Анализ пожарной опасности с разработкой мероприятий пожарной безопасности взрывопожароопасного производства по процессу улавливания паров бензина

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Краткое описание производственного процесса

1.1 Исходные данные

1.2 Описание стадий технологического процесса

1.3 Описание стадий технологического процесса

1.3.1 Абсорбция

1.3.2 Десорбция солярового масла

1.3.3 Охлаждение абсорбента

1.3.4 Основное оборудование технологического процесса

2. Анализ пожарной опасности технологического процесса

2.1 Анализ свойств веществ и материалов

2.2 Анализ образования горючей среды внутри аппаратов и в помещениях

2.3 Анализ образование горючей среды в результате повреждения технологического оборудования

2.4 Определение возможности образования в горючей среде источников зажигания

2.5 Исследование возможных путей распространения пожара

3. Расчёт категории помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности

3.1 Помещение участка очистки газа

3.2 Помещение компрессорной станции

3.3 Помещение участка насосной станции

3.4 Расчет категории здания

3.5 Расчет категории наружной установки

3.6 Определение параметров поражающих факторов источников техногенной чрезвычайной ситуации

4. Разработка мероприятий по обеспечению пожарной безопасности производственного процесса

5. Разработка карты пожарной опасности и защиты технологического процесса

5.1 Карта пожарной опасности

5.2 Составление карты пожарной опасности

Литература

1. Краткое описание производственного процесса

1.1 Исходные данные пожарная опасность производственный процесс

Позиция по схеме	Исходные	Номер варианта
	данные	26
Помещение участка очистки газа
	Длина, м	50
	Ширина, м	30
Параметры помещения	Высота, м	35
	Кратность аварийной вентиляции.ч*1	8
	Наличие AУПTT	+
4	Давление. МПа	1.4
	Температура, °С	15
	Насадка	кольца керамические
	Диаметр, м	1.6
	Высота, м	34
	Газовый объём %	70
	Давление в линии. МПа	0.6
	Диаметр линии, мм	150
	Длина линии, м	5
16	Объем,м3	20
	Степень заполнения	0.9
	Температура. °С	20
	Весовая часть бензина, %	30
	Площадь растекания,м2	20
3	Объём газовой смеси, м3	2.5
	Хладагент	вода
	Начальная температура. °С	28
	Конечная температура. °С	8
6	Обьём паров бензина, м3	3.0
	Хладагент	вода
	Начальная температура. °С	110
	Конечная температура. °С	20
13	Объём абсорбента, м3	2.5
	Теплоноситель	водяной пар
	Начальная температура. °С	10
	Конечная температура. °С	110
14	Обьём абсорбента, м3	2.7
	Хладагент	вода
	Начальная температура. °С	115
	Конечная температура. °С	14
Помещение компрессорной станции
Параметры помещения	Длина, м	24
	Ширина, м	15
	Высота, м	12
	Кратность аварийной вентиляции.ч*1	6
2	Давление газа. МПа	2.0
	Температура газа. °С	50
	Производительность, м3/мин	12
	Внутренний объём,м3	0.004
	Диаметр линии, мм	150
	Давление в линии. МПа	0.7
	Расстояние до задвижки, м	5
	Привод задвижек	Руч.
7	Давление газа. МПа	2.0
	Температура газа. °С	50
	Производительность, м3/мин	12
	Внутренний объём,м3	0.003
	Диаметр линии, мм	120
	Давление в линии. МПа	0,8
	Расстояние до задвижки, м	4
	Привод задвижек	Руч

Помещение насосной станции
Параметры помещения	Длина, м	30
	Ширина, м	15
	Высота, м	12
	Кратность аварийной вентиляции.ч*1	7
	Ограничение растекания	Пороги в дверных проемах
	Привод задвижек	Руч
11. 12, 15. 17	Давление. МПа	0,2
	Температура°С	15
	Диаметр линии, мм	70
	Длина линии, м	1.5
	Вид сальниковых уплотнений	СУ
	Производительность, л/мин	0.35
	Диаметр вала, мм	40
Наружные установки
5	Давление. МПа	1.17
	Температура среды °С	120
	Диаметр, м	2,5
	Высота, м	30
	Паровой обьём %	70
	Давление в линии. МПа	0.5
	Диаметр линии, мм	120
	Длина линии, м	9
	Привод задвижек	Руч.
8	Обьём газа, м3	0.2
	Давление. МПа	1,8
	Диаметр линии, мм	120
	Расстояние до задвижки, м	4
	Привод задвижек	Руч.
9	Обьём газа, м3	3000
	Давление. МПа	0.007
	Диаметр линии, мм	150
	Давление в линии. МПа	0.6
	Расстояние до задвижки, м	8
	Привод задвижек	Руч.
10	Объем, м3	22
	Степень заполнения	0.8
	Температура. °С	25
	Диаметр линии, мм	150
	Расстояние до задвижки, м	12
	Привод задвижек	Руч.

1.2 Процесс улавливание соляровым маслом паров бензина из природного газа методом абсорбции

Из смеси паров и газов необходимое вещество можно выделить, используя метод абсорбции. Абсорбцией, как известно, называется процесс поглощения паров или газов из газовых или парогазовых смесей жидкими поглотителями - абсорбентами. При улавливании бензиновых углеводородов из природного газа в качестве абсорбента используется соляровое масло.

Ниже приведена аппаратная технологическая схема и дано описание производственного процесса абсорбционной установки.

1.3 Описание стадий технологического процесса

1.3.1 Абсорбция

Поступающая на установку по линии 1 смесь пара и газа (природный газ с парами бензина) подвергается охлаждению до температуры 10С в водяном кожухотрубчатом холодильнике 3. Предварительное сжатие и охлаждение начальной смеси обеспечивается в последующем более эффективным улавливанием паров из смеси газов. Из холодильника 3 смесь пара и газа поступает в два последовательно соединённых абсорбера 4. Абсорберы представляют собой вертикальные цилиндрические аппараты, внутренний объём которых заполнен насадкой в виде керамических колец. В верхнюю часть последнего по ходу газа насосом 12 подаётся регенерированный и охлаждённый в холодильнике 14 поглотитель-абсорбент (соляровое масло).

Абсорбент, проходя абсорберы навстречу движению газа, поглощает из него

пары бензина и в виде насыщенного раствора поступает в сборник 16. Очищенный от пара природный газ выходит из последнего абсорбера по линии 4 и поступает в компрессор 7, сжимается до давления необходимого для дальнейшей его переработки охлаждается до 25 °С в аппарате воздушного охлаждения 8. Сжатый и охлаждённый газ отводится в газгольдер 9.

1.3.2 Десорбция солярового масла.

Насыщенный абсорбент из ёмкости 16 насосом 15 подаётся на разделение (десорбцию) в ректификационную колонну 5. Перед поступлением на десорбцию абсорбент подогревается до температуры кипения в подогревателе 13. Ректификационная колонна 5 имеет колпачковые тарелки. Рабочее давление в колонне приведено в табл.1.Температура в верхней части колонны равна температуре кипения улавливаемой жидкости (бензина),температура в нижней части колонны равна температуре кипения применяемого абсорбента (соляровое масло). Нижняя часть колонны имеет подогреватели. Теплоносителем подогревателей ректификационной колонны 5 и подогревателя насыщенного абсорбента 13 является водяной пар.

1.3.3 Охлаждение абсорбента

В ректификационной колонне 5 из абсорбента отгоняются поглощённые им из начальной смеси пары бензина. Отогнанный, из абсорбента пар выходит из верхней части колонны и поступает на конденсацию к охлаждению в конденсатор-холодильник 6. Поглощённый конденсат (бензин) с температурой 25оС поступает в емкость ректификата 10. Из ёмкости 10 часть жидкости насосом 11 подается в качестве флегмы на орошение ректификационной колонны 5, остальная часть отводится на склад в ёмкости готовой продукции.

Основное оборудование технологического процесса, которое размещено на:--открытой площадке: десорбер (ректификационная колонна), аппарат воздушного охлаждения природного газа, газгольдер, емкость ректификата- в здании: компрессор подачи горючего газа, водяной кожухотрубчатый холодильник, абсорберы, конденсатор-холодильник кожухотрубчатый, компрессор газовый, насос центробежный для подачи орошения, насос для подачи абсорбента в холодильник, подогреватель насыщенного абсорбента, холодильник абсорбента, насос для подачи абсорбента на ректификацию, сборник насыщенного абсорбента, насос циркуляционный.

