Диссертация (1172916), страница 4
Текст из файла (страница 4)
В этой зависимости за первые 5 мин. испытаний температурадостигает максимального значения в 1200 °С. Однако, продолжительность пожарапри данной температуре не велика, снижение происходит уже на 30-ой мин. примоделировании пожара с участием автомобилей, и на 60-ой мин. – с участиемжелезнодорожных вагонов. Стадия снижения температуры с 1200 °С до начальной температуры для этих зависимостей длится 110 мин. Общий вид температурной зависимости RABT/ZTV представлен на рисунке 1.7.21T, °СT, ºСt, мин.Рисунок 1.7 – Общий вид зависимости RABT/ZTVпри моделировании пожара с участием:автомобилей;железнодорожных вагоновСледует также отметить, что в ряде случаев СК могут подвергаться менеежестким по сравнению с СТРП условиям нагрева, например, при воздействиина стены по периметру здания вырывающегося из его окон пламени пожара.В этом случае огневые испытания не несущих ограждающих внешних конструкций могут проводиться при пониженном температурном режиме, так как приреальном пожаре происходит смешение продуктов горения с наружным воздухом,что и влияет на снижение температуры горения.
Температурный режим в этомслучае задается зависимостью вида [32, 40]:T 660 1 0,687e 0,32t 0,313e 3.8t 20 ,(1.4)где T – температура в печи, соответствующая времени t, ºС; t – время, исчисляемое от начала испытания, мин.Общий вид температурной зависимости при так называемом пониженномСТРП показан на рисунке 1.8.При этом важно указать, что использовать такой температурный режимможно только для оценки огнестойкости разделяющих конструкций. Для оценкиогнестойкости балок и колонн используются другие методы.22T, °Сt, мин.Рисунок 1.8 – Общий вид зависимости при пониженном СТРПКроме выше рассмотренных режимов пожаров для оценки огнестойкостинекоторых изделий может использоваться также зависимость «тлеющего пожара»(SHC) [32]. Такой режим характерен для медленного распространения пожара,при этом огнестойкость изделий, рассчитанная на основе СТРП, может быть значительно меньшей, например, в случае с изделиями, которые под воздействиемтепла выделяют химически активные вещества.Режимы SHC описываются следующими зависимостями:при 0 < t ≤ 21T 154t 0, 25 20 ;(1.5)T 345 lg 8(t 20) 1 20 ,(1.6)при t > 21где T – температура в печи, соответствующая времени t, °С; t – время, исчисляемое от начала испытания, мин.Общий вид зависимости SHC показан на рисунке 1.9.23T, °Сt, мин.T, ºСРисунок 1.9 – Общий вид зависимости SHCВажно также отметить, что с 2014 г.
на территории Российской Федерациивведен в действие ГОСТ Р ЕН 1363-2-2014 [40], являющийся, по сути, полнымпереводным изданием европейского нормативного документа EN 1363-2:1999 [32].Поэтому приведенные в этих нормативных документах соответствующие температурно-временные зависимости идентичны друг другу (см. рисунки 1.4, 1.8, 1.9).Анализируя требования выше рассмотренных как отечественных, таки зарубежных нормативных документов, можно видеть, что для определенияфактических пределов огнестойкости СК в общем случае необходимо проведениеогневых испытаний по утвержденным методикам обязательным к применениюс использованием СТРП. При этом, на отдельных видах объектов огнестойкостьСК может быть оценена на добровольной основе по методикам, содержащим альтернативные режимы, учитывающие специфику возможных «реальных» пожаров.Анализ существующих режимов пожаров также показал, что ни одна извыше рассмотренных температурных зависимостей не может быть явно примененадля определения фактического предела огнестойкости ограждающих стен резервуарных парков, так как в них не учитываются отличительные особенности пожара24пролива нефти или нефтепродукта при разрушении РВС.
