Заправка АЗС. Часть 2

Страницы: 1 2 3

---

2.3 Анализ возможности образования зон взрывоопасных концентраций на территории АЗС

При функционировании технологического оборудования возможны два варианта образования зон взрывоопасных паровоздушных смесей на открытой технологической площадке: Первый вариант – взрывоопасные эксплуатационные зоны, образующиеся при нормальном функционировании технологического процесса; Второй вариант – аварийные взрывоопасные зоны, образующиеся в результате неконтролируемого выхода ЛВЖ наружу из технологической системы. Размеры взрывоопасных эксплуатационных зон при нормальной эксплуатации регламентированы «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ). Такие зоны у наружных установок принято классифицировать как взрывоопасные класса В — Iг. Определение зон взрывоопасных концентраций газов и паров ЛВЖ при аварийном поступлении их в открытое пространство при неподвижной воздушной среде регламентировано ГОСТ Р 12.3.047-2012 [9]. Размеры зоны (м), ограничивающие область концентраций, превышающей нижний концентрационный предел распространения пламени по горизонтали и вертикали рассчитывают по формулам, приведенным ниже. Для паров ЛВЖ:

где mп — масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 3600 с, кг; ρп — плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре, кг/м3 ; РS — давление насыщенных паров ЛВЖ, кПа; К — коэффициент (К = τ/3600); τ — продолжительность поступления паров ЛВЖ при испарении, с; φНКПР — нижний концентрационный предел распространения пламени ГГ или паров, % об; тг — масса поступившего в открытое пространство ГГ при аварийной ситуации, кг; ρг – плотность горючего газа при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг/м3 .

Для ЛВЖ геометрически зона, ограниченная НКПР паров, будет представлять цилиндр с основанием радиусом Rб и высотой h = Zнкпр при высоте источника паров ЛВЖ h < ZНКПРП и hб = h + ZНКПРП при h ≥ ZНКПРП. Взрывоопасные зоны у наружных установок ограничиваются по горизонтали и вертикали следующими размерами: – 3 м — от закрытых технологических аппаратов, содержащих горючие газы и ЛВЖ; – 5 м — от места выброса взрывоопасных и горючих веществ из предохранительных и дыхательных клапанов; – 8 м — от резервуаров с ЛВЖ и газгольдеров, а при наличии обвалования — в пределах всей площади внутри обвалования; – 20 м — от мест открытого слива и налива ЛВЖ на эстакадах. В этих зонах принимаются все меры по исключению появления источника зажигания, и в первую очередь – это требования к выбору электрооборудования.

2.4. Анализ возможных причин повреждения технологического оборудования

При эксплуатации технологического оборудования, в котором обращаются легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, возможно образование горючей среды при выходе этих веществ наружу. Причем выход веществ может проходить как из нормально работающего технологического оборудования, так и при его повреждении. Это может происходить при наполнении подземных резервуаров нефтепродуктами, а также при заправке автотранспортных средств на топливораздаточных колонках. При сливе бензина из АЦ в подземные емкости взрывоопасные концентрации могут создаваться в цистерне бензовоза и на площадке АЗС, около дыхательных клапанов. Оценим возможность их образования в самое опасное время — летнее. В летний, наиболее жаркий период года, бензин в цистерне бензовоза во время его движения в дневное время за счет солнечной радиации может нагреться до 30 0С и более, а сама цистерна (ее верхняя часть) до +35 — 40 0С и более [10]. Концентрация паров бензина в цистерне бензовоза при его температуре 30 0С будет насыщенной, так как при движении бензовоза происходит взбалтывание, перемешивание. Произведем расчет образования горючей среды при выходе веществ наружу при наливе в подземные емкости и зоны взрывоопасной загазованности. Расчет по бензину «Регуляр-92»: Количество выходящих паров из заполняемой бензином емкости определяем по формуле.

где Vн — объем поступающий в резервуар, м3 ; Vн =8 м3 объем цистерны в бензовозе; Рр — рабочее давление, Па, РР=Р0=1·105 Па; Тр — рабочая температура в резервуаре, 15 + 273 = 288К; φs — концентрация насыщенного пара; М — молярная масса бензина, кг/кмоль; М = 98,2 кг/кмоль. По уравнению В.П.Cучкова определяем давление насыщенного пара бензина.

