Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности объектов нефтепродуктообеспечения

7. Возможно ли образование взрывоопасных концентраций паров при испарении ЛВЖ с поверхности разлива, если температура жидкости превышает значение температуры вспышки?

Да, исходя из вышеуказанного условия.

8. Что принимают за начало отсчёта размера взрывоопасной зоны при аварийном разливе ЛВЖ?

За начало отсчёта зоны, ограниченной НКПР паров, принимают внешние размеры зоны аварийного разлива ЛВЖ. Во всех случаях расстояние должно быть не менее 0,3 м.

9. Какую геометрическую фигуру рассматривают при расчёте аварийной зоны взрывоопасных концентраций?

Для ЛВЖ геометрическая зона, ограниченная НКПР паров, будет представлять собой цилиндр.

нефтепродукт резервуар пожаровзрывоопасность тушение

7. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЛНЫ ДАВЛЕНИЯ ПРИ СГОРАНИИ ПАРОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ

Исходя из рассматриваемого сценария аварии, определяем массу горючих газов и (или) паров, вышедших в атмосферу из технологического аппарата.

Радиус воздействия высокотемпературных продуктов сгорания паровоздушного облака при пожаре-вспышке:

где E_i - объемный коэффициент расширения продуктов сгорания. Для нефтепро-дуктов величина Е_i может быть принята равной 7;

R_нкпр - размер зоны, ограниченной нижним концентрационным пределом распространения пламени (НКПР) паров.

Избыточное давление взрыва, развиваемого при сгорании паровоздушных смесей, рассчитывают по формуле:

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

где Р_о - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

r - расстояние от геометрического центра сгорания паровоздушной смеси, м;

m_пр - приведенная масса пара, кг, рассчитанная по формуле:

m_пр = (Q_сг / Q_o) m Z,

где Q_сг - удельная теплота сгорания пара, Дж·кг^-1;

Z - коэффициент участия горючих паров в горении, значение которого допускается принимать равным 0,1;

Q_o - константа, равная 4,52·10⁶ Дж·кг^-1;

m - масса паров ЛВЖ, испарившаяся с поверхности разлива, кг.

Для расчёта составлена программа в табличном процессоре Excel.

Расчёт:

Радиус воздействия высокотемпературных продуктов сгорания паровоздушного облака при пожаре-вспышке:

= 7,6466 м.

Приведённая масса газа или пара:

m_пр = (27*10⁶ /4,52*10⁶)*11,04*0,1 = 6,6705 кг.

Избыточное давление, развиваемое при сгораниигазопаровоздушных смесей:

ДР = 101,23 кПа.

Зависимость избыточного давления, развиваемого при сгорании газопаровоздушных смесей, от расстояния геометрического центра сгорания паровоздушной смеси представлена в табл. 3:

Табл. 3 - Зависимость избыточного давления от расстояния

Рис. 10 - График, показывающий зависимость избыточного давления от радиуса воздействия продуктов сгорания

Вывод: масса горючих газов (паров), вышедших в атмосферу из технологического аппарата, будет составлять 6,7 кг, при этом радиус воздействия высокотемпературных продуктов сгорания паровоздушного облака при пожаре-вспышке равен 7,7 м. При сгорании газопаровоздушных смесей будет образовываться избыточное давление, значение которого приведено в вышеуказанной таблице.

Контрольные вопросы:

1. Для каких целей при оценке пожарной опасности технологической системы необходимо определять массу испарившейся ЛВЖ?

В зависимости от массы испарившейся ЛВЖ опасные факторы будут действовать по-разному, что будет приводить к разному ущербу.

2. По графику определить расстояния, на которых возможно:

- полное разрушение зданий (происходит при избыточном давлении, равном 100 кПа, т.е. r = 2,5 м);

- 50 %-ное разрушение зданий (происходит при избыточном давлении, равном 53 кПа, т.е. r = 6 м);

- среднее повреждение зданий (разрушение зданий без обрушивания, разрушаются резервуары нефтехранилищ, происходит при избыточном давлении, равном 28 кПа, т.е. r = 7,5 м);

- умеренные повреждения зданий (повреждения внутренних перегородок, рам, дверей и т.п., происходят при избыточном давлении, равном 12 кПа, т.е. r = 17 м);

- нижний порог повреждения человека волной давления (происходит при избыточном давлении, равном 5 кПа, т.е. r = 25 м);

- малые повреждения зданий (разбита часть остекления, происходят при избыточном давлении, равном 3 кПа, т.е. r = 35м).

Тепловую нагрузку при пожарах проливов в произвольной точке на открытой площадке теплового излучения рассчитываем по формуле:

q = E_f F_q ,

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

F_q - угловой коэффициент облученности;

- коэффициент пропускания атмосферы.

Табл. 4 - Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости т диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания для некоторых жидких углеводородных топлив

При отсутствии данных допускается E_f принимать равной 100 кВт/м² для СУГ и 40 кВт/м² для нефтепродуктов.

Приведенный диаметр пролива рассчитываем по формуле:

,

где S - площадь пролива, м².

Высоту пламени рассчитываем по формуле:

,

где т - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг/(м²·с);

_в - плотность окружающего воздуха, кг/м³;

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

Угловой коэффициент облученности определяем по формулам:

,

,

где,

S₁ = 2r/d,

r - расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта,

h = 2H/d;

,

B = (1 + S²)/(2S).

Коэффициент пропускания атмосферы находим по формуле:

= exp [-7,0·10^-4 (r - 0,5d)].

Для расчёта составлена программа в табличном процессоре Excel.

Расчёт:

Эффективный диаметр пролива:

= 7,14 м.

Высота пламени:

= 10,3 м;

m = 0,04 кг/(м²*с);

g = 9,81 м/с²;

с_в = 1,2 кг/м³.

Угловой коэффициент облучённости, принимая r = 5м:

h = 2*10.3/7,14 = 2,887,

S₁ = 2*5/7,14 = 1,401,

А = (2,887² + 1,401² + 1)/(2*1,401) = 4,032,

В = (1 + 1,401²)/(2*1,401) = 1,057,

= = 0,209,

= = 0,246,

= 0,322.

Коэффициент пропускания атмосферы:

= exp [-7,0·10^-4 (5 - 0,5*7,14)] = 0,999.

Интенсивность теплового излучения, принимая Е_f = 59 кВт/м²:

q = 59*0,322*0,999 = 19 ,01 кВт/м².

Результаты вычислений представлены в табл. 5

Табл. 5 - Зависимость радиуса действия продуктов сгорания от интенсивности теплового излучения

Рис. 11 - Эпюра зависимости интенсивности теплового излучения от радиуса действия

Вывод: Из-за достаточно большого теплового излучения можно предположить, что распространение пожара возможно, даже если находящиеся в опасности резервуары охлаждаются.

Контрольные вопросы:

1. Предельно допустимая интенсивность теплового излучения пожаров проливов ЛВЖ и ГЖ, которая безопасна для человека в брезентовой одежде - 4,2 кВт/м².

2. Предельно допустимая интенсивность теплового излучения пожаров проливов ЛВЖ и ГЖ для человека, при которой наступает ожог 1-й степени через 6-8 секунд - 10,5 кВт/м².

3. Предельно допустимая интенсивность теплового излучения пожаров проливов ЛВЖ и ГЖ, при которой возможно воспламенение хлопка-волокна через 15 мин - 7 кВт/м².

4. Нормативный документ, в котором содержится метод расчёта тепловых нагрузок при пожарах проливов ЛВЖ и ГЖ.

«Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля» (ГОСТ Р 12.3.047-98).

5. Пределы, в которых может изменяться среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени.

Оценочные значения опасной плотности падающего теплового излучения для резервуаров:

- распространение пожара почти невозможно - 8 кВт/м²;

- распространение пожара маловероятно при достаточном охлаждении 12 кВт/м²;

- распространение пожара возможно, даже если находящиеся в опасности резервуары охлаждаются - 36 кВт/м².

При непосредственном обмывании пламенем резервуара, тепловые нагрузки составляют порядка 60..80 кВт/м² и такой пожар практически невозможно удержать.

6. По графику определить расстояния, на которых возможно воздействие:

- без негативных последствий для человека в течение длительного времени ( при интенсивности теплового излучения 1,4 кВт/м²,. r = 15 м);

- безопасно для человека в брезентовой одежде ( при интенсивности теплового излучения 4,2кВт/м², r = 7,5 м);

- воспламенение хлопка-волокна через 15 мин (при интенсивности теплового излучения 7 кВт/м², r = 6м);

- ожог 1-й степени через 6-8 секунд (при интенсивности теплового излучения 10,5 кВт/м², r = 5 м);

- воспламенение древесины с шероховатой поверхностью ( влажность 12%) при длительном облучении 15 мин ( при интенсивности теплового излучения 12,9 кВт/м², r = 4м).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте в результате обобщения большого числа данных и исходя из полученных результатов, можно сделать вывод, что произойдёт достаточно крупная авария из-за большой тепловой нагрузки вследствие того, что резервуары находятся близко друг от друга.

Результаты анализа параметров пожаровзрывоопасности и мероприятий по снижению последствий пожара должны быть учтены при разработке планов локализации и ликвидации пожароопасных ситуаций и аварий.

Повышенная устойчивость объекта к развитию пожара достигается за счёт уменьшения пожарной опасности очага пожара и (или) повышения тактико-технических возможностей подразделений пожарной охраны предприятия нефтепродуктообеспечения, исходя из условия локализации, а затем и ликвидации пожара, развивающегося по наиболее неблагоприятному сценарию.

Необходимо будет предусмотреть все меры для обеспечения безопасной эксплуатации резервуаров.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Сучков В.П. Пособие по применению методов оценки пожарной опасности технологических систем, используемых при анализе пожарных рисков.

2. ГОСТ Р 12.3. 047-98. «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля»

3. НПБ 105-03. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности

4. Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности объектов нефтепродуктообеспечения, расположенных на селитебной территории.

5. РД 03-409-01. Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей.

6. Белов П.Г. Системный анализ и моделирование опасных процессов в техносфере М.: Академия, 2003 - 506 с.

Размещено на Allbest.ru