2020-01-14
262
При аварийном разливе СУГ взрывоопасные концентрации образуются только в том случае если,
tр>tвсп ;
где tр – температура СУГ, 0С; tвсп – температура вспышки, 0С.
В нормативных документах по пожарной безопасности имеются два метода расчета размеров зон взрывоопасных паровоздушных смесей при испарении жидкости с поверхности разлива.
Первый метод, включенный в «Рекомендации по обеспечению пожар ной безопасности объектов нефтепродуктообеспечения, расположенных на селитебной территории», основан на проведенных исследованиях по изучению закономерностей распределения вредных веществ при кратковременном выделении из наземных источников в Главной геофизической обсерватории России.
Расчетная формула, заимствованная из работы В.М. Эльтермана "Охрана воздушной среды на химических и нефтехимических предприятиях" (М.: Химия, 1985), имеет вид:
, 
м.
где Rзвк - горизонтальный размер зоны от границы источника испарения, ограничивающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени, м; А - константа, равная 0,17 м-1; mп – масса паров, испарившаяся с открытой поверхности разлива, кг; φнп - нижний концентрационный предел распространения пламени, кгм-3.
|
|
|
Связь между нижним концентрационным пределом распространения пламени, выраженным в кг·м-3 (φнп), нижним концентрационным пределом распространения пламени, выраженным в % объемных (φнп) описывается следующей формулой:
; 
кг·м-3
где М - молекулярная масса, кг·кмоль-1, Vt - мольный объем, равный при нормальных условиях 22,4 м3 ·кмоль-1.
Второй метод расчета горизонтальных размеров зон, ограничивающих газо- паровоздушные смеси с концентрацией горючего выше нижнего концентрационного предела распространения пламени, при аварийном поступлении горючих газов и паров не нагретых легковоспламеняющихся жидкостей в открытое пространство изложен в НПБ 105-03.
Размеры зоны, м, ограничивающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени (φнп), вычисляют по формулам:
для горючих газов (ГГ)
• радиус зоны:
; 
• высота зоны:
; 
• плотность газа при расчетной температуре:
; 
;
где mг - масса поступивших в открытое пространство СУГ при аварийной ситуации, кг; ρг - плотность СУГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг·м-3, φнп - нижний концентрационный предел распространения пламени, % объема.
При расчете за начало отсчета горизонтального размера зоны принимают внешние размеры аппарата. Для сжиженных углеводородных газов (СУГ) при отсутствии данных допускается рассчитывать удельную массу испарившегося СУГ (кг·м-2) из пролива при температуре Тж ≤ Ткип по формуле:
|
|
|
где М - молекулярная масса СУГ, кг·моль-1; Lисп - мольная теплота испарения СУГ, Дж·моль-1; Т0 - начальная температура материала, на поверхность которого разливается СУГ, К; Тж - начальная температура СУГ, К; λтв -коэффициент теплопроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ; τ - текущее время, сек, принимаемое равным времени полного испарения СУГ, но не более 3600 сек; α - коэффициент температуропроводности материала, на поверхность которого разливается
СУГ, м·сек-1; Re - число Рейнольдса; λв - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт·м-1 К-1; d - характерный размер пролива СУГ, м. Учитывая, что Т0 Тж =Тж =310; К mсуг = 0.
• Число Рейнольдса:
где U - скорость воздушного потока, м·сек-1; νв - кинематическая вязкость воздуха, м2 ·сек-1.
• Коэффициент температуропроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, определяется по формуле:
где ств - теплоемкость материала, на поверхность которого разливается СУГ, Дж·кг-1 ·К-1; ρтв - плотность материала, на поверхность которого разливается СУГ, кг·м-3.
• Характерный размер пролива СУГ определяют по формуле:
где Fи - площадь поверхности испарения, м2.
При температуре Тж > Ткип дополнительно рассчитывается масса СУГ, испарившегося в окружающее пространство за счет перегрева.
• Масса СУГ, испарившегося в окружающее пространство в случае его перегрева:
где mп - масса вышедшего перегретого СУГ, кг; Ср - удельная теплоемкость СУГ при температуре перегрева Та, Дж·кг-1 ·К-1; Та - температура перегретого СУГ в соответствии с технологическим регламентом в технологическом аппарате, К; Ткип - температура кипения СУГ, К; Lисп - удельная теплота испарения СУГ, Дж·кг-1:
кг
