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

Текст из файла (страница 4)

– площадь испарения, м²;

– время испарения, с. Принимаем равным 3600с.

Масса разлившейся нефти при плотности ρ_неф = 850 кг/м³ равна

(3.8)

где – объем вылившейся в результате аварии нефти, м³;

– плотность нефти, кг/м³, определяется по справочным данным.

За время аварийной ситуации, равное 3600 с, в объёме помещения испарится

разлившейся нефти.

5) Найдем плотность паров нефти ρ_п по формуле

где М – молекулярная масса нефти, кг/кмоль. Молекулярная масса нефти II группы равна 240 кг/кмоль;

V₀ - мольный объем, равный 22,4 м³/кмоль;

t_р - расчетная температура, °С, принимаемая равной максимально возможно температуре воздуха в данном помещении равной 22,4°С.

6) Избыточное давление во фронте ударной волны при взрыве паров нефти найдем по формуле

где – максимальное давление, развиваемое при сгорании стехиометрической газовоздушной смеси в замкнутом объеме, допускается применять 900 кПа;

– начальное давление, принимаем равным 101 кПа;

– масса паров нефти, образовавшихся в результате аварии, вычисляется по формуле (3.8);

Z – коэффициент участия горючего газа во взрыве для ЛВЖ, нагретых до температуры ниже температуры вспышки, равен 0,3;

– свободный объем помещения, м³. При расчете принято что свободный объем помещения равен 80% геометрического объема помещения, т.е.

ρ_г(п) – плотность паров нефти при расчетной температуре, кг·м^-3, рассчитывается по формуле (9);

– стехиометрическая концентрация паров ЛВЖ, %, вычисляется по формуле

молекулярной массе нефти М = 240 кг/кмоль соответствует формула С₁₇Н₃₈, тогда n_с = 17, n_н = 38, следовательно β = 17 + 0,25 ·38 = 26,5

К_н – коэффициент негерметичности и неадиабатичности процесса горения, примем равным 3;

В форму (3.10) учтем уменьшение массы взрывоопасной смеси в результате работы аварийной вентиляции путем введения в знаменатель коэффициента К:

К – коэффициент, учитывающий уменьшение массы взрывоопасной смеси в результате работы аварийной вентиляции, расчет произведем по формуле:

(3.12)

где – кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, с^-1

τ_исп - время испарения нефти, принятое равным 1 ч (3600 с).

Тогда, получаем:

Так как определенное расчетом избыточное давление взрыва больше 5 кПа, а температура вспышки нефти более 28°С, то категория помещения насосной по СП 12.13130.2009 относится к категории «Б» - взрывопожароопасность, и классу зоны В-1а по ПУЭ.

4 Расчёт установки автоматического пожаротушения насосной станции по перекачке нефти

Помещение насосной станции относится к группе помещений 4.2 согласно СП5.13130.2013 прил.А, таб.А3, п.6, по прил.Б и должно быть оборудовано АУПТ и АУПС. Для тушения по классу пожара выбираем по ГОСТ Р 12.3.047-98 таб.Х.1 водопенный состав, тип и параметры установки пожаротушения выбираем в соответствии с нормативными документами в таб.Х.2: ГОСТ Р 50800-95, ГОСТ 12.3.046.

В помещение насосной станции проектом предусматривается пожаротушение пеной средней кратности, подача пены осуществляется через 12 генераторов ГПС-200.

Согласно нормативной документации для тушения пожара в помещении насосной наиболее эффективен способ тушения по объёму через стационарные генераторы эжекционного типа, пеной высокой кратности. Генераторы следует расположить в верхней части помещения, ближе к плитам перекрытия, на высоте 3,5м.

Расчет параметров установки пожаротушения высокократной пеной.

Определяем расчетный объем V, м³, защищаемого помещения, объем помещения определяется произведением площади пола на высоту заполнения помещения пеной, в нашем случае принимаем полную высоту помещения.

Выбираем генератор высокократной пены ГВП - 200 «Прогресс» ФУ по ТУ 4854-007-54883547-07, производительность генератора по раствору пенообразователя при рабочем давлении 0,6 МПа, q_р ≥ 200 дм³/мин (200 л/мин или 3,3 л/с), производительность по пене q_п = 1320дм³/с, кратность пены не менее 400 при концентрации ПО 6% (ТХ пенообразователя в приложении 3).

Определяем расчетное количество n генераторов высокократной пены:

, (4.2)

где а - коэффициент разрушения пены;

τ - максимальное время заполнения пеной объема защищаемого помещения, мин;

К - кратность пены.

Значение коэффициента а рассчитывается по формуле:

а = К1·К2·К3, (4.3)

где К1 - коэффициент, учитывающий усадку пены, принимается равным 1,2 при высоте помещения до 4 м;

К2 - учитывает утечки пены, при отсутствии открытых проемов принимается равным 1,2;

К3 - учитывает влияние дымовых газов на разрушение пены, для учета влияния продуктов горения углеводородных жидкостей значение коэффициента принимается равным 1,5.

Максимальное время заполнения пеной объема защищаемого помещения принимается не более 10 мин.

а = 1,2∙1,2∙1,5 = 2,16

n = (2,16∙1200∙103) / (200∙10∙400) = 3,24 шт.

