Направленные на повышение устойчивости технологической системы

«РВС – ЛВЖ» к возникновению пожара

1. Применение для хранения ЛВЖ резервуаров с понтонами.

2. Использование защитного газа (азот или метан) в герметизированных технологиях хранения для резервуаров со стационарными крышами.

3. Дифференцированное хранение ЛВЖ в РВС в зависимости от климатического района страны.

 

Порядок выполнения работы

1. Подготовить исходные данные для выполнения работы по следующей форме:

o регион расположения терминала ________________;

o географическая широта местности, ψ = __ ^о;

o число безоблачных дней в июле, N_с.дн = ___;

o среднемесячная температура окружающего воздуха для июля, t_f = ______ ^оС;

o максимальная суточная амплитуда колебаний температуры окружающего воздуха для июля, Dt _f-mах =____ ^oC;

o диаметр РВС, d_р = _______м;

o высота РВС, h_р = ______м;

o уровень взлива ЛВЖ в РВС, h_ж = 0, 7 h_р = ______м

o наименование хранимой ЛВЖ ______________

o нижний температурный предел распространения пламени, t_нп = __^оС;

o плотность ЛВЖ, ρ _ж =                 кг∙ м^-3;

o коэффициент теплоотдачи в сложном лучисто-конвективном теплообмене от оболочки, ограничивающей газовое пространство резервуара, в окружающий воздух, α _w-f = _____ Вт∙ м^-2∙ К^-1. (Допускается принимать α _w-f = 10, 7 Вт∙ м^-2∙ К^-1);

o приведенный коэффициент теплоотдачи от оболочки, ограничивающей газовое пространство резервуара, к поверхностному слою ЛВЖ, α _п.w-ж = ____ Вт∙ м^-2∙ К^-1. (Допускается принимать α _п.w-ж = 0, 73 Вт∙ м^-2∙ К^-1);

o коэффициент теплоотдачи излучением от оболочки, ограничивающей газовое пространство резервуара, к ЛВЖ, α _w-ж =____ Вт∙ м^-2∙ К^-1 (Допускается принимать α _w-ж = 5, 3 Вт∙ м^-2∙ К^-1);

o коэффициент теплоотдачи от паровоздушной смеси к поверхностному слою ЛВЖ, α _п-ж = ___ Вт∙ м^-2∙ К^-1 (Допускается принимать    α _п-ж = 5, 3 Вт∙ м^-2∙ К^-1);

o коэффициент теплопроводности ЛВЖ, λ _ж =____ Вт∙ м^-1∙ К^-1 (Допускается принимать λ _ж = 0, 11 Вт∙ м^-1∙ К^-1);

2. Расчет уровня взрывоопасности технологической системы «РВС – ЛВЖ» проводят по выше приведенной методике, используя следующий алгоритм расчета:

На первом этапе расчета определяют месяц года, для которого следует ожидать наиболее высокий уровень взрывоопасности технологической системы «РВС – ЛВЖ».

Для определения месяца года, для которого следует ожидать наиболее высокий уровень взрывоопасности технологической системы «РВС – ЛВЖ», строят график: «Закономерности изменения температуры ЛВЖ в резервуаре со стационарной крышей в течение года». Ось абсцисс разбивают на 12 частей в соответствии с порядковым месяцем года. По оси ординат откладывают шкалу температур. Используя данные таблицы «Статистические данные по метеоусловиям региона» (см. работу №1) для каждого месяца на графике откладывают   текущее значение температуры основной массы ЛВЖ, равной среднемесячной температуре окружающего воздуха, а также возможное значение температуры поверхностного слоя, которое может превышать температуру основную массу жидкости на 20 ^о.

На этом же графике откладывают значения нижнего и верхнего температурного предела распространения пламени.

Анализируя полученные результаты, делают выводы о месяце года, для которого следует ожидать наиболее высокий уровень взрывоопасности технологической системы. Далее для этого месяца года рассчитывают фактический уровень взрывоопасности технологической системы.

На втором этапе расчета определение максимальной температуры поверхностного слоя ЛВЖ в РВС производят по следующему алгоритму:

o максимальная среднемесячная температура окружающего воздуха (формула (2.4));

o площадь зеркала испарения ЛВЖ в РВС (формула (2.5));

o площадь оболочки, ограничивающей газовое пространство РВС (формула (2.6));

o площадь оболочки, ограничивающей газовое пространство РВС, на которую воздействует солнечная радиация (формула (2.7));

o усредненное значение расчетного склонения солнца (формула (2.8));

o плотность падающего теплового потока от солнца (формула (2.9));

o тепловую нагрузку на РВС от солнечной радиации (формула (2.10));

o показатель температурного поля в поверхностном слое ЛВЖ (формула (2.11));

o продолжительность светового дня (формула (2.12));

o максимальную температуру поверхностного слоя ЛВЖ в РВС (формула (2.3));

На третьем этапе расчета:

o  определяют и анализируют параметр θ. При  0 < θ < 1 продолжительность периода существования взрывоопасной концентрации внутри РВС определяют по формуле (2.13).

o уровень взрывоопасности технологической системы (формула (2.14)).

