Определение размеров взрывоопасной зоны

При аварийном разливе ЛВЖ

 

Определение зоны взрывоопасных концентраций паров при испарении легковоспламеняющейся жидкости в открытое пространство при неподвижной воздушной среде регламентировано ГОСТ Р 12.3. 047-98 «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля».

Образование взрывоопасных концентраций паров при испарении ЛВЖ с поверхности разлива возможно, если:

 

t_р t_всп,                                            (11.1)

 

где; t_р - расчетная температура ЛВЖ при испарении, ^оС.

t_всп – температура вспышки ЛВЖ, ^оС.

В качестве расчетной температуры ЛВЖ при испарении принимают значение среднемесячной температуры для июля месяца.

Для ЛВЖ геометрически зона, ограниченная НКПР паров, будет представлять цилиндр. За начало отсчета зоны, ограниченной НКПР паров, принимают внешние размеры зоны аварийного разлива ЛВЖ. Во всех случаях расстояние должны быть не менее 0, 3 м.

 Размеры зоны, м, ограничивающие область концентраций, превышающей нижний концентрационный предел распространения пламени от зоны аварийного разлива ЛВЖ рассчитывают по формулам

 

,                  (11.2)

,                 (11.3)

где т_п - масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 3600 с, кг;

r _п - плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре, кг м^-3;

р _s - давление насыщенных паров ЛВЖ, кПа;

К - коэффициент (К = Т / 3600);

Т - продолжительность поступления паров ЛВЖ при испарении, с;

φ _НКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени паров, % (об.).

Величины: масса паров ЛВЖ;  плотность паров ЛВЖ; давление насыщенных паров ЛВЖ; нижний концентрационный предел распространения пламени паров принимают по результатам расчетов, полученных в ранее выполненных работах.

Продолжительность поступления паров при испарении определяют из условия разлива ЛВЖ на 1 м² по формуле

                                      (11.4)

где,  d _ж - толщина слоя разлившейся жидкости, м;

   r _ж - плотность ЛВЖ, кг × м^-3;

     W_исп - интенсивность испарения ЛВЖ, кг × м^-2 × с^-1.

Плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре определяют по формуле

                                                                   (11.5)

где М – молярный масса, кг× кмоль^-1;

V_о – объем, занимаемый одним киломолем при нормальных условиях. Принимают V_о = 22, 4 м³ кмоль^-1;

t_р - расчетная температура, ^оС.

Значения толщины слоя разлившейся жидкости, плотность жидкости и интенсивность испарения принимают по результатам расчетов, полученных в ранее выполненных работах.

Категорирование наружных установок

По пожарной опасности

По пожарной опасности наружные установки подразделяются на кате­гории А_н, Б_н, В_н, Г_н и Д_н. Допускается классифицировать резервуарную группу, как кате­горию А_н (ЛВЖ с t _всп ≤ 28 °С) или Б_н (ЛВЖ с t _всп > 28 °С), если концентрация паров ЛВЖ в воздухе на расстоянии 30 м от наружной установки превышает нижний концентрационный предел распространения пламени.

Способы и приемы снижения пожарной опасности

1. Применение системы обнаружения довзрывоопасной концентрации паров.

2. Обеспечение оповещения об обнаружении, локализации и ликвидации довзрывоопасной концентрации паров.

3. Установка сплошной стенки высотой 1 м, обеспечивающей предотвращение затекания паров

4. Устройство паровой завесы или водяной завесы.

5. Установка вентиляторов взрывобезопасного исполнения, которые должны обеспечить подвижность воздуха не менее 2 м/с.

6. Не допускается наличие природных оврагов, выемок, низин и устройство открытых траншей, котлованов, приямков, в которых возможно скопление взрывопожароопасных паров и газов, траншейная и наземная в искусственных или естественных углублениях прокладка трасс трубопроводов с ЛВЖ, ГЖ и сжиженными горючими газами.

