Страницы 1 2 3

---

3. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ В РЕЗЕРВУАРНОМ ПАРКЕ МАЗУТНОГО ХОЗЯЙСТВА

Малоисследованными остаются факторы физического воздействия объектов электроэнергетики и в частности СОРМОВСКОЙ ТЭЦ на окружающую среду, связанные с нештатными, аварийными выбросами взрывопожароопасных веществ, носящими стохастический характер. Данные вещества — мазут и трансформаторное масло сосредоточенны в значительных количествах в резервуарных парках СОРМОВСКОЙ ТЭЦ, работающих на газомазутном топливе и маслоохладителях трансформаторов. Необходимо отметить, что в европейской части территории страны, включая Уральский регион, сосредоточено 77% мощностей тепловых электростанций России (102 млн. кВт), 80% из которых запроектированы и работают на газомазутном топливе.
Под физическим воздействием на окружающую среду понимаются физические поля поражающих факторов — воздушная ударная волна взрыва, тепловое излучение при пожарах разлития, гидродинамическая волна растекающегося мазута при квазимгновенном разрушении резервуара.
Из-за высокой температуры вспышки мазута в открытом тигле, существенно превышающую рабочую температуру хранения сложилось мнение, что при их хранении в резервуарах отсутствуют взрывоопасные концентрации в газовом пространстве резервуара и не представляют серьезной опасности. Однако, происшедшие ряд взрывов и пожаров в резервуарах с мазутами, как за рубежом, так и у нас в стране, заставили задуматься об особенностях взрывопо-жарной опасности мазутохранилищ.
Некоторые примеры аварий на мазутных резервуарах тепловых электростанций. В 1980 г. на Тамбовской СОРМОВСКОЙ ТЭЦ при проведении электросварочных работ произошел взрыв и пожар промежуточной емкости вместимостью 600 м мазутного хозяйства. Были выведены из строя сама емкость, два погружных насоса, трубопроводы и кабель.
Поскольку при проектировании СОРМОВСКОЙ ТЭЦ на генеральном плане не предусматривалось взаимное расположение зданий, сооружений, технологического оборудования с учетом риска возникновения на резервуарах гидродинамической волны, то при реализации данной аварийной ситуации с высокой степенью вероятности возможен цепной характер развития аварии. В зоне действия волны прорыва и открытого пламени может оказаться главный корпус с тепло-генерирующим оборудованием СОРМОВСКОЙ ТЭЦ, газораспределительный узел и коммуникации газа с последующим их разрушением. Как следствие данной запроектной аварии будет нарушена система энергообеспечения среды обитания, объектов и сфер жизнедеятельности населения. Таким образом, запроектные аварии на СОРМОВСКОЙ ТЭЦ с высвобождением собственного энергозапаса носят системный характер.
Катастрофичность последствий таких аварий вполне очевидна в период стояния низких температур наружного воздуха, что требует техникоэкономического обоснования и разработке дополнительных мер безопасности СОРМОВСКОЙ ТЭЦ на основе риска.
В современных условиях одной из важных задач является экологическая безопасность, направленная на снижение вредного воздействия на окружающую среду энергетических систем и комплексов.

3.1. Определение массы мазута, поступающего в открытое пространство при аварийной разгерметизации оборудования

Вероятность развития аварии с токсическим поражением персонала близка к нулю, так как на объекте обращаются вещества, не представляющие серьёзную опасность для организма человека при непродолжительном ингаляционном воздействии, то есть не способные образовать массового поражения.
При прогнозировании частоты отказов оборудования для конкретного производства обязательно нужно учитывать также наличие количества аналогичного оборудования, частоты и время эксплуатации оборудования (резервуаров, железнодорожных цистерн) при их сливе/наливе, а также продолжительность функционирования продуктоводов.
Таблица 8
Оценка частоты выбросов из трубопроводов от центральной насосной станции до резервуарного парка

 

Полная и частичная разгерметизация насоса из ЦНС> образование пролива > пожар пролива > попадание персонала и соседнего оборудования в пределы опасной зоны > воздействие теплового излучения на людей и соседнее оборудование.

