Диссертация (1172908), страница 17

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 17)

 ( L max  Lmax n )~σn 122 (Lmax i ) 21n 1.(3.6)104Определяли среднюю квадратичную погрешность среднего арифметического:n~( L max  Lmax 1 ) 2  ...  ( L max  Lmax n ) 2σ~sn(n  1)n (Lmax i ) 21n(n  1).(3.7)По количеству наблюдений n и выбранной доверительной вероятности αопределяли коэффициент Стьюдента ts (таблица II [116]).Записывали величину доверительного интервала от среднего арифметического значения измеряемой величины:Lmax  t s ~s , мм.(3.8)Если случайная погрешность оказывалась сравнимой с погрешностьюинструментальной линейки лин = 0,5 мм, то учитывали случайную и систематическую погрешность одновременно, и рассчитывали величину доверительногоинтервала по формуле [116]:2Lmax t s2 ~s22   δ  , мм3 (3.9)где  = 2лин.Определяли относительную погрешность эксперимента:εLmax100 % .L max(3.10)По таблице II [116] нашли коэффициент Стьюдента ts = 3,18 (при n = 3и α = 0,95).Результаты определения расстояний Lmax и доверительного интервала ΔLmaxприведены в таблице 3.4.105Таблица 3.4 – Расстояния от места падения выбрасываемой из РВСЗС жидкостидо защитной стенкиНоминальный объемнатурногорезервуара,м3Относительная высотазащитнойстенкиРВСЗСhст / h00,87000,91,00,820000,91,00,850000,91,00,8100000,91,0Расстояниедо защитной стенкиLmax,мм229228230162165163161163160155159160112111113115111113112113111817981798077868485575960615860Cреднее арифметическое значение измеренного расстоянияL max , ммОтносительнаяпогрешность,%ДоверительныйинтервалΔLmax,мм229,00,641,46163,31,282,09161,31,302,09158,02,213,50112,70,891,00113,02,372,68105,71,301,4680,12,592,0978,72,662,0985,01,721,4658,73,572,0959,73,512,09106Продолжение таблицы 3.4Номинальный объемнатурногорезервуара,м3Относительная высотазащитнойстенкиРВСЗСhст / h00,8200000,91,00,8300000,91,0Расстояниедо защитной стенкиLmax,мм575959424341404242515350343735363837Cреднее арифметическое значение измеренного расстоянияL max , ммОтносительнаяпогрешность,%ДоверительныйинтервалΔLmax,мм58,32,811,6442,03,471,4641,33,971,6451,34,082,0935,35,922,0937,03,941,46В таблице 3.5 приведены расстояния от дополнительного ограждениядо защитной стенки с учетом доверительного интервала ΔLmax и масштаба модели.Таблица 3.5 – Расстояние от дополнительного ограждения до защитной стенкиНоминальный объемнатурногорезервуара, м370020005000Относительная высотазащитной стенки РВСЗСhст / h0Расстояние до защитнойстенки, м0,80,91,00,80,91,00,80,91,06,914,964,906,944,894,976,814,964,84107Продолжение таблицы 3.5Номинальный объемнатурногорезервуара, м3Относительная высотазащитной стенки РВСЗСhст / h0Расстояние до защитнойстенки, м0,80,91,00,80,91,00,80,91,07,034,925,026,844,954,906,944,865,00100002000030000Анализ приведенных в таблице 3.5 данных показывает, что расстояниеот дополнительного ограждения до защитной стенки не зависит от номинальногообъема натурного резервуара, а зависит от относительной высоты защитнойстенки РВСЗС.

При относительной высоте защитной стенки hст / h0, равной 0,8,расстояние до защитной стенки находится в пределах 6,81–7,03 м и приняторавным 7,0 м. При относительной высоте защитной стенки более 0,9 расстояниедо защитной стенки принимает значения, находящиеся в пределах 4,84–5,02 м,и принято равным 5,0 м. Далее эти расстояния определены как минимальныедопустимые расстояния от дополнительного ограждения до защитной стенкии обозначены lдоп.На втором этапе лабораторных исследований дополнительное ограждение(вертикальную стену) различной высоты устанавливали на расстоянии lдопот защитной стенки на различных моделях РВСЗС с варьируемой относительнойвысотой защитной стенки (рисунок 3.8).

