Наружные установки с легковоспламеняющимися жидкостями

Пример 37

1. Исходные данные

1.1. Наружная установка. Склад ацетона. Представляет собой группу из 8 горизонтальных резервуаров объемом 10 м³ каждый (коэффициент заполнения резервуаров a = 0, 9). Ацетон поступает из ж/д цистерны по подводящему трубопроводу через коллектор налива ацетона в резервуары склада. Раздача ацетона в отдельные емкости производится по отводящему трубопроводу через коллектор слива ацетона. Резервуары склада ацетона соединены между собой трубопроводами. На всех трубопроводах и коллекторах установлены ручные задвижки. Склад имеет грунтовое обвалование площадью F_об = F_и = 14∙ 17, 6 = 246, 4 м² (F_и – площадь испарения, м²). Высота обвалования Н_об = 1, 5 м.

1.2. Молярная масса ацетона М = 58, 08 кг∙ кмоль^-1. Химическая формула С₃Н₆О. Температура вспышки t_всп = -18⁰С. Удельная теплота сгорания ацетона Q_СГ = 31360 кДж∙ кг^-1 = 31, 36∙ 10⁶ Дж∙ кг^-1. Плотность жидкости r_ж= 790, 8 кг∙ м^-3. Абсолютная максимальная температура воздуха в данном районе (г. Пермь) [3] составляет t_р = 37⁰С. Плотность паров ацетона t_р = 37⁰С r_п = = 2, 815 кг∙ м^-3. Константы уравнения Антуана А = 6, 37551, В = 1281, 721, С_А = 237, 088.

1.3. Давление насыщенных паров ацетона Р_Н (кПа) при расчетной температуре t_р = 37⁰С составит:

lg P_Н = А- =6, 37551 - = 1, 6992,

P_Н = 50, 03 кПа.

1.4. Вычисляется интенсивность испарения W (кг∙ м^-2∙ с^-1) ацетона в соответствии с формулой (В.10) [1]:

W = 10^-6 × ∙ Р_н = 10^-6 × × 50, 03 = 3, 8128 × 10^{-4 кг} × м^-2 × с^-1.

2. Обоснование расчетного варианта аварии.

При определении избыточного давления взрыва DР при сгорании смеси горючих паров ацетона с воздухом в открытом пространстве принимается для упрощения расчетов разгерметизация одного резервуара с ацетоном, разлив поступившего из резервуара ацетона в обвалование, испарение ацетона с поверхности зеркала разлива и поступление паров ацетона в окружающее пространство.

3. Масса паров ацетона m (кг), поступивших в окружающее пространство, согласно формуле (В.8) [1] определяется из выражения:

m = W∙ F_И∙ T= 3, 8128∙ 10^-4∙ 246, 4∙ 3600 = 338, 2 кг.

4. Избыточное давление DР (кПа) взрыва на расстоянии r = 30 м от наружной установки склада ацетона согласно формулам (В.14) и (В.15) составит:

DР = Р₀

кПа,

m_пр = кг.

5. Расчетное избыточное давление взрыва превышает 5 кПа на расстоянии 30 м от наружной установки, следовательно, согласно п. 7.3 и табл. 2 [1] наружная установка склада ацетона относится к категории АН.

Пример 38

1. Исходные данные

1.1. Наружная установка. Открытая площадка для автоцистерны (АЦ) для заполнения подземных резервуаров дизельным топливом. Объем дизельного топлива в АЦ V_ж = 6 м³. Площадка не имеет ограждения

1.2. Молярная масса дизельного топлива М = 172, 3 кг∙ кмоль^-1. Химическая формула С_{12, 343} Н_{23, 883}. Температура вспышки t_всп > 35⁰С. Удельная теплота сгорания дизельного топлива Q_СГ = 43590 кДж∙ кг^-1 = 43, 59∙ 10⁶ Дж∙ кг^-1. Плотность жидкости r_ж= кг∙ м^-3. Абсолютная максимальная температура воздуха в данном районе (г. Тула) [3] составляет t_р = 38⁰С. Плотность паров дизельного топлива при t_р=38⁰С r_п = =6, 7466 кг∙ м^-3. Константы уравнения Антуана А = 5, 07818, В = 1255, 73, С_А = 199, 523.

1.3. Давление насыщенных паров дизельного топлива Р_Н при расчетной температуре t_р = 38⁰С составит:

lg P_Н = 5, 07818 - = -0, 20859,

P_Н = 0, 62 кПа.

1.4. Вычисляется интенсивность испарения W дизельного топлива в соответствии с формулой (В.10) [1]:

W = 10^-6 × ∙ Р_н = 10^-6 × × 0, 62 = 8, 14 × 10^{-6 кг} × м^-2 × с^-1.