Холодильники, подогреватели и промежуточные емкости расположены на отдельных площадках. Площадки имеют по периметру бортики высотой 15 см для защиты от растекания разлившейся жидкости.

Насосы и компрессоры размещены в изолированных отсеках здания первой степени огнестойкости.

Основное оборудование технологического процесса

В данном технологическом процессе используется следующее оборудование:

Компрессор - относится к поршневым компрессорам. Предназначен для сжатия и транспортирования газов.

Холодильник - теплообменный аппарат предназначенный для охлаждения рабочего тела посредством взаимодействия его с хладагентом аппарата.

Холодильник-конденсатор - теплообменный аппарат предназначенный для охлаждения и конденсации рабочего тела посредством взаимодействия его с хладагентом аппарата.

Газгольдер - инженерное сооружение предназначенное для хранения и регулирования газов. Данный газгольдер относиться к мокрым газгольдерам низкого давления.

Емкость ректификата - емкостный аппарат закрытого типа для хранения легковоспламеняющихся жидкостей. Оборудован дыхательным клапаном.

Абсорбер - используется для очистки парогазовой смеси от паров ЛВЖ.

Десорбер - используется для разделения насыщенного раствора на пары ЛВЖ и ГЖ.

Сборник - предназначен для отбора и регуляции насыщенного раствора.

Подогреватель - осуществляет функцию повышения температуры насыщенного раствора до поступления его на ректификацию.

Аппарат воздушного охлаждения - предназначен для охлаждения горючего газа перед поступлением его в емкость для хранения.

Насос - относится к центробежным насосам, основной рабочий орган - спиралевидное колесо, насаженное на вал.

Рис. 1. Аппаратная технологическая схема процесса абсорбции

Характеристики Оборудования	Наименование оборудования/позиция на схеме
	Компрессор/2	Холодильник/3	Абсорбер/4	Десорбер/5	Холодильник-конденсатор/6	Компрессор/7	АВО/8	Газгольдер/9	Емкость ретификата/10	Насос/11	Насос/12	Подогреватель/13	Холодильник/14	Насос/15	Сборник/16	Насос/17
Объём аппарата, м3	0,004	2,5	--	--	3.0	0,003	0,2	3000	22	--	--	2,5	2,7	--	20	--
Степень заполнения аппарата	--	--	--	--	--	--	--	--	0,8	--	--	--	--	--	0,9	--
Давление, МПа	2.0	--	1,4	1,17	--	2.0	1,8	0,007	--	0,2	0,2	--	--	0,2	--	0,2
Температура, град	50	28/8	15	120	110/20	50	--	--	25	15	15	10/110	115/14	15	20	15
Давление в линии, МПа	0,7	--	0,6	0,5	--	0,8	--	0,6	--	--	--	--	--	--	--	--
Диаметр линии, мм	150	--	150	120	--	120	120	150	150	70	70	--	--	70	--	70
Производительность, м3/мин	12	--	--	--	--	12	--	--	--	0,00035	--	--	--	--	--	--
Расстояние до задвижек, м	5	--	---	--	--	4	4	8	12	--	--	--	--	--	--	--
Привод задвижек	руч	--	--	руч	--	руч	руч	руч	руч	--	--	--	--	--	--	--
Обвалование (высота, м/площадь, м2)	--	--	--	--	--	--	--	--	--	--	--	--	--	--	--	--
Хладагент	--	вода	--	--	--	--	--	--	--	--	--	--	--	--	--	--
Вид ЛВЖ/ ГГ	бензин/природный газ

2. Анализ пожарной опасности технологического процесса

Анализ пожарной опасности - выявление нежелательных событий, влекущих за собой реализацию пожарной опасности, анализ механизма возникновения таких событий и масштаба их величины, способного оказать поражающее действие. Согласно СТБ 11.05.03-2006 «Пожарная безопасность технологических процессов. Методы оценки и анализа пожарной опасности. Общие требования» анализ пожарной опасности включает:

- определение пожарной опасности использующихся в технологическом процессе веществ и материалов;

- определение возможности образования горючей среды внутри помещений, аппаратов и трубопроводов;

- определение возможности образования в горючей среде источников зажигания;

- исследование различных вариантов аварий, путей распространения пожара и выбор проектной аварии;

- расчет категории помещений, зданий и наружных установок по взрывоопасной и пожарной опасности согласно НПБ 5-2005 «Категорирование помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности»

2.1 Анализ свойств веществ и материалов

На производстве применяются следующие вещества: соляровое масло, бензин, природный газ.

