Документ (1225581), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

- Блок № 1 – блок слива;

- Блок № 2 – блок перекачки;

Э ти блоки включают в себя следующее технологическое оборудование, представленное в таблице 2.2.

Рисунок 2.3 Схема эстакады слива

Таблица 2.2

Оборудование эстакады слива

Всего на технологической установке может находиться 2947,3 т нефти, из них 547,3 т в трубопроводах, 2400 т в сосудах (цистернах). Такое количество легковоспламеняющегося вещества несёт большую опасность при возникновении аварийных ситуаций. В таблице 2.3 приведён перечень основных факторов и возможных причин, способствующих возникновению и развитию этих ситуаций.

Таблица 2.3

Факторы и возможные причины

возникновения аварийных ситуаций

Продолжение таблицы 2.3

Все вышеперечисленные факторы, при разгерметизации оборудования и трубопроводов, могут явиться причиной возникновения на объекте аварийной ситуации любого масштаба. Последствия этих опасностей могут быть весьма серьезными, вплоть до полного разрушения объекта. Возможность этих событий определяется в основном мероприятиями организационного и режимного характера на предприятии, социальной обстановкой. Оценить их вероятность с приемлемой точностью не представляется возможным.

3 Разработка плана тушения розлива нефти

3.1 Оценка действия воздушной ударной волны

В качестве аварийной ситуации выберем разгерметизацию железнодорожной цистерны. Сценарий этой аварии строится следующим образом:

Опрокидывание и аварийная разгерметизация ж.д. цистерны с нефтью → розлив нефти → испарение нефти, образование взрывоопасной парогазовой смеси → интенсивное смешение паров с воздухом → взрыв облака ТВС с возникновением воздушной ударной волны → воздействие ВУВ на людей и близлежащие объекты.

Для проведения приближенной оценки масштабов последствий этой аварийной ситуации воспользуемся «Методикой оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей» [3].

Основным поражающим фактором при аварии является избыточное давление во фронте воздушной ударной волны при взрыве топливно-воздушной смеси и тепловое излучение пожара пролива. Для расчета этих факторов сформируем исходные данные:

Тип вещества – нефть

Концентрация горючего в смеси С_г = 0,043 кг/м³ (Нижний концентрационный предел взрываемости нефти)

Масса пролива М=120т (вместимость двух цистерн)

Удельная теплота сгорания топлива q=4,4 ∙ 10⁷ Дж/кг

Вид окружающего пространства 3 типа [3]

Время прошедшее после аварии - 30 мин

1)Найдём массу топлива, содержащегося в облаке, для этого воспользуемся справочными данными в области испаряемости нефти.

Степень испарения нефти от времени представлена на рисунке 3.1 [14], где

1 -испарение по времени разлива автомобильного бензина; 2 – Нефти; 3 – дизельного топлива;

За 30 минут, прошедших с начала аварии испарится около 10% разлитой нефти. Исходя из этого, в облаке ТВС будет находиться 0,1 часть от пролитой нефти, тогда масса топлива, содержащегося в облаке:

М_г = 120000 ∙ 0,1 =12000 кг (3.1)

Рисунок 3.1 Зависимость степени испарения нефти от времени

1. Определяем эффективный энергозапас горючей смеси:

E =2M_гq_г при С_г ≤ С_ст, (3.2)

E = 2M_г q_г C_ст/C_г при C_г > C_ст, (3.3)

где С_г - концентрация горючего в смеси, кг/м³; С_ст - стехиометрическая концентрация вещества в смеси с воздухом, кг/м³; М_г - масса топлива, содержащегося в облаке кг; q_г - удельная теплота сгорания, Дж/кг.

Для нефти С_ст=0,0077 кг/м³, значит:

C_г > C_ст,

E = 2∙12000∙4,4∙10⁷∙0,0077 / 0,043=19∙10¹⁰ Дж;

2) Определяем режим взрывного превращения согласно Методике [3], скорость взрывного превращения относится к 5 диапазону. Поэтому определяем скорость фронта пламени (V_г) по формуле:

V_г=К₁∙М_г^1/6, (3.4)

где k₁ - константа, равная 43; М_г - масса топлива, содержащегося в облаке кг;

V_г= 43 ∙12000^1/6=206 м/с;

3) Найдём безразмерное расстояние от центра облака ТВС (R_x) для разного удаления от эпицентра взрыва (50, 150, 300, 600 метров):

R_x = R/(E/P₀)^1/3, (3.5)

где R – расстояние от центра облака; E – эффективный энергозапас горючей смеси; Р₀ – атмосферное давление, Па;

R_x (50) = 50/ (1,9∙10¹¹/101324)^1/3= 0,4054676837

R_x (150) = 150/ (1,9∙10¹¹/101324)^1/3= 1,2164030511

R_x (300) = 300/ (1,9∙10¹¹/101324)^1/3= 2,4328061022

R_x (600) = 600/ (1,9∙10¹¹/101324)^1/3= 4,8656122045

4) Рассчитываем параметры взрыва при скорости горения 206 м/с. Для вычисленного безразмерного расстояния определяем величину Р_х1 - безразмерное давление:

P_x1 = (V_г/C₀)²((σ - 1)/σ)(0,83/R_x - 0,14/R_x²), (3.6)

где V_г - скорость видимого фронта пламени, м/с; С₀ - скорость звука в воздухе, м/с (340 м/с); σ - степень расширения продуктов сгорания, для газовых смесей принимается σ = 7; R_x - безразмерное расстояние от центра облака ТВС;

P_x1 (50) = (206/340)²((7 - 1)/7)(0,83/0,4054676837-

- 0,14/0,4054676837²)=0,37251;

P_x1 (150) = (206/340)²((7 - 1)/7)(0,83/1,2164030511-

- 0,14/1,2164030511²)=0,183136;

P_x1 (300) = (206/340)²((7 - 1)/7)(0,83/2,4328061022-

-0,14/2,4328061022²)= 0,098939;

P_x1 (600) = (206/340)²((7 - 1)/7)(0,83/4,8656122045-

- 0,14/4,8656122045 ²)=0,051312;

4)Далее вычисляем величину Р_х2 , которая соответствует режиму детонации:

ln(Р_х2) = -1,124 - 1,66ln(R_x) + 0,26(ln(R_x))²; (3.7)

где: R_x - безразмерное расстояние от центра облака;

Р_х2(50) =exp(-1,124 - 1,66ln(0,4054676837) +

+ 0,26(ln(0,4054676837))²) =1,797465;

Р_х2(150) =exp(-1,124 - 1,66ln(1,2164030511) +

+ 0,26(ln(1,2164030511))²) =0,237114;

Характеристики

Список файлов ВКР