ВВЕДЕНИЕ
Оценка соответствия взрывопожароопасных технологий требованиям пожарной безопасности сталкивается с большим числом локальных и системных проблем: технических и информационных. Анализ этих проблем (высокий уровень взрывопожароопасности используемых технологий, большая концентрация пожаровзрывоопасных веществ на единицу площади, неспособность существующего детерминированного нормирования дать оценку состояния защищенности людей от пожарной опасности технологической системы) поставил вопрос - о применении расчетных методов при оценке соответствия объекта защиты требованиям пожарной безопасности.
Основным направлением оценки безопасности людей от пожара является методология оценки пожарного риска. Центральным звеном в оценке риска является анализ пожарной опасности технологической системы. Под термином «пожарная опасность» понимают возможность возникновения и развития пожароопасной ситуации с переходом её в пожар, заключенную в технологической системе.
Здесь, при выполнении настоящих экспериментальных и расчетно-графических работ отрабатываются основные положения главы 21 «Порядок проведения анализа пожарной опасности производственного объекта и расчета пожарного риска» технического регламента о требованиях пожарной безопасности, а также расчетные методы, предусмотренные нормативными документами по пожарной безопасности, а именно:
- ГОСТ Р 12.3. 047-98. «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля»;
- СП 12.13130.2009. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности;
- Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности объектов нефтепродуктообеспечения, расположенных на селитебной территории.
В качестве объекта анализа пожарной опасности принят вертикальный стальной резервуар (РВС), в котором хранится легковоспламеняющаяся жидкость (ЛВЖ). Появление вертикальных резервуаров тесно связано с именем выдающего русского инженера В. Г. Шухова, по проектам которого сооружались первые стальные резервуары.
1. ПОЖАРНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА АНАЛИЗА ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
Цель работы: приобретение, отработка и закрепление практических умений и навыков применения теоретических знаний при решении практических задач, связанных с оценкой пожарной опасности технологических систем.
Постановка задачи
Для проведения анализа пожарной опасности технологической системы необходимо подготовить информационную базу.
Информационная база, как правило, включает в себя следующие блоки:
- технология процесса;
- конструкция и оборудование технологической системы;
- показатели пожаровзрывоопасности, обращающихся веществ и материалов;
- климатические и метеорологические параметры, воздействующие на систему;
- принятые технические решения, обеспечивающие противопожарную защиту технологической системы.
В практикуме в соответствии с ГОСТ Р 12.3. 047 - 98 «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля» отрабатываются основные элементы изучения технологии и подготовки информационной базы для проведения анализа пожарной опасности.
Таблица 1.1 - Показатели пожаровзрывоопасности изобутилметилкетона
|
Наименование показателя |
Значение |
||||||
|
Молярная масса |
100.16 |
||||||
|
Плотность ЛВЖ, кг/м3 |
801,7 |
||||||
|
Температура вспышки, °С |
14 |
||||||
|
Температура самовоспламенения, оС |
475 |
||||||
|
Температурные пределы распространения пламени, °С: нижний верхний |
14 40 |
||||||
|
Концентрационные пределы распространения пламени, % (об.): нижний верхний |
1,3 7,8 |
||||||
|
Константы уравнения Антуана: |
АА = 6,22633 БА = 1338,0 СА = 214,34 |
||||||
|
Теплота сгорания, МДж/кг |
35,37 |
||||||
|
Массовая скорость выгорания, кг/м2с1 |
9,4*10 |
||||||
|
Средства тушения |
Для тушения использовать песок, двуокись углерода или порошковый огнетушитель. |
||||||
уровень взлива ЛВЖ в РВС |
Количество и схема расположения резервуаров |
||||||
|
hж = 4,76 м; |
|||||||
|
Вариант |
Номинальная вместимость, м3 |
Диаметр резервуара |
Высота резервуара |
Толщина стенки верхнего пояса |
Уклон площадки |
Расстояние между резервуарами |
|
|
5 |
700 |
10,4 м; |
9,0 м; |
3 |
0 |
1,5*dpезервуара |
Температуравоздуха, оС |
Порядковый номер месяца года |
||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
||
|
Среднемесячная |
-13,1 |
-9,8 |
-2,4 |
4,8 |
9,9 |
13,8 |
18,5 |
21,0 |
16,8 |
9,7 |
-0,3 |
-9,2 |
|
|
Максимальная амплитуда |
18,5 |
Число безоблачных дней в июле месяце, Nс.дн = 25 .