Бензины. Легковоспламеняющиеся бесцветные жидкости, представляющие собой смеси легких углеводородов. Бензины при горении прогреваются в глубину, образуя все возрастающий гомотермический слой.

Пожароопасные свойства: Скорость нарастания прогретого слоя 0,7 м/ч; температура прогретого слоя 80-100?С; температура пламени 1200?С.

Автомобильный стабильный бензин. Плотность: 798 кг/м3, температура вспышки: -27?С, температура самовоспламенения: 370?С, концентрационные пределы распространения пламени: 0,96..4,96 % об., температурные пределы распространения пламени: -27...3?С.

Масло соляровое. Горючая жидкость. Плотность: 892 кг/м3, температура кипения: 264..310?С, температура вспышки 142?С, температура самовоспламенения 360?С. Соляровое масло служит топливом для тихоходных тракторных, стационарных и судовых дизелей, применяется для пропитки кож в кожевенном производстве, а также при механической и термической обработке металлов, в качестве охлаждающей и закалочной жидкости.

Газ природный. Горючий газ. Концентрационные пределы распространения пламени 4,5..13,5 % об., нормальная скорость распространения пламени 0,176

м/с. Состав, % об.: метан 93,05; азот 1,97; диоксид углерода 0,75; этан 2,73; пропан 1,04; бутан 0,22; изобутан 0,15; пентан 0,04; изопентан 0,05. Природный газ относится к полезным ископаемым. Природный газ в пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится в газообразном состоянии -- в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде. При стандартных природный газ находится только в газообразном состоянии. Так же природный газ может находиться в кристаллическом состоянии в виде естественных газогидратов.

По результатам проведенного анализа составляю сводную таблицу показателей опасность, применяемых в производстве веществ

Таблица 2

Показатель опасности	Основные вещества, обращающиеся в производственном процессе
	(СН4) Метан	Соляровое масло	Бензин
Группа горючести	ГГ	ГЖ	ЛВЖ
Температура вспышки, С0	-	142	11
Температура самовоспламенения, С0	537	360	5
НКПРП, %	5,28	-	1,43
ВКПРП, %	14,1	-	8
НТПРП, С0	-	-	15
ВТПРП, С0	-	-	43
Минимальная энергия зажигания, мДж	0,28	-	0,22
Способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами	Взрывоопасен при взаимодействии с кислородом	-	-
Нормальная скорость распространения пламени, м/с	0,338	-	0,478
Максимальное давление взрыва, кПа	706	-	882

Из указанных выше веществ наиболее опасным является природный газ.

2.2 Анализ образования горючей среды внутри аппаратов и в помещениях

Расчетное обоснование взрывопожароопасности среды внутри технологического оборудования с ЛВЖ (ГЖ) и ГГ приведено в таблице 3.

Таблица 3

Оборудование	Наиболее опасное веществ	Наличие свободного объёма е?1 (по заданию)	Образование горючей среды при нормальной работе	Расчетное обоснование взрывопожароопасности среды	Вывод
Газгольдер	Метан	--	--	В газгольдере отсутствует окислитель (кислород воздуха), следовательно расчет не требуется.	Горючая среда не образуется.
Компрессор	Метан	--	--	В компрессоре отсутствует окислитель (кислород воздуха), следовательно расчет не требуется.	Горючая среда не образуется.
Холодильник	метан	--	--	В холодильнике отсутствует окислитель (кислород воздуха), следовательно расчет не требуется.	Горючая среда не образуется.
Насос	бензин	--	--	В насосе отсутствует окислитель (кислород воздуха), следовательно расчет не требуется.	Горючая среда не образуется.
Абсорбер	Метан	+	--	В абсорбере отсутствует окислитель (кислород воздуха), следовательно расчет не требуется.	Горючая среда не образуется.
Десорбер	бензин	+	--	В десорбере отсутствует окислитель (кислород воздуха), следовательно расчет не требуется.	Горючая среда не образуется.
Емкость ректификата	бензин	+	+	,	Условие выполняется, значит, образование взрывопожароопасной среды в аппарате возможно.
Подогреватель	бензол	--	--	В подогревателе отсутствует окислитель (кислород воздуха), следовательно расчет не требуется.	Горючая среда не образуется.
Сборник	бензол	+	+	,	Условие выполняется, значит, возможно образование взрывопожароопасной среды в аппарате.