При наличии перелива жидкости черезвертикальную стену высоту последней увеличивали до тех пор, пока визуальноне наблюдалось отсутствие перелива через нее жидкости. Обработка результатовэкспериментов производилась по аналогии с обработкой данных, полученныхпо определению минимального расстояния от дополнительного ограждениядо защитной стенки РВСЗС.10812lдопhдопhстh03Рисунок 3.8 – Принципиальная схемаопределения минимальной высотыдополнительного ограждения:1 – основной (внутренний) резервуарс максимальным уровнем жидкости h0;2 – защитная стенка РВСЗС; 3 – дополнительное ограждение (вертикальная стена)В проведенных опытах по удержанию дополнительным ограждением в видевертикальной стены жидкости, переливающейся через защитную стенку приразрушении внутреннего резервуара РВСЗС, получены следующие данныев масштабе всех рассмотренных натурных резервуаров:- при относительной высоте защитной стенки hст / h0 = 0,8 высота вертикальной стены, расположенной на расстоянии 7,0 м от защитной стенки РВСЗС,находилась в пределах 1,68–1,82 м;- при относительной высоте защитной стенки hст / h0 = 0,9 высота вертикальной стены, расположенной на расстоянии 5,0 м от защитной стенки РВСЗС,находилась в пределах 1,71–1,76 м;- при относительной высоте защитной стенки hст / h0 = 1,0 высота вертикальной стены, расположенной на расстоянии 5,0 м от защитной стенки РВСЗС,находилась в пределах 1,26–1,31 м.В таблице 3.6 приведены значения минимальной допустимой высотыдополнительного ограждения (вертикальной стены), на 0,2 м превышающейнайденные экспериментально максимальные значения [41].Таблица 3.6 – Геометрические параметры дополнительного ограждения(вертикальной стены) для полной локализации пролива жидкости при разрушениивнутреннего резервуара РВСЗС, номинальным объемом от 700 до 30000 м3Высота защитнойстенки РВСЗСhст, м0,8h00,9h0h0Минимальное допустимоерасстояние от дополнительногоограждения до защитнойстенки РВСЗС lдоп, м7,05,05,0Минимальная допустимаявысота дополнительногоограждения hдоп, м2,02,01,5109Таким образом, в результате экспериментальных исследований определеныгеометрические параметры дополнительного ограждения в виде вертикальнойстены (минимальная допустимая высота стены, устанавливаемой на минимальномдопустимом расстоянии от дополнительного ограждения до защитной стенкиРВСЗС), предназначенного для полной локализации пролива жидкости при квазимгновенном разрушении внутреннего резервуара РВСЗС.

Полученные данныерекомендуются для практического использования с целью предупреждения каскадного развития аварии в резервуарных парках объектов НГО с эксплуатациейРВСЗС.110ГЛАВА 4 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХПАРАМЕТРОВ ОГРАЖДЕНИЙ РЕЗЕРВУАРОВ С ЗАЩИТНОЙ СТЕНКОЙТИПА «СТАКАН В СТАКАНЕ»4.1 Общие положенияНастоящие рекомендации подготовлены на основании результатов научноисследовательских работ, выполненных в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России, анализа данных о полных разрушениях РВСна производственных объектах, как в России, так и за рубежом, а также анализанормативных документов, регламентирующих требования пожарной и промышленной безопасности к резервуарным паркам хранения нефти и нефтепродуктовв РВС, в том числе, РВСЗС [117].Рекомендации предназначены для использования в практической работеподразделениями, уполномоченными на решение задач в области пожарной безопасности, персоналом, осуществляющим эксплуатацию резервуарных парковхранения нефти и нефтепродуктов, организациями, разрабатывающими проектную документацию на ограждения РВС, в том числе, при оценке пожарныхи промышленных рисков.Изложенные в рекомендациях результаты теоретических и экспериментальных исследований могут являться основой для разработки нормативного документа (дополнения существующих) в области обеспечения пожарной безопасности производственных объектов при хранении нефти и нефтепродуктов в РВСЗС.Рекомендации содержат метод определения геометрических параметровзащитной стенки резервуаров типа «стакан в стакане», а также рекомендуемыегеометрические параметры дополнительного ограждения для таких типов резервуаров, с целью предупреждения каскадного развития аварии в резервуарномпарке объекта защиты.1114.2 Метод определения геометрических параметров защитной стенкии дополнительного ограждения резервуаров типа «стакан в стакане»Настоящий метод устанавливает порядок расчета геометрических параметров защитной стенки и дополнительного ограждения резервуаров типа «стаканв стакане», предназначенных для полного или частичного удержания волны прорыва при квазимгновенном разрушении внутреннего наземного резервуара,в диапазоне изменения исходных данных:700 ≤ Vн ≤ 30000;1,5 ≤ l ≤ 3,0,где Vн – номинальный объем резервуара, м3;l – расстояние от защитной стенки до стенки резервуара, м.Для полного удержания волны прорыва в границах защитной стенки еевысота hст, м, должна быть выше максимального уровня жидкости в резервуареh0, м, не менее чем на 10 %.При hст < 1,1h0 возможен перелив доли жидкости Q, %, через защитнуюстенку, рассчитываемой по формуле:Q  89,8017  17,1986Lh 68,899 ст ,Rh0(4.1)где L = l + R – характерное расстояние от центра внутреннего резервуара, м;R – радиус внутреннего резервуара, м.При расчете по формуле (4.1) возможно получение отрицательных значений, при этом Q принимается равным нулю.На рисунке 4.1 представлены графические зависимости, построенные поформуле (4.1) для предварительной оценки доли жидкости, которая может перелиться через защитную стенку при квазимгновенном разрушении внутреннеготипового резервуара (таблица 4.1).11210Q, %10Q, %l = 1,5 мl = 2,1 м88664422hст/h000,70,80,91,01,1hст/h000,71,20,80,91,01,11,2Q, %Q, %1010l = 2,4 мl = 3,0 м88664422hст/h000,70,80,91,01,11,2hст/h000,70,80,91,01,11,2Рисунок 4.1 – Графические зависимости для определения доли жидкости,перелившейся через защитную стенку при разрушении типовых резервуаровноминальным объемом от 700 до 30000 м3 включительно:РВС-700 м3;РВС-2000 м3;РВС-5000 м3РВС-10000 м3;РВС-20000 м3;РВС-30000 м3Таблица 4.1 – Параметры типовых резервуаровПараметрНоминальный объем резервуара, м3резервуара700200050001000020000Внутренний диаметр, м10,4315,1820,9228,5039,90Высота стенки, м9,0012,0015,0018,0018,003000045,6018,00113Для полного удержания волны прорыва в границах единичного РВСЗС,группы РВСЗС или резервуарного парка, следует дополнительно обустраиватьограждение, в качестве которого, например, могут применяться земляное обвалование или вертикальная ограждающая стена из негорючих материалов.Дополнительное ограждение рассчитывается на гидростатическое удержание частично пролитого через защитную стенку продукта, при этом его высотурекомендуется определять по таблице 4.2 (рисунок 4.2).Таблица 4.2 – Геометрические параметры дополнительного ограждения(вертикальной стены) для полной локализации пролива жидкости при разрушениивнутреннего резервуара РВСЗС, номинальным объемом от 700 до 30000 м3Высота защитнойстенки РВСЗСhст, м0,8h00,9h0h0Минимальное допустимоерасстояние от дополнительногоограждения до защитнойстенки РВСЗС lдоп, м7,05,05,0Минимальная допустимаявысота дополнительногоограждения hдоп, м2,02,01,512lдопhдопh0hст3Рисунок 4.2 – Принципиальная схема определения минимальной высотыдополнительного ограждения:1 – основной (внутренний) резервуар с максимальным уровнем жидкости h0;2 – защитная стенка РВСЗС; 3 – дополнительное ограждение (вертикальная стена)114ЗАКЛЮЧЕНИЕ1.

По результатам анализа статистики разрушений РВС на объектах нефтегазовой отрасли в России и характерных примеров аварий РВС за рубежом, показана необходимость совершенствования систем ограничения пожара проливанефти или нефтепродукта, в частности, за счет применения перспективных конструкций резервуаров с защитной стенкой типа «стакан в стакане».2. Выявлены несоответствия в требованиях действующих нормативныхдокументов в области обеспечения промышленной безопасности РВСЗС, а такжеотсутствие нормативных документов, регламентирующих требования пожарнойбезопасности к РВСЗС. Обоснована актуальность проведения исследований,направленных на обеспечение пожарной безопасности таких типов резервуаров,и, в первую очередь, на нормирование требований к геометрическим параметрамзащитной стенки и, при необходимости, дополнительного ограждения.3. На основе соблюдения критериев подобия и условий моделирования гидравлических явлений разработаны лабораторный стенд и методики проведенияэкспериментов по оценке характеристик волны прорыва (скорость, высота потрассе растекания), образующейся при квазимгновенном разрушении внутреннегорезервуара, а также оптимальных геометрических параметров защитной стенкии дополнительного ограждения.Сравнительный анализ критериев подобия (в натуре и на модели) выполненс использованием результатов проведенного численного моделирования процессаразрушения РВС-30000 м3 с водой в программном комплексе для инженерныхрасчетов LSDYNA, а также ранее выполненного натурного экспериментапо разрушению РВС-700 м3 с водой.

Характеристики

Список файлов диссертации