Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
164
Добавлен:
05.02.2019
Размер:
775 Кб
Скачать
☆

ДСТУ Б В.1.1-ХХХ:201Х

г) відбувається випаровування з поверхні рідини, що розлилася; площа випаровування у разі розливу на горизонтальну поверхню визначається (за відсутності довідникових або експериментальних даних), виходячи з розрахунку, що

1 л розчинів, які містять 70% і менше (за масою) розчинників, розливається на площі 0,1 м2, а інших рідин - на 0,15 м2;

д) відбувається також випаровування рідин з поверхонь відкритих ємностей технологічного устаткування та з поверхонь, на які за технологічним процесом нанесена горюча рідина, що на час аварії знаходиться у стадії висихання;

е) тривалість випаровування рідини приймається рівною часу її повного випаровування, але не більше 3600 с.

10.1.1.3. Масу горючого газу mГ, кг, що потрапив до навколишнього простору під час розрахункової аварії, визначають за формулою:

mГ =(Va +Vт)·ρГ,

де Va - об’єм ГГ, що вийшов з апарата, м3;

VТ – об’єм ГГ, що вийшов з трубопроводів, м3; ρГ - густина ГГ, кг м-3.

При цьому

Va=

P

V 0,01·Р1·V,

I

 

 

 

P

 

 

0

 

де Р1 - тиск газу в апараті, кПа;

V - об’єм апарата, м3;

Р0 - атмосферний тиск, що дорівнює 101,3 кПа.

(33)

(34)

36

ДСТУ Б В.1.1-ХХХ:201Х

Vт=V1т+V2т,

(35)

де V1т - об’єм ГГ, що вийшов із трубопроводів до їх перекривання, м3;

V2т - об’єм ГГ, що вийшов із трубопроводів після їх перекривання, м3;

V1т

= q

п

,

(36)

де q - витрата ГГ, яку визначають згідно з технологічним регламентом залежно від тиску газу в трубопроводі, його діаметра, температури газового середовища тощо, м3 с-1;

п

- час перекривання, який визначають за п. 10.1.1.2, с.

 

V2T =

P2 P0

(r21L1+r22L2+...+r2nLn)

0,01 P

(r

2

L

r

2

L

r

2

L ),

2

1

1

2

2

n

n

(37)

де Р2 - максимальний тиск газу в трубопроводі за технологічним регламентом, кПа; r - внутрішній радіус трубопроводів, м;

L - довжина трубопроводів від аварійного апарата до засувок, м;

Р0 – атмосферний тиск, що дорівнює 101,3 кПа.

10.1.1.4. Масу парів ЛЗР та ГР mП, кг, які потрапили до навколишнього простору за наявності кількох джерел випаровування (поверхня рідини, що розлилася; поверхні відкритих ємкостей технологічного устаткування; поверхні зі свіженанесеною горючою рідиною, що на час аварії знаходиться у стадії висихання,

тощо), визначають за формулою:

mП =mр+ mємк+ mсв+ mпер,

(38)

 

37

ДСТУ Б В.1.1-ХХХ:201Х

де mр - маса рідини, що випарилася з поверхні розливу, кг;

mємк - маса рідини, що випарилася з поверхонь відкритих ємкостей технологічного устаткування, кг;

mсв - маса рідини, що випарилася з поверхонь зі свіженанесеною горючою рідиною, що на час аварії знаходиться у стадії висихання, кг;

mпер - маса рідини, що випарилася до навколишнього простору в разі її перегрівання, кг.

За цих умов кожний доданок mр, mємк, mсв у формулі (38) визначають за формулою:

mі = W Fв τв,

(39)

де W - інтенсивність випаровування, кг с-1м-2;

Fв - площа випаровування, м2, яку визначають відповідно до п. 10.1.1.2. залежно від маси рідини, що потрапила до навколишнього простору;

в

- тривалість випаровування ЛЗР та ГР до навколишнього простору відповідно до п. 10.1.1.2.е, с.

Масу парів перегрітої рідини mпер, кг, що випарилася до навколишнього простору, визначають якщо Та Ткип за формулою:

m

 

 

;

C

 

(T

T

)

m

 

min 0,8m

 

p

a

ки п

 

,

п ер

 

п

 

 

 

L

 

 

пгр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ви п

 

 

(40)

де

m

пгр

 

- маса перегрітої рідини, що вийшла назовні, кг;

38

ДСТУ Б В.1.1-ХХХ:201Х

Ср - питома теплоємність рідини за температури перегрівання рідини Та, Дж·кг-1·К-1;

Та - температура перегрітої рідини відповідно до технологічного регламенту в технологічному апараті, К;

Ткип - нормальна температура кипіння рідини, К;

Lвип - питома теплота випаровування рідини за температури перегрівання рідини Та, Дж кг-1.

Якщо розрахункова аварія пов'язана з можливим потраплянням рідини в розпиленому стані, то вона має бути врахована у формулі (38) шляхом введення додаткового доданка, який враховує загальну масу рідини, що надійшла від розпилювальних пристроїв, виходячи з тривалості їхньої роботи.

10.1.1.5.Маса перегрітої рідини, mпгр,кг, що вийшла назовні, визначається відповідно до п. 10.1.1.2.

10.1.1.6.Інтенсивність випаровування W, кг с-1м-2, визначають за довідниковими або експериментальними даними. Для ЛЗР, які не нагріті вище температури навколишнього середовища, у разі відсутності таких даних,

допускається розраховувати W за формулою:

W 10 6

 

 

,

(41)

M P

 

 

н

 

 

де М - молярна маса, кг кмоль-1;

Рн - тиск насиченої пари, кПа, за розрахункової температури рідини, визначений за довідниковими даними відповідно до вимог п. 5.3, або за формулою (14) чи (15).

10.1.1.7 Маса парів, mнагр, кг, при випаровуванні рідини, що нагріта вище розрахункової температури, але не вище температури кипіння рідини, визначається за формулами (17, 18).

39

ДСТУ Б В.1.1-ХХХ:201Х

10.1.1.8. Для зріджених вуглеводневих газів, у разі відсутності даних,

допускається розраховувати питому масу ЗВГ mзвг, кг м-2, випаруваного з розливу, за формулою:

 

 

 

М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5,1

Re

в

m

 

 

(T

T

)

 

2

 

 

 

 

п

 

звг

 

 

тм

a

 

d

,

 

 

L

о

звг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вип

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(42)

де М - молярна маса ЗВГ, кг кмоль-1;

Lвип - мольна теплота випаровування ЗВГ за початкової температури ЗВГ

Tзвг

,

Дж моль-1;

То - початкова температура матеріалу, на поверхню якого розливається ЗВГ, К;

Tзвг

- початкова температура ЗВГ, К;

 

тм - коефіцієнт теплопровідності матеріалу, на поверхню якого розливається ЗВГ, Вт м-1К-1;

 

 

тм

 

a

 

 

 

 

 

C

тм

 

тм

 

 

- коефіцієнт температуропроводності матеріалу, на поверхню якого

розливається ЗВГ, м2с-1;

Стм - теплоємність матеріалу, на поверхню якого розливається ЗВГ, Дж кг-1 К-1;

ртм - густина матеріалу, на поверхню якого розливається ЗВГ, кг м-3;

в

час, с, який приймається рівним часу повного випаровування ЗВГ, але не

-

більше 3600 с;

Re

U d

- число Рейнольдса;

vп

 

 

 

 

 

U - швидкість повітряного потоку, м с-1;

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

4 Fв

 

- характерний розмір розливу ЗВГ, м;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

ДСТУ Б В.1.1-ХХХ:201Х

vп - кінематична в'язкість повітря, м2с-1;

 

 

п - коефіцієнт теплопровідності повітря, Вт м-1 К-1.

 

 

 

Формула (42) справедлива для ЗВГ з температурою

Tзвг

Ткип. За температури

 

 

 

 

ЗВГ

Tзвг

Ткип додатково розраховується маса перегрітих ЗВГ mпер за формулою (40).

