Анализ опасности и риска эксплуатации сепаратора С-7 установки Л-24-5

Размещено на http://www.allbest.ru/

13

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Краткое описание технологической схемы аппарата с описанием смежных аппаратов, систем автоматизации и ПАЗ

2. Описание свойств опасных веществ, обращающихся в аппарате, с указанием агрегатного состояния и технологических параметров

3. Описание сценариев развития возможной аварийной ситуации с их графическим изображением

4. Расчет количества опасных веществ в оборудовании

5. Расчет энергетических потенциалов аппаратов, тротилового эквивалента и радиусов зон разрушения в результате возможного взрыва

6. Расчет теплового воздействия пожара пролива и «огненного шара»

7. Оценка вероятности возникновения аварийных ситуаций

Заключение

Список использованных источников

Задание на выполнение курсовой работы



Введение

Курсовая работа выполняется студентами на пятом курсе и имеет целью закрепление теоретических знаний по дисциплине «Обеспечение надежности и безопасности ХТП», приобретение навыков решения инженерных задач.

Курсовая работа на тему «Анализ риска» предполагает выполнение следующих этапов:

- описание технологической схемы аппарата;

- определение свойств опасных веществ;

- разработка сценариев возможных аварийных ситуаций;

- определение количеств опасных веществ, участвующих в аварийной ситуации по разработанным сценариям;

- вероятность возникновения аварийной ситуации.

Цель: провести анализ опасности и риска эксплуатации данной установки с учетом свойств обращаемых в оборудовании веществ, технологических параметров эксплуатации, наличия систем автоматизации и аварийной защиты.



1. Описание технологической схемы аппарата с описанием смежных аппаратов, систем автоматизации и ПАЗ

Водородсодержащий газ сверху С-1 поступает на "щит отдува", объединяется после него с ВСГ из С-7 (правого блока) и через дополнительный сепаратор С-19 поступает в колонну К-4 на очистку от сероводорода. Жидкость из С-19 периодически дренируется в емкость Е-23 по мере накопления.

Охлажденная в Т-5,4,4а газопродуктовая смесь поступает на горячую сепарацию в вертикальный сепаратор С-2, где происходит разделение ГПС на ВСГ и гидрогенизат. Из С-2 гидрогенизат объединяется с потоком гидрогенизата из сепаратора С-7 и поступает в теплообменники блока стабилизации Т-7,8,9, где нагревается за счет тепла отходящего продукта с низа К-6 (или К-1) и далее поступает в стабилизатор К-1.

С верха С-2 ВСГ и легкие фракции бензина поступают на охлаждение в аппараты воздушного охлаждения АВГ-3,4,5, обвязанные последовательно.

Охлажденный ВСГ и сконденсировавшиеся пары бензина поступают в сепаратор С-7, где происходит дополнительное разделение смеси на ВСГ и жидкую фракцию.

ВСГ из С-7 поступает на "щит отдува" правого блока и далее, объединяясь с потоком ВСГ из С-1, поступает в сепаратор С-19 и далее в колонну К-4 для очистки от сероводорода.

Жидкая фаза из С-7 поступает в колонну К-1 совместно с гидрогенизатом из С-2.

Принципиальная схема представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Принципиальная схема сепаратора С-7

2. Описание свойств опасных веществ, обращающихся в аппарате

Характеристики опасных веществ проходящих через сепаратор С-7 приведены в таблицах 2.1-2.2.