То есть применениесуществующих режимов пожаров приведет либо к существенному завышению,либо к занижению фактических пределов огнестойкости ограждающих стенрезервуарных парков, что, очевидно, является недопустимым.Таким образом, обуславливается необходимость обоснования альтернативной температурно-временной зависимости «реального» пожара пролива горючейжидкости при разрушении РВС для чего, в первую очередь, следует рассмотретьособенности его возникновения и развития, а также воздействия на ограждающиестены резервуарных парков.1.3 Особенности возникновения и развития пожаров проливовгорючих жидкостей при разрушениях резервуаровНаиболее полные сведения о разрушениях РВС с горючими жидкостями,произошедшими в резервуарных парках объектов топливно-энергетическогокомплекса как в России, так и за рубежом, а также их негативных последствиях,приведены в работах [5–31], анализ которых, в контексте решения поставленнойв настоящей работе задачи, показал следующее.Во-первых, отличительными признаками такой аварии являются полнаяпотеря целостности корпуса РВС и выход в течение короткого промежуткавремени (не более 10–15 с) на прилегающую территорию всей хранящейсяв резервуаре жидкости в виде мощного потока, так называемой волны прорыва.При этом волна характеризуется резкой нестационарностью, наличием фронтав виде бора (вала), движущегося со значительной скоростью и обладающегобольшой разрушительной силой.
На рисунке 1.10 представлены характерныекадры видеосъемки полного разрушения РВС-700 м3 с водой на Филатовскойнефтебазе ОАО «Липецк – Терминал» при ранее выполненных экспериментальных исследованиях процесса образования и движения волны прорыва [5, 6, 18].2512345678Рисунок 1.10 – Кадры видеосъемки полного разрушения РВС-700 м3 с водой26На кадрах видеосъемки (рисунок 1.10) отчетливо прослеживаются основныестадии процесса: образование волны прорыва при разрушении РВС (поз.
2); распространение потока в направлении земляного обвалования, сопровождающеесяпонижением уровня жидкости в РВС (поз. 3); удар волны об обвалование и резкийвыброс жидкости вверх и вдоль него (поз. 4); образование частичного обратноговала жидкости, отраженного от преграды и распространяющегося по направлению к центру РВС (поз.
5); перехлест основной массы жидкости через обвалование (поз. 6, 7) с разливом на значительной площади (поз. 8). При этом, общеевремя от момента разрушения РВС до прекращения образования площади проливаводы (видимого изменения ее границ) составило около 20 с.В работе [18] приводятся также характерные фрагменты течения жидкости,полученные в результате численного моделирования процесса разрушения типовых РВС номинальным объемом от 700 до 50000 м3, некоторые из которых представлены на рисунках 1.11–1.14.τ = 0,9 cτ = 2,0 cτ = 5,0 cτ = 12,0 cРисунок 1.11 – Характерные фрагменты течения жидкости при моделированиипроцесса разрушения РВС-700 м327τ = 2,0 cτ = 6,0 cτ = 12,0 cРисунок 1.12 – Характерные фрагменты течения жидкости при моделированиипроцесса разрушения РВС-10000 м3τ = 2,8 cτ = 9,0 cτ = 15,0 cРисунок 1.13 – Характерные фрагменты течения жидкости при моделированиипроцесса разрушения РВС-30000 м328τ = 3,0 cτ = 9,0 cτ = 15,0 cРисунок 1.14 – Характерные фрагменты течения жидкости при моделированиипроцесса разрушения РВС-50000 м3Анализ результатов этих исследований позволяет сделать вывод о том, чтоосновная масса жидкости при разрушении РВС рассматриваемых объемов, с учетом их заполнения до аварии на 95 %, разливается по площади в течение первых12–15 с.
В течение этого же времени происходит и движение основных конструктивных элементов резервуара (разрушение стенки на всю высоту, ее отрывот днища, развертывание на 120–180° и опрокидывание в сторону, противоположную направлению истечения жидкости, обрушение крыши на днище). Максимальное же время от момента разрушения РВС соответствующего номинальногообъема до прекращения образования площади пролива жидкости составляетот 17 до 75 с.Во-вторых, в работе [18] представлен подробный анализ данных о полныхразрушениях РВС с нефтью и нефтепродуктами (105 инцидентов), произошедшихза период с 1951 по 2010 гг. в резервуарных парках объектов топливноэнергетического комплекса, расположенных на территории Российской Федерации,в котором, в том числе, отмечаются следующие особенности возникновения29и развития пожаров проливов горючих жидкостей.
Так, в 39 случаях после разрушений РВС с горючими жидкостями имеющими температуру вспышки не превышающую 28 °С (в 61 инциденте) происходило мгновенное воспламенениепоступившего в открытое пространство продукта, в 10 случаях – образованиеи последующее воспламенение паровоздушной смеси, в 12 случаях не происходилони мгновенное воспламенение продукта, ни последующее воспламенение паровоздушной смеси или пролива, то есть аварии не сопровождались возникновениемпожара-вспышки, волны избыточного давления или пожара пролива.
РазрушенияРВС с горючими жидкостями, имеющими температуру вспышки более 28 °С,в 9 случаях сопровождались мгновенным воспламенением, в 4 случаях – последующим воспламенением, в 31 случае при поступлении в открытое пространствопродукта не происходило мгновенное или последующее воспламенение. При этомотмечается, что выход в открытое пространство горящей жидкости (мгновенноевоспламенение) не зависело от ее температуры вспышки и обуславливалось,в основном, следующими причинами:– взрывом паровоздушной смеси в РВС и его разрушением;– пожаром на РВС с его последующим разрушением;– воспламенением паров от фрикционных искр, образовавшихся при соударении конструкций аварийного РВС друг с другом или с соседними резервуарами,трубопроводами и др.Последующее воспламенение горючих паровоздушных смесей и проливовжидкостей происходило при их контакте с такими источниками зажигания, каквысоко нагретые части технологического оборудования, автотранспортныхсредств, открытый огонь и пр.
При этом время последующего воспламенения(при отсутствии мгновенного) не превышало времени полного разлива жидкостипо территории объекта, что указывает на отсутствие возможности образованиязначительных размеров зон взрывоопасных концентраций.Следует отметить, что анализируемые аварии РВС происходили в резервуарных парках, имеющих ограждения, рассчитанные только на гидростатическоедавление пролитой жидкости, вследствие чего площади проливов достигали30десятки и сотни тысяч квадратных метров. При обустройстве же ограждений,способных удержать волну прорыва (см. раздел 1.1), и обустраиваемых от РВСна расстояниях, как правило, не более 10–15 м, независимо от мгновенного илипоследующего воспламенения горючей жидкости будет происходить непосредственное воздействие пламени пожара пролива на ограждение, что и необходимоучитывать при обосновании альтернативной температурно-временной кривой.В-третьих, к особенностям пожаров проливов нефти и нефтепродуктовв резервуарных парках следует отнести их высокое температурное воздействие,в том числе, и на ограждающие стены.
Так, анализ научно-исследовательскихработ В.И. Блинова, В.Н. Худякова, Е.Н. Иванова, И.М. Абдурагимова,В.Ю. Говорова, В.Е. Макарова, А.Н. Баратова, О.М. Волкова, Г.А. Проскурякова,А.Я. Корольченко, Д.С. Михайлова и др. [7, 15, 16, 19, 21, 82], посвященныхвопросам оценки температуры горения (максимальной температуры пламени)нефти и нефтепродуктов (бензины, дизельные топлива, керосины, реактивныетоплива и др.) показал, что в зависимости от размера очага горения, погодныхусловий, ветровых нагрузок и других факторов ее значение с учетом теплопотерьнаходится в диапазоне от 1000 до 1250 °C.В справочной литературе [82, 83] приводятся следующие значения температуры пламени: для нефти – 1100 °C; для бензинов – 1200 °C.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
