Разработка комплекса мероприятий по обеспечению противопожарной защиты газоперерабатывающего предприятия в городе Уфа
Дипломная работа - Безопасность жизнедеятельности
Другие дипломы по предмету Безопасность жизнедеятельности
ходящегося в емкости:
m=0,8Vе ?е= 0,816450 = 5760 кг
Будем считать, что при мгновенной разгерметизации емкости с пропаном, вся масса пропана выйдет в окружающее пространство, при этом часть пропана мгновенно испарится, а другая часть выльется на подстилающую поверхность.
По графику (рисунок 7) определяем долю мгновенно испарившегося пропана:
При 50С доля мгновенно испарившегося пропана будет составлять 0,4 от общей массы пропана.
a
,6
,5
,4
,2
,1
-50 0 50 100 t вещества., 0С
a - доля мгновенно испарившейся жидкости
Рисунок 7 - Доля мгновенно испарившейся жидкости для пропана при мгновенной разгерметизации оборудования
Так как происходит мгновенное воспламенение, именно эта часть будет участвовать в образовании взрыва или огненного шара, остальная часть образует пожар пролива.
Таким образом, во взрыве примет участие 2304 кг пропана, а в пожаре пролива 3456 кг.
4.3 Расчет показателей пожаровзрывоопасности газофракционирующей установки
Методика расчета критериев пожарной опасности при сгорании взрывоопасной пыли определена в ГОСТ Р 12.3.047-98 Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля, а также НПБ 105-03 Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.
.3.1 Расчет параметров волны давления
Избыточное давление Dp, кПа, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей, рассчитывают по формуле:
(5)
где р0 - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);
r - расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м;
mпp - приведенная масса газа или пара, кг, рассчитанная по формуле:
mпр = (Qсг / Q0)mг,п Z (6)
где Qсг - удельная теплота сгорания газа или пара, Дж/кг;
Z - коэффициент участия, который допускается принимать равным 0,1;
Q0 - константа, равная 4,52 106 Дж/кг;
mг,п - масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.
Импульс волны давления i, Па с, рассчитывают по формуле
(7)
Расчет:
Удельная теплота сгорания пропана 4,6 107 Дж/кг [25].
Находим приведенную массу mпр по формуле:
mпр = (Qсг / Q0)mг,п Z = (4,6 107/4,52 106) 2304 0,1 = 2344 кг.
Находим избыточное давление Dp на расстоянии 30 м:
Dp = 101[0,8 23440,33 / 30 + 3 2344 0,66 / 302 + + 52344 /303] = 135 кПа.
Находим импульс волны давления i по формуле (3.3):
i = 123 (2344)0,66 / 30 = 687 Па с.
Зависимость избыточного давления на фронте ударной волны и импульса волны давления от расстояния до центра взрыва представлена в таблице 4, и в соответствии с ГОСТ Р 12.3.047-98 выделяются следующие зоны разрушений:
Таблица 4
Степень пораженияИзбыточное давление, кПаРасстояние до центра взрыва, мИмпульс волны давления, Па сПолное разрушение зданий1003559750 %-ное разрушение зданий5350423Средние повреждения зданий2871290Умеренные повреждения зданий (повреждение внутренних перегородок, рам, дверей и т.п.)12130156Нижний порог повреждения человека волной давления4,625082Малые повреждения (разбита часть остекления)2,840045
4.3.2 Расчет размеров зон, ограниченных нижним концентрационным пределом распространения (НКПР) газов
При испарении пропана образуется взрывоопасная зона. Для определения ее максимальных размеров используется нижеприведенная методика.
Расстояния XНКПР, YНКПР и ZНКПР, м, для горючих газов, ограничивающие область концентраций, превышающих НКПР, рассчитывают по формулам:
(7)
(8)
где mг - масса поступившего в открытое пространство горючего газа при аварийной ситуации, кг;
rг - плотность горючего газа при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг/м3;
СНКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени горючего газа, % (об.) [25].
Расчет:
Для пропана СНКПР = 2,3 % об, масса пропана mг=2304 кг.
= 14,6 = 116 м,
= 0,33 = 2,6 м.
?г - плотность паров СУГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг/м3, которая рассчитывается по формуле:
?г = М/(V0 (1+0,00367 tp)) (9)
где: М - молярная масса, кг/моль, равна 44 кг/кмоль для пропана;
V0 - мольный объем, равный 22,413 м3/кмоль;
tp - расчетная температура, 0С, равная 20 0С;
?n = 44/(22,4 (1+0,0036720)) = 1,83 кг/м3;
Радиус Rб, м, и высоту Zб, м, зоны, ограниченной НКПР газов и паров, вычисляют исходя из значений HНКПР, YHKHP и ZНКПР.
При этом Rб > ХНКПР, Rб > YНКПР и Zб > h + Rб (h =2 м - высота емкости, м).
Для горючих газов геометрически зона, ограниченная НКПР газов, будет представлять цилиндр с основанием радиусом Rб и высотой hб = 2Rб при Rб h и hб = h + Rб при Rб > h, внутри которого расположен источник возможного выделения горючих газов.
Цилиндр, внутри которого располагается источник возможного выделения горючих газов, будет иметь следующие параметры: радиус Rб=116м, высота hб=118м. В пределах этой зоны создается взрывоопасная среда.
4.3.3 Расчет интенсивности теплового излучения при образовании огненного шара
Облако пара или топливовоздушной смеси, переобогащенное топливом, и не способное поэтому объемно детонировать, начинает гореть вокруг своей внешней оболочки, образуя огневой шар. Такие шары, вызванные горением углеводородов, светятся и излучают тепло, что может причинить смертельные ожоги и вызвать возгорание горючих в