Следует заметить, что при нарушении технологического процесса в аппаратах могут создаваться взрывоопасные концентрации, вызывая возможность образования горючей среды. Нарушения технологического процесса, приводящие к образованию горючей среды приведены в таблице 4.

Таблица 4

Оборудование	Образование горючей среды при нарушении технологического процесса в технологическом оборудовании возможно при:
Газгольдер	-неполное удаление газа из системы после ремонтных работ; -негерметичное отключение коммуникаций от газгольдера; -полное опорожнение газгольдера без продувки инертным газом; -сильные перекосы и заклинивание колокола; -длительное хранение газа; -утечка газа через неплотности швов и гидрозатворы колокола и звеньев; -резкое повышение давления газа; - износ сальников; - выход из строя дыхательного клапана.
Компрессор	-отсутствие подпора со стороны всасывания; -незначительные неплотности компрессора; -процесс подсоса окислителя (воздуха) в процессе сжатия горючего газа.
Емкость ректификата	При нормальной работе внутренний объём частично заполнен жидкостью. Также емкость ректификата оборудована дыхательным клапаном, через который внутрь поступает окислитель (кислород воздуха) в результате больших дыханий.
Насосы	- износ сальников; - разрушения деталей вследствие вибрации, трения, ослабления соединений, перекоса валов -в периоды остановки их на ремонт.
Подогреватель	- образование высокого давления; -негерметичность соединений; -неполное удаление ЛВЖ (ГЖ) из аппарата перед остановкой на ремонт и пуска после его окончания; -выход ЛВЖ (ГЖ) в результате повреждения трубок, трубной доски и межтрубного пространства.

Вывод: При нормальном режиме работы технологического оборудования, образование в нем горючей среды невозможно. Но следует заметить, что при нарушении технологического процесса в аппаратах могут создаваться взрывоопасные концентрации, вызывая возможность образования горючей среды.

2.3 Анализ образование горючей среды в результате повреждения технологического оборудования

Возможные причины повреждения и мероприятия по предотвращению возможных причин повреждения технологического оборудования, участвующего в процессе абсорбции, приведены в таблицах 3 и 4 соответственно.

Таблица 5

Причины повреждения технологического оборудования

Наименование оборудования

Компрессор/2,7

Насос/11,12,15,17

Холодильник/3,

Абсорбер/4

Десорбер/5

АВО/8

Газгольдер/9

Емкость ректификата/10

Холодильник/14

Подогреватель/13

Сборник/16

Холодильник-конденсатор/6

Причины повреждения от механических воздействий

Гидравлические удары

+

+

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Опасные вибрации

+

+

-

+

+

-

-

-

-

-

-

-

Нарушение материального баланса

+

+

+

+

+

-

-

-

+

+

-

+

Причины повреждения от химических воздействий

Коррозия

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Причины повреждения оборудования от температурных воздействий

Появление температурных напряжений стенок аппарата

+

-

+

+

+

+

-

-

+

+

-

+

2.4 Определение возможности образования в горючей среде источников зажигания

Анализ причин проявления источников зажигания от открытого огня, нагретых поверхностей, искр и раскаленных продуктов сгорания приведен в таблице 7.

