double arrow

Определение поражающих факторов вероятных чрезвычайных ситуаций и их воздействия на элементы объекта

3.2.1. Определение вероятных параметров ударной волны при взрыве горючих веществ.

При разрушении резервуара, объем вытекшей жидкости принимается равным 80 % от общего объема резервуара.

Рассчитать аварийные выбросы опасных веществ для различного оборудования можно по соответствующим формулам, приведенным в «Пособии по оценке опасности, связанной с возможными авариями при производстве, хранении, использовании и транспортировке больших количеств пожароопасных, взрывоопасных и токсичных веществ, 1992 года»

Примерные результаты расчетов аварийных выходов для емкостных объектов и трубопроводов приведены в табл. 3.1

Таблица 3.1 - Результаты расчетов аварийных выходов опасных веществ

Наименование оборудования Агрегат-ное состояние Количество выброшенного вещества из повреждения
«Гильотинный разрыв» «Трещина» «Свищ»
м3 т м3 т м3 т
               
Площадка УПСВ ДНС
Сепаратор нефтегазовый (СВ-1/1,2; СВ-2/1,2) жидкость            
газ   0,096   0,048   0,03
Сепараторы газовые (СГ-1-1,2) газ   0,096   0,048   0,03
Сепараторы буферные (С-2.1; С-2.2) жидкость       21,5    
газ   0,048   0,0225   0,0144
Факельная установка (стволы) газ 20,3 0,02 10,15 0,0097 6,09 0,006
Печь (П3; П4) газ 5,6 0,0054 2,8 0,003 1,7 0,002
РВС-5000 жидкость            
РВС-1000 жидкость           219,3
Дренажная емкость (Е8) жидкость 12,5 10,8 6,25 5,4 3,8 3,3
Дренажные емкости (Е2; Е3; Е4; Е5; Е6) жидкость       17,2   10,3
Погружные насосы (Н4-Н9) жидкость           20,6
Блок дозирования реагентов жидкость   3,4   1,7 1,2 1,03
Склад химреагентов (бочки) жидкость 0,2 0,19 0,1 0,095 0,06 0,057
Технологические трубопроводы
Нефтепровод Ø530×10 жидкость 319,4   91,4   45,4  
Газопровод Ø530×8 газ   2,7   0,7   0,4

Студенты, рассматривающие аварии с выбросом взрывоопасных веществ, берут за исходные данные количество выброшенного вещества при гильотинном разрыве и производят расчеты в соответствии с п.3.2.2 или п.3.2.3 методического указания. Студенты, рассматривающие аварийные ситуации с выбросом аварийно химически опасных веществ (АХОВ), производят расчеты в соответствии с пунктом 3.2.4.

3.2.2. При взрыве (рис.3.1.) выделяют зону детонационной волны с радиусом R1 и зону ударной волны. Определяются также:

- радиус зоны смертельного поражения людей (Rспл);

- радиус безопасного удаления Rбу, где избыточное давление DР ф= 5 (кПа).

Различают три зоны действия взрыва.

Зона 1 - действие детонационной волны. Для нее характерно интенсивное дробящее действие, в результате которого конструкции разрушаются на отдельные фрагменты, разлетающиеся с большими скоростями от центра взрыва.

Зона 2 - действие воздушной ударной волны. Эта зона включает три подзоны: 2а - сильных разрушений, 2б - средних разрушений, 2в - слабых разрушений. На внешней границе зоны 2 ударная волна вырождается в звуковую, слышимую на значительных расстояниях.

Рис.3.1. Зоны действия взрыва паро- и газовоздушной смеси

1. Зона детонационной волны; 2. Зона воздушной ударной волны; Rспл - радиус зоны смертельного поражения людей; Rбу - радиус безопасного удаления (DР ф= 5 (кПа)); r1 и r2 - расстояния от центра взрыва до элемента предприятия в зоне ударной волны.

Давление во фронте ударной волны DРф2 в зоне ударной волны определяют по табл. 3.2.

Таблица 3.2 - Давление во фронте ударной волны

ф1, Значение DРф2 на расстояниях от центра взрыва в долях от (r2/R1)
кПа   1.05 1.1 1.2 1.4 1.6 2.0 3.0 4.0 6.0 8.0            
                            4.5 2.7 1.8  

Избыточное давление в зоне детонационной волны DРф1= 900 кПа.

Радиус зоны детонационной волны определяется по уравнению:

R1= (м) (3.1)

где Q – объем топливновоздушной смеси, м3

Радиус зоны смертельного поражения людей определяется по формуле

Rспл = (м). (3.2)

Далее по табл. 3.3 определяют степень разрушения элементов объекта.

Таблица 3.3 - Вероятные разрушения зданий, сооружений, коммуникаций и оборудования в зависимости от избыточного давления DРф, кПа

Наименование элементов предприятия Степень разрушения при избыточном давлении ф, кПа
сильное среднее слабое
       
Здания
1. Промышленное с металлическим или железобетонным каркасом 102-68 68-34 34-17
2. Многоэтажное административное с металлическим или железобетонным каркасом 85-68 68-51 51-34
3. Кирпичное многоэтажное (3 этажа и более) 51-34 51-17 17-14
4. Кирпичное одно- и двухэтажные 60-43 43-26 26-14
5. Деревянное 34-20 20-14 14-10
6. Остекление промышленных и жилых зданий 5-3 3-2 2-1
7. Остекление из армированного стекла 9-4 4-3 3-2
Оборудование
1. Станочное 119-102 102-34 34-9
2. Крановое оборудование 119-85 85-51 51-34
3. Токарно-карусельные, токарно-расточные станки 119-85 85-51 51-17
4. Контролно-измерительная аппаратура - 34-17 17-8

