Диссертация (1172859), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Одним изнаиболее опасных сценариев является сценарий аварии, связанный с утечками пожаровзрывоопасных веществ и накоплением паров и газов в закрытых помещениях(модулях) платформы, что может привести к взрыву газопаровоздушной смеси(ГПВС) с последующими катастрофическими последствиями. На рисунке 3.10 представлен фрагмент диаграммы «галстук-бабочка», построенной для указанного сценария, где 1 – барьер безопасности - система предупредительной газовой флегматизации объема закрытого модуля; 2 – барьер безопасности - система взрывоподавленияв закрытом модуле; 3 – барьер безопасности - легкосбрасываемые конструкции в наружных ограждающих конструкциях модуля229Причина 1Последствие 1ПоступлениепаровЛВЖ и ГГв закрытыймодульСгораниеГПВСв закрытом модуле1Причина nРазрушениеконструкцийзакрытогомодуля2 3Последствие mРисунок 3.10 – Фрагмент диаграммы «галстук-бабочка», описывающий аварийнуюситуацию со сгоранием накопленных паров ЛВЖ, ГЖ и ГГв закрытом модуле МСПДля предотвращения возникновения опасного события, показанного в центредиаграммы – «сгорание облака ГПВС в закрытом модуле», а также для снижения тяжести последствий наступления этого опасного события необходимо предусмотретьзащитные мероприятия – барьеры безопасности на пути развития аварийной ситуации, на которых сфокусировано основное внимание метода диаграмм «галстукбабочка» [190].В настоящей работе рассматривается вариант применения трех различных барьеровбезопасности для обеспечения пожаровзрывобезопасности закрытых модулей МСП.Существует два основных направления обеспечения пожаровзрывобезопасностипомещений (модулей), в которых возможно сгорание (взрыв) горючих газопаропылевоздушных смесей [193]: мероприятия, направленные на предотвращение образования облака ГПВСвзрывоопасной концентрации и ее воспламенения; мероприятия, обеспечивающие непревышение давлением взрыва допустимыхзначений и устойчивость строительных конструкций помещения (модуля) при сгорании облака ГПВС.Одним из эффективных мероприятий, снижающих взрывные нагрузки до безопасного уровня, является устройство в наружном ограждении пожаровзрывоопасного по-230мещения сбросных проемов, оборудованных специальными легкосбрасываемыми конструкциями (ЛСК).
Задача этих конструкций состоит в том, чтобы превратить замкнутое пространство помещения (модуля) в полузамкнутое и не дать давлению взрыва впомещении превысить допустимый уровень.Нормативные документы в области пожарной и промышленной безопасности[126, 194] предписывают оборудование легкосбрасываемыми конструкциями помещений категорий А и Б по пожарной и взрывопожарной опасности. ЛСК, располагаемые в наружном ограждении модуля, вскрываются при сравнительно небольшомизбыточном давлении и тем самым обеспечивают возможность интенсивного истечения газа (продуктов горения и непрореагировавшей части горючей смеси) черезобразовавшиеся проемы из объема модуля в наружную атмосферу.
Истечение газа ватмосферу приводит к снижению давления в модуле по сравнению с горением ГПВСв замкнутом объеме.Для ряда модулей, расположенных внутри платформы, граничащих со всех сторон с другими помещениями различного функционального назначения, применениеданного мероприятия технически невозможно. Также применение ЛСК затрудняетсядля МСП, эксплуатирующихся в арктических условиях, когда предъявляются определенные требования к теплоизолирующим свойствам материалов ограждающихконструкций платформы, что зачастую приводит к увеличению их массы, котораяоказывает существенное влияние на закономерности вскрытия ЛСК.
Авторы статьи[195] в своей работе указывают и другие причины сложности применения ЛСК наМСП в определенных ситуациях.В описанных случаях для обеспечения пожаровзрывобезопасности закрытыхтехнологических модулей необходимо применение альтернативных мероприятий.Как правило, взрывобезопасность обеспечивается пассивными методами, заключающимися в предупреждении образования облака ГПВС взрывоопасной концентрации, появления источников зажигания, а также в ослаблении разрушительных последствий взрыва, если он все же произошел [96].
Известны также активные методыобеспечения пожаровзрывобезопасности, которые активируются при получении сигналов от систем обнаружения.231Активным способом взрывозащиты является система взрывоподавления или локализации взрывов, принцип действия которой заключается в быстром введении в защищаемый объем взрывоподавляющего огнетушащего вещества, останавливающего дальнейший процесс развития взрыва [96]. Этот способ основан на том, что взрыв рассматриваемых горючих веществ (пары ЛВЖ и ГГ) развивается в дефлаграционном режиме ив начальный период развития взрыва существует некоторое время (около 5∙10-2 с), вовремя которого еще не происходит резкого повышения давления.