Таблица 2.1 - Бензин

№ п/п	Наименование параметра	Параметр
1	Название вещества	Бензиновая фракция
1.1	Химическое	-
1.2	Торговое	-
2	Формула	Сумма углеводородов
2.1	эмпирическая
2.2	структурная
3	Состав, %
3.1	Основной продукт
3.2	примеси (с идентификацией)	Содержание серы, % масс, не более1,5
4	Общие данные
4.1	молекулярный вес	-
4.2	температура кипения, оС (при давлении 101 кПа)	85-180
4.3	Плотность при 20 оС, кг/м3 (при давлении 101 кПа)	760
5	Данные о взрывопожаро-опасности	Легковоспламеняющаяся жидкость при воздействии кислорода, при воздействии воды не воспламеняется
5.1	температура вспышки	-30…-500С
5.2	температура самовоспламенения	415-500 0С
5.3	пределы взрываемости, %	1,1-7,0
6	Данные о токсической опасности	Класс опасности - 4
6.1	ПДК в воздухе рабочей зоны	100мг/м3
6.2	ПДК в атмосферном воздухе	5 мг/м3
6.3	летальная токсодоза LCt50	-
6.4	пороговая токсодоза РCt50	216 мг*мин/л
7	Реакционная способность	Нейтральная
8	Запах	Со слабым запахом
9	Коррозионное воздействие	Не коррозионен
10	Меры предосторожности	Использование СИЗ, защита кожи рук пастами типа "Биологическх перчаток"
11	Информация о воздействии на людей	Обладает наркотическим действием. Признаки-головная боль, рвота, слабость, на первой стадии беспричинная веселость (опьянение) Длительное вдыхание паров приводит к хроническому отравлению. Вдыхание больших количеств паров вызывает острое отравление, приводящее к потере сознания и даже смерти. При длительном соприкосновении с бензином возможны кожные заболевания, появление сухости, трещин, раздражения.
12	Средства защиты	Спецодежда, спецобувь и предохранительные приспособления (респираторы РУ-60М, перчатки, противогазы с коробками БКФ или марки "А" и др.)
13	Методы перевода вещества в безвредное состояние	Биоочистка, сбор с поверхности вод. При розливе засыпать песком и собрать
14	Меры первой помощи пострадавшим от воздействия вещества	Удаление с зараженной зоны, свежий воздух, снять спецодежду, покой, тепло, дать успокоительное (настойка валерианы 20-30 капель), при попадании в желудок дать 2-3 ст. ложки растительного масла и вызвать рвоту, напоить крепким чаем, кофе, доставить в медицинское учреждение

Таблица 2.2 - ВСГ

№ п/п	Наименование параметра	Параметр
1	Название вещества	Водородсодержащий газ
1.1	Химическое
1.2	Торговое
2	Формула
2.1	эмпирическая	-
2.2	структурная	-
3	Состав, %
3.1	основной продукт	Содержание водорода, %об., не менее 75
3.2	Примеси (с идентификацией)	Содержание сероводорода, %об., не более 0,1
4	Общие данные
4.1	молекулярный вес
4.2	температура кипения оС (при давлении 101 кПа)	-253…-162
4.3	плотность газа по воздуху	0,087-2,519
5	Данные о взрывопожаро-опасности	Легко воспламеняется при воздействии кислорода, при воздействии воды не воспламеняется. Взрывоопасен.
5.1	температура вспышки	-
5.2	температура самовоспламенения	510-537 0С
5.3	Пределы взрываемости, %	4,12-75,0
6	Данные о токсической опасности	Класс опасности - 4
6.1	ПДК в воздухе рабочей зоны	300 мг/м3
6.2	ПДК в атмосферном воздухе	100мг/м3 (ОБУВ)
6.3	летальная токсодоза LCt50	-
6.4	пороговая токсодоза РCt50	-
7	Реакционная способность	Водород-сильный восстановитель, метан нейтрален
8	Запах	Без запаха
9	Коррозионное воздействие	Не коррозионен
10	Меры предосторожности	Использование СИЗ
11	Информация о воздействии на людей	Обладает наркотическим действием. В больших концентрациях вызывает удушье.
12	Средства защиты	Спецодежда, предохранительные приспособления (респираторы РУ-60М, противогазы с коробками БКФ или марки "А" и др.)
13	Методы перевода вещества в безвредное состояние	При попадании вещества в воздух использовать паровую завесу
14	Меры первой помощи пострадавшим от воздействия вещества	Удаление с зараженной зоны, свежий воздух, при отсутствии дыхания дать кислород или сделать искусственное дыхание, снять спецодежду, напоить крепким молоком, доставить в медицинское учреждение



3. Описание сценариев развития возможной аварийной ситуации с их графическим изображением

«Дерево отказов» при разрушении сепаратора С-7 установки Л-24-5 представлено на рисунке 3.1. Краткое описание сценариев возможных аварийных ситуаций в сепараторе С-7 установки Л-24-5 представлено в таблице 3.1

Таблица 3.1 - Краткое описание сценариев аварийных ситуаций

№ сценария	Описание сценария
1	2
1	Полное разрушение сепаратора выброс всего объема углеводородов (ЖФ+ПГФ) в окружающую среду образование первичного паровоздушного облака, образование пролива испарение с поверхности пролива, образование вторичного паровоздушного облака загорание паров углеводородов взрывное превращение облака действие ударной волны взрыва на окружающие объекты разрушение соседнего оборудования поражение персонала развитие аварии на установке.
2	Разгерметизация сепаратора выброс всего объема углеводородов (ЖФ+ПГФ) в окружающую среду образование первичного паровоздушного облака, образование пролива мгновенное испарение сжиженного газа или перегретой жидкости с поверхности пролива, образование вторичного паровоздушного облака загорание облака в виде «огненного шара» тепловое воздействие на окружающие объекты, поражение персонала развитие аварии на установке.
3	Разгерметизация сепаратора выброс всего объема углеводородов (ЖФ+ПГФ) в окружающую среду образование первичного паровоздушного облака, образование пролива испарение с поверхности пролива, образование вторичного паровоздушного облака при массовом воздействии появление опасности потери контроля над технологическим процессом, возможность возникновения аварийных ситуаций.