Обязательные и добровольные требования пожарной безопасности
Таблица 1.3 - Обязательные и добровольные требования пожарной безопасности
|
№ п/п |
Направление Защиты |
№ пункта |
Количественная характеристика |
|
|
1 |
Категория склада по ФЗ N 123-ФЗ «Технический регламент о требованих ПБ» |
Приложение к ФЗ №123-ФЗ, таблица 14 |
IIIв |
|
|
2 |
Противопожарное расстояния до соседних объектов по ФЗ № 123-ФЗ «Технический регламент о требованих ПБ» |
Приложение к ФЗ №123-ФЗ, таблица 12 |
Здания, сооружения и строения граничащих с ними производственных объектов - 30 м,лесные массивы смешанных и хвойных пород -50м, лиственных пород-50м, Склады лесных материалов, торфа, волокнистых горючих веществ, сена, соломы, а также участки открытого залегания торфа 50м, Жилые и общественные здания -100м, Раздаточные колонки автозаправочных станций общего пользования -30м, Индивидуальные гаражи и открытые стоянки для автомобилей-40м, Очистные канализационные сооружения и насосные станции, не относящиеся к складу - 40м, Водозаправочные сооружения, не относящиеся к складу -75м, Технологические установки категорий А и Б по взрывопожарной и пожарной опасности и факельные установки для сжигания газа-100м |
|
|
3 |
Противопожарное расстояния между резервуарами |
Исходные данные табл. А.2 |
15 м |
|
|
4 |
Ограничение разлива жидкости (защитное обвалование) |
ГОСТ Р 53324- 2009 |
0,8 м |
|
|
5 |
Противопожарное водоснабжение |
По указанию преподавателя |
Присутствует |
|
|
6 |
Системы пожаротушения резервуаров |
По указанию преподавателя |
отсутствует |
|
|
7 |
Система молниезащиты резервуаров тип зоны защиты; категория молниезащиты |
Табл. 1. РД 34.21.122 - 87 |
Б III |
Конструкция и оборудование резервуара
Для хранения химических продуктов применяют в стальные вертикальные цилиндрические резервуары (РВС) (Рисунок 1).
Рисунок 1.1 - Стальной вертикальный цилиндрический резервуар
Дыхательный клапан (Рисунок 1.2) предназначен для сокращения потерь продуктов от испарения в резервуаре. Исходя из условия прочности и устойчивости конструкции резервуаров дыхательные клапаны рассчитаны на давление 200 мм вод. ст. и вакуум 25 мм вод. ст.
Рисунок 1.2 - Дыхательный клапан: 1 - корпус; 2 - кольцо; 3 - седло; 4 - покрытие (фторопласт-4); 5 - тарелка; 6 - пленка (фторопласт-4); 7 - прижимная гайка; 8 - направляющая фторопластовая трубка; 9 - шток; 10 - пленка (фторопласт-4); 11 - стержень; 12 - сетка; 13 - грузы
Предохранительные клапаны предназначены для дублирования работы дыхательных клапанов в случае выхода их из строя.
Указатель уровня (Рисунок 1.3) используют для измерения уровня жидкости в резервуаре. Указатели бывают как с местным отсчетом уровня, так и с дистанционной приставкой для передачи показаний в диспетчерский пункт.
Поплавок 10 (Рисунок 1.3), подвешенный на перфорированной мерной ленте 9, при движении скользит вдоль направляющих струн 8, жестко закрепленных на дне резервуара и натянутых при помощи устройств 7, установленных на крыше выходного патрубка, Лента по роликам 6 проходит через гидрозатвор 5 и вступает в зацепление с мерным шкивом 4, перемещение которого от ленты передается на счетчик. Показания счетчика соответствуют жидкости в резервуаре.
Рисунок 1.3 - Схема установки указателя уровня УДУ - 5
Пробоотборник применяют для полуавтоматического отбора проб по всей высоте налитой в резервуар жидкости и слива пробы у основания резервуара.
Пробоотборник ПСР-4 (Рисунок 1.4 ) состоит из пробоотборной колонны и узла 1 слива пробы. Для отбора пробы жидкости в пневмосистеме при помощи ручного насоса создают давление, равное 3 кгс/см2. При этом открываются все клапаны на секциях пробоотборной колонны и жидкость поступает в колонну.
После ее заполнения давление в системе снижают до нуля с помощью клапана сброса давления. Клапаны закрываются, и столб жидкости отсекается от основной массы жидкости. После этого, нажимая на рукоятку клапана слива пробы, жидкость сливают в пробоотборную посуду.
Рисунок 1.4 - Пробоотборник ПСР-4
Приемо-раздаточные патрубки используют для проведения операций по заполнению и опорожнению резервуара. Приемо-раздаточные патрубки внутри резервуара оборудованы хлопушками с перепуском, которые препятствуют самопроизвольному истечению жидкости из резервуаров. Открытие хлопушки осуществляют при помощи специального электроприводного устройства управления хлопушками во взрывобезопасном исполнении, устанавливаемого снаружи резервуара, или вручную при помощи штурвала.
Рисунок 1.5 - Хлопушка: 1 - стопор; 2 - втулка сальника; 3 - сальниковая набивка; 4 - корпус сальника;5 - вал подъемника; 6 - барабан; 7 - трос подъемника; 8 - запасной трос; 9 - хлопушка; 10 - перепускное устройство; 11 - штурвал
Верхний световой люк предназначен для проветривания во время ремонта и зачистки.
Люк - лаз предназначен для доступа внутрь резервуара рабочих для ремонта и зачистки скопившейся на дне грязи и для вентиляции резервуара перед проведением огневых работ. Диаметр его принимается обычно равным 500 мм.
Водоспускной кран (Рисунок 1.6) служит для периодического удаления подтоварной воды, собирающейся над днищем резервуара.
Рисунок 6 - Водоспускной сифонный кран: 1 - защитный чехол; 2 -сальниковое уплотнение; 3 - патрубок; 4 - защитная диафрагма; 5 - поворотная ручка; 6 - пробковый кран
2. РАСЧЕТ УРОВНЯ ВЗРВООПАСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ «РВС - ЛВЖ»
Цель работы: приобретение, отработка и закрепление практических умений и навыков применения теоретических знаний при решении практических задач, связанных с оценкой пожарной опасности технологических систем.
Постановка задачи
Одним из основных параметров при анализе риска пожара является уровень взрывоопасности технологической системы. Уровень взрывоопасности изменяется в пределах от нуля до единицы.
Под уровнем взрывоопасности технологической системы (Рисунок 2.1) понимают отношение суммы периодов фВОК, когда рабочая концентрация пара ЛВЖ (цп) внутри системы находится в области взрывоопасных значений, к определенному периоду функционирования ффунк, например, к году, т. е.
(1)
Рисунок 2.1 - Расчетная схема к определению уровня взрывоопасности
Наибольшая сложность возникает при определении концентрации пара жидкости в аппарате при воздействии на технологическую систему ряда различных возмущающих факторов. Для этой цели, как правило, проводят специальные исследования, на основе которых разрабатывают методы расчета уровня взрывоопасности технологических систем.
В основу метода расчета уровня взрывоопасности технологической системы «РВС - ЛВЖ» положены результаты исследований, проведенных в Академии ГПС МЧС России по изучению пожарной опасности технологии хранения нефтепродуктов в стальных вертикальных резервуарах со стационарной крышей.
Здесь в настоящей работе отрабатывается метод расчета уровня взрывоопасности технологической системы «РВС - ЛВЖ».
Исходные данные