Для окружающей среды наиболее опасным фактором являются пожары в мазутных резервуарах и пожары разлития мазута и трансформаторного масла. Такие пожары характеризуются сильным задымлением окружающей среды и выделением токсичных продуктов сгорания, которые распространяются на значительные расстояния. Шлейф дыма с повышенной температурой задымленной среды и значительной концентрацией оксидов углерода, распространяясь по направлению ветра на селитебную территорию, способен вызвать смертельную интоксикацию проживающего рядом населения.

Пожары в мазутных резервуарах могут сопровождаться вскипанием содержащейся в мазуте воды с выбросом тысяч тонн нефтепродукта на расстояния свыше восьми диаметров резервуара (300 — 400 м в радиусе), вызывая сплошные пожары на площади несколько десятков и сотен тысяч квадратных метров за пределами территории СОРМОВСКОЙ ТЭЦ.

 

3.1.1. Локальная разгерметизация РВС-5000

 

Дополнительные данные, необходимые для расчета:

— диаметр резервуара D_р = 24 м;

— длина щели  a = 0,1 м;

— ширина щели  b = 0,005 м;

— площадь каре обвалования F_пл = 8850 м²;

— расстояние от зеркала мазута в резервуаре до места разгерметизации  h_ж = 10 м.

Масса мазута, выходящего наружу при локальном повреждении оборудования:

m_ж = m f_отв w r_ж t, кг

где m – коэффициент расхода;

f_отв – сечение отверстия, через которое мазут выходит наружу, м²;

F_отв = p d_о² / 4 – для отверстий круглой формы;

F_отв = a b – для щелей или отверстий продолговатой формы;

w – скорость истечения мазута из отверстия, м/с;  при истечении из отверстия в резервуаре под постоянным напором:

,

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

F_отв = 0,0005 м²;

w =  м/с;

m_ж = 0,5×0,0005×14,0×948,3×3600 = 1,19×10⁴ кг.

Определяем объем разлившегося мазута:

V_ж = m_ж / r_ж ,

V_ж =  1,19×10⁴ / 948,3 = 12,55 м³.

Определяем возможную площадь разлива мазута:

F_ж = V_ж f ,

F_ж = 12,55×0,1×10³ = 1,26×10³ м²

Определяем  сечение резервуара:

F_р = 0,785 D_р² = 0,785×24² =  452,16 м².

Фактическая площадь разлива мазута:

= min [1,26×10³; 8850] = 1,26×10³ м².

 

3.1.2. Полная разгерметизация резервуара

 

Дополнительные данные, необходимые для расчета:

— диаметр резервуара D_р = 24 м;

— объем мазута в резервуаре V = 4750 м³;

— площадь каре обвалования F_пл = 8850 м².

С учетом технологии хранения мазута в резервуарном парке мазутного хозяйства  масса мазута, выходящего наружу при полном разрушении резервуара:

.

m_ж = 4750×948,3 = 4,5×10⁶ кг.

Определяем возможную площадь разлива мазута:

F_ж = V  f  = 4750×0,1×10³ = 4,75×10⁵ м².

Определяем фактическую площадь разлива мазута:

= min [4,75×10⁶; 8850] = 8,85×10³ м².

 

3.1.3. Полное разрушение резервуара с образованием волны прорыва

 

Дополнительные данные, необходимые для расчета:

— диаметр резервуара D_р = 24 м;

— высота налива  Н = 10 м;

— объем мазута в резервуаре V = 4750 м³;

— площадь каре обвалования  F_пл = 8850 м².

Масса горючей жидкости, выходящей наружу при полном разрушении резервуара:

m_ж = V r_ж,

m_ж = 4750×948,3 = 4,5×10⁶ кг.

Площадь разлива мазута:

— без разрушения обвалования и разлива мазута за его пределы:

— возможная площадь разлива мазута:

F_ж = V  f ,

F_ж = 4750×0,1×10³ = 4,75×10⁵ м²;

— фактическая площадь разлива мазута:

а) без разрушения обвалования и разлива мазута за его пределами:

;

S_р = min [4,75×10⁶; 8850] = 8,85×10³ м²;

б) при разрушении обвалования и разливе мазута за его пределами:

S_р = S_к.

