Расчет избыточного давления взрыва природного газа в помещении

1. Расчет избыточного давления взрыва для индивидуальных га­зов, состоящих из атомов С, Н, О, N, Cl, Br, I

Расчет избыточного давления взрыва для индивидуальных газов, со­стоящих из атомов С, Н, О, N, Cl, Br, I, производится по формуле:

св Рп.г. ст

Н

где Р_max - максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздуш­ной смеси или паровоздушной смеси в замкнутом объеме. При расчетах допускается принимать Р_mах = 900 кПа; Р₀ - начальное давление, кПа (до­пускается принимать равным 101 кПа); m - масса горючего газа, вышед­шего в результате аварии в помещение, кг; Z - коэффициент участия го­рючего во взрыве, который зависит от вида горючего вещества (для горю­чих газов (кроме водорода) допускается принимать Z равным 0,5); V_св -свободный объем помещения, м³. Определяется как разность между объе­мом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием (V_пол V_oбopуд). Если свободный объем помещения определить невозможно, то допускается принимать его условно равным 80 % геометрического объ­ема помещения; ρ_пг плотность газа при расчетной температуре, кг/м³, вычисляется по формуле:

М ^Рпг. V₀- (1 + 0,00367- t_p),

где М - молярная масса, кг/моль; V₀ - молярный объем, равный 22,413 м³/кмоль; t_p - расчетная температура, °С; С_ст - стехиометрическая концентрация горючего газа, % об., вычисляется по формуле:

где β - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания, вычисляется по формуле:

где п_с, п_н, по, п_х - число атомов углерода, водорода, кислорода, галоидов в молекуле горючего вещества; К_н - коэффициент, учитывающий негерме­тичность помещения, неадиабатичность процесса горения (допускается принимать К_н равным 3).

После преобразования

D Р = 13,32 V - m.

св Рп.г. Сст

Масса газа, вышедшего в помещение при аварии, определяется по формуле:

m = (V_a+V_m)-9г,

где V_a - объем газа, вышедшего из аппарата, м³; V_m - объем газа, вышед­шего из трубопровода, м³.

Объем газа, вышедшего из аппарата, определяется по формуле:

V_a = 0,01- P ₁ V ₁,

где P ₁ - давление газа в аппарате, кПа; V₁ - объем газа в аппарате, м³.

Объем газа, вышедшего из трубопровода, определяется по двум со­ставляющим: V _{1 Т} и V_2T.

V _{1 Т} - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м³:

V_1T=q-x,

где q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим рег­ламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, темпе­ратуры газовой среды и других показателей, м³/с; т - время срабатывания отключающей (запорной, отсечной) арматуры, с.

V_2T - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м³, определяется по формуле:

V_2T=0,01-n-P₂-(r²-l),

где l - длина участка трубопровода от аварийного аппарата до задвижек, м; r - внутренний радиус трубопровода, м; Р₂ - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа.