Виктория636305100266241791 (1193534), страница 7
Текст из файла (страница 7)
11Возможные причины аварии:- технические неполадки;- разрывы трубопроводов;- гибких шлангов (рукавов);- 42 повреждения, повышение давления сверх расчетного;- 30 ошибки персонала;- разгерметизация сальниковых и торцевых уплотнений насосов;- компрессоров;- задвижек, вентилей и др.Расчеты производятся по « Методике оценки последствий аварийныхвзрывов топливно-воздушных смесей» 86 Приказ Федеральной службы поэкологическому, технологическому и атомному надзору от 31 марта 2016 48No137 [12].323.1 Определение эффективного энергозапаса ТВСЭффективный энергозапас горючей смеси определяется по соотношению 3при (3.1)илипри, (3.2)где – масса горючего вещества, содержащегося в облаке ТВС.
Длянаиболее опасного сценария ;- удельная теплота сгорания газа, Дж/кг;Теплота сгорания горючего газа в ТВС оценивается по формуле, (3.3)где – корректировочный параметр, который определяется из таблицы 3.1.Таблица 3.1Классификация горючих веществ по степени чувствительностиКласс 1 Класс 2 Класс 3 Класс 4ОсобочувствительныевеществаЧувствительныевеществаСреднечувствительные 1веществаСлабочувствительныевещества(Размердетонационной ячейкименее 2 см)(Размердетонационнойячейкиот 2 до 10 см)(Размер детонационнойячейки от 10 до 40 см)(Размердетонационнойячейкибольше 40 см)ββββАцетилен 1,1 Акрилонитрил 0,67 Ацетальдегид 0,56 Аммиак 0,42Винилацетилен 1,03 Акролеин 0,62 Ацетон 0,65 Бензол 0,88Водород 2,73 Бутан 1,04 Бензин 1 Декан 1Гидразин 0,44 Бутилен 1 Винилацетат 0,51 Дизтопливо 1Изопропилнитрат 0,41 Бутадиен 1 Винилхлорид 0,42 о-дихлорбензол 0,42Метилацетилен 1,05 1,3-пентадиен 1 Гексан 1 Додекан 1Нитрометан 0,25 Пропан 1,05 Генераторный газ 0,38 Керосин 1Окись пропилена 0,7 Пропилен 1,04 Изооктан 1 Метан 1,14Окись этилена 0,62 Сероуглерод 0,32 Метиламин 0,7 Метилбензол 1Этилнитрат 0,3 Этан 1,08 Метилацетат 0,53 Метилмеркаптан 0,53Этилен 1,07 Метилбутилкетон 0,79 Метилхлорид 0,12ШФЛУ 1 Метилпропилкетон 0,76 Нафталин 0,91Диметиловыйэфир0,66 Метилэтилкетон 0,71 Окись углерода 0,23 233 2Продолжение таблицы 3.1 3Класс 1 Класс 2 Класс 3 Класс 4ОсобочувствительныевеществаЧувствительныевеществаСреднечувствительныевеществаСлабочувствительныевещества(РазмердетонационнойячейкиМенее 2 см)(Размер детонационнойячейкиот 2 до 10 см)(Размердетонационной ячейкиот 10 до 40 см)(Размердетонационной ячейкибольше 40 см)ββββ 1Дивиниловыйэфир0,77 Октан 1 Фенол 0,92Метилбутиловыйэфир- Пиридин 0,77 Хлорбензол 0,52Диэтиловый эфир 0,77 Сероводород 0,34 Этилбензол 0,90Диизопропиловыйэфир0,82 Метиловый спирт 0,52 Дихлорэтан 0,25Этиловый спирт 0,62 Трихлорэтан 0,14Пропиловыйспирт0,69Амиловый спирт Изобутиловыйспирт0,79Изопропиловыйспирт0,69Циклогексан 1Этилформиат 0,46Этилхлорид 0,43Сжиженныйприродный газ1Кумол 0,84Печной газ 0,09Циклопропан 1Этиламин 0,8 2Корректировочный параметр для пропана равняется 1,05Тогда по формуле (1.2) Дж/кг– концентрация горючего вещества в облаке ТВС, кг/, 2 для пропана ;– стехиометрическая концентрация вещества в смеси с воздухом, кг/, 2определяется по формуле(3.4)где в – стехиометрический коэффициент, определяется по формуле:, (3.5)34где,, – число атомов C, H, O в молекуле горючего.