Рисунок 3.1 - дерево отказов при разрушении сепаратора С-7

4. Расчет количества опасных веществ в оборудовании

Сепаратор бензина высокого давления С-7 обладает следующими характеристиками: диаметр высота объем аппарата температура давление вес 17400 кг.

Проверка общего объема аппарата с реальным (расчетным) объемом аппарата:

(4.1)

Так как реальный объем и общий объем аппарата различаются, то, в дальнейшем, для расчета будем использовать рассчитанный объем аппарата.

Из практики установлено, что объемы газообразной и жидкой фазы в сепараторе составляют 50 и 50 % от объема аппарата соответственно. Таким образом,

объем газообразной фазы:

объем жидкой фазы:

Определение количества вещества в сепараторе произведем по следующей формуле:

(4.2)

С верха сепаратора С-7 выходит ВСГ, следовательно, плотность газообразной фазы примем равной плотности ВСГ при нормальных условиях. С низа выходит гидрогенизат, представляющий собой смесь из бензина и части сконденсировавшегося ВСГ, следовательно, плотность жидкой фазы возьмем равной при нормальных условиях. Для пересчета плотностей из нормальных в рабочие условия воспользуемся следующими формулами:

, (4.3)

где - плотность при н.у. ();

Т - температура в сепараторе ( Т= 373 К);

Т₀ - температура при н.у. (Т₀ = 273 К);

P - давление при T ();

P₀ - давление при н.у. (P₀ = 101325 Па).

.

(4.4)

где -- плотность жидкой фазы при t;

t -- температура в сепараторе (t = 100 °С );

-- плотность при t = 20°С ;

-- средняя поправка значений плотности на 1 °С ( = 0,000818).

Следовательно,количество газообразной фазы:

,

количество жидкой фазы:

.

5. Расчет энергетических потенциалов аппаратов, тротилового эквивалента и радиусов зон разрушения в результате возможного взрыва

Расчет общего энергетического потенциала технологического объекта

Общий энергетический потенциал взрывоопасности технологического объекта, стадии, блока - сумма энергий адиабатического расширения парогазовой фазы (ПГФ), полного сгорания имеющихся и образующихся из жидкости (ЖФ) паров за счет внутренней и внешней (окружающей среды) энергии при аварийном раскрытии технологической системы, кДж:

. (5.1.1)

- сумма энергий адиабатического расширения А (кДж) и сгорания ПГФ, находящейся непосредственно в аварийном блоке, кДж,

, (5.1.2)

где А - энергия сжатой ПГФ, содержащейся непосредственно в блоке, кДж; при значениях Р<0,07 МПа и РV'<0,002 МПам³ А в расчетах не учитывается из-за малых величин;

, (5.1.3)

где Р - регламентированное давление в блоке, кПа; кПа;

Р₀- атмосферное давление, Р₀=0.110³ кПа;

V' = 10.87 м³, (см. п. 4);

где - коэффициент, принимаемый в зависимости от k (показатель адиабаты) и Р (регламентированное давление в системе, МПа) по справочным данным. Так как k неизвестен, расчет А проводим по (5.1.3) для k = 1.4. Принимаем =1.08.

Подставляя все в (5.1.3), получаем:

- масса ПГФ, имеющейся непосредственно в блоке при аварийной разгерметизации блока, кг,

(5.1.4)

где - объем ПГФ, приведенный к нормальным условиям, м³.

(5.1.5)

где Р - регламентированное давление в блоке, кПа;

Т - абсолютная регламентированная температура ПГФ блока, К;

-плотность ПГФ, находящейся в блоке, при нормальных условиях

(=2.2 кг/м³)

q' - удельная теплота сгорания ПГФ, кДж/кг; При отсутствии данных удельную теплоту сгорания можно принимать 29753-48459 кДж/кг. Принимаем удельную теплоту сгорания ПГФ (ВСГ) q'= 44000 кДж/кг.

При известных характеристиках ПГФ по (5.1.5) определяем:

Затем подставляем в (5.1.4) и определяем

Далее, подставив A и G' в (5.1.2), рассчитываем:

- энергия сгорания ПГФ, поступившей к разгерметизированному участку от смежных объектов (блоков), кДж,

, (5.1.6)

где - масса ПГФ i-го потока, поступившего к разгерметизированному участку, кг.

, (5.1.7)

- площадь сечения, через которое возможно истечение ПГФ, м². В нашем случае площадь сечения определена для размера отверстия истечения (d = 0,4м);

- плотность ПГФ i-го потока, поступившей в разгерметизированный блок; величина принимается по данным заводских технологических лабораторий или по справочной литературе, = 2.2 кг/м³;

- время срабатывания отключающей арматуры, с.Величина берется из регламента или паспорта арматуры, = 60 с.

Скорость адиабатического истечения ПГФ i-го потока определяется по критической скорости истечения газа:

, (5.1.8)

где - давление i-го потока, поступающего к разгерметизированному участку, Па ();

- удельный объем ПГФ в реальных условиях, м³/кг. Эта величина рассчитана следующим образом:

, (5.1.9)

где - плотность ПГФ с учетом рабочих условий, кг/м³. Пересчет значения плотности ПГФ с учетом рабочих условий производится согласно уравнению

(5.1.10)

где М - молекулярная масса ПГФ, М=92 кг/кмоль.

Для ПГФ, подставив известные величины в (5.1.10), (5.1.9), (5.1.8) получим:

Площадь сечения, через которое возможно истечение ПГФ:

, (5.1.11)

Подставляя известные характеристики (5.1.11) и (5.1.8) в (5.1.7), получим:

Считаем, что количество потоков, поступающих к разгерметизированному участку, i=1 (принимаем поступающий).

. (5.1.12)

- энергия сгорания ПГФ, образующейся за счет энергии перегрева ЖФ рассматриваемого блока и поступившей от смежных объектов за время, кДж,

, (5.1.13)

где - масса ЖФ, имеющейся непосредственно в блоке и поступившей в него при аварийной разгерметизации от смежных блоков, соответственно, кг.

.

Количество ЖФ, поступившей от смежных блоков,

, (5.1.14)

где - скорость истечения ЖФ в рассматриваемый блок из смежных, м/с,

, (5.1.15)

где - безразмерный коэффициент, учитывающий гидродинамику потока, принимается в пределах 0,1 - 0,9; Принимаем = 0,5;

- регламентированное давление i-го потока ЖФ, поступающего к разгерметизированному участку, Па. В работе Р_i = 6.1810⁶ Па;

- плотность ЖФ при нормальных условиях i-го потока, кг/м³. Величина принимается по данным заводских технологических лабораторий или по справочной литературе;.

Подставляя известные характеристики в (5.1.15), определяем:

; (5.1.16)

, - удельная теплоемкость ЖФ, находящейся в аварийном блоке и ЖФ i-го потока, поступающего к разгерметизированному участку соответственно, кДж/(кг°С); величины принимаются по данным заводских технологических лабораторий или по справочной литературе. При неизвестных значениях ориентировочно можно принимать = 1,84-2,9 кДж/(кг°С); опасный вещество аварийный сепаратор

Принимаем ==2,74 кДж/(кг°С);

, - разность температур ЖФ, находящейся в аварийном блоке и ЖФ i-го потока, поступающего к разгерметизированному участку при регламентированном режиме и ее кипения при атмосферном давлении, °С; величины по регламенту. Температура кипения нефти и нефтепродуктов колеблется от 70 до 120 ⁰С; по заданию температура кипения гидрогенизата принята 80 ⁰С, тогда = = 20 °C;

, - удельная теплота сгорания ЖФ, находящейся в аварийном блоке и ЖФ i-го потока, поступающего к разгерметизированному участку соответственно, кДж/кг; величины принимаются по данным заводских технологических лабораторий или по справочной литературе. При неизвестных значениях удельной теплоты сгорания ЖФ для нефтепродуктов можно принимать= 39223-45559 кДж/кг; Принимаем ==43693 кДж/кг

, - удельная теплота парообразования горючей жидкости, имеющейся в блоке и поступившей к нему соответственно, Дж/кг; величины принимаются по данным заводских технологических лабораторий, по справочной литературе или определяются технологическими расчетами. При отсутствии данных значения для гидрогенизата можно ориентировочно принимать

= 160.36 кДж/кг в зависимости от плотности и температуры смеси.