Необходимым условием взрывоподавления является подача огнетушащего вещества в определенном количестве в очаг горения за этот промежуток времени.На диаграмме (рисунке 3.10) два вышеописанных барьера безопасности отмечены цифрами 2 и 3, и являются барьерами, направленными на снижение последствийнаступления опасного события. В качестве барьера, направленного на предотвращение возникновения опасного события, в данном случае может быть использованасистема газовой флегматизации облака ГПВС. Метод флегматизации основан на разбавлении горючей газовоздушной среды флегматизирующим веществом до состояния, когда эта среда не способна распространять пламя [196].0Рисунок 3.11 – «Полуостров флегматизации» – зависимость концентрации горючеговещества в ГПВС от концентрации флегматизатора в смеси:нижний и верх-ний концентрационные пределы распространения пламени горючего вещества соответственно;Фконцентрация флегматизатора в смеси232Это состояние достигается при содержании разбавителя – флегматизатора всмеси, соответствующему «пику» на кривой (рисунок 3.11), который называют минимальной флегматизирующей концентрацией.При образовании облака ГПВС в замкнутом объеме технологического модуляМСП срабатывает датчик довзрывоопасных концентраций (с установленным порогом срабатывания), который подает сигнал в систему на подачу флегматизирующеговещества.
При увеличении концентрации флегматизатора в ГПВС диапазон взрываемости сужается и при достижении значенияФпроисходит флегматизация смеси,и горение становится невозможным. Минимальная флегматизирующая концентрацияможет быть определена экспериментальным путем, согласно требованиям стандартов [197, 198] или расчетными методами, например [199, 200]. В качестве флегматизирующего вещества используются: диоксид углерода, азот, инерген, хладоны различных марок и другие вещества, выбор которых производится в зависимости отэффективности, стоимостных характеристик, токсичности и других параметров.Дополнительным преимуществом использования системы флегматизации дляобеспечения пожаровзрывобезопасности закрытых технологических модулей МСПявляется возможность совмещения функций пожаротушения и флегматизации в установках, защищающих помещения закрытых модулей.
В некоторых модулях МСПдля обеспечения пожарной безопасности согласно требованиям нормативных документов, должна быть установлена автоматическая система газового пожаротушения(АУГП). Эту же систему можно использовать для взрывопредупредительной флегматизации внутреннего пространства модулей в случае образования в них облакаГПВС взрывоопасной концентрации. В таком случае реализуется следующий принцип действия системы (см. рисунок 3.12):233Аварийнаяситуацияобразование ГПВСдовзрывоопасной концентрациипожар, не связанный сгорением ГПВСдатчики довзрывоопасныхконцентрацийпожарныеизвещателиАУПСподача ГОТВв защищаемоепомещениефлегматизация ГПВСтушениепожараРисунок 3.12 – Принцип действия объединенной системы АУГП/флегматизацииПри образовании облака ГПВС внутри модуля и превышении концентрации взрывоопасных веществ выше установленного порогового значения срабатывает датчик довзрывоопасных концентраций, и в объем модуля подается флегматизатор – газообразноеогнетушащее вещество (ГОТВ) с заданными расходными характеристиками.При возникновении пожара, не связанного с горением облака ГПВС, срабатывают пожарные извещатели, и происходит запуск автоматической системы газовогопожаротушения, которая подает ГОТВ в защищаемое пространство.Таким образом, описанная система служит как для предотвращения пожара, так идля его тушения, с помощью подачи одного и того же вещества в защищаемый объем, нос разными параметрами, в первом случае обеспечивающими достижение минимальнойфлегматизирующей концентрации, во втором – нормативной огнетушащей концентрации, значение которой регламентируется Приложением Д документа [93].
Затраты на организацию АУГП с дополнительной функцией флегматизации существенно ниже, чемустановка дополнительного высокочувствительного оборудования системы взрывоподавления. Это играет немаловажную роль при выборе барьера безопасности для защитырассматриваемых модулей.234В настоящее время в России отсутствуют нормативные документы, регламентирующие требования к устройству систем флегматизации. Вследствие этого особыйинтерес представляет определение параметров системы флегматизации, функционирующей при использовании установок газового пожаротушения, обеспечивающихпроходную способность для массы флегматизирующего вещества, необходимой длясоздания минимальной флегматизирующей и огнетушащей концентрации в защищаемых объемах.Опытные данные по флегматизирующим концентрациям различных типовфлегматизаторовЭкспериментально минимальную флегматизирующую концентрацию определяют в соответствии с п.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