 

 

 

 

10.1.2. Розрахунок горизонтальних розмірів зон, що обмежують газо-,

пароповітряні суміші з концентрацією горючої речовини вище нижньої концентраційної межі поширення полум’я, у разі аварійного потрапляння до навколишнього простору горючих газів і парів легкозаймистих рідин, не нагрітих вище температури навколишнього середовища.

10.1.2.1. Горизонтальні розміри зони Rнкмп, м, які обмежують область концентрацій, що перевищують нижню концентраційну межу поширення полум'я

Снкмп, обчислюють за формулами:

- для горючих газів:

 

 

m

 

0,333

 

 

R

14,5632

г

 

,

 

нкмп

г

Cнкмп

 

 

 

(43)

- для парів легкозаймистих рідин, не нагрітих вище температури навколишнього середовища:

 

3,1501

 

P

R

K

н

 

нкмп

 

Cнкмп

 

 

 

0,8 1 3

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

Р

 

 

н

 

0, 3 3 3

, (44)

г,п

 

 

М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 0,00367 t

 

) ,

(45)

 

V

P

 

 

о

 

 

 

 

41

ДСТУ Б В.1.1-ХХХ:201Х

де mГ - маса ГГ, що потрапили до навколишнього простору під час розрахункової аварії, кг;

ρг - густина ГГ за розрахункової температури й атмосферного тиску, кг м-3 ;

mп - маса парів ЛЗР, що потрапили до навколишнього простору за час повного випаровування, але не більше 3600 с, кг;

ρп - густина парів ЛЗР за розрахункової температури й атмосферного тиску, кг м-3;

Рн - тиск насичених парів ЛЗР за розрахункової температури, кПа;

К - коефіцієнт, значення якого приймається рівним τ/3600 для ЛЗР;

Снкмп - нижня концентраційна межа поширення полум'я по газо-, пароповітряній суміші, % (об.);

M - молярна маса, кг кмоль-1;

Vо - мольний об’єм, що дорівнює 22,413 м3кмоль-1; tр - розрахункова температура, оС.

Як розрахункову температуру tр слід приймати максимально можливу температуру повітря у відповідній кліматичній зоні або максимально можливу температуру повітря за технологічним регламентом з урахуванням можливого підвищення температури у разі розрахункової аварії. Якщо такого значення розрахункової температури tр визначити не вдається, допускається її приймати рівною 61 оС.

10.1.2.2. За початок відліку горизонтального розміру зони приймають зовнішні габаритні розміри апаратів, установок, трубопроводів тощо. У будь-яких випадках значення Rнкмп повинно бути не менше 0,3 м для ГГ та ЛЗР.

10.1.3.Розрахунок надлишкового тиску під час згоряння сумішей горючих газів

і/або парів ЛЗР та ГР з повітрям у навколишньому просторі

10.1.3.1.Виходячи з розглянутого варіанта розрахункової аварії, визначається маса горючих газів і/або парів ЛЗР та ГР, кг, що потрапили до навколишнього простору з технологічного апарата відповідно до пп. 10.1.1.2 - 10.1.1.7.

42

ДСТУ Б В.1.1-ХХХ:201Х

10.1.3.2. Величину розрахункового надлишкового тиску Р, кПа, що розвивається у разі займання газо-, пароповітряних сумішей, визначають за формулою:

Р=Р0 (0,8mпр0,33/r+3mпр0,66/r 2+5mпр/r 3),

(46)

де Ро - атмосферний тиск, кПа (допускається приймати таким, що дорівнює

101,3 кПа);

r - відстань від геометричного центру зовнішньої установки до межі розрахункової зони, м;

mпр - приведена маса ГГ і/або парів ЛЗР та ГР, кг, обчислюється за формулою:

mпр=(Qзг/Q0) m Z,

(47)

де Qзг - питома теплота згоряння ГГ і/або парів ЛЗР та ГР, Дж кг-1;

Z- коефіцієнт участі ГГ і/або парів ЛЗР та ГР у горінні, який допускається приймати рівним 0,1;

Qо - константа, що дорівнює 4,52 106 Дж кг-1;

m - маса ГГ (mг) і/або парів ЛЗР та ГР (mп), які потрапили до навколишнього простору в результаті розрахункової аварії, кг.

10.2. Метод розрахунку значень критеріїв за вибухопожежною та

пожежною небезпекою для горючого пилу

10.2.1. Під час розрахунку значень критеріїв за вибухопожежною та пожежною небезпекою для горючого пилу як розрахунковий слід вибирати найнесприятливіший варіант аварії або період нормальної роботи апаратів, за якого

43

ДСТУ Б В.1.1-ХХХ:201Х

у вибуху і/або горінні бере участь найбільша кількість горючої пилоповітряної суміші, найнебезпечнішої щодо наслідків такого вибуху і/або горіння.

10.2.2.Кількість речовин, які вийшли з установки і можуть утворювати горючі пилоповітряні суміші, визначають, виходячи з того, що в момент розрахункової аварії відбулася планова (ремонтні роботи) або раптова розгерметизація одного з технологічних апаратів, за якої відбулося аварійне викидання до навколишнього простору пилу, який знаходився в апараті.

10.2.3.Розрахункову масу горючого пилу mгп, кг, що знаходиться у стані аерозолю у навколишньому просторі в результаті розрахункової аварії, визначають за формулою:

 

,

mвз mав

mгп min

(48)

стVав / Z

 

де тзв - розрахункова маса частини відкладеного поблизу апарата (відстань від апарата визначається дослідним шляхом) горючого пилу, що перейшов у стан аерозолю, кг;

тав - розрахункова маса горючого пилу, що потрапив до навколишнього простору з апарата у результаті розрахункової аварії та перейшов у стан аерозолю, кг;

ρст – стехіометрична концентрація горючого пилу в аерозолі, кг·м-3;

Vав – розрахунковий об’єм пилоповітряної хмари, утвореної при аварійній ситуації у навколишньому просторі, м3.

За відсутності можливості отримання відомостей для розрахунку Vав

допускається приймати:

тгп = тзв + тав,

(49)

10.2.4. Розрахункову масу частини відкладеного поблизу апарата горючого пилу mзв, кг, що перейшов у стан аерозолю, визначають за формулою:

44

mп.в

ДСТУ Б В.1.1-ХХХ:201Х

mзв=Кг Квп mп.в,

(50)

де Кг - частка горючого пилу в загальній масі відкладень пилу;

Квп - частка пилу, що відклався поблизу апарата, який здатний перейти у стан аерозолю в результаті розрахункової аварії. У разі відсутності експериментальних даних щодо значення Квп допускається приймати Квп = 0,9;

- маса пилу, що відклався поблизу апарата до моменту розрахункової аварії,

кг.

10.2.5. Розрахункову масу горючого пилу mав, кг, що потрапив до навколишнього простору з апарата у результаті розрахункової аварії та перейшов у стан аерозолю, визначають за формулою:

mав=(mап +q

п

) Кп,

(51)

де mап – маса горючого пилу, що потрапив до навколишнього простору у разі розгерметизації технологічного апарата, кг. У разі відсутності обмежуючих викид пилу інженерних пристроїв слід вважати, що в момент розрахункової аварії відбувається аварійне викидання до навколишнього простору всього пилу, який знаходився в апараті;

q - витрата, з якою продовжують надходити пилоподібні речовини до аварійного апарата по трубопроводах до моменту їх перекривання, кг с-1;

п

- розрахунковий час перекривання трубопроводів, с, (визначається у кожному

 

конкретному випадку, виходячи з реальної обстановки) слід приймати згідно з п.10.1.2.в;

Кп - коефіцієнт пилення, що представляє собою відношення маси пилу в стані аерозолю до всієї маси пилу, який вийшов з апарата до навколишнього простору. У

45