 S_р = 4,75×10⁶ м².

 

3.2. Прогнозирование размеров опасных зон на территории  мазутного хозяйства

3.2.1. Прогнозирование размеров зон поражения тепловым излучением пожаров проливов мазута

 

Опасность определяется по следующим основным параметрам /10/:

— характеристика опасных обращающихся веществ;

-оценка количества и распределения опасных веществ;

-уровень и категория опасности технологических блоков;

-воздействие взрыва топливно-воздушной смеси;

-характеристика зон поражения.

Границы разрушений зданий и сооружений, а также величина воздушной ударной волны в результате взрывных превращений облака топливно-воздушных смесей на границах зон разрушения определены согласно ПБ 09-540-03 «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств».

Таблица 2. -Исходные данные по СОРМОВСКОЙ ТЭЦ

 

Определение энергетического потенциала блоков.

Е₁ — сумма энергии адиабатического расширения А (кДж) и сгорания ПГФ, находящегося в блоке.

E1 = G · g + A, (2.1)

где А — энергия сжатой ПГФ,

А = в · P · V (2.2)

Таким образом энергия сжатой ПГФ в блоках будет равна:

— Блок №1, А = 1,08 · 0,1 · 25 = 2,7

— Блок №2, А = 1,08 · 0,1 · 2 = 0,216

— Блок №3, А = 1,08 · 0,1 · 150 = 16,2

— Блок №4, А = 1,08 · 0,1 · 6,6 = 0,71

Масса ПГФ, имеющаяся в блоке определяется по формуле:

G = V · с, (2.3)

Таким образом получаем:

— Блок №1, G = 25 · 1,36 = 34 кг;

— Блок №2, G = 2 · 1,36 = 2,72 кг;

— Блок №3, G = 150 · 1,41 = 211,5 кг;

— Блок №4, G = 6,6 · 1,36 = 8,97 кг.

Подставив значения в формулу 2.1 получаем:

— Блок №1, Е₁ = 34 · 4,6·10⁴ + 2,7 = 159,1·10⁴ кДж;

— Блок №2, Е₁ = 2,72 · 4,6·10⁴ + 0,216 = 12,72·10⁴ кДж;

— Блок №3, Е₁ = 211 · 4,3·10⁴ + 16,2 = 925,6·10⁴ кДж;

— Блок №4, Е₁ = 8,97 · 4,6·10⁴ + 0,71 = 41,97·10⁴ кДж.

Е₄ — энергия сгорания ПГФ, образующейся из пролитой на твердую поверхность ЖФ за счет тепловой отдачи от окружающей среды, кДж:

Е₄ = G · g, (2.4)

где G — суммарная масса ЖФ, испарившейся за счет теплопритока из окружающей среды, кДж:

G^« = G · ((F_p/50) · (t/180)) (2.5)

Подставив значения в таблицу 2.5 и проведя расчеты получены следующие значения для блоков:

— Блок №1, G^« = 50 · ((130/50) · (360/180)) = 260 кДж;

— Блок №2, G^« = 50 · ((15/50) · (360/180)) = 30 кДж;

— Блок №3, G^« = 50 · ((220/50) · (360/180)) = 440 кДж;

— Блок №4, G^« = 50 · ((35/50) · (360/180)) = 70 кДж.

Из формулы 2.4 получаем следующие значения для блоков:

— Блок №1, Е₄ = 260 · 4,6·10⁴ = 1196·10⁴

— Блок №2, Е₄ = 30 · 4,6·10⁴ = 138·10⁴

— Блок №3, Е₄ = 440 · 4,3·10⁴ = 1892·10⁴

— Блок №4, Е₄ = 70 · 4,6·10⁴ = 322·10⁴

Е — энергетический потенциал взрывоопасности, кДж:

Е = Е₁ + Е₄ (2.6)

Энергетический потенциал для блоков будет равен:

— Блок №1, Е = 159,1·10⁴ + 1196·10⁴ = 1355,1·10⁴

— Блок №2, Е = 12,82·10⁴ + 138·10⁴ = 150,72·10⁴

— Блок №3, Е = 925,6·10⁴ + 1892·10⁴ = 2824,6·10⁴

— Блок №4, Е = 41,97·10⁴ + 322·10⁴ = 363,97·10⁴

По значениям общих энергетических потенциалов взрывоопасности Е определяются величины приведенной массы и относительного энергетического потенциала.

