Определим коэффициент расхода системы методом последовательных приближений
,
где: xсист – коэффициент сопротивления системы.
xсист= 
,
где: 
– коэффициент сопротивлению трения для рассматриваемого участка трубопровода;
li, di – соответственно длина и диаметр рассматриваемого участка трубопровода, м;
– коэффициент местного сопротивления на рассматриваемом участке системы слива.
Коэффициент λ ориентировочно берем из справочной литературы.
λ=0,0365 для d=280 мм
l1+l2=30 м d1=d2=280 мм
По справочным данным находим коэффициент местных сопротивлений:
– прямой ввод в сливной патрубок ξ1=0,5;
– внезапное сужение трубы (в месте врезки аварийного трубопровода):
– тройник для прямого потока ξ=2·0.55=1,1
– полностью открытая задвижка ξ=0,15;
– гидравлический затвор ξ=1.3;
– колено аварийного трубопровода ξ=2·1=2;
– прямой вход в аварийную емкость ξ=0,5.
,
где: 
, так как диаметр трубопровода одинаков по всей длине.
где: φоп. – принимаем равным 60 с.
Допустимая продолжительность аварийного режима не должна превышать:
[ tсл ]= 900 с
Определим продолжительность аварийного слива:
tсл = 750 + 60 = 810 с
при tсл = 1524 с условия аварийного слива нефти из емкости выполняются:
tсл = 810 с < [ tсл ]=900 с
Вывод: система аварийного слива нефтепродуктов обеспечит сброс продукта при аварии или пожаре.
Определение соответствия технологии производства требованиям нормативных правовых актов по пожарной безопасности
Самую большую опасность для производства представляют повреждения и аварии технологического оборудования и трубопроводов, в результате которых значительное количество горючих веществ выходит наружу, вызывая опасное скопление паров жидкости, загазованность открытых территорий, разлив жидкости на большие площади.
Аварии при эксплуатации технологического оборудования возникает в результате механических, химических и электрических воздействий. К механическим воздействиям можно отнести: сверхрасчетные давления, возникающие при нарушении материального баланса и режима работы насоса, повышение сверхрасчетной температуры, накипи на отводящих трубопроводах, уменьшающих их сечение, гидравлические удары, вибрации, температурные перенапряжения. Химическая коррозия происходит за счет воздействия кислорода воздуха и сероводорода, содержащегося в сырой нефти. От кислородной коррозии происходит образование ржавчины
4Fe + 3O2®2Fe2O3
Окисел Fe2O3 не обладает механической прочностью и легко отслаивается от металла. Сероводород при температуре310оС и выше разлагается, в результате чего происходит процесс диссоциации сероводорода с образованием элементарной серы и взаимодействия ее с металлом, например:
H2S®H2+S (термическая диссоциация)
2H2S+O2®2H2O+2S (окисление)
Fe+S®FeS (коррозия)
Сернистые соединения представляют собой пористые вещества, не обладающие большой механической прочностью, и легко отслаиваются от железа. Разрушение материала стенок трубопроводов и аппаратов образуется и за счет электрохимической коррозии, наиболее часто встречающийся. Одной из разновидности, которой является атмосферная коррозия. В присутствии влаги на поверхностях трубопроводов и аппаратов образуется тонкая пленка с растворенными в ней воздухом и примесями, присутствующими в атмосфере. Эта пленка влаги и является электролитом. В результате электрохимического воздействия электролита на металл происходит растворение последнего, что приводит к утоньшению металла и снижению его механической прочности. Проведем несколько проверочных расчетов на возможность разрушения аппаратов или трубопроводов.
Расчет на прочность трубопроводов при гидравлическом ударе
Определим силу гидроудара при закрытии задвижки в стальном трубопроводе d 400 мм и толщиной стенки 5 мм.
По трубопроводу протекает нефть со скоростью 1,2 м/с и объемным весом 860 кг/м3
Для определения приращения давления в трубопроводе воспользуемся формулой Н.Е. Жуковского [3]:
,
где: 
– плотность жидкости, кг/м3;
– уменьшение скорости движения при торможении струи м/с;
v – скорость распространения ударной волны м/с/
,
где Еж – модуль упругости жидкости, Па;
Е – модуль упругости материала трубопровода, Па;
d – внутренний диаметр трубопровода, м;
– толщина стенки трубы.
.
.
Приращение давления на 0,484 МПа сверх нормы может привести к повреждению трубопровода и истечению нефти.
Определим общее количество нефти, выходящей при полном разрушении резервуара, при подаче ее по двум трубопроводам, а также количество испарившейся нефти и объём, в котором при этом может образоваться горючая концентрация.
Объём резервуара V = 1200 м3, степень заполнения Е = 0,9, температура 25°С, диаметр трубопроводов Dтр = 100 мм, расход насосов q1=1,6 м3. ч-1, q2 = 0,5 м3. ч-1. Время отключения трубопроводов принимается равным 120 с, время испарения разлившейся жидкости 1 ч, расстояние от аппарата до задвижек на трубопроводах 8 м; 1 л горючей жидкости разливается на 1 м2. Нефть находится в аппарате при атмосферном давлении.
1. Количество горючих веществ, выходящих наружу при полном разрушении аппарата, определяют по формуле:
Gп = Gап + G /тр + G //тр,
где Gп – количество веществ, выходящих из системы при полном разрушении аппарата, кг; Gап – количество веществ, выходящих из разрушенного аппарата, кг; G /тр, G //тр – количество веществ, выходящих из трубопроводов (соответственно) до момента отключения и после закрытия задвижек или других запорных устройств, кг.
2. Для аппаратов с жидкостями определяется по формуле:
GП,Ж = (VАП. Е + åqi,H t + å Li,тр. fi,тр)rt,ж;
где Vап – внутренний объём аппарата 2000 м3 (по условию); Е = 0,9 – степень заполнения аппарата (по условию); qi,H – расходы насосов q1 = 2,5 м3. ч-1, q2 = 0,5 м3. ч-1 (по условию); Li,тр, fi,тр – соответственно длина 10 м (по условию) и сечение участков трубопровода (м2) (от аварийного аппарата до запорного устройства), из которого происходит истечение жидкости; rt,ж – плотность жидкости 840 кг. м-3; t – время отключения трубопроводов 120 с = 0,033 ч (по условию).
Скачать реферат