ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΠΛΑΤΦΟΡΜΑ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ Η ΝΕΑ Ο ΗΓΙΑ SEVESO ΙΙΙ

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΠΛΑΤΦΟΡΜΑ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ Η ΝΕΑ Ο ΗΓΙΑ SEVESO ΙΙΙ"

Κασσιέπεια Θυία Μητσοτάκης
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΠΛΑΤΦΟΡΜΑ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ Η ΝΕΑ Ο ΗΓΙΑ SEVESO ΙΙΙ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΚ ΗΛΩΣΗ ΦΩΤΙΑΣ Μ.Ν. Χριστόλη, Περιβαλλοντολόγου DEA Ν.Χ. Μαρκάτου, Kαθηγητή ΕΜΠ & τ. Πρύτανη Μονάδα Υπολογιστικής Ρευστοµηχανικής Σχολή Χηµικών Μηχανικών ΕΜΠ Νοέµβριος 2015

2 ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΚ ΗΛΩΣΗ ΦΩΤΙΑΣ Το πεδίο ροής γύρω από κτίρια σε κατάσταση πυρκαγιάς είναι εξαιρετικά πολύπλοκο. Γενικά η ροή γύρω από κτίρια παρουσιάζει φαινόµενα αποκόλλησης στην οροφή και στους πλάγιους τοίχους. ηµιουργούνται ζώνες κλειστής κυκλοφορίας, κύρια στην οροφή και κατάντι του κτιρίου, όπου είναι δυνατόν να αναπτυχθούν υψηλές συγκεντρώσεις ρύπων. Η προσοµοίωση του πεδίου συγκεντρώσεων προαπαιτεί την προσοµοίωση του πεδίου ροής, που γίνεται µε τη χρήση εξελιγµένων αριθµητικών µοντέλων.

3 ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΚ ΗΛΩΣΗ ΦΩΤΙΑΣ Στα µοντέλα τύπου GAUSS γίνεται η υπόθεση ότι το πλούµιο πρώτα ανυψώνεται και εν συνεχεία διασπείρεται, ενώ είναι δυνατόν να παρασυρθεί στην ζώνη ανακυκλοφορίας κατάντι του κτιρίου, πριν προλάβει να ανυψωθεί, οπότε λόγω αραίωσης χάνει την ανωστική του ορµή. Ο προσδιορισµός των συνθηκών για τις οποίες το πλούµιο αποκολλάται από το έδαφος, οπότε µειώνονται δραστικά οι συγκεντρώσεις των τοξικών ρύπων στο επίπεδο του εδάφους, αποτελεί κρίσιµο ζήτηµα. Εάν το πλούµιο αποκολληθεί, τότε η διασπορά θεωρείται ασφαλής.

4 ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΚ ΗΛΩΣΗ ΦΩΤΙΑΣ Αδιάστατοι αριθµοί Αδιάστατος αριθµός άνωσης: F/(U 3 L) F: η ροή ανωστικών δυνάµεων U:η ταχύτητα ανέµου στο ύψος του κτιρίου (m/s) L: το ύψος του κτιρίου (m) Η ροή άνωσης F µπορεί να εκφραστεί και σε όρους έκλυσης θερµότητας, Q (σε MW): F=8.95Q Αδιάστατος αριθµός συγκέντρωσης: K=(CUL 2 )/Q C: η συγκέντρωση του ρύπου (kg /m3) Q: ο ρυθµός εκποµπής του ρύπου (kg/s)

5 ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΚ ΗΛΩΣΗ ΦΩΤΙΑΣ

6 ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΚ ΗΛΩΣΗ ΦΩΤΙΑΣ Το υπολογιστικό πεδίο Το υπολογιστικό πεδίο είναι τρισδιάστατο µε διαστάσεις 1000m x 300m x 400m. Το υπολογιστικό πλέγµα αποτελείται από κελιά. Χρησιµοποιείται ανοµοιόµορφο καρτεσιανό πλέγµα. Χρησιµοποιείται το µοντέλο τύρβης RNG k-ε και η επίλυση έγινε µε τον κώδικα CFD PHOENICS

7 ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΚ ΗΛΩΣΗ ΦΩΤΙΑΣ 1.0E+00 Αδιάστατη Συγκέντρωση 1.0E E E-03 F/U 3 L=0.0 F/U 3 L=0.05 F/U 3 L=0.1 F/U 3 L=0.15 F/U 3 L= E Αδιάστατη απόσταση από το κτίριο (Χ/Η)

8 ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΚ ΗΛΩΣΗ ΦΩΤΙΑΣ Κ α θ ύ ψ ο ς µ ε τ α β ο λ ή τ η ς σ υ γ κ έ ν τ ρ ω σ η ς σ ε α π ό σ τ α σ η 1 0 Η κ α τά ν τ η το υ κ τ ι ρί ο υ Y/H F /U 3 L = 0. 3 F /U 3 L = 0. 2 F /U 3 L = 0. 1 F /U 3 L = F /U 3 L = E E E E E E- 0 1 Α δ ιά σ τα τη Σ υ γ κ έ ν τρ ω σ η, Κ

9 ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΚ ΗΛΩΣΗ ΦΩΤΙΑΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ Είναι φανερή η µείωση των συγκεντρώσεων στο έδαφος, µε την αύξηση του αδιάστατου αριθµού άνωσης. Για µη ανωστική ροή (F/U 3 L=0.0), το πλούµιο βρίσκεται σε επαφή µε το έδαφος. Για ανωστική ροή και για F/U 3 L=0.1, η αδιάστατη συγκέντρωση µειώνεται κατά δύο σχεδόν τάξεις µεγέθους. Για ανωστική ροή και για F/U 3 L=0.3 οι συγκεντρώσεις στο επίπεδο του εδάφους είναι ελαττωµένες σηµαντικά, σε σχέση µε την περίπτωση της ουδέτερης ροής και θεωρείται ότι το πλούµιο έχει αποκολληθεί από το έδαφος.

10 Major Hazards Arising from Fires in Warehouses and Chemical Stores STEP Programme,

11 ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΚ ΗΛΩΣΗ ΦΩΤΙΑΣ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Από τα διαγράµµατα «συγκέντρωσης-άνωσης», είναι δυνατός ο υπολογισµός της συγκέντρωσης τοξικών ουσιών, που εκλύονται κατά τη διάρκεια πυρκαγιάς. Προϋπόθεση αποτελεί η γνώση διαφόρων παραµέτρων, όπως ο ρυθµός έκλυσης θερµότητας και µάζας, από τα οποία υπολογίζεται ο αδιάστατος αριθµός άνωσης. Οι αποθήκες φυτοπροστατευτικών προϊόντων προσφέρονται για την εφαρµογή της µεθοδολογίας αυτής, λόγω της απλής γεωµετρίας και κατά συνέπεια του περιορισµένου αριθµού περιπτώσεων που πρέπει να µελετηθούν.

12 ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΙΑΣΠΟΡΑΣ ΤΟΞΙΚΩΝ ΡΥΠΩΝ ΑΠΟ ΕΞΑΜΕΝΕΣ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΣΕ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΠΥΡΚΑΓΙΑΣ Γεωµετρία δεξαµενής: ιάµετρος 85 m Ύψος 20 m Φράγµατα (Bunds) Ύψος 4 m Πλάτος 0.5 m Γεωµετρία υπολ. πεδίου Μήκος m Ύψος 2500 m Πλάτος 2200 m Το Φυσικό Πρόβληµα

13 ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΙΑΣΠΟΡΑΣ ΤΟΞΙΚΩΝ ΡΥΠΩΝ ΑΠΟ ΕΞΑΜΕΝΕΣ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΣΕ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΠΥΡΚΑΓΙΑΣ Μαθηµατικό Μοντέλο Μοντελοποίηση της τύρβης: RΝG k~ε model µε πρόβλεψη της συνεισφοράς των ανωστικών δυνάµεων. Οριακές συνθήκες και παραδοχές Η φωτιά στην επιφάνεια της δεξαµενής χαρακτηρίζεται ως φωτιά λίµνης (pool fire). Το ποσοστό θερµικής ακτινοβολίας λαµβάνεται ως 30% της συνολικής εκλυόµενης θερµότητας από την πηγή. Καύσιµα δεξαµενής: αργό και ντήζελ.

14 ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΙΑΣΠΟΡΑΣ ΤΟΞΙΚΩΝ ΡΥΠΩΝ ΑΠΟ ΕΞΑΜΕΝΕΣ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΣΕ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΠΥΡΚΑΓΙΑΣ Πλέγµα και αριθµητική µέθοδος επίλυσης Επιλέχτηκε πλέγµα 66x156x248 (2,553,408) κελιών PHO TON Y Z

15 ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΙΑΣΠΟΡΑΣ ΤΟΞΙΚΩΝ ΡΥΠΩΝ ΑΠΟ ΕΞΑΜΕΝΕΣ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΣΕ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΠΥΡΚΑΓΙΑΣ Αποτελέσµατα Υπολογισµών Σενάρια Καύσιµο HRR (MW/m2) Άνεµος (m/s) Πλούµιο (m) (1) Crude oil (2) Crude oil (3) Diesel oil (4) Diesel oil