Общая масса горючих паров взрывоопасного парогазового облака m:

m = E/ 4,6·104, (2.7)

— Блок №1, m = 1355,1·10⁴/ 4,6·10⁴ = 294,5

— Блок №2, m = 150,72·10⁴/ 4,6·10⁴ = 32,7

— Блок №3, m = 2824,6·10⁴/ 4,6·10⁴ = 614,1

— Блок №4, m = 363,97·10⁴/ 4,6·10⁴ = 79,1

Относительный энергетический потенциал взрывоопасности:

Q_в = (1/16,534) · ³vЕ (2.8)

— Блок №1, Q_в = (1/16,534) * ³v1355,1*10⁴ = 14,5

— Блок №2, Q_в = (1/16,534) * ³v150,72*10⁴ = 6,9

— Блок №3, Q_в = (1/16,534) * ³v2824,6*10⁴ = 18,5

— Блок №4, Q_в = (1/16,534) * ³v363,97*10⁴ = 9,3

По значению Q_в и m осуществляется категорирование технологических блоков по таблице №4 ПБ 09-540-03.

Блоки №1, №2, №3, №4 СОРМОВСКОЙ ТЭЦ относятся к III категории взрывоопасности.

Расчет действующей во взрыве массы вещества и радиусов зон разрушений.

Масса парогазовых веществ, участвующих во взрыве:

m` = z · m, (2.9)

— Блок №1, m` = 0,1 · 294,5 = 29,45 кг;

— Блок №2, m` = 0,3 · 32,7 = 9,81 кг;

— Блок №3, m` = 0,1 · 614,1 = 61,41 кг;

— Блок №4, m` = 0,1 · 79,1 = 7,91 кг.

Тротиловый эквивалент взрыва парогазовой среды.

WT = (0,4g`/ 0,9gT) · z · m, (2.10)

Где g_T = 0,419·10⁴ — удельная энергия взрыва ТНТ (тротила), кДж/кг:

— Блок №1, W_T = (0,4 · 4,3·10⁴/ 0,9 · 0,419·10⁴) · 0,1 · 294,5 = 134,3 кг;

— Блок №2, W_T = (0,4 · 4,3·10⁴/ 0,9 · 0,419·10⁴) · 0,3 · 32,7 = 44,7 кг;

— Блок №3, W_T = (0,4 · 4,3·10⁴/ 0,9 · 0,419·10⁴) · 0,1 · 614,1 = 279,9 кг;

— Блок №4, W_T = (0,4 · 4,3·10⁴/ 0,9 · 0,419·10⁴) · 0,1 · 79,1 = 36,1 кг.

Радиусы зон разрушения:

R₀ = ³vW_T/(1 +(3180/W_T)²)^1/6, (2.11)

— Блок №1, R₀ = ³v134,3/(1 +(3180/134,3)²)^1/6 = 1,78 м;

— Блок №2, R₀ = ³v44,7/(1 +(3180/44,7)²)^1/6 = 0,85 м;

— Блок №3, R₀ = ³v279,9/(1 +(3180/279,9)²)^1/6 = 2,9 м;

— Блок №4, R₀ = ³v36,1/(1 +(3180/36,1)²)^1/6 = 0,62 м;

R₁ = K₁ · R₀

R₂ = K₂ · R₀

R₃ = K₃ · R₀

R₄ = K₄ · R₀

R₅ = K₅ · R₀

K_n — безразмерный коэффициент, характеризующий воздействие взрыва на объект равный соответственно — 3,8м, 5,6м, 9,6м, 28м, 56м.

Таблица 3- Радиусы зон разрушения для блоков

Полное разрушение (R₁): разрушение и обрушение всех элементов зданий и сооружений. Для административно-бытовых зданий и зданий управления обычных исполнений процент выживания людей — 30%, для производственных зданий и сооружений обычных исполнений — 0%.

Сильное разрушение (R₂): разрушение части стен и перекрытий верхних этажей, образование трещин в стенах, деформация перекрытий нижних этажей. Возможно ограниченное использование сохранившихся подвалов после расчистки выходов. Для административно-бытовых зданий и зданий управления обычных исполнений процент выживания людей — 85%, для производственных зданий и сооружений обычных исполнений — 2%.

Среднее разрушение (R₃): разрушение второстепенных элементов (крыши, перегородок и дверных заполнений). перекрытия, как правило, не обрушаются. Часть помещений пригодна для использования после расчистки обломков и проведения ремонта. Для административно-бытовых зданий и зданий управления обычных исполнения процент выживания людей — 94%, для производственных зданий и сооружений обычных исполнений — 40%.

Слабое разрушение (R₄): разрушение оконных и дверных заполнения, перегородок. Подвалы и нижние этажи полностью сохраняются и пригодны для временного использования после уборки мусора и заделки проемов. Для административно-бытовых зданий и зданий управления обычных исполнений процент выживания людей — 98%, для производственных зданий и сооружений обычных исполнений — 90%.

Расстекление (R₅): разрушение стекольных заполнений. Процент выживания людей — 100%.

Из анализа таблиц делаем вывод, что основными поражающими факторами при аварии на территории нефтебазы, исходным событием которой является разрушение технологического оборудования какого-либо блока, являются: избыточное давление во фронте воздушной ударной волны при взрыве топливно-воздушного облака, тепловое воздействие от огненного шара или пожара пролива. На ситуационном плане СОРМОВСКОЙ ТЭЦ указаны границы возможных радиусов разрушений.

3.2.2. Прогнозирование размеров зон поражения гидродинамической волной  при полном разрушении резервуаров с образованием волны прорыва

 

Процесс затопления территории резервуарного парка и смежных с ним территорий горящей волной при разрушении стального вертикального резервуара с образованием волны прорыва протекает в течение нескольких секунд [39–42]. Так как выброс потока жидкости может произойти в любом (случайном) направлении, зависящем от места разрушения резервуара, то аварийная обстановка в резервуарном парке характеризуется не только площадью пожара разлива, но и зонами поражения людей.

Зона полного поражения примыкает к аварийному резервуару и независимо от места его разрушения всегда будет затоплена горящим нефтепродуктом. Покинуть эту зону люди не смогут в связи с большой скоростью движения волны прорыва.

Зона возможного поражения лишь частично затопляется горящим нефтепродуктом, поэтому здесь следует ожидать возможной гибели людей, причем вероятность поражения человека снижается по мере удаления от границы зоны полного поражения. За границей зоны возможного поражения опасность гибели людей от теплового излучения пожара пролива рассмотрена ранее.

По результатам обработки статистических данных 48 реальных аварий с полными разрушениями РВС номинальной емкостью от 700 до 30 000 м³ показано [41], что для резервуаров, расположенных на производственных площадках с уклоном рельефа местности не более 1,5 %, радиусы зон поражения людей волной прорыва зависят от диаметра аварийного резервуара и могут быть найдены из выражений:

— радиус зоны полного поражения                     R_п = 2,5 D_р;

— радиус зоны возможного поражения               R_в = 6,35 D_р,

где   D_р – диаметр аварийного резервуара.

Параметры зон поражения людей при полном разрушении резервуаров с мазутом с образованием волны прорыва приведены в таблице 3.6.