Вопросы для подготовки к защите работы

1. Область применения показателя «уровень взрывоопасности технологической системы».

2. Область применения показателя пожаровзрывоопасности «концентрационные пределы распространения пламени».

3. Что понимают под термином «околопредельная ЛВЖ»?

4. Как можно определить ход изменения температуры основной  массы ЛВЖ в резервуаре в течение года?

5. Что является источником существенных тепловых изменений, происходящих в РВС?

6. Примерно, на сколько градусов, может превышать значение температуры поверхностного слоя ЛВЖ над основной массой жидкости в РВС?

 7. Укажите основные меры пожарной безопасности, направленные на повышение устойчивости технологической системы «РВС – ЛВЖ» к возникновению пожара?

 

Пример расчета уровня взрывоопасности

Технологической системы «РВС – ЛВЖ»

 

Исходные данные

o регион расположения терминала – порт «Кавказ»;

o географическая широта местности, ψ = 40 ^о;

o число безоблачных дней в июле, N_с.дн = 23;

o среднемесячная температура окружающего воздуха для июля, t_f = 17, 6 ^оС;

o максимальная суточная амплитуда колебаний температуры окружающего воздуха для июля, Dt _f-mах = 37 ^oC;

o диаметр РВС, d_р = 10, 4 м;

o высота РВС, h_р = 9, 0 м;

o уровень взлива ЛВЖ в РВС, h_ж = 3, 74 м;

o наименование хранимой ЛВЖ – авиационное топливо ТС-1;

o нижний температурный предел распространения пламени, t_нп = 25 ^оС;

o плотность ЛВЖ, ρ _ж = 702кг∙ м^-3;

o коэффициент теплоотдачи в сложном лучисто-конвективном теплообмене от оболочки, ограничивающей газовое пространство резервуара, в окружающий воздух, α _w-f = 10, 7 Вт∙ м^-2∙ К^-1;

o приведенный коэффициент теплоотдачи от оболочки, ограничивающей газовое пространство резервуара, к поверхностному слою ЛВЖ, α _п.w-ж = 0, 73 Вт∙ м^-2∙ К^-1;

o коэффициент теплоотдачи излучением от оболочки, ограничивающей газовое пространство резервуара, к ЛВЖ, α _w-ж = 5, 3 Вт∙ м^-2∙ К^-1);

o коэффициент теплоотдачи от паровоздушной смеси к поверхностному слою ЛВЖ, α _п-ж = 5, 3 Вт∙ м^-2∙ К^-1;

o коэффициент теплопроводности ЛВЖ, λ _ж = 0, 11 Вт∙ м^-1∙ К^-1.

 

Расчет

 

Максимальная среднемесячная температура окружающего воздуха

 

t_f-max = t_f + Dt_f-mах/2 = 17, 6 + 37 / 2 = 36, 1 ^oC.                                           

 

Площадь зеркала испарения ЛВЖ в РВС

 

f_ж = π d_р²/4 = 3, 14 · 10, 4² / 4 = 84, 9 м².

 

Площадь оболочки, ограничивающей газовое пространство РВС

 

f_об = f_ж + π d_р (h_р – h_ж) = 84, 9 + 3, 14 · 10, 4 (9, 0 – 3, 74) = 256, 7 м².

 

Усредненное значение расчетного склонения солнца для июля месяца

 

ξ = 22, 7 sin (295 - 30 №_м) = 22, 7 sin (295 - 30 · 7) = 22, 6 ^о.

 

Площадь оболочки, м², ограничивающей газовое пространство РВС, на которую воздействует солнечная радиация:

 

f_л = d_р (h_р –h_ж ) sin (ψ – ξ ) + f_ж cos (ψ – ξ ) =

 

= 10, 4 (9, 0 – 3, 74) sin (40 – ξ ) + f_ж cos (ψ – 22, 6) = 97, 4 м². 

 

Плотность падающего теплового потока от солнца на площадку, нормальную к направлению солнечных лучей

 

Вт м^-2.

 

Тепловая нагрузка на резервуар от солнечной радиации

 

q_л = ε _w q_с f _л /f_об. = 0, 7 · 911, 8 · 97, 36 / 256, 7 = 242, 1 Вт м^-2.

 

Продолжительность светового дня в июле месяце

 

τ _дн = 11, 9 + 5, 7 sin (267 - 27 №_м) = 11, 9 + 5, 7 sin (267 – 27 · 7) = 17, 4 ч.

 

Показатель температурного поля в поверхностном слое ЛВЖ

                                  

  м^-1.                                       

 

Максимальная температура поверхностного слоя ЛВЖ в резервуаре,

 

=

 

 ^оС.

Параметр

.

 

Так как

0 < θ < 1,

 

то определяем продолжительность существования взрывоопасной концентрации внутри резервуара. Значение arcsin θ вычисляют в радианах.

 

 

Уровень взрывоопасности технологической системы в июле

 

.

 

 

Работа № 3.

 Расчет ожидаемой частоты возникновения

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: