ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРЮЧИХ КОНЦЕНТРАЦИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕННОМ ПОМЕЩЕНИИ ПРИ АВАРИЯХ И ПОВРЕЖДЕНИЯХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

При авариях и повреждениях аппаратов и трубопроводов из них выходят горючие газы, пары или жидкости, что приводит к образованию пожаровзрывоопасных смесей не только около мест утечки, но и во всём производственном помещении, даже на открытых площадках.

1. Количество выходящих наружу веществ в результате локальных повреждений аппаратов определяют по формуле:

, (26)

где G_л – масса горючего вещества, выходящего наружу, кг;

j - коэффициент расхода системы, измеряющийся в пределах 0,25…0,85;

f – площадь отверстия, через которое вещество выходит наружу, м²;

w - скорость истечения вещества из отверстия, м/с;

r_t – плотность вещества, кг/м³;

t - длительность истечения, с.

2. Скорость истечения жидкости через отверстие в трубопроводе или корпусе аппарата при постоянном давлении вычисляют по формуле:

, (27)

Н_пр– приведенный уровень жидкости в аппарате, под действием которого происходит истечение жидкости через отверстие, м;

g=9,81 м/с² – ускорение свободного падения.

При истечении самотеком Н_пр=Н (здесь Н– высота столба жидкости, м). Если аппарат работает под давлением, Н_пр определяется по формуле:

, (28)

где Р_р.и – избыточное давление среды в аппарате над поверхностью жидкости, Па (Р_р.и=Р_р-1·10⁵ Па);

Р_р – абсолютное рабочее давление среды в аппарате, Па;

r_t – плотность жидкости при рабочей температуре, кг/м³.

3. Скорость истечения перегретых паров и газов через отверстие зависит от режима истечения и определяется по следующим формулам:

- для докритического режима истечения, когда Р_с>Р_кр

, (29)

- для критического режима истечения, когда Р_с£Р_кр

, (30)

где Р_с – давление окружающей среды, в которую происходит истечение газов, Па (обычно Р_с=Р_бар);

Р_кр – критическое давление, Па, определяемое из выражения

(31)

Здесь К – показатель адиабаты, зависящий от температуры (с повышением температуры К уменьшается); значения К приведены в таблице 4 приложения.

R – газовая постоянная; .

Данная зависимость справедлива для режима истечения.

4. Интенсивность подсасывания воздуха через неплотности и повреждения в аппараты, работающие под разрежением, определяют по формуле:

, (32)

где I_в – количество подсасываемого в аппарат воздуха, м³/с;

j - коэффициент расхода, равный 0,6…0,75;

Р_в – величина разрежения (вакуума), Па;

r_в – плотность воздуха, подсасываемого в аппарат, кг/м³;

Т_в – температура подсасываемого воздуха, К.

5. Количество горючих веществ, выходящих из системы при полном разрушении аппарата, определяют по формуле:

, (33)

где G_п – количество веществ, выходящих из системы при полном разрушении аппарата, кг;

G_ап – количество веществ, выходящих из разрушенного аппарата, кг;

G_тр^’, G_тр^” – соответственно количество веществ, выходящих из трубопроводов до момента отключения и после закрытия задвижек или других запорных устройств, кг.

Для аппаратов с жидкостями или сжиженными газами:

. (33а)

Для аппаратов со сжатыми газами:

, (33б)

где V_ап – внутренний объём аппарата, м³;

e - степень заполнения аппарата;

q_i,н, q_i,к – соответственно производительность насосов и компрессоров или пропускная способность трубопроводов, питающих аппарат, м³/с;

L_i,тр, f_i,тр, - соответственно длина (м) и сечение участков трубопровода (м²) (от аварийного аппарата до запорного устройства), из которого происходит истечение жидкости или газа;

r_t,ж, r_t,г – соответственно плотность жидкости или газа при температуре, кг/м³;

t - продолжительность истечения, с.

Длительность истечения вещества из трубопровода принимается равной 120 с (при автоматическом отключении побудителя расхода или запорного устройства на трубопроводе) и 300 с (при ручном отключении, при установке хомутов, пробок и т.п.).

6. Продолжительность образования горючих концентраций в производственном помещении (при повреждении аппаратов с газами или парами) можно определить по формулам:

- при отсутствии воздухообмена в помещении

; (34)

- при наличии воздухообмена в помещении

, (34а)

где t_г – длительность нарастания горючих концентраций в помещении, с;

V_п – свободный объём помещения, м³; может быть принят равным 0,8×V_г (здесь V_г – геометрический объём помещения);

q – интенсивность поступления паров или газов в помещение из аппарата, м³/с;

или . (35)

Здесь j - коэффициент расхода газа или пара;

а – производительность вентиляционной системы, м³/с;

j_н.т – нижний концентрационный предел распространения пламени.

7. Время испарения горючей жидкости в объёме, достаточном для образования горючей смеси в 5% свободного помещения, определяют из выражения:

, (36)

где t_н – продолжительность испарения жидкости, с

К – коэффициент, учитывающий влияние скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения. Значения коэффициента К приведены в таблице 5 приложения;

Р_s – давление насыщенных паров при температуре, равной средней арифметической температуре воздушной среды в помещении, Па;

- нижний концентрационный предел распространения пламени, г/м³.

F – площадь испарения, м².

Площадь испарения определяют по площади зеркала разлившейся жидкости. Принимают: 1 литр смесей и растворов, содержащих менее 0,7 массовых долей растворителей, разливается на площади 0,5 м², а 1 литр остальных жидкостей разливается на 1 м² пола помещения.

Поиск по сайту: