Дипломная работа: Оценка соответствия взрывопожароопасных технологий

8. РАСЧЕТ ОПАСНЫХ ФАКТОРОВ ПОЖАРА ПРИ СГОРАНИИ ПАРОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ НА ОТКРЫТОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПЛОЩАДКЕ

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

При оценке пожарной опасности технологической системы необходимо оценить расчетным путем радиус воздействия высокотемпературных продуктов при пожаре-вспышке или параметры волны давления при сгорании паровоздушных смесей.

Здесь в настоящей работе в соответствии с требованиями нормативных документов по пожарной безопасности отрабатывается метод расчета радиуса воздействия высокотемпературных продуктов при пожаре-вспышке и параметры волны давления при сгорании паровоздушных смесей на открытом пространстве, предусмотренные стандартом системы безопасности труда «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля» (ГОСТ Р 12.3. 047 - 98).

Исходные данные

Масса паров ацетона, испарившаяся с поверхности разлива, m_п = 338,9 кг.

Размер зоны, ограниченной нижним концентрационным пределом распространения пламени паров, R_нкпр = 16,92 м

Расстояние от геометрического центра сгорания паровоздушной смеси,

r= м

Удельная теплота сгорания ацетона, Q_сг = 26,228· 10⁶ Дж/кг.

Расчет

1. Радиус воздействия высокотемпературных продуктов сгорания паровоздушного облака при пожаре-вспышке

2. Приведенная масса

m_пр = (Q_сг / Q_o) m_п Z = 26,228·10⁶ /4,52·10⁶ ·338,9 · 0,1 = 84,3 кг(57)

3. Избыточное давление взрыва, развиваемое при сгорании паровоздушной смеси

r=10

ДР = Р_о (0,8 m_пр ^0,33/r + 3 m_пр^0,68/r ² + 5 m_пр/r ³) =

= 101 [0,8 (84,3)^0,33/10 + 3 (84,3)^0,66/10² + 5 (84,3)/10³] = 109,72 кПа.(58)

r=20

ДР = Р_о (0,8 m_пр ^0,33/r + 3 m_пр^0,68/r ² + 5 m_пр/r ³) =

= 101 [0,8 (84,3)^0,33/20 + 3 (84,3)^0,66/20² + 5 (84,3)/20³] = 36,83 кПа.(59)

r=30

ДР = Р_о (0,8 m_пр ^0,33/r + 3 m_пр^0,68/r ² + 5 m_пр/r ³) =

= 101 [0,8 (84,3)^0,33/30 + 3 (84,3)^0,66/30² + 5 (84,3)/30³] = 19,45 кПа.(60)

r=40

ДР = Р_о (0,8 m_пр ^0,33/r + 3 m_пр^0,68/r ² + 5 m_пр/r ³) =

= 101 [0,8 (84,3)^0,33/40 + 3 (84,3)^0,66/40² + 5 (84,3)/40³] = 12,94 кПа.(61)

r=50

ДР = Р_о (0,8 m_пр ^0,33/r + 3 m_пр^0,68/r ² + 5 m_пр/r ³) =

= 101 [0,8 (84,3)^0,33/50 + 3 (84,3)^0,66/50² + 5 (84,3)/50³] = 9,55 кПа.(62)

Таблица 8.1 - Избыточное давление взрыва

Рисунок 8.1 - Зависимость избыточного давления взрыва от расстояния геометрического центра паровоздушной смеси

Используя данные таблицы 8.1 , по рисунку 8.1 определим расстояния, на которых возможно:

- полное разрушение зданий - от 0 до 12м;

- 50 %-ное разрушение зданий - от 12 до 18м;

- средние повреждения зданий (разрушение зданий без обрушения, разрушаются резервуары нефтехранилищ) - от 18м до 26 м;

- умеренные повреждения зданий (повреждение внутренних перегородок, рам, дверей и т. п.) - от 25 м до 48м;

- нижний порог повреждения человека волной давления - свыше 50;

- малые повреждения (разбита часть остекления).

Категорирование наружных установок по пожарной опасности

Допускается классифицировать резервуарную группу, как категорию АН (ЛВЖ с t _всп ? 28 °С) или БН (ЛВЖ с t _всп > 28 °С), если избыточное давление взрыва, развиваемого при сгорании паровоздушных смесей на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 5 кПа

Способы и приемы противопожарной защиты

1. Здания, в которых расположены помещения управления (операторные), а также административные и другие непроизводственные здания, в которых предусмотрено постоянное пребывание людей, должны быть устойчивыми к воздействию ударной волны или вынесены за пределы опасной зоны избыточного давления взрыва.

9. РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК ПРИ ПОЖАРАХ ПРОЛИВОВ ЛВЖ И ГЖ

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

При оценке пожарной опасности необходимо расчетным путем определить интенсивность теплового излучения (синонимы: плотность падающего теплового потока, тепловая нагрузка) от факела горящего пролива для сопоставления с критическими (предельно допустимыми) значениями интенсивности теплового потока для человека и конструкционных материалов. Предельно допустимые значения приведены в табл. 9.1.

Исходные данные для расчета

- наименование ЛВЖ изометилбутилкетон

- площадь разлива ЛВЖ при полном разрушении резервуара, F_ж = 3150 м²

- толщина слоя разлившейся жидкости, _ж = 0,2 м;

- плотность ЛВЖ, _ж = 801,7 кг м^-3;

- удельная массовая скорость выгорания ЛВЖ, т =0,094кг/(м²·с

_в - плотность окружающего воздуха (принять _в = 1,2 кг/м³);

- ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с².

Расчет

Приведенный диаметр пролива ЛВЖ

(63)

Высота пламени

(64)

По таблице 9.2 определяем среднеповерхностную плотность теплового излучения пламени, E_f = 28 кВт/м².

Вспомогательные величины h; S, А, В, необходимые для расчета коэффициента облученности

h = 2H/d = 2 ·44,38/41,47 = 2,14; (65)

S = 2r/d = 2 · 21,92/41,47 = 1,06;(66)

= (2,14² + 1,06² + 1)/(2 · 1,06) = 3,16; (67)

B = (1 + S²)/(2S) = (1 + 1,06²)/(2 · 1,06) = 1,002.(68)

Составляющие коэффициента облученности

(69)

Угловой коэффициент облученности

.(70)

Коэффициент пропускания атмосферы

= exp [-7,0·10^-4 (r - 0,5d)] = exp [-7,0·10^-4 (21,92 - 0,5 · 41,47)] = 0,999.(71)

Интенсивность падающего теплового излучения на расстоянии 40 м от центра пролива ЛВЖ

q = E_f F_q = 28 · 0,407 · 0,999 =11,39 кВт/м².(72)

При проведении многовариантных расчетов целесообразно использовать компьютерные программы.

Таблица 9.1 - Тепловые нагрузки от пожара пролива жидкости

Рисунок 9.1 - Зависимость тепловых нагрузок пожара от расстояния

Таблица 9.2 - Предельно допустимая интенсивность теплового излучения пожаров проливов ЛВЖ и ГЖ

Распространение пожара в резервуарном парке возможно, даже если находящиеся в опасности резервуары охлаждаются.

Наружная установка по пожарной опасности относится к категории ВН, так как интенсивность теплового излучения от очага пожара на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 4 кВт м^-2

Способы и приемы снижения пожарной опасности

1. Применение систем обнаружения пожара и оповещения об обнаружении пожара.

2. Установка теплозащитных экранов, водяной завесы.

3. Здания, в которых расположены помещения управления (операторные), а также административные и другие непроизводственные здания, в которых предусмотрено постоянное пребывание людей, должны быть устойчивыми к воздействию тепловых нагрузок пожара и обеспечивать безопасность находящегося в них персонала

10. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

пожарный опасность взрывоопасность тепловой

Цель работы: закрепление практических умений и навыков применения теоретических знаний при решении практических задач, связанных с оценкой пожарной опасности технологических систем.

Задание:

1. Заполнить таблицу 10.1

2. Конструкция и оборудование резервуара.

Таблица 10.1 - Характеристика пожарной опасности технологической системы «РВС - ЛВЖ»

показатели,

характеризующие пожарную

опасность

технологической системы

- категория склада по Федеральному закону РФ от 22 июля 2008 №123-ФЗ IIIв;

- категории пожарной опасности наружных установок по СП 12.13130.2009 - ВН.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Федеральный закон РФ от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»;

2 Справочник под редакцией А.Н. Баратова и А.Я. Корольченко «Пожа-ровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения» (Справочное издание в 2 книгах. М., Химия, 1990),

3 СНиП 23 - 01 - 99. «Строительная климатология»;

4 РД 34.21.122 - 87. «Инструкция по устройству молниезащиты зда-ний и сооружений».

5 СНиП 2.01.01 - 82 «Строительная климатология и геофизика»

6 Постановление Правительства РФ от 25 апреля 2012 г. № 390 «О противопожарном режиме»