5209 (585185), страница 8

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

Текст из файла (страница 8)

3.3.4 Расчет интенсивности теплового излучения при пожаре пролива

Интенсивность теплового излучения q, кВт/м², рассчитывают по формуле:

q = E_f · F_q · , (3.13)

где E_f — среднеповерхностная плотность теплового излучения, кВт/м²;

F_q — угловой коэффициент облученности;

— коэффициент пропускания атмосферы.

E_f принимают на основе имеющихся экспериментальных данных. При отсутствии данных допускается E_f принимать равной 100 кВт/м² для СУГ [24].

Рассчитывают эффективный диаметр пролива d, м, по формуле

, (3.14)

где S — площадь пролива, м².

Рассчитывают высоту пламени Н, м, по формуле

, (3.15)

где т — удельная массовая скорость выгорания топлива, кг/(м с);

_в — плотность окружающего воздуха, кг/м³;

g— ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с².

Определяют угловой коэффициент облученности F_q по формуле:

_, (3.16)

где

(3.17),

где А = (h² + + 1) / 2S₁, (3.17)

S_l= 2r/d, (3.18)

где r— расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта

, (3.19)

(3.20)

B = ( 1+S₁² ) / ( 2S₁ ), (3.21)

Определяют коэффициент пропускания атмосферы по формуле:

= exp[ -7,0 10 ^-4 ( r - 0,5 d)], (3.22)

Расчет: происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости; площадь испарения при разливе на горизонтальную поверхность определяется (при отсутствии справочных данных), исходя из расчета, что 1 л жидкостей, разливается на площади 0,1 м² поверхности.

Определим площадь пролива:

При мгновенной разгерметизации емкости, в пожаре пролива участвует 3456 кг вещества, по таблице 3.1 плотность жидкой фазы пропана при температуре окружающего воздуха 20ºС равна 499 кг/м³. Объем жидкого пропана, участвующего в пожаре пролива равен

V = m/ρ = 3456/499 = 6,92 м ³= 6920 л

S = 6920·0,1 = 692 м².

Определяем эффективный диаметр пролива d по формуле (3.14):

d = = = 28 м.

Находим высоту пламени по формуле (3.15), принимая

т = 0,1 кг / (м² · с), g = 9,81 м/с² и _в = 1,2 кг/м³:

=57 м.

Находим угловой коэффициент облученности F_q по формулам (3.16) – (3.21), принимая r = 50 м:

,

= 7,14,

4,84,

= 3,64.

=0,04,

=0,11,

F_g= = 0,11.

Определяем коэффициент пропускания атмосферы по формуле (3.22):

= exp [ - 7,0 · 10 ^-4 (50 - 0,5 ·14)] = 0,97.

Находим интенсивность теплового излучения q по формуле (3.13), принимая Е_f= 100 кВт/м²

q = 100 · 0,11 · 0,97 = 10,6 кВт/м².

В соответствии с ГОСТ Р 12.3.047-98 разделяются различные степени поражения людей и материалов в зависимости от интенсивности теплового излучения от пожара. На расстоянии 50 м от геометрического центра разлива при воздействии теплового потока 10,6 кВт/м² люди получат ожоги 1 и 2 степени тяжести.

3.4 Оценка индивидуального и социального риска

Индивидуальный риск - вероятность (частота) возникновения опасных факторов пожара и взрыва, возникающая при аварии в определенной точке пространства. Характеризует распределение риска.

Социальный риск - зависимость вероятности (частоты) возникновения событий, состоящих в поражении определенного числа людей, подвергшихся поражающим воздействиям пожара и взрыва, от числа этих людей. Характеризует масштаб пожаровзрывоопасности. Социальный риск оценивается по поражению не менее десяти человек.

3.4.1 Оценка индивидуального риска

Вероятность реализации различных сценариев аварии рассчитывают по формуле:

Q (A_i) ⁼ Q_ав Q (A_i)_ст, (3.23)

где Q (A_i)_ст — статистическая вероятность развития аварии по i-й ветви логической схемы.

Для СУГ, Q (A_i)_ст определяют по таблице 3.5.

Таблица 3.5 - Статистические вероятности различных сценариев развития аварии с выбросом СУГ

Сценарий аварии	Вероятность
Огненный шар	0,7039
Горение пролива	0,0287
Сгорание с развитием избыточного давления	0,0119

Условная вероятность поражения человека избыточным давлением, развиваемым при сгорании газопаровоздушных смесей, на расстоянии r от эпицентра рассчитывают следующим образом:

- вычисляются избыточное давление p и импульс i;

• исходя из значений p и i, вычисляют значение «пробит» — функции Р_r по формуле

P_r = 5 - 0,26 ln (V), (3.24)

, (3.25)

где p — избыточное давление, Па; i — импульс волны давления. Пас.

V = (17500/ 53000)^8,4 + (290/ 423)^9,3 = 0,029,

P_r^С.Д.= 5 – 0,26 ln 0,029 = 5,92.

В зависимости от «пробит»-функции определяется условная вероятность поражения избыточным давлением (см. приложение А, табл. 4):

Q_п^С.Д. = 82

Условная вероятность поражения человека тепловым излучением определяется следующим образом:

Pr ^ПП.=-14,9+2,56ln(t·q^1,33), (3.26)

где t –эффективное время экспозиции, с;

q – интенсивность теплового излучения, кВт/м².

Эффективное время экспозиции для пожаров проливов ГЖ и СУГ определяется по формуле:

t = t_о + x/v, (3.27)

где t_о – характерное время обнаружения пожара, с (допускается принимать t=5 с);

х – расстояние от места расположения человека до зоны (интенсивность теплового излучения не превышает 4 кВт/м²), м;

v – скорость движения человека, м/с (допускается принимать v = 5/с);

x = r – d/2, (3.28)

где r – расстояние от центра пролива, м;

d – диаметр пролития, м,

x = 50 – 31/ 2 = 34,5 м,

t = 5 + 34,5 / 5 = 11,9 с,

P_r^П=-14,9 + 2,56 ln(t q^1,33),

P_r^П=-14,9 + 2,56 ln(11,9 10,6^1,33) = 0,52.

С помощью приложения А, табл. 4 определяют условную вероятность поражения человека тепловым излучением:

Q_п^П = 0.

По формуле (3.26) определяем «пробит»-функцию для «огненного шара»:

P_r^О.Ш.=-14,9 + 2,56 ln(9,6 55^1,33) = 4,53.

В зависимости от «пробит»-функции определяется условная вероятность поражения тепловым излучением от воздействия «огненного шара» (см. приложение А, табл. 4) равна:

Q_п^О.Ш. = 32.

Индивидуальный риск R, год^-1, определяют по формуле

, (3.29)

где — условная вероятность поражения человека при реализации i-й ветви логической схемы;

Q(A,) — вероятность реализации в течение года i -й ветви логической схемы, год^-1; п — число ветвей логической схемы (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 — Логическая схема развития аварии, связанной с выбросом горючих веществ на наружных установках

Символы А₁ - А₆ обозначают:

А₁ — мгновенный выброс продукта с последующим взрывом;

А₂ — мгновенный выброс продукта с образованием “огненного шара”;

A₃ — мгновенный выброс продукта с образованием пожара пролива;

A₄ — медленное истечение продукта с последующим взрывом;

A₅ —медленное истечение продукта с последующим образованием “огненного шара”;

A₆— медленное истечение продукта с последующим образованием пожара пролива.

Выполним оценку вероятности развития аварии в соответствии с табл. 3.4.1 и формуле (3.4.1.1). Вероятность мгновенной разгерметизации емкости принимается 4·10^-7 год ^-1.[3]

Вероятность сгорания паровоздушной смеси в открытом пространстве с образованием волны избыточного давления (А₁):

Q_с.д = 4·10^-7 · 0,0119 = 4,7 · 10^-9 год ^-1.

Вероятность образования «огненного шара» (А₂) :

Q_о.ш ⁼ 4 · 10^-7 · 0,7039 = 2,8 · 10^-7 год ^-1.

Вероятность воспламенения пролива (А₃)

Q_п.п = 4 · 10^-7 · 0,0287 = 1,1 · 10^-8 год ^-1.

Вероятности развития аварии в остальных случаях принимают равными 0.

R_В = 1,1 · 10^-8 · 0 + 2,8 · 10^-7 · 32 + 4,7 · 10^-9 · 82 = 8,77 · 10^-6

Величина индивидуального риска при аварии на газофракционирующей установке превышает значение 10^-6 по ГОСТ Р 12.3.047-98, необходимо внедрение технических решений, обеспечивающих снижение величины риска.

3.4.2 Оценка социального риска

Оценку пожарной опасности при аварии на газофракционирующей установке осуществляется с помощью критерия социального риска. Расчет социального риска производится при возникновении таких поражающих факторов, как избыточное давление, развиваемое при сгорании газопаровоздушной смеси, интенсивности теплового излучения пожара пролива и «огневого шара».

1. Производится разделение территории на зоны поражения. Целесообразно провести разделение на три зоны — А, Б, В, а именно:

• зона А - территория занимаемая блоком состоящим из газофракционирующей установки 30 м (количество обслуживающего персонала 4 чел.);

• зона Б - территория, занимаемая газоперерабатывающим заводом , кроме товарно-сырьевого парка 200 м (количество человек, постоянно пребывающих в зоне Б, 57 чел);

• зона В - территория товарно-сырьевого парка, коллективных садов, Туймазинского завода технического углерода, автозаправочной станции 500 м (количество человек, постоянно пребывающих в зоне Б, 319 чел).

2. С помощью методов, приведенных ранее в данном разделе, рассчитываются значения поражающих факторов для заданных расстояний от места инициирования аварии (табл. 3.6).

Таблица 3.6 - Значения параметров поражающих факторов аварии для заданных расстояний от места инициирования аварии

Зона	Расстояние от места инициирования аварии r, м	Поражающие факторы
		Тепловое излучение пожара пролива	Тепловое излучение «огненного шара»		Избыточное давление
		q, кВт/м2	q, кВт/м2	tS, с		p, кПа	i, Па с
А	50		10,6	55,0	9,6		53	423
Б	100 150 200		6,8 4,3 2,9	17,0 6,5 3,0	9,6 9,6 9,6		16,6 9,2 5,9	206 137 103
В	250 300 350 400 450 500		1,8 0,7 0,1 0 0 0	1,5 0,73 0,22 0,12 0,06 0	9,6 9,6 9,6 9,6 9,6 9,6		4,6 3,8 3,1 2,8 2,4 2,0	82 69 58 51 45 41

Согласно расчетам, вероятности сгорания паровоздушной смеси с образованием волны давления, образования «огненного шара» и воспламенения пролива соответственно составляют Q_с.д = 4,7 · 10^-9 год^-1; Q_о.ш = 2,8 · 10^-7 год^-1; Q_в.п = 1,1 · 10^-8 год^-l. Вероятности развития аварии в остальных случаях принимают равными 0.

3. Ожидаемое число N_i погибших людей при реализации i-й ветви логической схемы (рисунок 3.2) определяется по формуле:

Характеристики

Список файлов ВКР