16 ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΙΑΣΠΟΡΑΣ ΤΟΞΙΚΩΝ ΡΥΠΩΝ ΑΠΟ ΕΞΑΜΕΝΕΣ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΣΕ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΠΥΡΚΑΓΙΑΣ Συγκεντρώσεις σωµατιδίων και SO2 στο επίπεδο του εδάφους

17 ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΙΑΣΠΟΡΑΣ ΤΟΞΙΚΩΝ ΡΥΠΩΝ ΑΠΟ ΕΞΑΜΕΝΕΣ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΣΕ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΠΥΡΚΑΓΙΑΣ Συγκεντρώσεις καπνού µε το ύψος σε απόσταση 5 Km από την εστία φωτιάς

18 ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΙΑΣΠΟΡΑΣ ΤΟΞΙΚΩΝ ΡΥΠΩΝ ΑΠΟ ΕΞΑΜΕΝΕΣ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΣΕ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΠΥΡΚΑΓΙΑΣ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ εν παρατηρείται υπέρβαση του ορίου IDLH των τοξικών ρύπων (καπνός, CO, SO2). Ωστόσο οι συγκεντρώσεις παρουσιάζουν σχετικά υψηλές τιµές σε µια ζώνη 1000 m και θα πρέπει να ληφθεί ειδική µέριµνα κυρίως για την προστασία των δυνάµεων καταστολής. Οι συγκεντρώσεις στην ακτίνα των 1000 m γύρω από την δεξαµενή οφείλονται κυρίως στη µάζα των ρύπων που παρασύρεται από την εξωτερική πλευρά του πλουµίου και αραιώνεται πριν ανυψωθεί. Επισηµαίνεται ότι ο υπολογισµός του πεδίου συγκεντρώσεων µε τη χρήση µοντέλων τύπου GAUSS δίνει µηδενικές συγκεντρώσεις στην άµεση γειτονία της δεξαµενής και σχετικά µικρές συγκεντρώσεις σε µεγάλες αποστάσεις.

19 ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΚ ΗΛΩΣΗ ΦΩΤΙΑΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ Προτείνεται η έκδοση Τεχνικής Οδηγίας για τη χρήση µαθηµατικών εργαλείων προσδιορισµού επιπτώσεων από ΒΑΜΕ. Στην Τεχνική Οδηγία θα περιλαµβάνονται γενικές οδηγίες για την επιλογή και χρήση των µοντέλων υπολογισµού επιπτώσεων καθώς και περιορισµοί στον προσδιορισµό των οριακών συνθηκών (π.χ. µετεωρολογικές συνθήκες, προσδιορισµός όρου πηγής, χρόνος έναυσης αερίου νέφους, κ.ά.). Η Μονάδα Υπολογιστικής Ρευστοµηχανικής έχει συµβάλει µε την ανάπτυξη µεθοδολογίας εκτίµησης του όρου πηγής σε εγκαταστάσεις φυτοφαρµάκων που έγινε αποδεκτή από το τ. ΥΠΕΧΩ Ε και χρησιµοποιείται σε όλες τις σχετικές Μελέτες Ασφάλειας.

20 Sideris G.M., Christolis M.N. and Markatos N.C. (2004), NUMERICAL SIMULATION OF POLLUTANTS DISPERSION AROUND WAREHOUSES ON FIR ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΚ ΗΛΩΣΗ ΦΩΤΙΑΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ Argyropoulos C.D., Sideris G.M., Christolis M.N., Nivolianitou Z. and Markatos N.C. (2010). Modelling pollutants dispersion and plume rise from large hydrocarbon tank fires in neutrally stratified atmosphere, Atmospheric Environment Vol. 44(6), pp Markatos N.C., Christolis M. and Argyropoulos C. (2009), Mathematical modelling of toxic pollutants dispersion from large tank fires and assessment of acute effects for fire fighters, Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 52, pp Sideris G.M., Christolis M.N. and Markatos N.C. (2004), NUMERICAL SIMULATION OF POLLUTANTS DISPERSION AROUND WAREHOUSES ON FIRE, 1st International Conference From Scientific Computing to Computational Engineering, Athens.

Σχετικά έγγραφα

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΣΤΗΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΜΕΓΑΛΩΝ ΑΤΥΧΗΜΑΤΩΝ

Industrial Safety for the onshore and offshore industry ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΣΤΗΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΜΕΓΑΛΩΝ ΑΤΥΧΗΜΑΤΩΝ Μ.Ν. Χριστόλη, Πολ. Μηχ. Περ/γου DEA Ν.Χ. Μαρκάτου, Ομότ.