Порядок выполнения работы

 

1. Подготовить исходные данные для расчета по следующей форме:

o наименование ЛВЖ _____________(см. задание);

o молярная масса ЛВЖ, M = ________ кг× кмоль^-1 (см. работу № 1);

o температура вспышки ЛВЖ, t_всп = ____^оС (см. работу № 1);

o давление насыщенных паров ЛВЖ, р _s = ______,  кПа. (см. работу № 10);

o нижний концентрационный предел распространения пламени паров ЛВЖ, φ _НКПР = _______, % об. (см. работу № 1);

o расчетная температура ЛВЖ, t_р = ___ ^оС. (В качестве расчетной температуры принять значение среднемесячной температуры воздуха для июля месяца. См. работу № 1);

o масса паров ЛВЖ, испарившаяся с поверхности разлива, m_п = _____, кг (см. работу № 10);

o интенсивность испарения, W_исп = _________кг × м^-2 × с^-1  (см. работу № 10);

o форма разлива ЛВЖ при полном разрушении резервуара,  ___________ (см. работу № 8);

o характерные размеры разлива ЛВЖ (см. работу № 8);

2. Проверить возможность образования взрывоопасных концентраций при испарении ЛВЖ с поверхности разлива по формуле (11.1).

3. Для определения коэффициента К = Т / 3600,  анализируют два варианта:

o I вариант – за период 3600 с или менее вся разлившаяся ЛВЖ способна испарится;

o II вариант – за период 3600 с, только часть разлившейся ЛВЖ испаряется.

4. Продолжительность поступления паров (формула (11.4));

5. Определить:

o плотность паров ЛВЖ (формула (11.5));

o размеры зоны взрывоопасной концентрации паров  ЛВЖ (формулы (11.2 и 11.3)).

Вопросы для подготовки к защите работы

1. Укажите нормативный документ, в котором регламентированы размеры взрывоопасных зон при нормальной эксплуатации.

2. Укажите размеры взрывоопасных зон от закрытых технологических аппаратов, содержащих горючие газы и ЛВЖ, при нормальной эксплуатации.

3. Укажите размеры взрывоопасных зон от места выброса взрывоопасных и горючих веществ из предохранительных и дыхательных клапанов.

4. Укажите размеры взрывоопасных зон от резервуаров с ЛВЖ и газгольдеров при нормальной эксплуатации.

5. Укажите нормативный документ, в котором регламентирован метод расчета взрывоопасных зон при испарении ЛВЖ в открытое пространство при неподвижной воздушной среде.

6. Укажите условие, при котором возможно образования взрывоопасных концентраций паров при испарении ЛВЖ с поверхности разлива.

7. Возможно, ли образование взрывоопасных концентраций паров при испарении ЛВЖ с поверхности разлива, если температура жидкости превышает значение температуры вспышки?

8. Что принимают за начало отсчета размера взрывоопасной зоны при аварийном разливе ЛВЖ?

9. Какую геометрическую фигуру рассматривают при расчете аварийной зоны взрывоопасных концентраций?

 

Пример расчета зоны взрывоопасных концентраций паров

 

Исходные данные

 

Наименование ЛВЖ – ацетон.

Плотность жидкости, r _ж = 790, 8 кг × м^-3.

Расчетная температура, t_р = 20 ^оС.

Температура вспышки, t_всп = - 18 ^оС.

Интенсивность испарения, W_исп = 1, 87 •10^-4 кг × м^-2 × с^-1.

Масса паров ацетона, испарившаяся с поверхности разлива,

m_п = 33, 6 кг.

Нижний концентрационный предел распространения пламени,  

φ _НКПР = 2, 7 % (об.).

Давление насыщенных паров ацетона, р _s =  24, 54 кПа.

Форма разлива – круг.

Радиус зоны аварийного разлива ЛВЖ, R_ж = 3, 99 м. 

Толщина слоя разлившейся жидкости, d _ж = 6, 7 •10^-3 м.

 

Расчет

Проверка возможность образования взрывоопасных концентраций паров при испарении ЛВЖ

t_р  t_всп,

 

t_р = 20 ^оС, t_всп = - 18 ^оС.

Условие выполняется.

Продолжительность поступления паров определяют из условия разлива ЛВЖ на 1 м² по формуле

 

 

Значение коэффициента К принимаем равным 1.

Плотность паров ЛВЖ

.

Расстояния, ограничивающие область концентраций паров ЛВЖ, превышающих НКПР, составят

Вывод. Граница зоны, ограниченной НКПР паров ЛВЖ, будет проходить:

o по горизонтали на расстоянии 15, 52 м от границы разлива;

o по вертикали - на высоте 0, 58 м от поверхности разлива.

 

Работа № 12.

Расчет опасных факторов пожара

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Поделиться: