Диплом Синецкая 948 (2003) (1203007), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

где I_р – интенсивность испарения, (кг/см²);

S_р – площадь разлива, м² .

Расчетная продолжительность поступления паров ЛВЖ в окружающее пространство определяется по формуле:

< 14400 с (3.7)

Интенсивность испарения определяется по формуле:

, (3.8)

где η – коэффициент равный 1;

М_м – молекулярная масса, 203,5 кг/кмоль;

Р_н – давление насыщенных паров, кПа [24].

, кПа (3.9)

где А, В, С_А – константы уравнения Антуана [24], А=5,14031, В=695,019, С_А=223,220.

t_р – расчетная температура воздуха, 28 ⁰ С.

Плотность паров ЛВЖ определяется по формуле:

(3.10)

где V₀ – мольный объем, 22,413 [24].

Для более точной оценки площади разлива при полном разрушении цистерны можно воспользоваться следующей формулой:

, м² (3.11)

где f – коэффициент разлива, 5 м^-1;

е – степень заполнения цистерны (допускается до 0,85);

V_ж – вместимость цистерны, 50 м³ [24].

Коэффициент разлива определяют исходя из расположения цистерны или резервуара на местности:

f = 5 при расположении в низине или на ровной поверхности с уклоном до 1%;

Расчет величины избыточного давления ΔP (кПа) при взрыве ТВС, образующихся при авариях цистерн с ЛВЖ определяется по формуле:

(3.12)

где Р_а – атмосферное давление, кПа (101 кПа);

r – расстояние от геометрического центра облака ТВС, м;

М_пр – приведенная масса паров ЛВЖ, кг:

, (3.13)

где Q_cr – удельная теплота сгорания, 43641 кДж/кг;

Q_о – константа, равная 4,52 · 10³ кДж/кг;

М_р – масса паров ЛВЖ в окружающем пространстве, кг;

K_z – коэффициент участия горючего во взрыве, который допускается принимать равным 0,1 [24].

Масса всего вещества пролитой ЛВЖ равна полному объему цистерны с учетом степени заполнения и определяется по формуле:

(3.14)

где ρ_ж – плотность ЛВЖ, 840 ;

V_ж – полная емкость цистерны, 50 м³;

е – степень заполнения цистерны (принимается равной 0,85) [24].

При разгерметизации запорной арматуры или образовании пробоин в нижней части цистерны масса пролитой ЛВЖ зависит от расхода жидкости через сливной прибор или образовавшуюся пробоину и времени ее истечения.

Расход ЛВЖ определяется по формуле:

, кг · мин^-1 (3.15)

где S₀ – площадь сечения универсального сливного прибора или пробоины, 0,00785 м²;

υ_cр – средняя скорость истечения ЛВЖ, :

, (3.16)

где μ – коэффициент расхода жидкости, учитывающей сужение струи и трение (принимается равным 0,3 для ЛВЖ);

g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м · с^-2;

H- высота столба жидкости в цистерне (диаметр цистерны), 2,8 м [24].

Полное время истечения ЛВЖ из цистерны согласно формулам (3.14) и (3.15) равно:

, мин. (3.17)

Радиус зоны загазованности изменяется во времени в зависимости от количества паров бензина, поступивших в облако.

В зависимости от времени размер взрывоопасной зоны определяется согласно формуле:

, (3.18)

Расчет размеров взрывоопасных зон и избыточного давления взрыва топливно-воздушной смеси при авариях с легковоспламеняющейся жидкостью представлен ниже.

Рассчитаем расход бензина, среднюю скорость и полное время истечения при частичной аварийной разгерметизации сливного устройства определяются по формулам (3.15), (3.16) и (3.17).

Определим среднюю скорость истечения ЛВЖ по формуле (3.16):

;

Согласно формуле (3.15) найдем расход ЛВЖ:

.

Полное время истечения ЛВЖ из цистерны рассчитаем по формуле (3.17), для этого необходимо найти массу дизельного топлива в цистерне (формула 3.14):

,

;

Рассчитаем площадь разлива дизельного топлива, находящегося в цистерне, определяется по формуле (3.11):

;

Для расчета радиуса взрывоопасной зоны по формуле (3.5) необходимо сначала определить массу испарившейся жидкости по формуле (3.6), интенсивность испарения по формуле (3.8), давление насыщенных паров ЛВЖ по формуле (3.9) и плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре по формуле (3.10).

Расчет перечисленных параметров проводится в следующей последовательности.

Масса пролитой ЛВЖ в зависимости от времени истечения определяется по формуле:

М(τ) = G · τ, где τ < τ_ист .

В нашем примере G = 878 , поэтому:

.

На 41-ой минуте масса пролитой ЛВЖ равна массе, находящейся в цистерне:

Определим давление насыщенных паров дизельного топлива по формуле (3.9):

Рассчитаем интенсивность испарения паров дизельного топлива при неподвижной среде по формуле (3.8):

Определим расчетную продолжительность поступления паров дизельного топлива в окружающее пространство с полной площади разлива по формуле (3.7):

Принимаем расчетное время испарения Т = 14400 с, К = 1.

Масса паров, поступившая в окружающее пространство с полной поверхности пролитого дизельного топлива, рассчитываем по формуле (3.6):

Плотность паров дизельного топлива при расчетной температуре рассчитаем по формуле (3.10):

.

Определяем радиус зоны загазованности (взрывоопасной зоны) при полной разгерметизации цистерны по формуле (3.5):

.

Радиус зоны загазованности при полной разгерметизации цистерны на схеме ремонтно-локомотивного депо отмечен фиолетовым цветом.

Радиус зоны загазованности изменяется во времени в зависимости от количества паров дизельного топлива, поступивших в облако.

В зависимости от времени размер взрывоопасной зоны определяется по формуле (3.18):

,

где коэффициент 52 представляет собой скорость роста радиуса взрывоопасной зоны, .

По формуле (3.18) можно оперативно рассчитать радиус взрывоопасной зоны в любой момент времени от начала аварии:

- при τ = 10 мин. на схеме ремонтно-локомотивного депо обозначен зеленым цветом;

- при τ = 30 мин. на схеме ремонтно-локомотивного депо обозначен желтым цветом;

- при τ = 41 мин. на схеме ремонтно-локомотивного депо обозначен фиолетовым цветом.

На 41-ой минуте радиус взрывоопасной зоны соответствует размеру зоны при проливе всего количества дизельного топлива, рассчитанного по формуле (3.5).

Величина избыточного давления ΔP при взрыве ТВС, образовавшегося в результате аварии цистерны с дизельным топливом, определяется по формулам (3.13) и (3.12) в следующей последовательности.

Рассчитаем величину приведенной массы паров дизельного топлива при проливе всего количества дизельного топлива, находящегося в цистерне (3.13):

Величину избыточного давления на границе взрывоопасной зоны (r –178 м) определяем по формуле (3.12):

Рассчитав радиусы взрывоопасной зоны при разгерметизации цистерны с дизельным топливом, сделаем вывод, что чем больше времени пройдет от момента аварии, тем больше будет радиус взрывоопасной зоны. В данном примере дизельное топливо из цистерны объемом 50 м³ истечет за 41 минуту. За это время радиус взрывоопасной зоны будет равен 178 м.

Опасность при разгерметизации цистерны с дизельным топливом представляет воспламенение разлива и его горение. В результате этого могут пострадать здания, оборудование и рабочий персонал. Дизельное топливо относится к вредным веществам, обладающим наркотическим действием и поражающим центральную нервную систему. Пары топлива раздражают слизистые оболочки и глаза. При очень высокой концентрации паров в атмосфере человек может потерять сознание и если не оказать своевременную помощь могут начаться сильные судороги, и произойдет остановка дыхания.

Сбор нефтепродуктов на почве не больше 6 часов, в акватории не больше 4 часов.

Радиусы взрывоопасных зон при авариях с сжиженным углеводородным газом (пропан) и легковоспламеняющейся жидкостью (дизельное топливо) представлены на рисунке 3.1.

1. Мероприятия по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций

1. Мероприятия, обеспечивающие безопасное ведение технического процесса

а) поддерживать параметры технологических процессов топливного склада в пределах норм технологического режима (температура, атмосферное давление, уровень налива нефтепродуктов в хранилища, скорость налива);

б) обеспечивать систематический контроль давления, температуры, уровня нефтепродуктов в хранилищах, не допуская отклонений от установленных норм;

в) перед пуском в работу необходимо проверить герметичность оборудования, арматуры, трубопроводов. При обнаружении пропусков немедленно принимать меры к их устранению;

г) все запорные устройства должны содержаться в исправности и обеспе­чивать быстрое и надежное прекращение поступления или выхода продукта;

д) категорически запрещается устранять пропуски на действующих трубопроводах, оборудовании без их отключения и освобождения;

е) для всего технологического оборудования, где по условиям ведения технологического процесса возможно скопление воды, устанавливается периодичность дренирования регламентом;

ж) эксплуатировать технически исправное оборудование с исправным за­землением;

з) осуществлять постоянный контроль состояния оборудования, трубопроводов, запорной арматуры с записью в оперативном журнале;

и) контролировать правильность работы приборов, производить измерения параметров технологического режима;

к) отражать в вахтенном журнале параметры технологического режима перекачивания и хранения нефтепродуктов с помощью приборов КИПиА, контролировать качество нефтепродуктов;

л) соблюдать противопожарный режим топливного склада:

- территория должна быть спланирована таким образом, чтобы исклю­чить попадание разлитых нефтепродуктов за её пределы; локомотивы, ожидающие очереди для заправки должны находиться возле въезда на ТО-2, где производится заправка локомотивов вне зоны размещения резервуаров и колонок с нефтепродуктами;

- запрещается курить, проводить ремонтные и другие работы, связанные с применением открытого огня как в пределах ТО-2, так и за её пределами на расстоянии не менее 20 метров;

Характеристики

Список файлов ВКР