Объем взрывоопасной зоны определяем по формуле:

где Кб — коэффициент безопасности. Кб =2; φн — нижний концентрационный предел распространения пламени, кг/м3 . Пересчет осуществляется по следующей формуле:

Размер зоны ограничивающей область концентрации превышающих φнкпр для паров ЛВЖ вычисляют по формуле 2.3: Принимаем τ =0,5 час, тогда К= 1800/3600=0,5. Vo — мольный объем, Vo=22,413 м3 /кмоль;

Как видно из расчетов показатели бензинов «Регуляр-92» и «Премиум- 95» практически одинаковы, но с учетом более высокой опасности и выхода постановления Правительства РФ от 27.02.2008 №118, об утверждении Технического регламента «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, для реактивных двигателей и топочному мазуту», все расчеты будем производить по бензину «Премиум- 95».

Оператор открывает горловину автоцистерны на одну, две минуты. Пары бензина быстро рассеивается в атмосфере. При сливе из бензовоза бензина, в его цистерну через дыхательной клапан поступает воздух, который перемешивается с парами бензина и способен образовать взрывоопасную смесь в свободном объеме цистерны. С АЗС ООО «Нефтересурсы» бензовоз уезжает с взрывоопасной концентрацией паров в его цистерне. Бензин, нагретый до 30 0С, сливается из цистерны в подземную емкость, температура жидкости, в которой в летнее время обычно не превышает 15 0С. Концентрация паров в емкости в начале слива будет насыщенной и примерно равна φs=11,8%, что гораздо выше φВРПР = 5,48% об и будет являться негорючей, то есть взрыва в подземной емкости с бензином при его температуре 15 0С и выше произойти не может, даже при наличии источника зажигания. Опасная ситуация может создаваться в летнее время на площадке, около дыхательных клапанов резервуаров, в которые производиться слив бензина из бензовоза при небольших скоростях ветра (0-1 м/с). Технико-эксплуатационной документацией проекта АЗС предусматривается расположение дыхательных клапанов, через которые будет производиться выброс паров на высоте не менее 4,5 м. Этим создаются хорошие условия для рассеивания паров бензина в окружающую атмосферу, но при отсутствии ветра паровоздушная смесь оседает на территорию АЗС «Нефтересурсы» и создает угрозу вспышки паров бензина.

2.5 Анализ возможности образования в горючей среде источника зажигания

Источник зажигания — средство энергетического воздействия, инициирующее возникновение горения данной горючей среды.

Источником зажигания может являться такое нагретое тело или такой экзотермический процесс, которые способны нагреть некоторый объем горючей смеси до определенной температуры, когда скорость тепловыделения равна или превышает скорость теплоотвода из зоны реакции, причем мощность и длительность теплового действия источника должны обеспечивать поддержание критических условий в течение времени, необходимого для развития реакции с формированием фронта пламени, способного к дальнейшему самопроизвольному распространению.

Под производственным источником зажигания следует понимать такие источники, существование или появление которых связано с осуществлением технологических процессов производств.

Источники зажигания по природе происхождения бывают:

1. от открытого огня, раскаленных продуктов горения и нагретые ими поверхности;
2. теплового проявления механической энергии;
3. теплового проявления химической энергии;
4. теплового проявления электрической энергии.

Открытый огонь, раскаленные продукты горения или нагретые ими поверхности в данном технологическом процессе не используются. Принимаем, как один из возможных источников зажигания, человеческий фактор: курение, нарушение ППБ РБ 1.03-92, халатное обращение с огнем.

