Разработка противопожарных мероприятий на объектах нефтегазовой отрасли с учетом расчета пожарных рисков

Страница
6

Рефераты / Разработка противопожарных мероприятий на объектах нефтегазовой отрасли с учетом расчета пожарных рисков

класс IV - слабо загромождение и свободное пространство.

Классификация режимов сгорания облака

Для оценки воздействия сгорания облака возможные режимы сгорания разделяются на шесть классов по диапазонам скоростей их распространения следующим образом:

класс 1 - детонация или горение со скоростью фронта пламени 500 м/с и более;

класс 2 - дефлаграция, скорость фронта пламени 300 - 500 м/с;

класс 3 - дефлаграция, скорость фронта пламени 200 - 300 м/с;

класс 4 - дефлаграция, скорость фронта пламени 150 - 200 м/с;

класс 5 - дефлаграция, скорость фронта пламени определяется по формуле

u = k1∙М1/6

где k1 - константа, равная 43;

М - масса горючего вещества, содержащегося в облаке, кг;

класс 6 - дефлаграция, скорость фронта пламени определяется по формуле

u = k2∙М1/6

где k2 - константа, равная 26;

М - масса горючего вещества, содержащегося в облаке, кг.

При определении максимальной скорости фронта пламени для режимов сгорания 2-4 классов дополнительно рассчитывается видимая скорость фронта пламени по соотношению (7.37). В том случае, если полученная величина больше максимальной скорости, соответствующей данному классу, она принимается за верхнюю границу диапазона ожидаемых скоростей сгорания облака.

Расчет максимального избыточного давления и импульса фазы сжатия воздушных волн давления

Параметры воздушных волн давления (избыточное давление ΔР и импульс фазы сжатия I+) в зависимости от расстояния от центра облака рассчитываются исходя из ожидаемого режима сгорания облака.

Класс 1 режима сгорания облака

Рассчитывается соответствующее безразмерное расстояние по формуле

Rx=R/(E/P0)1/3

где R - расстояние от центра облака, м;

Р0 - атмосферное давление, Па;

Е - эффективный энергозапас смеси, Дж.

Величины безразмерного давления Рх и импульс фазы сжатия Ix определяются по формулам (для газопаровоздушных смесей)

ln(Рх) = -1,124 - 1,66×(ln(Rx)) + 0,260×(ln(Rx))2

ln(Iх) = -3,4217 - 0,898×(ln(Rx)) - 0,0096×(ln(Rx))2

Формулы (6.40, 6.41) справедливы для значений Rx более Rk = 0,2. В случае, если Rx < Rk , то Рх равно 18, а в формулу (7.41) вместо Rx подставляется величина Rx = 0,14.

Размерные величины избыточного давления и импульса фазы сжатия определяются по формулам

ΔР= Рх×Р0

I+ = Iх ∙Р0 2/3∙Е1/3/С0

Классы 2 - 6 режима сгорания облака

Рассчитывается безразмерное расстояние Rх от центра облака по формуле (7.39).

Рассчитываются величины безразмерного давления (Pх1) и импульса фазы сжатия Ix1 по формулам

где σ - степень расширения продуктов сгорания (для газопаровоздушных смесей допускается принимается равным 7, для пылевоздушных смесей 4);

u - видимая скорость фронта пламени, м/с.

В случае дефлагарации пылевоздушного облака величина эффективного энергозапаса умножается на коэффициент .

Формулы (7.44), (7.45) справедливы для значений Rx больших величины Rкр1 = 0,34, в случае, если Rx < Rкр1, в формулы (7.44), (7.45) вместо Rx подставляется величина Rкр1.

Размерные величины избыточного давления и импульса фазы сжатия определяются по формулам (7.42), (7.43). При этом в формулы (7.42), (7.43) вместо Рх и Ix подставляются величины Pх1 и Ix1.

Параметры волны давления при взрыве резервуара с перегретой жидкостью или сжиженным газом при воздействии на него очага пожара

Избыточное давление ΔP и импульс I+ в волне давления, образующиеся при взрыве резервуара с перегретой ЛВЖ, ГЖ или сжиженным углеводородным газом (далее - СУГ) в очаге пожара, определяются по формулам

где r - расстояние от центра резервуара, м;

- эффективная энергия взрыва, рассчитываемая по формуле

k - доля энергии волны давления (допускается принимать равной 0,5);

- удельная теплоемкость жидкости (допускается принимать равной 2000 Дж/(кг × К);

m - масса ЛВЖ, ГЖ или СУГ, содержащаяся в резервуаре, кг;

Т - температура жидкой фазы, К;

Тb - нормальная температура кипения, К.

При наличии в резервуаре предохранительного устройства (клапана или мембраны) величина Т определяется по формуле

где Рval - давление срабатывания предохранительного устройства;

А, В, СА - константы уравнения зависимости давления насыщенных паров жидкости от температуры (константы Антуана), определяемые по справочной литературе. Единицы измерения Рval (кПа, мм рт. ст., атм) должны соответствовать используемым константам Антуана.

Интенсивность теплового излучения

В настоящем разделе приводятся методы расчета интенсивности теплового излучения от пожара пролива на поверхность, огненного шара, а также радиуса воздействия продуктов сгорания паровоздушного облака в случае пожара-вспышки.

Пожар пролива

Интенсивность теплового излучения q (кВт/м2) для пожара пролива ЛВЖ, ГЖ или СУГ определяется по формуле

где Ef - среднеповерхностная интенсивность теплового излучения пламени, кВт/м2;

Fq - угловой коэффициент облученности;

t - коэффициент пропускания атмосферы.

Значение Ef принимается на основе имеющихся экспериментальных данных или по таблице П3.4 Методики. При отсутствии данных для нефтепродуктов допускается принимать величину Ef равной 40 кВт/м2.

Угловой коэффициент облученности Fq определяется по формуле