Принимаем 4 генератора высокократной пены ГВП-200 «Прогресс» ФУ. Определяем производительность системы по раствору пенообразователя:

(4.4)

Устанавливаем объемную концентрацию пенообразователя в растворе с по технической документации, с=6%. Определяем расчетное количество пенообразователя, м³:

(4.5)

Из расчета видно, что требуемое количество пенообразователя для тушения насосной составит 4,7 м³ плюс 100% запаса.

Гидравлический расчет установки пожаротушения производим на основании указаний СП5.13130.2009. Диаметры трубопроводов определяем из расчета наиболее экономичной, с точки зрения гидравлических потерь, скорости движения рабочего раствора, v = 3 м/с.

Компоновка ГВП на распределительном трубопроводе АУП выполнена по симметричной тупиковой схеме.

Расход рабочего раствора через диктующий генератор, при давление перед генератором Р равном 0,6 МПа будет q₁ = 3,3 л/с (0,0033 м³/с).

Расход первого генератора является расчетным значением Q_1-2 на участке L_1-2 между первым и вторым генераторами. Диаметр трубопровода на участке L_1-2 определяем по формуле:

, (4.6)

где d_1-2 - диаметр между первым и вторым генераторами, мм;

Q_1-2 - расход ОТВ;

μ - коэффициент расхода равный 0,946;

v - скорость движения воды, м/с (не должна превышать 10 м/с).

Диаметр увеличивают до ближайшего номинального значения по ГОСТ 28338-89.

По ГОСТ 28338-89 принимаю ближайшее номинальное значение 40 мм. Потери давления Р_1-2 на участке L_1-2 определяют по формуле:

, (4.7)

где Q_1-2 - суммарный расход ОТВ первого и второго генератора, л/с;

А - удельное сопротивление трубопровода зависящее от диаметра и шероховатости стенок, с²/л⁶, L_1-2 – длина участка 1-2 (8м).

Удельное сопротивление и удельная гидравлическая характеристика трубопроводов для труб (из углеродистых материалов) различного диаметра приведены в СП 5.13130.2009 таблицы В.1 и В.2.

Давление у генератора 2 составит

(4.8)

Р₂ = 0,6 + 0,04 = 0,64 МПа

Расход генератора 2 составит

q₂ = 10 K √P₂ (4.9)

q₂ = 10∙0,426∙√0,64 = 3,4 л/с,

где K - коэффициент производительности генератора, принимаемый по технической документации на изделие, равный 0,426 л/(с МПа^0,5).

Для симметричной схемы расчетный расход на участке между вторым оросителем и точкой а, т. е. на участке 2–а, будет равен

Q_2-а = q₁ + q₂ = 3,3 + 3,4 = 6,7 л/с (4.10)

Диаметр трубопровода на участке L_2-а определяют по формуле

d_2-а = 1000 √4 _Q2-а / π μ v (4.11)

d_2-а = 1000 √4 0,0067 / 3,14 0,946 3 = 54,8 мм,

увеличиваем диаметр до ближайшего значения, указанного в ГОСТ 3262, ГОСТ 8732, ГОСТ 8734 или ГОСТ 10704, принимаем 57мм.

По расходу воды Q_2-а определяем потери давления на участке 2–а:

Р_2-а = АQ²_2-а L_2-а /100 (4.12)

Р_2-а = 0,01108∙6,72∙4 /100 =0,02 МПа

Давление в точке а составит

Р_а = Р₂ + Р_2-а = 0,64 + 0,02 = 0,66 МПа (4.13)

Для левой ветви ряда требуется обеспечить расход Q_2-а при давлении Р_а. Правая ветвь ряда симметрична левой, поэтому расход для этой ветви тоже будет равен Q_2-а, следовательно, и давление в точке а будет равно Р_а. В итоге для всего ряда имеем давление, равное Р_а, и расход воды

Q_а = 2Q_2–а = 2∙6,7 = 13,4 л/с (4.14)

Диаметр трубопровода на участке L_а-b определяют по формуле

d_a-b = 1000 √4 Q_а-b / π μ v (4.15)

d_a-b = 1000 √4 0,0134 / 3,14 0,946 3 = 80 мм,

диаметр соответствует номинальному значению по ГОСТ 28338.

Диаметр питающего трубопровода принимаем по участку L_а-b равный 80 мм, и длиной от водопитателя до точки а L_тр = 5,5 м

Гидравлические потери давления в питающем трубопроводе определяем суммированием гидравлических потерь на отдельных участках трубопровода по формуле:

ΔР_i = AQ² L_i /100, (4.16)

где ΔР_i - гидравлические потери давления на участке L_i , МПа;

Q - расход ОТВ, л/с;

А - удельное сопротивление трубопровода на участке L_i , зависящее от диаметра и шероховатости стенок, с²/л⁶.

От точки а до водопитателя вычисляем потери напора в трубах по длине с учетом местных сопротивлений, в том числе в стационарном дозаторе типа ПСЭ-20 "Феникс" У.

Р_п.тр. = 0,001168∙13,42 5,5 /100 = 0,12 Мпа (4.17)

Таким образом, давление требуемое от водопитателя, для работы системы составит:

Р_общ = Р_а + Р_тр = 0,66+0,12 = 0,78 МПа. (4.18)

Характеристики

Список файлов ВКР