective flow in atmosphere induced by large-scale fire", CFD Journal. 2001. V.10. N3.

86. Конюхов A.B., Мещеряков M.B., Утюжников C.B., Численное моделирование процессов распространения загрязнений от крупномасштабного источника в атмосфере, ТВТ, том.37, N6, стр.904911, 1999.

87. Morton B.I., Taylor G.I., Turner J.S. Turbulent gravitational convection from maintained and instantaneous sources// Proc. Roy. Soc. A., 1956, vol.234, pp. 1-23.

88. Anderson H. Sundance Fire: an Analysis of Fire Phenomena. USDA Forest Serv. Res. Paper, 1968, INT-56, 79 p.

89. Валендик Э.И. Ветер и лесной пожар. М.: Наука, 1968 г. - 117 с.

90. Ebert C.H.V. The Meteorological Factor in the Hamburg Fire Storm. -Weatherwise, 1963, v. 16 p. 70-75.

91. Гостинцев Ю.А., Копылов Н.П., Рыжов A.M., Хазанов И.Р. Загрязнение атмосферы большими пожарами Препринт ИХФ АН СССР. Черноголовка, 1990 г. - 59 с.

92. Методика определения размера вреда, причиненного окружающей среде загрязнением атмосферного воздуха в результате пожаров натерритории города Москвы. Приложение к Постановлению Правительства г. Москвы от 13.09.2005 г. № 689-ПП.

93. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. РД 52.04.186-89. М., Гос. комитет СССР по гидрометеорологии, 1991 г. стр.181. Гравимет., п. 5.2.6 и стр.104. Фотометр., п.5.2.1.4.

94. Методика выполнения измерений массовой концентрации бенз(а)пирена в промышленных выбросах с использованием анализатора жидкости «Флюорат-02» в качестве хроматографического детектора. ПНД Ф 13.1.16-98. М., НПФ «Люмекс», 1998 г.

95. И.И. Мазур, О.И. Молдаванов: Курс инженерной экологии, учеб. для ВУЗов М.: Высшая школа, 1999 г. - 447 с.

96. Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы. СНиП 2.11.03-93 М.:, 1993 г.

97. Абузова Ф.Ф., Репин В.В., Янборисова Г.Г. Характеристики мазутов и газообразных топ лив. Уч. пособие. Уфа.: Издательство УГНТУ, 1997 г.-129 с.

98. Волков О.М., Проскуряков Г.А. Пожарная безопасность на предприятиях транспорта и хранения нефти и нефтепродуктов М.: Недра, 1981.-256 с.

99. Назмеев Ю.Г. Мазутные хозяйства ТЭС М.: Издательство МЭИ, 2002 г.-612 с.

100. Мастрюков Б.С., Овчинникова Т.И. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Прогнозирование и оценка обстановки при чрезвычайных ситуациях: Учеб.-метод. пособие. М.: МИСиС, 2004 г. - 102 с.

101. Блинов В.К., Худяков Г.Н. Диффузионное горение жидкостей. -М.: АН СССР, 1961 г.

102. Расчеты горения топлив: Учебное пособие / С.Н. Гущин, М.Д. Казяев. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1995 г. - 48 с.

103. Мастрюков Б.С. Безопасность в чрезвычайных ситуациях: Учебник для студ. высш. учеб. заведений. М.: Издательский центр «Академия», 2003 г. - 336 с.

104. Методика расчета выбросов от источников горения при разливе нефти и нефтепродуктов. Введена приказом Госкомэкологии России от 05.03.97. №90.

105. Петров Ю.И. Физика малых частиц. М.: Наука, 1982 г. - 359 с. ИЗ. Теснер П.А. Образование углерода из углерода газовой фазы.1. М.: Химия, 1972 г.-136 с.

106. Семенов Н.Н. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности. М.: АН СССР, 1958 г. - 686 с.

107. Березкин В.И. Фуллерены как зародыши сажевых частиц// Физика твердого тела. 2000 г. том 42, вып.З. С. 567-572.

108. Образование и выгорание сажи при сжигании углеводородных 023 топлив. Ф.Г. Бакиров, В.М. Захаров, И.З. Полещук, З.Г. Шайхутдинов. М.: Машиностроение, 1989 г. - 128 с.

109. Нормативные данные по предельно допустимым уровням загрязнения вредными веществами объектов окружающей среды. Справочный материал. Санкт-Петербург, 1994 г.

110. Администрация Липецкой области. Официальный сайт www.admlr.lipetsk.ru

111. Jiang G.-S. and Shu C.-W., Efficient Implementation of Weighted ENO Schemes, JCP, 126, pp.202-228, 1996.

112. X.-D. Liu, S. Osher and T.Chan, Weighted essentially nonoscillatory schemes, Journal of Computational Physics, v.l 15 (1994), pp.200-212.

113. G.Jiang and C.-W.Shu, Efficient implementation of weighted ENO schemes, Journal Of Computational Physics, v. 126 (1996), pp.202-228.

114. Antonenko, M.N., Konyukhov, A.V., Kraginskii, L.M., Meshcheryakov, M.V., Utyuzhnikov, S.V. "Numerical modeling of intensive convective flow in atmosphere induced by large-scale fire", CFD Journal. 2001. V.l0. N3.

115. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд. 7 пер. и доп. в 3-х томах, под ред. засл. деят. науки проф. Н.В. Лазарева и докт. мед. наук Э.Н. Левиной. Т 1-3, Л.: Химия, 1976 г.

116. Безопасность жизнедеятельности в металлургии: Учебник для ВУЗов / Л.С. Стрижко, Е.П. Потоцкий, И.В. Бабайцев и др. / Под ред. Стрижко Л.С. М.: Металлургия, 1996. - 416 с.