Анализ индивидуального риска событий узла пиролиза этановой фракции (стр. 2 из 3)

Определение категорий наружных установок следует осуществлять путем последовательной проверки их принадлежности к категориям от высшей (А_н) к низшей (Д_н), таким образом наружная установка гидроочистки керосиновой фракции относится к категории А_н.

Категория наружной установки

Категория наружной установки

Категории отнесения наружной установки к той или иной категории по пожарной опасности

Ан

Горючи газы ЛВЖ с tвсп < 28 оС в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные смеси при воспламенение которых развивается расчётное избыточное давление помещений превышающее 5 кПа.Установка относится к категории Ан, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие газы; легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28оС; вещества и/или материалы, способные гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и /или друг с другом; при условии, что величина индивидуального риска при возможном сгорании указанных веществ с образованием волн давления превышает 10-6 в год на расстоянии 30 м от наружной установки

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ КРИТЕРИЕВ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК

Выбор и обоснование расчетного варианта

В качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в образовании горючих газопаровоздушных смесей участвует наибольшее количество газов и паров.

Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие газовоздушные или паровоздушные смеси, определили, исходя из следующих предпосылок:

а) происходит расчетная авария одного из аппаратов;

Расчетное время отключения трубопроводов - 300 с при ручном отключении.

б) все содержимое аппарата поступает в окружающее пространство;

в) длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.

2.1 Расчет избыточного давления и импульса волны давления при сгорании смесей горючих газов и паров с воздухом в открытом пространстве

Масса газа m, кг, поступившего в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле

m = (V_a+V_т)·p_г,

где Va - объем газа, вышедшего из аппарата, м³; Vт - объем газа вышедшего из трубопровода, м³; p_г - плотность газа, кг×м^-3.

где М — молярная масса, 21,8 кг/кмоль;

v₀— мольный объем, равный 22,413 м³/кмоль;

t_р — расчетная температура, 800°С.

При этом

для печи V_a= Р₁·V= 0,31∙45,8 = 14,2

для ЗИА V_a= 0,2·2,6 = 0,52

для пенного аппарата V_a= 0,1·185 = 18,5

для циклонного промывателя V_a= 0,1·64 = 6,4

где Р₁ - давление в аппарате, МПа; V -объем аппарата, м³;

V_т=V_1т+V_2т, м³

где V_1т - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м³;

V_2т - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м³;

V_1т= q×Т=3,4∙10^-3∙300=1,02

где q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., 3,4∙10^-3 м³×с^-1; Т - 300 с при ручном отключении;

V_2т=π∙Р₂∙r²∙L, м³

для печи V_2т = 3,14·0,5·0,14²·50 = 1,54

для ЗИА V_2т = 3,14·0,3·0,14²·50 = 0,92

для пенного аппарата V_2т = 3,14·0,2·0,14²·50 = 0,62

для циклонного промывателя V_2т = 3,14·0,2·0,14²·50 = 0,62

где Р₂ - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа; r - внутренний радиус трубопроводов, м; L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.

для печи V_т=1,02+1,54 = 2,56 м³

для ЗИА V_т=1,02+0,92 = 1,94 м³

для пенного аппарата V_т=1,02+0,62 = 1,64 м³

для циклонного промывателя V_т=1,02+0,62 = 1,64 м³

для печиm= (14,2+2,56)∙0,247 = 4,14 кг

для ЗИА т = (0,52+1,94)·0,247 = 0,61 кг

для пенного аппарата т = (18,5+1,64)·0,247 = 4,97 кг

для циклонного промывателя т = (6,4+1,64)·0,247 = 1,99 кг

2.2 Расчет избыточного давления и импульса волны давления при сгорании горючих газов и паров с воздухом в открытом пространстве

Величину избыточного давления DР, кПа, развиваемого при сгорании газопаровоздушных смесей, определяют по формуле

DР=Р₀×(0,8m_пр^0,33/r+3m_пр^0,66/r ²+5m_пр/r ³),

где Р₀ - атмосферное давление, (101) кПа ; r- расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, на расстоянии 500 м; m_пр - приведенная масса газа или пара, кг, вычисляется по формуле

m_пр=(Q_сг/Q₀)×m×Z, кг

для печи т_пр = (43692/4,52·10³)·4,14·0,1 = 4,0

для ЗИА т_пр = (43692/4,52·10³)·0,61·0,1 = 0,59

для пенного аппарата т_пр = (43692/4,52·10³)·4,97·0,1 = 4,8

для циклонного промывателя т_пр = (43692/4,52·10³)·1,99·0,1 = 1,92

где Q_сг - удельная теплота сгорания газа или пара, Дж×кг^-1; Z- коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который допускается принимать равным 0,1; Q₀ - константа, равная 4,52×10⁶ Дж×кг^-1; m - масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.

для печи DР=101×(0,8×4,0^0,33/500+3×4,0^0,66/500²+5×4,0/500³) = 0,26 кПа

для ЗИА DР = 101×(0,8×0,59^0,33/500+3×0,59^0,66/500²+5×0,59/500³) = 0,14 кПа

для пенного аппарата DР = 101×(0,8×4,8^0,33/500+3×4,8^0,66/500²+5×4,8/500³) = 0,27 кПа

для циклонного промывателя DР = 101×(0,8×1,92^0,33/500+3×1,92^0,66/500²+5×1,92/500³) = 0,20 кПа

Величину импульса волны давления i, вычисляют по формуле

i=123×m_пр^0,66/r, Па·с

для печи i = 123×4,0^0,66/500 = 0,61 Па×с

для ЗИАi = 123×0,59^0,66/500 = 0,17 Па×с

для пенного аппарата i = 123×4,8^0,66/500 = 0,69 Па×с

для циклонного промывателя i = 123×1,92^0,66/500 = 0,38 Па×с

2.3 Метод расчета интенсивности теплового излучения

Интенсивность теплового излучения рассчитывают для двух случаев пожара:

- пожар проливов ЛВЖ, ГЖ или горение твердых горючих материалов;

- “огненный шар” - крупномасштабное диффузионное горение, реализуемое при разрыве резервуара с горючей жидкостью или газом под давлением с воспламенением содержимого резервуара.

Так как, в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии, рассчитаем “огненный шар”.