Источники зажигания от теплового проявления механической энергии появляются в технологическом процессе при:

— соударениях твердых тел (в данном технологическом процессе исключается возможность образования этого источника зажигания ввиду отсутствия соударяющихся тел);

-поверхностном трении тел во время их взаимного перемещения (данный вид источников зажигания характерен для компрессора и насосов);

— механической обработке твердых материалов режущими инструментами (в рассматриваемом технологическом процессе данный вид источников зажигания не будет образовываться ввиду отсутствия процессов механической обработки твердых материалов);

— сжатии газов (характерен для компрессора);

Источники зажигания от теплового проявления химической энергии возможны от:

— веществ, самовоспламеняющихся и самовозгорающихся при соприкосновении с воздухом (в данном процессе используется вещество триэтилалюминий с температурой самовоспламенения -68⁰С);

— веществ, воспламеняющихся при взаимном контакте (возможно при действии окислителей на органические вещества; используемое в данном технологическом процессе вещество, входящее в состав катализатора, триэтилалюминий может взрываться при взаимодействии с водой);

— веществ, способных к взрыву при нагревании или механических воздействиях (связано с использованием взрывчатых веществ, в данном технологическом процессе они не используются)

акже для нашего технологического процесса будет характерно появление источников зажигания от теплового проявления электрической энергии. Не исключена возможность короткого замыкания электрической сети, обслуживающей технологическое оборудование и помещения. Большие переходные сопротивления и перегрузка могут стать первым звеном в образовании источником зажигания горючей среды. Разряды статического электричества, которые легко воспламеняют паро-, газо- и пылевоздушные смеси, могут образовываться при транспортировке газов, жидкостей по трубопроводам. Прямые удары молний при неправильной эксплуатации системы молниезащиты также могут явиться непосредственным источником зажигания.

2.6 Анализ возможных путей распространения пожара

Одновременное появление в условиях производства горючей среды и источника зажигания, как правило, приводит к возникновению пожаров и взрывов. Однако последствия этих пожаров и взрывов могут быть совершенно различными. В одних случаях начавшийся пожар через некоторое время самоликвидируется, в других же – может получить быстрое развитие, причинить значительный материальный ущерб, а иногда и привести к гибели людей. Возможность быстрого развития пожаров на производственных объектах определяется прежде всего наличием соответствующих условий, которые способствуют распространению горения на значительные расстояния от очага. Когда такие условия соответствуют, то нет и угрозы перерастания пожаров в крупные.

Исходя из выше сказанного, в процессе анализа пожарной опасности технологического процесса нужно выявить характерные пути и причины, способствующие распространению пожара.

1) Возможные пути распространения пожара.

Пожар на АЗС может распространяться:

— по поверхности разлившейся жидкости;

— по паровоздушным смесям;

— через дыхательные устройства аппаратов с ЛВЖ и ГЖ;

— по системам канализации при попадании туда горючих жидкостей.

При этом ускорению распространения пожара способствует:

— несоблюдение противопожарных разрывов;

— отсутствие или неэффективность огнепреграждающих устройств на дыхательных линиях аппаратов и коммуникациях;

— появление факторов, ускоряющих развитие пожара (разрушение аппаратов при взрыве, растекание огнеопасных жидкостей, образование паровоздушных облаков);

— отсутствие или неэффективность средств автоматической противопожарной защиты;

— благоприятные погодные условия (жаркая погода, сильный ветер);

— неправильные действия персонала.

Наиболее опасные ситуации на АЗС обычно создаются в следующих ситуациях:

— при сливе бензина из автомобильной цистерны в подземную емкость;

— при заправке автомобилей бензином;

— при очистке резервуаров от отложений, профилактических и ремонтных работах;

— при ошибках операторов, которые связаны с проливом бензина;

— при отказах технологического оборудования (локальные утечки бензина через соединения, сварные швы и т.д.), которые могут, приводить к выходу значительного количества бензина и образованию взрывоопасных концентраций.

Производственные коммуникации защищаются от распространения пламени огнепреградителями. На паровоздушных коммуникациях устанавливаются сухие огнепреградители (сетчатые, кассетные, гравийные, металлокерамические), основной расчётный параметр которых – критический диаметр канала огнепреграждающего элемента.

Для защиты дыхательной линии резервуара используется кассетный огнепреградитель.

1) Определение удельной газовой постоянной горючей смеси

Удельную газовую постоянную горючей смеси определяем

, (3.35)

где – молекулярная масса бензина, равная 9,32

– молекулярная масса воздуха, равная 28,96.