Таблица 4. Параметры зон поражения людей при полном разрушении резервуаров с образованием волны прорыва

 

 

3.2.3.  Прогнозирование размеров зон поражения
при вскипании и выбросе мазута из горящих резервуаров

 

Открытый огонь является наиболее сильным поражающим фактором как для материальных ценностей, так и для людей. Гибель людей может наступить даже при кратковременном воздействии открытого огня в результате сгорания, ожогов или сильного перегрева. Характер и последствия воздействия открытого огня на материальные ценности зависят от их горючести. Мазута выгорают полностью или частично. Несгораемые конструкции могут быть уничтожены огнем в результате расплавления, деформации или обрушения при перегреве и потере расчетной механической прочности. В отличие от устойчивого длительного горения над зеркалом жидкости, быстрое сгорание паровоздушной смеси, образовавшейся на территории резервуарного парка при выбросе нефтяных паров из дышащих резервуаров в атмосферу, не может привести к уничтожению технологического оборудования и других сооружений, но кратковременное воздействие такого огня может стать причиной гибели человека.
Рассматривается явление вскипания более плотной, но имеющей более низкую температуру кипения части жидкости при пожаре в резервуаре. Пример системы, для которой типично данное явление, — сырая нефть в верхней части резервуара и вода в нижней его части. Во время пожара мазутразогревается, легкие фракции выкипают, а оставшиеся фракции, имеющие высокую температуру кипения (более 100 °С), нагревают воду до температуры, превышающей нормальную температуру кипения(напомним, что вода находится в нижней части резервуара под давлением столба мазута). В некоторый момент вода взрывоопасно вскипает, вызывая выброс из резервуара горящего мазута.

Радиус зоны возможного поражения людей горящим мазутом можно оценить из выражения:

R_в ³ 8 D_р , м

где  D_р – диаметр горящего резервуара, м.

R_в ³ 192 м.

Время наступления выброса мазута из резервуара можно оценить по формуле:

Т = (Н – h) / (W + u + V),

где  T – время от начала пожара до ожидаемого момента наступления выброса, ч;

H = 10 м – начальная высота слоя мазута в резервуаре;

h = 0,3 м – высота слоя донной (подтоварной) воды;

W = 0,3  м/ч – линейная скорость прогрева мазута;

u = 0,1 м/ч – линейная скорость выгорания мазута;

V – линейная скорость понижения уровня вследствие откачки, м/ч (если откачка не производится, то V = 0).

Экспериментально установлено, что при горении жидкостей распределение температур по толщине может быть двух типов. В одном случае передача тепла с поверхности жидкости в глубину осуществляется теплопроводностью, что приводит к прогреву жидкости на небольшую глубину (2-5 см). Температура в прогретом слое быстро понижается с увеличением расстояния от поверхности жидкости (рис.3.5). Величина прогретого слоя остается постоянной и не изменяется по мере выгорания жидкости.

При горении жидкостей в резервуарах большого диаметра характер прогрева существенно отличается от первого. При горении возникает прогретый слой, толщина которого растет во времени, а температура в этом слое почти одинакова с температурой на поверхности жидкости. Такой слой называют гомотермическим.

Распределение первого типа характерно для горения керосина, трансформаторного и солярового масел, дизельного топлива и других жидкостей с высокой температурой кипения. При их горении температура стенки резервуара чаще всего не превышает температуры кипения, поэтому не возникает интенсивных конвективных токов, а, следовательно, и быстрого прогрева жидкостей вглубь.

Если при горении любых жидкостей охлаждать стенки резервуара, то гомотермического слоя не возникает, так как прогрев вглубь осуществляется в основном теплопроводностью. Прямым следствием образования гомотермического слоя при горении некоторых видов горючих жидкостей является выброс их из резервуара. Он обусловлен вскипанием перегретых слоев воды, расположенных под гомотермическим слоем горючей жидкости. Выброс происходит в тот момент, когда толща прогретого слоя достигает уровня воды. Это явление приводит к резкому увеличению площади пожара, интенсификации его распространения и развития. Кроме того, это явление представляет большую опасность для личного состава.

 

3.3. Определение категории помещения мазутонасосной по взрывопожарной и пожарной опасности

 

Количество испарившегося мазута определяется по формуле:

m = W FИ t,

где W – интенсивность испарения кг. с-1. м-2; FИ – площадь испарения, принимается, что 1 л разливается на 1 м2; t = 1 ч =3600 с – время испарения.

Интенсивность испарения определяется по формуле:

где h = 1 коэффициент, принимаемый по табл. 3 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения; Рн – давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости tр определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями п. 1.4. кПа; М = 57 кг/моль молярная масса.