Для нашего горючего –пропана (, . Тогда по формуле (3.5)Стехиометрическая концентрация по формуле (3.4) равна:Так как то эффективный энергозапас рассчитывается по формуле (3.1): 1При расчете параметров взрыва облака, лежащего на поверхности земли,величина эффективного энергозапаса удваивается. Для оценки объемагазового облака ТВС можно воспользоваться простым соотношением:(3.6) 5где – масса горючего вещества, содержащегося в облаке ТВС, ;– 3 стехиометрическая концентрация вещества в смеси с воздухом, .3.2 2 Определение ожидаемого режима взрывного превращенияВ 3 связи с тем, что характер окружающего пространства в значительнойстепени определяет скорость взрывного превращения облака ТВС и,следовательно, параметры ударной волны, геометрические характеристикиокружающего пространства разделены на виды в соответствии со степеньюего загроможденности.
5Различают 4 вида пространства:Вид 1. Наличие длинных труб, полостей, каверн, заполненных горючейсмесью, при сгорании которой 5 можно 65 ожидать формирование турбулентныхструй продуктов сгорания с размером не менее трех размеров детонационнойячейки данной смеси. В 5 том случае если размер детонационной ячейки дляданной смеси неизвестен, то минимальный характерный размер 635турбулентных струй принимается равным 5 см для веществ класса 1; 20 см –для веществ класса 2; 50 см – для веществ класса 3 и 150 см – для веществкласса 4.Вид 2. Сильно загроможденное пространство: наличие полузамкнутыхобъемов, высокая плотность размещения технологического оборудования,лес, большое количество повторяющихся препятствий.Вид 3. Средне загроможденное пространство: отдельно стоящиетехнологические установки, резервуарный парк.Вид 4.
Слабо загроможденное и свободное пространство. 6Наш объект относится к 3 виду: средне загроможденное пространство:отдельно стоящие технологические установки, резервуарный парк.3.2.1 6 Классификация ожидаемого режима взрывного превращенияИзвестны два основных режима протекания быстропротекающихпроцессов - детонация и дефлаграция. Для оценки параметров действиявзрыва возможные режимы взрывного превращения ТВС 2 разделены на шестьдиапазонов по скоростям их распространения, причем пять из них приходятсяна процессы дефлаграционного горения ТВС, поскольку характеристикипроцесса горения со скоростями фронта меньшими 500 м/с имеютсущественные качественные различия.
5Класс горючего вещества 5 определяется по таблице 3.1. Пропан являетсявеществом 2-го класса опасности – чувствительные вещества. Размердетонационной ячейки от 2 до 10 см. 58Ожидаемый диапазон скорости взрывного превращения определяется спомощью 5 таблицы 3.2 в зависимости от класса горючего вещества и видаокружающего пространства.Таблица 3.2Экспертная таблица для определения режима взрывного превращенияКласс горючего веществаВид окружающего пространства1234Ожидаемый диапазон скорости взрывного превращения 63611123212343234543456Для нашего вещества и вида пространства ожидаемый диапазон скоростивзрывного превращения третий: дефлаграция, скорость фронта пламени 200 300 м/с.Уточняем скорость видимого фронта пламени :(3.7) 3где – масса горючего вещества, содержащегося в облаке ТВС,;– 3 константа, равная 433.2.2 Оценка агрегатного состояния ТВСНеобходимо оценить агрегатное состояние топлива смеси.Предполагается, что смесь гетерогенная, если более 50 % топлива содержитсяв облаке в виде капель, в противном случае ТВС считается газовой.