- площадь сечения, через которое возможно истечение ЖФ, м²,

= = 0.785*0.2² = 0.0314 м².

Подставляя известные характеристики в (5.1.14), рассчитываем

.

Считаем, что количество потоков, поступающих к разгерметизированному участку, i=1 (принимаем поступающий поток). Тогда, подставляя все известные и рассчитанные величины в (5.1.13), рассчитываем:

- энергия сгорания ПГФ, образующейся из ЖФ за счет тепла экзотермических реакций, не превращающихся при аварийной разгерметизации, кДж,

В данном случае величина не рассчитывается, т. к. в технологическом процессе нет химических реакций.

- энергия сгорания ПГФ, образующейся из ЖФ за счет теплопритока от внешних теплоносителей, кДж,

В данном случае величина не определяется, т.к. технологический процесс протекает без внешнего теплопритока.

- энергия сгорания ПГФ, образующейся из пролитой на твердую поверхность (пол, поддон, грунт и т. п.) ЖФ за счет теплоотдачи от окружающей среды (от воздуха по зеркалу и твердой поверхности к жидкости), кДж,

, (5.1.17)

где - суммарная масса ЖФ, испарившейся за счет теплопритока от окружающей среды к разлившейся по твердой поверхности жидкости, кг,

, (5.1.18)

Где - масса ЖФ, испарившейся за счет теплопритока от твердой поверхности (пола, поддона, обваловки и т. п.), кг.

- масса ЖФ, испарившейся за счет теплопередачи от окружающего воздуха, кг,

, (5.1.19)

где m_и - интенсивность испарения, кг/(см²);

, (5.1.20)

где - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние скорости (0 м/с) и температуры воздушного потока над поверхностью (зеркалом) жидкости (20 ⁰С), принимается равным 1;

М = 200 кг/кмоль - молекулярная масса;

- площадь поверхности зеркала жидкости, м²; принимается исходя из реальных условий, в нашем случае F_ж=130 м²;

- время испарения жидкости за счет тепломассообмена жидкости с воздухом (время от момента пролива жидкости до ее полного испарения), с; принимается равным 3600 с;

Р_н. - давление насыщенного пара при расчетной температуре, кПа; величина определяется технологическими расчетами;

, (5.1.21)

где R - газовая постоянная ПГФ, Дж/(моль К);

Т_к - температура кипения пролитой ЖФ, К;

Т - температура окружающей среды, К.

В нашем случае теплоприток от окружающей среды не рассматривается, следовательно, учитывается только.

кПа,

кг/(см²);

кг.

Затем, подставляя все в (5.1.17), рассчитываем:

кДж.

Теперь, подставляя все найденные значения энергий в (5.1.1), рассчитываем общий энергетический потенциал блока Е:

Расчет тротилового эквивалента взрыва

Тротиловый эквивалент (эквивалент ТНТ) определяют по условиям адекватности характера и степени разрушений при взрывах, используя уравнение энергетического баланса ударных волн, генерируемых взрывами исследуемой среды и тротила.

Для парогазовой среды

, (5.2.1)

где W - тротиловый эквивалент (эквивалент ТНТ), кг;

0.4 - доля энергии взрыва парогазовой среды, затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны;

z - доля приведенной массы паров, участвующей во взрыве. В общем случае для неорганизованных паровых облаков в незамкнутом пространстве с большой массой горючих веществ z можно принять 0.1;

m - общая масса горючих паров (газов) взрывоопасного парогазового облака, приведенная к единой удельной энергии сгорания.

. (5.2.2)

0.9 - доля энергии взрыва тротила, затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны;

- удельная энергия взрыва тротила, кДж/кг; = 4520 кДж/кг.

кг.

Подставляя все в (5.2.1), рассчитываем тротиловый эквивалент взрыва

кг.

Расчет относительного энергетического потенциала блока

Относительный энергетический потенциал взрывоопасности технологического блока (стадии)

, (5.3.1)

где - относительный энергетический потенциал взрывоопасности, является количественным показателем уровня возможных разрушений.

. (5.3.2)

При данных m и Q_В объект относится к I категории взрывоопасности.

Определение уровней разрушений

Зависимость радиуса зоны с соответствующим уровнем разрушения от тротилового эквивалета:

, (5.4.1)

где R - расстояние от предполагаемого центра взрыва до объекта, м;

К - константа соответствующего разрушения.