2. Обоснование расчетного варианта аварии.

При определении избыточного давления взрыва DР при сгорании смеси горючих паров дизельного топлива с воздухом в открытом пространстве принимается разгерметизация резервуара АЦ, разлив поступившего из резервуара АЦ дизельного топлива на горизонтальную поверхность, испарение дизельного топлива с поверхности зеркала разлива и поступление паров дизельного топлива в окружающее пространство.

3. Масса паров дизельного топлива m, поступивших в окружающее пространство с поверхности испарения F_и, определяется согласно п. В1.3г) и формуле (В.8) [1] из выражений:

m = W∙ F_И∙ T= 8, 14∙ 10^-6∙ 900∙ 3600 = 26, 374 кг,

F_и = 0, 15∙ V_ж∙ 1000=0, 15∙ 6000 = 900 м².

4. Избыточное давление зрыва DР в на расстоянии r = 30 м от наружной установки площадки для АЦ согласно формулам (В.14) и (В.15) [1] составит:

DР = 101 кПа,

m_пр = кг.

5. Расчетное избыточное давление взрыва превышает 5 кПа на расстоянии 30 м от наружной установки, следовательно, согласно п. 7.3 и табл. 2 [1] наружная установка площадки для автоцистерны с дизельным топливом относится к категории БН.

Пример 39

1. Исходные данные.

Исходные данные аналогичны данным примера 38. Частоты разгерметизации резервуаров с ЛВЖ при давлении, близком к атмосферному, с последующим истечением жидкости для всех размеров утечки представлены в табл. П.1.1 [6] и соответственно составляют:

Частота реализации в течение года рассматриваемого сценария аварии для всех размеров утечек составляет Q = 1, 05∙ 10^-4 год^-1.

2. В соответствии с расчетами из примера 38 величина избыточного давления взрыва DР на расстоянии r = 30 м от наружной установки равна 11, 2 кПа.

3. Импульс волны давления i вычисляется по формуле (В.23) [1]:

i = Па∙ с,

4. Определяем величину пробит-функции Pr по формулам (Г.1) и (Г.2) [1]:

Рr = 5-0, 26∙ ln (V) = 5-0, 26∙ ln (3, 76∙ 10⁸) = - 0, 134,

5. По табл. П.4.2 и формуле (П.4.2) [6] для получения значения пробит-функции определяем условную вероятность поражения человека Q_d = 1, 42∙ 10^-7.

6. Пожарный риск Р (а) в определенной точке территории (а), на расстоянии 30 м от наружной установки, рассчитывают с помощью соотношения (1) [1]:

Р (а) = Q_d∙ Q = 1, 42∙ 10^-7 ∙ 1, 05∙ 10^-4 = 1, 49∙ 10^-11 год^-1.

7. Величина пожарного риска при возможном сгорании паров дизельного топлива с образованием волн давления не превышает одну миллионную (10^-6) в год на расстоянии 30 м от наружной установки, следовательно, согласно табл. 2 [1] наружная установка открытой площадки для автоцистерны не относится к категории БН.

8. В соответствии с п.п. 7.2 и 7.3 [1] проведем проверку наружной установки на принадлежность ее к категории ВН.

9. Проведем оценку параметров углового коэффициента облученности F_q, входящих в формулу (В.27) [1]:

d = = 33, 86 м,

F = F_и = 900 м²,

Н = 42∙ d∙ ()^{0, 61} = 42∙ 33, 86∙ ()^{0, 61} = 31, 5 м,

М = 0, 04 кг∙ м^-2∙ с^-1 (табл. В.1 [1]),

кг∙ м^-3,

h =

S =

B =

A =

= 0, 3185∙ =

0, 3185∙ 0, 8562=0, 2727,

= =

= 0, 3185∙ =

= 0, 3185∙ 0, 48 = 0, 1529,

Fq = = 0, 3126.

10. Определяем коэффициент пропускания атмосферы t по формуле (В.34) [1]:

= =0, 9909.

11. Вычисляем интенсивность теплового излучения q (кВт∙ м^-2) для пожара пролива жидкости согласно формуле (В.24) [1]:

q = E_f∙ F_q∙ t = 25∙ 0, 3126∙ 0, 9909 = 7, 74 кВт∙ м^-2,

E_f = 25 кВт∙ м^-2 (табл. В.1 [1]).

12. Расчетная интенсивность теплового излучения превышает 4 кВт∙ м^-2 на расстоянии 30 м от наружной установки, следовательно, согласно п.7.3 и табл. 2 [1] наружная установка открытой площадки для автоцистерны с дизельным топливом относится к категории ВН.