Давление насыщенного пара определяем по формуле:

170,2 кПа.

Определяем интенсивность испарения:

W = 10-6. 1=187,2. 10-5 кг. с-1. м-2.

Определяем объем вылившейся мазута:

= 1800000 л.

Тогда количество испарившейся жидкости равно:

m = 187,2. 10-5. 1800000. 3600 = 12130560 кг.

Определяем объём взрывоопасной концентрации по формуле:

где jн,г,без – нижний концентрационный предел воспламенения кг. м-3, определяется по формуле:

где Vt – молярный объём паров при рабочих условиях м3. кмоль-1; определяется по формуле

где VO = 22,4135 м3. кмоль-1 – молярный объём паров при нормальных условиях; Т0 = 273,15К – температура при нормальных физических условиях (t0 = 00C); Тр = 250С – рабочая температура (по условию); Р0 = 101,325 кПа – давление при нормальных условиях; Робщ – общее давление в системе (по условию нефть находится в аппарате при атмосферном давлении 101,325 кПа). Значит:

24,45 м3;

Тогда:

кг. м-3,

Следовательно, объём взрывоопасной концентрации составит:

м3.

Определение категорий помещений и / или наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности, классов взрывоопасных и пожароопасных зон

Проведем расчет избыточного давления взрыва для паров легко воспламеняющихся и горючих жидкостей по формуле (4) [19].

где Нт – теплота сгорания, Дж/ кг;

ρв – плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т0, кг/м3;

Ср – теплоемкость воздуха, Дж/кгК (допускается принимать равной 1,01Ч 103 Дж/кгЧК);

Т0 – начальная температура воздуха, К

Z – коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно приложению. Допускается принимать значение Z по табл. 2;

Vсв – свободный объем помещения, м3,

Кн коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать Кн равным 3.

Р0 – начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

т – масса горючего газа (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение.

Для расчета примем следующие значения:

НТ=45000 кДж/кг,

Т=120с,

ρв=1,205 кг/м3,

Ср=1,01 103 Дж/кг К,

Z=0,3,

Vсв=134 м3,

Кн=3,

Р0=101 кПа,

Рн=1,64 104 Па.

Определим массу по формуле из

где: W – интенсивность испарения, кг/с м2;

Fи – площадь испарения, м2;

площадь испарения при разливе на пол определяется (при отсутствии справочных данных) исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих 70% и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,5 м2, а остальных жидкостей – на 1 м2 пола помещения;

Т – время отключения трубопроводов, с.

В свою очередь интенсивность испарения определяется:

Подставив числовые значения в формулу получим:

Определяем по формуле массу паров жидкости:

Определим избыточное давление взрыва по формуле

Так как максимальное давление взрыва 7,5 превышает допустимую по НПБ105–95, т.е. 5 кПа, то данное помещение относится к категории А.

За последние годы произошли крупные изменения в технологии мазутного зозяйства. Появилось новое, более совершенное и высоко производительное оборудование. Все более широко вводятся в технологию каталитические процессы с глубокими химическими превращениями сырья. Возрастают мощности единичных производственных агрегатов. Широко используется комбинирование технологических процессов в одной установке, что значительно увеличивает пожаровзрывоопасность технологических процессов.

Оценка пожаровзрывоопасности производственных объектов необходима для решения вопросов их безопасности и приведения в соответствие с фактическим и требуемым уровнями взрывопожарной безопасности с целью снижения пожаров и приносимого ими ущерба. Для профилактики аварийных ситуаций необходимо прогнозирование, позволяющее выявить места возможных аварий на объекте и разработать мероприятия по снижению негативных последствий.

Таким образом, в соответствии с категорией взрывоопасности, определяются нормативные противопожарные и технологические требования к аппаратурному снабжению, системам контроля, управления и автоматической противоаварийной защиты и т.д.

Поэтому правильность выбора категории взрывоопасности технологических объектов является одним из основных вопросов, решаемых государственными надзорными органами и администрацией объекта и влияет на качество предлагаемых мероприятий по всем направлениям профилактической работы на предприятии.

---

Страницы 1 2 3