Провеститакие оценки можно 5 учитывая величины давления насыщенных паровтоплива при данной температуре и времени формирования облака. Длялетучих веществ, таких, как пропан при температуре 5 плюс 20 °С, смесьможно считать газовой.3.2.3 5 Расчет максимального избыточного давления и импульса фазысжатия воздушных ударных волнПосле того как определен вероятный режим взрывного превращения,рассчитываются основные параметры воздушных ударных волн (избыточноедавление ΔР и импульс волны давления I) в зависимости от расстояния доцентра облака. 2Для вычисления параметров воздушной ударной волны на заданномрасстоянии R=300 м от центра облака 5 предварительно рассчитывается37соответствующее безразмерное расстояние:(3.8)где - расстояние на котором требуется определить параметры воздействияударной волны.
Мы собираемся оценить воздействие ударной волны наблизлежащие жилую застройку которая находится на расстоянии =300м отцентра взрыва.- эффективный энергозапас ;– атмосферное давление, .В случае дефлаграционного взрывного превращения облака ТВС кпараметрам, влияющим на величины избыточного давления и импульсаположительной фазы, добавляются скорость видимого фронта пламени (Vг) истепень расширения продуктов сгорания (). Для газовых смесей принимается=7. Для 2 расчета параметров ударной волны при дефлаграции гетерогенныхоблаков величина эффективного энергозапаса смеси домножается накоэффициент . 5Безразмерное давление определяется по формуле (3.9):(3.9)где – скорость звука в воздухе м/с;– 1 безразмерное расстояние ;скорость видимого фронта пламени м/с. 1Безразмерный импульс фазы сжатия определяется по формуле (3.10):(3.10)где – скорость звука в воздухе м/с;– 1 безразмерное расстояние ;скорость видимого фронта пламени м/с;степень расширения продуктов сгорания .
41Далее вычисляются величины и по соотношениям:38(3.11)(3.12)где – безразмерное расстояние, тогда:Окончательные значения и выбираются из условий:(3.13)(3.14)После определения безразмерных величин давления и импульса фазысжатия вычисляются соответствующие им размерные величины:, (3.15), (3.16) 6где – атмосферное давление, Па;E – эффективный энергозапас Дж;– скорость звука в воздухе м/с.ПаПас3.3 Оценка поражающего действияПри взрывах ТВС существенную роль играют такие поражающиефакторы, как длительность действия ударной волны, и связанный с нейпараметр импульс взрыва.3.3.1 3 Оценка вероятности повреждений промышленных зданий отвзрыва облака ТВС1) Вероятность повреждений стен промышленных зданий, при которых 239возможно восстановление зданий без их сноса, может оцениваться посоотношению (:(3.17) 2где фактор рассчитывается с учетом перепада давления в волне иимпульса статического давления по соотношению:(3.18) 2где давление Па;импульс фазы сжатия 38 Пас.Тогда вероятность повреждения стен промышленных зданий 53 равна:2) Вероятность разрушений промышленных зданий, при которых зданияподлежат сносу, оценивается по соотношению (:(3.19) 3где фактор рассчитывается по формуле:(3.20) 3где давление Па;импульс фазы сжатия Пас.Тогда вероятность равна:3.3.2 Оценка вероятности поражения людей при взрыве облака ТВС1) Вероятность длительной потери управляемости у людей (состояниенокдауна), попавших в зону действия ударной волны при взрыве облака ТВС 3рассчитывается по формуле:(3.21) 1где фактор рассчитывается по формуле:(3.22) 1где безразмерное давление и приведенный импульс задаются 240выражениями:(3.23)(3.24)где 2 давление кПа;импульс фазы сжатия Пас;– атмосферное давление, Па;масса тела живого организма, примем кг.Тогда фактор равен:Вероятность по формуле (9) равняется:2) Вероятность разрыва барабанных перепонок у людей от уровняперепада давления в воздушной волне :, (3.25) 3где давление кПа3) Вероятность отброса людей волной давления оценивается(3.26)где фактор рассчитывается по формуле:(3.27)где давление кПа;импульс фазы сжатия Пас.Связь функции с вероятностью той или иной степени поражениянаходится по 3 таблице 3.3.Таблица 3.3Связь вероятности поражения с пробит-функцией 241Р, % 0 1 2 3 4 5 6 7 8 90 2,67 2,95 3,12 3,25 3,38 3,45 3,52 3,59 3,6610 3,72 3,77 3,82 3,86 3,92 3,96 4,01 4,05 4,08 4,12Продолжение таблицы 3.3Р, % 0 1 2 3 4 5 6 7 8 920 4,16 4,19 4,23 4,26 4,29 4,33 4,36 4,39 4,42 4,4530 4,48 4,50 4,53 4,56 4,59 4,61 4,64 4,67 4,69 4,7240 4,75 4,77 4,80 4,82 4,85 4,87 4,90 4,92 4,95 4,9750 5,00 5,03 5,05 5,08 5,10 5,13 5,15 5,18 5,20 5,2360 5,25 5,28 5,31 5,33 5,36 5,39 5,41 5,44 5,47 5,5070 5,52 5,55 5,58 5,61 5,64 5,67 5,71 5,74 5,77 5,8180 5,84 5,88 5,92 5,95 5,99 6,04 6,08 6,13 6,18 6,2390 6,28 6,34 6,41 6,48 6,55 6,64 6,75 6,88 7,05 7,3399 7,33 7,37 7,41 7,46 7,51 7,58 7,65 7,75 7,88 8,09Согласно таблице 6 на расстоянии 300 м от центра 3 взрыва: 85,3%вероятность повреждений и 2% вероятность разрушений промышленныхзданий, вероятность 3 длительной потери управляемости у людей 41 равняется0%, вероятность разрыва барабанных перепонок 41 равняется 3%, вероятностьотброса людей волной давления 41 составляет 4%.3.3.3 Оценка 45 радиусов зон поражения 45Определим радиус зон поражения 45 по формуле:(3.28)где коэффициент, определяется 44 по таблице 3.4Таблица 3.4Уровни разрушения зданийКатегорияповрежденияХарактеристика повреждения зданияИзбыточноедавление ΔР, кПаКоэффициент KА Полное разрушение здания ≥100 3,8ВТяжелые повреждения, здание подлежитсносу70 5,6ССредние повреждения, возможновосстановление здания28 9,6DРазрушение оконных проемов,легкосбрасываемых конструкций14 28,0Е Частичное разрушение остекления ≤2,0 56 242 2тротиловый эквивалент взрыва, определяемый из соотношения:(3.29)где 2 масса горючего вещества, содержащегося в облаке ТВСкг; 6удельная теплота сгорания 45 газа Дж/кг.Дж1) Тогда радиус зон поражения равен:м2) Для расчета радиуса смертельного поражения людей коэффициент :м3) Радиус зон поражения, полное разрушение зданияКоэффициент :м4) Радиус зон частичного повреждения зданий и сооруженийКоэффициентм5) Радиус зон среднего повреждения зданий и сооруженийКоэффициентм6) Радиус зон разрушения оконных проемов, дверейКоэффициентм7) Радиус зон частичного разрушения остекленияКоэффициентмТаблица 3.5Соответствие рассчитанных радиусов зон поражения с радиусами пораженияуказанными в декларации по промышленной безопасностиХарактер поврежденияРадиус зон пораженияуказанный в декларацииРассчитанный радиус зонпоражениясмертельное поражение 150 225,34 м43людейполное разрушение здания 95 м 225,34 мчастичное повреждениезданий и сооружений140 м 332,09 мсреднее повреждение зданийи сооружений240 м 569,30 мразрушение оконныхпроемов, 44 дверей690 м 1660,4 мчастичное разрушениеостекления1400 м 3320,9 мВ 44 декларации АО «Газпром газораспределение Дальний Восток» радиусырассчитывались по методикам: ПБ 09-170-97,приложение 2; МетодикаВсемирного Банка, ГОСТ Р 12.3.047-98, которые устарели[6, 7, 11]По расчетам здания и сооружения, находящиеся на расстоянии до 225 мот центра взрыва, будут полностью разрушены.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