Выделяется шесть основных зон опасности для следующих значений константы:

1) = 1 - условный радиус полного разрушения;

2) = 3,8 - зона полного разрушения зданий;

3) = 5,6 - зона 50 % разрушения зданий;

4) = 9,6 - зона разрушения зданий без обрушения;

5) =28 - зона умеренного разрушения зданий с разрушением дверей, оконных переплетов, кровли, внутренних перегородок;

6) = 56 - зона малого повреждения с разрушением около 10 % остекления.

(5.4.2)

м

На практике для расчетов зон разрушения используют пять уровней, соответствующих - .

Для = 3.8 по (5.4.1) определяем радиус разрушений:

м.

Аналогично определяются радиусы разрушений для - , результаты вычислений представлены в табл. 5.1.

Таблица 5.1 - Зоны разрушения для С-7 при -

Объект	W, кг	= 3.8 , м	= 5.6 ,м	= 9.6 , м	= 28 , м	= 56 , м
С-7	26890	113.62	167.44	287.04	837.2	1674.4

На рисунке 5.1 изображены зоны разрушений при взрыве С-7 установки Л-24-5 с учетом взаиморасположения оборудования на территории установки по генплану.

Рисунок 5.1 - Зоны разрушения от взрыва С-7 установки Л-24-5

6. Расчет теплового воздействия пожара пролива и «огненного шара»

Определение параметров теплового воздействия пожара пролива разлившейся жидкой фазы

Интенсивность теплового излучения , рассчитывают по формуле

(6.1.1)

где - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м²;

- угловой коэффициент облученности;

- коэффициент пропускания атмосферы.

принимают на основе имеющихся справочных данных. Принимаем Е_f=56.1 кВт/м².

Рассчитываем эффективный диаметр пролива , м, по формуле

, (6.1.2)

где S - площадь пролива м². S=130 м².

Высота пламени определяется по следующей формуле:

(6.1.3)

где m- удельная массовая скорость выгорания топлива, m=0.06кг/( м²с);

- плотность окружающего воздуха, =1.2 кг/ м³;

g - ускорение свободного падения, g =9,81 м/ c².

м.

Определим угловой коэффициент облученности по формуле:

, (6.1.4)

где

(6.1.5)

где

(6.1.6)

(6.1.7)

(6.1.8)

(6.1.9)

где

(6.1.10)

Определение коэффициента пропускания атмосферы проводится по формуле:

(6.1.11)

На границе находим:

Определяем коэффициент пропускания атмосферы по формуле (6.1.11):

Находим интенсивность теплового излучения q по формуле (6.1.1):

Аналогично проводим расчет для rравное +1, +3, +5, +10, +20, +50 м, результаты представлены в таблице № 6.1:

Таблица 6.1 - результаты расчета интенсивности теплового излучения

Расстояние, м	0,01	1	3	5	10	20	50
S, м2	130	130	130	130	130	130	130
m, кг/(м2c)	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06
d, м	12,87	12,87	12,87	12,87	12,87	12,87	12,87
H, м	19,87	19,87	19,87	19,87	19,87	19,87	19,87
r, м	6,44	7,43	9,43	11,43	16,43	26,43	56,43
Ef, кВт/м2	56,1	56,1	56,1	56,1	56,1	56,1	56,1
h	3,09	3,09	3,09	3,09	3,09	3,09	3,09
S1	1,00	1,16	1,47	1,78	2,55	4,11	8,77
A	5,76	5,14	4,33	3,85	3,34	3,34	4,99
B	1,00	1,01	1,07	1,17	1,47	2,18	4,44
Fv	0,488	0,331	0,197	0,125	0,044	0,005	-0,001
Fн	0,483	0,331	0,231	0,175	0,098	0,037	0,005
Fq	0,686	0,468	0,304	0,215	0,108	0,037	0,005
Tau	1,000	0,999	0,998	0,997	0,993	0,986	0,966
q, кВт/м2	38,499	26,254	16,991	12,038	5,990	2,056	0,263

«Огненный шар»

Необходимо убедиться в целесообразности расчета, для чего рассчитывается приведенная масса паров в аппарате. Если m<1 тонны, то расчет «огневого шара» нецелесообразен (m=23710,87).

В курсовой работе масса паров больше 1 тонны, значит, необходимо продолжить расчет.

, (6.2.1)

где - среднеповерхностная плотность теплового пламени, кВт/м²;

=56.1 кВт/м².

- угловой коэффициент облученности;

- коэффициент пропускания атмосферы.