Таблица 6

Источник зажигания	Технологическое оборудование/номер на схеме
	Газгольдер/9	Компрессор2,7	Десорбер/	Насос/11,1215,	Абсорбер/	Холодильик/3,1	мкостьректификата/10	Подогреватель/13	Сбоник/16	Холодильникконденсатор/6
От открытого огня, искр и нагретых поверхностей
сварочные и другие огневые ремонтные работы	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
От теплового проявления механической энергии
сжатие газов	-	+	-	-	-	-	-	-	-	-
перегрев подшипников	-	+	-	+	-	-	-	-	-	-
при появлении искр механического происхождения, высекаемых при ударах подвижных частей об их неподвижные части	-	+	-	+	-	-	-	-	-	-
при применении искронебезопасного инструмента в период проведения ремонтных работ	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
От теплового проявления химической энергии
самовозгорание пирофорных соединений сульфида железа на стенках аппарата	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
От теплового проявления электрической энергии
перегрузка электрических сетей	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
переходные сопротивления в местах плохого контакта соединения проводов и кабелей	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
разряды статического электричества	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
разряды атмосферного электричества	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+

2.5 Исследование возможных путей распространения пожара

В процессе улавливания паров ЛВЖ из паровоздушной смеси методом абсорбции могут быть следующие пути распространения пожара:

Паро-, газо- воздушная среда, образующаяся в помещении при аварийной разгерметизации оборудования.

Поверхность растекающейся по помещению ЛВЖ и ГЖ.

Производственная канализация, в которую после растекания попадают горючие жидкости.

Вентиляционные шахты с наличием горючих отложений на внутренней поверхности.

Трубопроводы системы аварийного слива.

Проёмы в помещениях.

3. Расчёт категории помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности

Исходя из характеристик применяемых веществ, категория каждого помещения определяется путём последовательной проверки принадлежности помещения от высшей (А) к низшей (Д), в зависимости от величины избыточного давления взрыва и удельной пожарной нагрузки в помещениях.

Основным критерием определения категории по взрывопожарной и пожарной опасности является избыточное давление взрыва, образующееся при воспламенении паровоздушной смеси. Для его определения необходимо рассчитать массу паров ЛВЖ и ГГ, образовавшихся в результате аварийной ситуации.

В качестве расчетной аварийной ситуации в соответствии с п.п.
4.1, 4.2 [1] выбирается наиболее неблагоприятный вариант, при котором происходит полное разрушение аппарата и все его содержимое поступает в помещение.

3.1 Помещение участка очистки газа

В помещении размещено следующее оборудование: сборник насыщенного абсорбента 16, абсорбер 4, подогреватели 13 и холодильники 3,6,14. Наиболее неблагоприятный вариант аварии будет при полном разрушении абсорбера, содержащего в себе смесь паров бензина и горючего газа метана [п.4.2.1, 33]. . При аварии происходит полное разрушение аппарата и все содержимое выходит наружу [п.4.2.2, 33]. При полном разрушении абсорбера произойдёт выход парогазовоздушной смеси метана и бензина в помещение, также будет происходить выход смеси из подводящего и отводящего трубопроводов [п.4.2.3, 33]. Т.к. линия оборудована аварийными задвижками с ручным пуском, то расчетное время отключения трубопроводов следует принимать равным 300 с.

Помещение площадью 1500 м2, высотой 35 м. При аварии происходит полное разрушение аппарата объемом 68,3 м3, содержание паров ЛВЖ в ГГ составляет 60 %, давление в аппарате 1,4 МПа. К аппарату смесь паров ЛВЖ и ГГ подводится и отводится по трубопроводу диаметром 150 мм. Линия оборудована аварийными задвижками с ручным пуском. При полном разрушении абсорбера будет происходить выход смеси с производительностью 14 м3/мин на протяжении 300 с, так как аварийные задвижки с ручным пуском, а также после закрытия аварийных задвижек самотёком. Из отводящего трубопровода выход смеси будет осуществляться только самотёком

Определяем объём абсорбера:

, (3.1.1)

где Н-высота абсорбера;

D-диаметр основания абсорбера

Определяем объём помещения Vпом по формуле:

(3.1)

где S - площадь помещения, м2;

h- высота помещения, м.

Свободный объем помещения Vсв составит:

(3.2)

Определим объем парогазовой смеси, вышедшей из аппарата VА при его полном разрушении:

(3.3)

где P1 - давление в аппарате, кПа;

V - объём аппарата, м3.

Определяем объём парогазовой смеси, вышедшей из трубопроводов VТ1 до их отключения:

(3.4)

где qтр - производительность, с которой продолжается поступление метана в

аппарат по трубопроводу до момента его отключения, м3/с;

T - время отключения аварийных задвижек с ручным приводом, с.