2) Определение критического диаметра каналов гофрированного алюминия

Предотвратить опасность развития пожара по дыхательному трубопроводу возможно выполнив условие следующего соотношения:

, (3.36)

где – фактический диаметр каналов сухого огнепреградителя, м;

– удельная газовая постоянная горючей смеси;

– температура паровоздушной смеси бензина, равная 15⁰С;

– коэффициент теплопроводности горючей смеси,;

– удельная теплоёмкость горючей смеси при постоянном давлении, ;

– рабочее давление, равное.

Коэффициент теплопроводности горючей смеси определяем

(3.37)

где – объёмная доля бензина в стехиометрической смеси;

– коэффициент теплопроводности бензина, равный 0,1823;

– коэффициент теплопроводности воздуха, равный 0,0259;

Объёмную долю горючего в стехиометрической смеси, определяем из уравнения сгорания бензина в воздухе:

(3.38)

Подставляя значения получим:

Подставляя значения формулу 3.36, получим значение критического диаметра канала огнепреградителя:

3) Определение фактического диаметра каналов гофрированного алюминия

Фактический диаметр каналов в щелях огнепреградителя определим по формуле:

, (3.39)

где – коэффициент безопасности, равный 2.

Подставляя значение, получим:

Техническая характеристика огнепреградителя

горючее вещество – бензин;

критический диаметр каналов ;

фактический диаметр каналов (ОП-40 диаметр каналов 0,002);

Вывод: рассчитанный огнепреградитель обеспечит защиту дыхательных линий ёмкостей от распространения пламени внутрь аппаратов при указанной выше характеристике.

2.7 Проверка соответствия АЗС требованиям действующих норм

Проверку соответствия АЗС требованиям норм пожарной безопасности производим по табл. 15 [1]. Результаты проверки приведены в табл. 2.1.

 

В результате проверки выявлено несоответствие расстояния между АЗС до автомобильных дорог общей сети II категории[1].

В соответствии со ст. 5 ФЗ № 123-ФЗ пожарная безопасность объекта защиты считается обеспеченной, если в полном объеме выполнены обязательные требования пожарной безопасности. При невыполнении обязательных требований пожарной безопасности, установленных федеральными законами о технических регламентах, и требований нормативных документов по пожарной безопасности требуется расчет пожарного риска.

3. Прогнозирование последствий аварийных ситуаций НА АЗС

В результате разгерметизации резервуара весь нефтепродукт внутри железобетонной ванны подвального помещения объемом 3024 м 2 . Загрязнения грунта не произойдет. Объем вылившегося нефтепродукта составит 25 м 3 . Толщина слоя разлившихся нефтепродуктов составит 0,033 м на площади 756 м 2 . Границы зоны разлива приведены в приложении 6. Максимальная масса нефтепродукта (Мм, т), который может разлиться при сценарии № 1, рассчитывается по объему нефтепродукта и максимальной плотности нефтепродукта (масло = 0,910) по формуле:

М м  Qм  

где: Qм – максимальный объем нефтепродуктов (м3 ); r – плотность нефтепродуктов (т/м3 ). В соответствии с расчетом масса нефтепродукта, который может разлиться при сценарии составляет 22,75 тонны. Сценарий 2. Аварийный разлив нефтепродукта в результате разгерметизации резервуара с дизтопливом в АЗС. В результате разгерметизации подземного резервуара весь нефтепродукт внутри железобетонной ванны площадью 150 м 2 . Загрязнения грунта не произойдет. Объем вылившегося нефтепродукта составит 35,71 м 3 . Толщина слоя разлившихся нефтепродуктов составит 0,24 м.

В результате разгерметизации резервуара весь нефтепродукт внутри железобетонной ванны полузаглубленного резервуара площадью 31,95 м 2 . Загрязнения грунта не произойдет. Объем вылившегося нефтепродукта составит 175 м 3 . Толщина слоя разлившихся нефтепродуктов составит 5,47 м. Границы зоны разлива приведены в приложении 9. Максимальная масса нефтепродукта (Мм, т), который может разлиться при сценарии № 1, рассчитывается по объему нефтепродукта и максимальной плотности нефтепродукта (масло = 0,910) по формуле (аналогично сценарию № 1). В соответствии с расчетом масса нефтепродукта, который может разлиться при сценарии составляет 159,25 тонны.