Продолжение таблицы 3.3

Линии электропередач
1. Воздушные линии высокого напряжения 204-140 119-85 68-34
2. Воздушные низковольтные 272-170 170-102 102-34
3. Кабель подземный 2550-1700 1700-1360 до 360
4. Кабель наземный 170-119 85-51 51-17
5. Галлерея энергетических коммуникаций на металлических (железобетонных) эстакадах 60-34 34-26 26-17
Линии связи
1. Стационарные воздушные 204-140 119-85 68-34
Трубопроводы
1. Коммунальные подземные водо-, газо-, канализационные сети 2720-1700 1700-1020 1020-680  
2. Трубопроводы на эстакаде 85-68 68-51 51-34  
3. Трубопроводы наземные 221-68 68-51 51-34  
Резервуары
1. Наземные для ГСМ 68-51 51-34 34-26  
2. Частично заглубленные 170-85 85-51 51-17  
3. Подземные резервуары 340-170 170-85 85-51  
4. Газгольдеры 68-51 51-34 34-26  
Сооружения
1.Здания трансформаторных подстанций из кирпича или блоков 102-68 68-34 34-17  
2. Водонапорная башня 102-68 68-34 34-17  
Защитные сооружения и прочее
1.Убежища, расположенные отдельно,расчитанные на: DРф 2-3.5 кгс/см2   1275-1020 1020-680  
1.0 кгс/см2   340-255 1020-680  
2. Подвальные, рассчитанные на: DРф 1.0 кгс/см2   255-170 170-119  
0.5 кгс/см2   170-68 68-51  
3. Подвалы (без усиления несущих конструкций)   136-85 85-51  
4. Дерево-земляные противорадиационные укрытия, рассчитанные на 0.3 кгс/см2   136-85 85-51  
 
5. Грузовые автомобили 119-94 94-51 51-34  
6. Автобусы 94-77 77-34 34-26  
7. Гусеничные тракторы, экскаваторы 170-136 136-68 68-51  
Блоки программных устройств 51-34 34-26 26-14  
Компьютеры, телефонно-телеграфная аппаратура 51-34 34-17 17-8  
             

3.2.3 Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в закрытых помещениях

Расчет производится по нижеприведенной методике НПБ 105-95.

Если расчетное давление превышает Рmax, то берется Рmax. Свободный объем помещения допускается принимать равным 80 % геометрического объема помещения, если нет более точных данных.

Избыточное давление взрыва DP для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов C,H,O,N,CI,Br,F, определяют по формуле:

DP= (Pmax - P0) (3.3)

где Pmax - максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным (при отсутствии данных допускается принимать pmax = 900 кПа);

P0 - начальное давление, кПа (допускается принимать P0=101 кПа);

m - масса горючего газа (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение, кг;вычисляется для ГГ по приведенной ниже формуле (3.6);

z - коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан исходя из характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно приложению; допускается принимать значения z, приведенные ниже;

Таблица 3.4 - Коэффициент z

ЛВЖ, нагретая выше т-ры вспышки 0,3
Горючие газы 0,5
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки:  
если возможно образование аэрозоля 0,3
если образование аэрозоля невозможно  

Vсв- свободный объем помещения, м3;

rг,п - плотность пара или газа, кг×м-3;

Кн - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения; допускается принимать Кн = 3;

Сст - стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ,%(об.), вычисляемая по формуле:

С = (3.4)

Здесь (b= nc + (nн - nx)/4 - n0/2 - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания (nc,nн,n0,nx - число атомов C,H,O и галлоидов в молекуле горючего).

Если в воздухе помещений содержатся горючие газы, а также пары легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, то при определении значения массы m, входящей в формулу (1), допускается учитывать работу аварийной вентиляции при условии, что она обеспечена резервными вентиляторами, автоматическим пуском при превышении предельно допустимой взрывобезопасной концентрации и электроснабжением по первой категории надежности (ПУЭ), а устройства для удаления воздуха из помещения расположены в непосредственной близости от места возможной расчетной аварии.

При этом массу m горючих газов или паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, нагретых до температуры вспышки и выше, поступивших в объем помещения, необходимо разделить на коэффициент К.

К = А×Т + 1, (3.5)

где А - кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, с-1;

Т - продолжительность поступления горючих газов и паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей в объем помещения.

Масса m (кг) поступившего в помещение при расчетной аварии газа определяют по формуле:

m = (Vа +Vт)×rг, (3.6)

где Vа,Vт - объем газа, вышедшего соответственно из аппарата и из трубопроводов, м3.

При этом

Vа = 0.01× r1×V, (3.7)

где r1 - давление в аппарате,кПа;V - объем аппарата, м3

Vт = V + V, (3.8)

где V,V - объем газа, вышедшего из трубопровода соответственно до его отключения и после отключения, м3.

V = q×T, (3.9)

где q - расход газа, определяемый в зависимости отдавления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой cреды и т.д., м3×с-1;

Т - время, с.

V = 0.01×p×p2× (r21×L1 + r22×L2 +.. + r2n×Ln), (3.10)

где p2 - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту,кПа;

r - внутренний радиус трубопроводов,м;

L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.

3.2.4 Определение глубины распространения аварийно химически опасных веществ (АХОВ) при разливе их с поражающей концентрацией.

Распространение АХОВ при неблагоприятных метеоусловиях можно описать рис. 3.2.

 
 


Рисунок 3.2. Распространение АХОВ

При расчете зон при заблаговременном прогнозе принимают температуру воздуха равной 20 °С, состояние атмосферы – инверсия, скорость ветра – 1 м/с, направление ветра на предприятие; принимают что разрушается одна наибольшая емкость или выливается наибольшая масса возможного количество АХОВ из трубопровода, системы.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: