Методики розрахунку значень критеріїв вибухопожежної і пожежної небезпеки зовнішніх установок

Розрахунковий час перекривання трубопроводів слід приймати рівним:

ü часу спрацювання системи автоматики перекривання трубопроводів відповідно до паспортних даних установки, якщо забезпечується резервування її елементів;

ü 120 с, якщо в системі автоматики не забезпечується резервування її елементів;

ü 300 с, у разі ручного перекривання.

Площа випаровування при розливі на горизонтальну поверхню визначається (у разі відсутності довідкових або інших експериментальних даних), виходячи з розрахунку, що 1 л сумішей і розчинів, які містять 70% і менше (по масі) розчинників, розливається на площі 0,1 м², а інших рідин – на 0,15 м²;

Тривалість випаровування рідини приймається рівною часу її повного випаровування, але не більше, ніж 3600 с.

Маса газу т, кг, що надійшов у довкілля під час розрахункової аварії, визначають за формулою:

, (9.26)

де: – об'єм газу, що вийшов з апарата, м³;

– об'єм газу, що вийшов з трубопроводу, м³;

– густина газу, .

При цьому:

(9.27)

де: – тиск в апараті, кПа; V – об'єм апарата, м³;

, (9.28)

де: – об'єм газу, що вийшов із трубопроводу до його перекривання, м³ ;

– об'єм газу, що вийшов із трубопроводу після його перекривання, м³;

, (9.29)

де: – витрати газу, які відповідно до технологічного регламенту залежать від тиску в трубопроводі, його діаметра, температури газового середовища тощо, м/с;

– час надходження парів, с.

(9.30)

де: Р₂ – максимальний тиск у трубопроводі за технологічним регламентом, кПа;

r – внутрішній радіус трубопроводів, м;

L – довжина трубопроводів від аварійного апарата до засувок, м.

Маса парів рідини m, кг, які надійшли в довкілля при наявності декількох джерел випаровування (поверхня розлитої рідини, поверхня зі свіжонанесеної рідини, відкриті ємкості тощо), визначається за формулою:

(9.31)

де: т_р – маса рідини, що випарувалася з поверхні розливу, кг;

т_ємк – маса рідини, що випарувалася з поверхонь відкритих місткостей, кг;

т_пов. – маса рідини, що випарувалася з поверхонь, на які нанесена рідина, що застосовується, кг;

т_перег. – маса рідини, що випарувалася у довкілля через її перегрівання, кг.

При цьому, кожну зі складових у формулі (9.31) визначають із рівняння:

(9.32)

де: W – інтенсивність випаровування, ;

F – площа випаровування, м², що залежить від маси рідини m, яка вийшла у довкілля;

–- тривалість надходження парів легкозаймистих та горючих рідин у довкілля, с.

Величину т_пер визначають за формулою (при Т_а> Т_кип):

m_пер=min (9.33)

де: т_П – маса перегрітої рідини, що вийшла назовні, кг;

С_р – питома теплоємність рідини при температурі перегрівання рідини Т_а, – ;

Т_а – температура перегрітої рідини відповідно до технологічного регламенту в технологічному апараті або обладнанні, К;

Т_кип – нормальна температура кипіння рідини, К;

L_вип – питома теплота випаровування рідини при температурі перегрівання рідини Т_а, .

Якщо аварійна ситуація пов'язана з можливим надходженням рідини в розпиленому стані, то вона має бути врахована у формулі (9.31) введенням додаткової складової, яка враховує загальну масу рідини, яка надійшла від пристроїв, що розпилюють, виходячи з тривалості їхньої роботи.

Інтенсивність випаровування W визначають за довідковими та експериментальними даними. Для ненагрітих ЛЗР, у разі відсутності даних, допускається розраховувати W за формулою:

, (9.34)

де: М – молярна маса, г-моль^-1;

Р_Н – тиск насиченої пари при розрахунковій температурі рідини, яка розрахована за довідковими даними, кПа.

Для скраплених вуглеводневих газів (СВГ), у разі відсутності даних, допускається розраховувати питому масу випаруваного СВГ т_СВГ, з розливу, кг/м² , за формулою:

(9.35)

де: М – молярна маса СВГ, кг·моль^-1;

L_вип – мольна теплота випаровування СВГ при початковій температурі Т_Г, ;

Т_о – початкова температура матеріалу, на поверхню якого розливається СВГ,°К;

Т_Г – початкова температура СВГ, °К;

λ_ТВ – коефіцієнт теплопровідності матеріалу, на поверхню якого розливається СВГ, ;

– коефіцієнт температуропровідності матеріалу, на поверхню якого розливається СВГ, ;

С_ТМ – теплоємність матеріалу, на поверхню якого розливається СВГ, ;

ρ_ТВ – густина матеріалу, на поверхню якого розливається СВГ, кг/м³;

– час (с), який приймається рівним часу повного випаровування СВГ, але не більше, ніж 3600 с;

число Рейнольдса;

U – швидкість повітряного потоку, м/с¹;

– характерний розмір розливу СВГ, м;

ν – кінематична в'язкість повітря, м²/с;

_у –- коефіцієнт теплопровідності повітря, .

Формула (9.35) справедлива для СВГ з температурою ТГ < Т_кип При температурі СВГ Т_Г > Т_кип додатково розраховується маса перегрітих СВГ т_пер за формулою (9.33).

9.4.1.Розрахунок надлишкового тиску та імпульсу хвилі тиску у разі згоряння сумішей горючих газів і парів з повітрям у відкритому просторі

Виходячи з розглянутого сценарію аварії, визначається маса т, (кг), горючих газів і (або) парів, що потрапили до атмосфери з технологічного апарата.

Величину надлишкового тиску Р, кПа, що розвивається у разі згоряння газопароповітряних сумішей, визначають за формулою:

(9.39)

де: Р₀ – атмосферний тиск, кПа (допускається приймати таким, що дорівнює 101 кПа);

r – відстань від геометричного центра газопароповітряної хмари, м; т_пр – приведена маса газу або пари, кг, обчислюється за формулою:

(9.40)

де: Q – питома теплота згоряння газу або пари, Дж/кг;

Z – коефіцієнт участі горючих газів і парів у горінні, який допускається приймати рівним 0,1;

Q – константа, рівна Дж/кг;

т – маса горючих газів і (або) парів, які надійшли в результаті аварії до навколишнього простору, кг.

Величину імпульсу хвилі тиску i, , обчислюють за формулою:

(9.41)

де: r – відстань від геометричного центра газопароповітряної хмари, м;

т_пр – приведена маса газу або пари, кг.