В процессе испарения разлившихся нефтепродуктов образуется облако топливно-воздушной смеси (ТВС). Наличие источника зажигания в пределах облака ТВС может повлечь за собой воспламенение или воспламенение и взрыв облака ТВС. Зоны опасных концентраций определяются на основании СП 12.13130.2009 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности»

В соответствии с вышеуказанным документом, горизонтальные размеры зоны, м, ограничивающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени, вычисляются по формуле:

где: mп – масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 3600 с, кг; Рн – давление насыщенных п аров ЛВЖ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кПа; К – коэффициент, принимаемый равным К = Т / 3600; Т – продолжительность поступления паров ЛВЖ в открытое пространство, с; Снкпр – нижний концентрационный предел распространения пламени паров ЛВЖ, %; М – молярная масса, кг´кмоль-1 ; V0 – мольный объем, равный 22,413 м3 /кмоль; tp – расчетная температура, °С. В качестве расчетной температуры на основании п. 44 СП 12.13130.2009 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности» принимается максимально возможная температура воздуха в соответствующей климатической зоне, которая в данной климатической зоне равна +38,0 ºС. За начало отсчета горизонтального размера зоны принимают внешний край разлива нефтепродуктов, но не менее 0,3 м. Для определения давления насыщенных паров нефтепродукта Рн, в соответствии с «Рекомендациями по обеспечению пожарной безопасности объектов нефтепродуктообеспечения, расположенных на селитебной территории» [34], используется формула:

где: tвсп – температура вспышки нефтепродукта, °С; tн – температура нефтепродукта, °С.

В соответствии с расчетом, масса углеводородов, испарившихся с поверхности разлива в течение первого часа, составит по сценарию 3 – 10,22 кг.

Интенсивность теплового излучения q, кВт×м-2, для пожара пролива нефтепродуктов вычисляют по формуле:

q = Е_f  ´ F_q ´ t

где:  Е_f   среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт м — 2;

F_q – угловой коэффициент облученности; τ– коэффициент пропускания атмосферы.

Значения Е_f,  F_q, находятся в соответстви с рекомендациями, приведенными в п.3.3 СП 12.13130.2009 .

Аварийный разлив нефтепродукта на площадке слива в результате разгерметизации автоцистерны с бензином на территории АЗС

Таблица (3.1) – Параметры теплового излучения, возникающего при горении разлитых нефтепродуктов

 

 

3.1 Определение количества бензина, испарившегося из пролива

Расчетное время отключения трубопроводов определяется в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки, и должно быть минимальным с учетом паспортных данных на запорные устройства, характера технологического процесса и вида расчетной аварии.

Расчетное время отключения трубопроводов принимают равным:

— времени срабатывания систем автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 1·10^–6 в год или обеспечено резервирование ее элементов (но не более 120 с);

— 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 1·10^–6 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;

— 300 с при ручном отключении.

Площадь испарения продукта при разливе на горизонтальной поверхности (при отсутствии справочных или иных экспериментальных данных) определяют, исходя из расчета, что 1 л топлива разливается на площади 0,15 м².

Исходные данные для расчета:

— коэффициент разлитияпри растекании на бетонном или асфальтовом покрытии, f =150 м^-1[2];

— расчетная температура жидкости, t_р = 37 ° С;

— нижний концентрационный предел распространения пламени,

j_н = 1,1 % (об.);

— молекулярная масса бензина,М = 98 кг/кмоль;

— плотность бензина при температуре,ρ_ж = 729 кг/м³;

— молярный объем пара,V₀ = 22,41 м³/кмоль;

— ускорение свободного падения,g = 9,8 м/с²;

— атмосферное давление, р₀ = 101,325 кПа;

-внутренний диаметр шланга,  d_шл = 0,032 м;

-длина шланга, l_шл = 3 м;

-максимальный расход бензина при заправке автотранспортного средства, q = 0,55 л/мин;

— вероятность отказа систем автоматического отключения трубопроводов ТРК не выше 1×10^–6 (продолжительность срабатывания отсекающих устройств в системе по прямому току t_откл = 2,5 с);

— площадь промплощадки, оборудованной лотками для ограничения разлива, F_пл =20 м²;

— давление насыщенных паров бензина при расчетной температуре:

,

р_s= 38,9 кПа;         (3.1)

— концентрация насыщенных паров бензина при расчетной температуре:

;                              (32)

 

— интенсивность испарения:

1·10^–6··38,90 = 3,85·10^–4кг/(м²·с);(3.3)

— плотность пара бензина при рабочей температуре и атмосферном давлении:

.                    (3.4)

Расчет массы испарившейся жидкости

Объем бензина, вышедшего на территорию АЗС:

9,17·10^–6·2,5 + 2,43×10^-2м³   (3.5)

Масса бензина, вышедшего на территорию АЗС:

m_ж = r_ж×V= 17,74 кг (3.6)

Площадь пролива при растекании на неограниченной поверхности:

F= f_р×V= 3,645 м²  (3.7)

Так как масса бензина, вышедшего на территорию АЗС, менее 20 кг, согласно [2] длительность испарения бензина принимается равной:

;                          (3.8)

Масса испарившегося бензина за время t:

m_ж =WFt= 1,26 кг. (3.9)

 

3.2 Прогнозирование размеров зон взрывоопасных концентраций

Выход бензина из резинометаллического шланга на территорию АЗС при отсутствии  мгновенного воспламенения и  скорости ветра менее 1 м/с сопровождается образованием горючих паровоздушных смесей – зон взрывоопасных концентраций. Расчетное определение размеров зон, ограниченных нижним концентрационным пределом распространения пламени (НКПР) производим в соответствии с методом, приведенным в [2].

  3.3 Прогнозирование размеров зон поражения при пожаре-вспышке

Радиус воздействия продуктов сгорания определяется по формуле:

RF=1,2 RНКПР ,

где    R_НКПР – радиус взрывоопасной зоны.

Данные расчетов приведены в таблице 15.

Таблица 15 – расчет радиуса воздействия продуктов сгорания

 

 

3.4 Прогнозирование размеров зон поражения при быстром сгорании (взрыве) паровоздушной смесив открытом пространстве

Расчет интенсивности теплового излучения.

а) Интенсивность теплового излучения q, кВт/м², при горении пролитых жидкостей определяется по формуле:

, (3.40)

где E_f – среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/ м²;

F_q – угловой коэффициент облученности;

τ – коэффициент пропускания атмосферы.

Значение E_f зависит от эффективного диаметра очага d (или диаметра пролива)

м², (3.41)

где F – площадь пролива, м².

м.

На основе имеющихся экспериментальных данных, приведенных в таблице 3.3 и по рассчитанному диаметру, находим значение E_f.

Таблица 3.3 – Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания для некоторых жидких углеводородных топлив

Принимаем E_f=28 кВт/м².

б) Определяем угловой коэффициент облучённости.

Угловой коэффициент облученности F_q определяется из следующего выражения:

, (3.42)

3.5 Прогнозирование размеров зон поражения тепловым излучением пожара пролива бензина

 

ГОСТ Р 12.3.047-2012  Пожарная безопасность технологических процессов (приложение В)

B.1. Интенсивность теплового излучения q, кВт/м², рассчитывают по формуле

q = E_f F_q t,

где E_f — среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м²; F_q — угловой коэффициент облученности; t — коэффициент пропускания атмосферы.

В.2. E_f принимают на основе имеющихся экспериментальных данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив указанные данные приведены в таблице B.1.

Таблица B.1 Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания для некоторых жидких углеводородных топлив

При отсутствии данных допускается E_f принимать равной 100 кВт/м² для СУГ, 40 кВт/м² для нефтепродуктов.

В.3. Рассчитывают эффективный диаметр пролива d, м, по формуле

,                          (В.2)

где S — площадь пролива, м².

В.4. Рассчитывают высоту пламени Н, м, по формуле

,              (В.3)

где т — удельная массовая скорость выгорания топлива, кг/(м²·с); r_в — плотность окружающего воздуха, кг/м³; g — ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с².

В.5. Определяют угловой коэффициент облученности F_q по формуле

,                (В.4)

где , (В.5)

где ,                                             (В.6)

S₁ = 2r/d (r — расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта),          (В.7)

h = 2H/d;                                        (B.8)

,   (В.9)

B = (1 + S²)/(2S).                            (В.10)

В.6. Определяют коэффициент пропускания атмосферы t по формуле

t = exp [-7,0·10^-4 (r — 0,5d)].          (В.11)

Расчет теплового излучения от пожара пролива бензина площадью 300 м² на расстоянии 40 м от центра пролива.

Определяем эффективный диаметр пролива d по формуле (В.2)

м.

Находим высоту пламени по формуле (В.З), принимая т = 0,06 кг/(м²·с), g = 9,81 м/с² и r_в = 1,2 кг/м³:

м.

Находим угловой коэффициент облученности F_q по формулам (В.4) — (В.10), принимая r = 40 м:

h = 2 · 26,5/19,5 = 2,72,

S₁ = 2 · 40/19,5 = 4,10,

A = (2,72² + 4,10² + 1)/(2 · 4,1) = 3,08,

B = (1 + 4,1²)/(2 · 4,1) = 2,17,

Определяем коэффициент пропускания атмосферы t по формуле (В.11)

t = exp [-7,0·10^-4 (40 — 0,5 · 19,5)] = 0,979.

Находим интенсивность теплового излучения q по формуле (B.1), принимая Е_f = 47 кВт/м² в соответствии с таблицей B.1:

q = 47 · 0,0324 · 0,979 = 1,5 кВт/м².

3.6 Прогнозирование размеров зон поражения тепловым излучением «огненного шара»

 

ГОСТ Р 12.3.047-98 Пожарная безопасность технологических процессов (приложение Д)

Д.1. Расчет интенсивности теплового излучения «огненного шара» q, кВт/м², проводят по формуле

,                       (Д.1)

где E_f — среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м²; F_q — угловой коэффициент облученности; t — коэффициент пропускания атмосферы.

Д.2. E_f определяют на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать E_f равным 450 кВт/м².

Д.3. F_q рассчитывают по формуле

,     (Д.2)

где Н — высота центра «огненного шара», м; D_s — эффективный диаметр «огненного шара», м; r — расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара», м.

Д.4. Эффективный диаметр «огненного шара» D_s рассчитывают по формуле

                    D_s = 5,33 т^0.327,                  (Д.3)

где т — масса горючего вещества, кг.

Д.5. H определяют в ходе специальных исследований. Допускается принимать H равной D_s/2.

Д.6. Время существования «огненного шара» t_s, с, рассчитывают по формуле

                        t_s = 0,92 m^0,303.                   (Д.4)

Д.7. Коэффициент пропускания атмосферы t рассчитывают по формуле

.    (Д.5)

Расчет.

1. Находим массу горючего т в «огненном шаре» по формуле

т = V r a = 600 · 530 · 0,8 = 2,54·10⁵ кг,

где V — объем резервуара, м³ (V = 600 м³); r — плотность жидкой фазы, кг/м³ (r = 530 кг/м³); a — степень заполнения резервуара (a = 0,8).

2. По формуле (Д.3) определяем эффективный диаметр «огненного шара» D_s

D_s = 5,33 (2,54·10⁵)^0,327 = 312 м.

3. По формуле (Д.2), принимая Н = D_s/2 = 156 м, находим угловой коэффициент облученности F_q

4. По формуле (Д.5) находим коэффициент пропускания атмосферы t:

5. По формуле (Д.1), принимая E_f = 450 кВт/м², находим интенсивность теплового излучения q

q = 450 · 0,037 · 0,77 = 12,9 кВт/м².

6. По формуле (Д.4) определяем время существования «огненного шара» t_s

t_s = 0,92 · (2,54 · 10⁵)^0,303 = 40 с.

График интенсивности теплового излучения «огненного шара» при разрушении автомобильного бака представлен на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Интенсивность теплового излучения «огненного шара»

при разрушении автомобильного бака

При разрушении на пожаре автомобильного бензобакавозникает «огненный шар», способный поразить людей и вызвать появление очагов пожара на расстояниях, достигающих 110 м от места аварии.

---

Страницы: 1 2 3