Расчет углового коэффициента облученности рассчитывают по формуле

, (6.2.2)

где H - высота «огненного шара», м;

- эффективный диаметр «огненного шара», м;

r - расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара», м.

Эффективный диаметр «огненного шара» рассчитывают по формуле:

(6.2.3)

где m- масса горючего вещества, кг.

Высоту «огненного шара» H определяют в ходе специальных исследований. Допускается принимать Н равной .

. (6.2.4)

Время существования «огненного шара» , с, рассчитывают по формуле

, (6.2.5)

где m - общая масса горючих паров (газов) рассчитывается по формуле

. (6.2.6)

где Е - общий энергетический потенциал взрывоопасности технологического объекта.

Рассчитаем массу горючих паров по формуле (6.2.6):

кг.

Эффективный диаметр «огненного шара» рассчитываем по формуле (6.2.3):

Высота «огненного шара» H:

м

Для r = 7,435 м находим:

Коэффициент пропускания атмосферы рассчитываем по формуле (6.2.4)

.

Найдем по формуле (6.2.2):

Расчет интенсивности теплового излучения «огненного шара», проводим по формуле (6.2.1):

Аналогично проводим расчет для r, равное 8.435, 10.435, 11.435, 16.435, 26.435, 56.435 м, результаты представлены в таблице 6.2.1.

Таблица 6.2.1 - Результаты расчета интенсивности теплового излучения огненного шара

Расстояние, м	1	3	5	10	20	50
m, кг	62589	62589	62589	62589	62589	62589
Ds, м	197,32	197,32	197,32	197,32	197,32	197,32
r, м	7,435	10,435	11,435	16,435	26,435	56,435
H, м	98,662	98,662	98,662	98,662	98,662	98,662
Eq	0,2495	0,249	0,2487	0,2474	0,2434	0,2222
	0,9998	0,9996	0,9995	0,999	0,9976	0,9896
Ef, кВт/м2	56,1	56,1	56,1	56,1	56,1	56,1
q, кВт/м2	13,992	13,961	13,948	13,867	13,623	12,335
ts, с	26,129	26,129	26,129	26,129	26,129	26,129

По формуле (6.2.5) определяем время существования «огненного шара» :

.

7. Оценка вероятности возникновения аварийных ситуаций

Согласно требованиям правил пожарной безопасности в РФ ППБ 01-03 все объекты должны иметь системы пожарной безопасности, направленные на предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара, в том числе их вторичных проявлений на требуемом уровне. В соответствии с ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ «Пожарная безопасность. Общие требования» объекты, пожары на которых могут привести к массовому поражению людей, находящихся на этих объектах и окружающей территории, опасными и вредными производственными факторами, а также ОФП и их вторичными проявлениями, должны иметь системы пожарной безопасности, обеспечивающие минимально возможную вероятность возникновения пожара. Конкретные значения минимально возможной вероятности возникновения пожара определяются проектировщиками и технологами при паспортизации этих объектов в установленном порядке.

Расчеты критериев и показателей оценки пожарной опасности объектов, в том числе вероятности пожара (взрыва), производятся с учетом массы горючих и трудно-горючих веществ и материалов, находящихся на объекте, взрывопожароопасных зон, образующихся в аварийных ситуациях, и возможного ущерба для людей и материальных ценностей.

Вероятность возникновения пожара (взрыва) в пожаровзрывоопасном объекте определяется на этапах его проектирования, строительства и эксплуатации.

Пожаровзрывоопасность любого объекта определяется пожаровзрывоопасностью его составных частей (технологических аппаратов, установок, помещений).

Возникновение пожара (взрыва) в любом из помещений объекта обусловлено возникновением пожара (взрыва) или в одном из технологических аппаратов, находящихся в этом помещении, или непосредственно в объеме исследуемого помещения.

Возникновение пожара (взрыва) в любом из технологических аппаратов или непосредственно в объеме помещения обусловлено совместным образованием горючей среды в рассматриваемом элементе объекта и появлением в этой среде источника зажигания.

Данный метод предусматривает:

-расчет вероятности образования горючей среды на объекте (элементе объекта) вследствие реализации различных причин;

-расчет вероятности появления источника зажигания (инициирования взрыва) на объекте (элементе объекта) вследствие реализации различных причин;

-анализ пожарной опасности помещений и технологического оборудования;

-определение пожароопасных параметров тепловых источников интенсивности отказов элементов (пожароопасные параметры различных тепловых источников; интенсивность отказов элементов оборудования, приборов и аппаратов).

Если проводить анализ рисков чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, то с учетом для вероятности реализации угроз можно записать:

где PN - вероятность появления неблагоприятного события, обусловленная человеческим фактором; PT - вероятность, обусловленная состоянием объектов техносферы; PО - вероятность, обусловленная воздействием окружающей среды. Вид функционала остается таким же и для вероятностей реализации интегральных, дифференцированных и объектовых рисков.

Ущербы US от реализации аварий в общем случае можно записать:

где UN - ущербы, наносимые населению при взаимодействии первичных и вторичных поражающих факторов при реализации аварийных ситуаций; UT - ущербы, наносимые объектам техносферы; UО - ущербы, наносимые окружающей среде. Величины UN, UT и UО измеряются как в натуральных единицах (например, числом погибших людей, числом разрушенных объектов и площадью поврежденных территорий), так и в эквивалентах (например, в экономических, денежных показателях).



Заключение

В данной работе произведён анализ опасности и риска эксплуатации сепаратора С-7 установки Л-24-5, при этом рассчитаны:

- энергетический потенциал аппарата;

- тротиловый эквивалент и радиусы зон разрушения в случае возможного взрыва;

- параметры теплового воздействия пожара пролива;

- оценочные вероятности возникновения аварийных ситуаций по дереву отказа.

По значению энергетического потенциала аппарат отнесён к 1-ой категории взрывоопасности.

Сепаратор высокого давления С-7 характеризуется следующими основными опасностями:

наличием большого количества пожаровзрывоопасных веществ в аппарате;

необходимостью применения давлений, что обуславливает возможное нарушение технологических режимов (выход значений давлений за критические значения), это может привести к разгерметизации и разрушению аппарата, выбросу опасных веществ, загазованности территорий, и при наличии источника зажигания к возникновению взрывов, пожаров в пределах установки и с возможным переходом на соседние объекты;

Для уменьшения риска рекомендуется:

- подбирать материал для ответственных конструкций из низколегированных сталей;

- расположить сепаратор на хорошо обдуваемом месте во избежание инверсии воздушного потока;

- постоянная диагностика и контроль оборудования и трубопроводов

- обеспечение безопасности прежде всего персонала(индивидуальные средства защиты, техника безопасности);

- при близком расположении оборудования установка защитных экранов, поглощающих энергию взрывной волны;

- постоянная проверка квалификации персонала установки.



Список использованных источников

1) Бесчастнов М.В. Промышленные взрывы. Оценки и предупреждение. М; Химия, 1991

2) Кириллова Е.Б., Хуснияров М.Х. Оценка последствий аварий на объектах нефепереработки, нефтехимии и химии.-Уфа,УГНТУ,2004

3) Методика оценки последствий аварии на пожаро- взрывоопасных объектах. -М.; ВНИИ ГОЧС, 1994.

4) Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств. ПБ-09-170-97.

5) Пожарная безопасность. Взрывобезопасность./Под редакцией А.Н. Баратова-М.; Химия,1987

6) Экспресс методика прогнозирования последствий взрывных явлений на промышленных объектах



Задание на выполнение курсовой работы

По предмету «Надежность и безопасность ХТП»

Задание выдано студенту Сикальчуку А.С. группы ТК-08-01

По выданному технологическому регламенту установки нефтепереработки провести анализ опасности и риска эксплуатации данной установки с учетом свойств обращаемых в оборудовании веществ, технологических параметров эксплуатации, наличия систем автоматизации и аварийной защиты.

При выполнении курсовой работы определить количество опасных веществ находящихся в оборудовании, разработать сценарии возможных аварийных ситуаций, определить параметры воздействия поражающих факторов и рассчитать вероятность возникновения аварийной ситуации.

Курсовая работа должна содержать пояснительную записку, выполненную на листах формата А₄ и графическую часть содержащую результаты расчетов с нанесением зон воздействия поражающих факторов.

№ вар.	№ аппарата	№ вар.	№ аппарата	№ вар.	№ аппарата	№ вар.	№ аппарата
1	Е-1	8	С-13	15	С-7	22	С-15
2	Р-1	9	К-2	16	К-4	23	К-8
3	С-1	10	К-1	17	С-19	24	К-6
4	П-4	11	Р-4	18	С-5	25	С-18
5	С-9	12	П-2	19	П-3	26	К-5
6	К-3	13	С-2	20	С-16	27	С-17
7	Е-2	14	С-6	21	С-11	28	К-7

Размещено на Allbest.ru

...