Определяем объём парогазовой смеси, вышедшей из обоих трубопроводов VТ2 после того как задвижки были закрыты:

(3.5)

где l - длинна трубопроводов до задвижек, м;

р - число пи;

d - диаметр подводящего и отводящего трубопроводов, м.

Определяем объём VТ парогазовой смеси вышедшей из трубопроводов:

(3.6)

Производим расчёт избыточного давления взрыва для газо-воздушной смеси метана:

Определяем плотность метана pГ при рабочей температуре:

(3.7)

где V0 - объем, который занимает 1 кмоль газа при нормальных условиях,

м3/кмоль;

tp - рабочая температура в помещении, ?С;

М - молярная масса метана, кг/моль.

Определяем массу m метана образовавшегося при аварии:

(3.8)

где содержание метана в парогазовой смеси, об.

Определяем стехиометрический коэффициент кислорода в в реакции сгорания по следующей формуле:

= nc + (3.9)

где nс, nн, nо, nх - число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле вещества.

Стехиометрическая концентрация Сст метана составит:

(3.10)

где в - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения.

Определям расчетное избыточное давление взрыва ДP1 паровоздушной смеси с учетом коэффициента участия горючего вещества во взрыве Z (таблица 2 [33]) и коэффициента kн, учитывающего негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения (п. 5.1 [33]):

(3.11)

где Pmax - максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной

смеси в замкнутом объеме, кПа;

Р0 - начальное давление, кПа.

т.к. условие не выполняется:

,

таким образом, выбираем Z по таблице 2 [33].

Производим расчёт избыточного давления взрыва паров бензина:

Рассчитаем плотность паров pп бензина при рабочей температуре:

(3.12)

Определяем массу m бензина образовавшегося при аварии:

(3.13)

где содержание паров бензина в парогазовой смеси, об.

Определяем стехиометрический коэффициент кислорода в в реакции сгорания по следующей формуле:

= nc + (3.14)

Стехиометрическая концентрация бензина Сст составит:

(3.15)

Определим расчетное избыточное давление взрыва ДP2 паровоздушной смеси с учетом коэффициента участия горючего вещества во взрыве Z(таблица 2 [1]) и коэффициента kн, учитывающего негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения (п. 5.1 [1]):

(3.16)

Определим давление насыщенных паров бензина:

(3.17)

Интенсивность испарения с поверхности жидкости определяется по формуле:

(3.18)

Для определения площади розлива необходимо сравнить площадь помещения, ограниченного отбортовкой, и площадь свободного розлива жидкости.

Определяем площадь помещения ограниченную отбортовкой:

(3.19)

Определяем площадь розлива исходя из того, что 1 л бензина разливается на 1 м3.Так как Fотб < Fроз, то принимаем, что розлив произойдёт на площади 540 м2.

Определяем время, за которое испарится бензин:

(3.20)

Время испарения принимаем равным полному испарению бензина, но не более 3600 с. Так как полученное значение меньше 3600 с, то время полного испарения составит 284,2 с.

Масса горючих паров, поступивших в помещение, определяется по формуле:

(3.21)

Определим расчетное избыточное давление взрыва ДP паровоздушной смеси с учетом коэффициента участия горючего вещества во взрыве Z(таблица 2 [1]) и коэффициента kн, учитывающего негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения (п. 5.1 [1]):

(3.22)

Определяем суммарное избыточное давление взрыва ДP:

(3.23)

Так как суммарное расчетное избыточное давление взрыва парогазовоздушной смеси в помещении превышает 5 кПа, следовательно помещение 1 относится к категории А по взрывопожарной опасности (п. 3.2, таблица 1 [1]).

3.2 Помещение компрессорной станции

В помещении размещено следующее оборудование: компрессор 2,7.

Помещение площадью 360 м2, высотой 12 м. Наиболее неблагоприятный вариант аварии будет при полном разрушении компрессора, содержащего в себе горючий газ метан. При аварии происходит полное разрушение аппарата объемом 0,004 м3, содержание паров ГГ составляет 60 %, давление в аппарате 2,0 МПа. К аппарату смесь паров ГГ подводится и отводится по трубопроводу диаметром 150 мм. Линия оборудована аварийными задвижками с ручным пуском. Расстояние до задвижек 5м. При полном разрушении компрессора произойдёт выход метана в помещение, также будет происходить выход из подводящ...