Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Сельское хозяйство. Биология. Ветеринария. arrow Лесоводство arrow
Опасности и их виды

Порядок определения вышедшего из аппарата вещества

Характеристика аварийной ситуации

Технологическое оборудование и осуществляемые в нем технологические процессы разрабатываются таким образом, чтобы при нормальных условиях эксплуатации опасность не возникала. Однако аварийные ситуации имеют место. Под «аварией» понимают выход из строя, повреждение какого-либо аппарата, машины и т. п. во время работы, движения. В большинстве случаев аварии, независимо от их характера, являются следствием ошибок, допущенных на стадиях разработки, проектирования, изготовления, монтажа, эксплуатации, обслуживания и ремонта производственного оборудования.

По каждой предполагаемой аварии из предварительного перечня, составленного для машины или аппарата, выясняют причину повреждения; степень повреждения (локальное повреждение, полное разрушение); расход и длительность утечки (в том числе общее количество вышедшего вещества); размер наружной опасной зоны (в результате рассеивания газа, растекания и испарения жидкости); условия воспламенения и характер первичного очага пожара.

Каждая авария связана либо с локальным повреждением технологического оборудования, либо с полным разрушением аппарата.

Аварии и повреждения оборудования с горючими веществами обычно приводят к вспышкам, взрывам и пожарам на производствах.

В данной главе рассматриваются общие для всех аварий (то есть не зависящие от места и причины) методы определения расхода и длительности утечек, количества вышедшего вещества, динамика образования и роста размера наружной опасной зоны.

§5.2. Локальное и полное определение вышедшего из аппаратов вещества

Локальные утечки, то есть количество вещества, выходящего наружу из поврежденного аппарата, можно определить по формуле

, (5.1)

где а - коэффициент расхода (допускается применять 0,7);

f - площадь отверстия, через которое происходит истечение (м2);

?- постоянная или средняя скорость истечения вещества (м2);

р - плотность вещества при истечении (кг/м3);

? - длительность истечения или время до ликвидации аварии (с).

Площадь поврежденного участка (отверстия) f определяют с учетом причин и характера повреждения и конструктивных особенностей оборудования.

Длительность истечения вещества из поврежденного аппарата ? складывается из времени от начала истечения до момента обнаружения повреждения ?1 , длительности операций по прекращению, утечки ?2 (закрытие задвижек, установка заглушек и т. п.) и длительности остаточного истечения ?3 , т. е.

?=?1+?2+?3(5.2)

Следует отметить, что величина каждого отрезка времени зависит от многих факторов. Так, время обнаружения повреждения и начала утечки ?1 зависит от характера и степени повреждения, числа и расположения рабочих мест обслуживающего персонала на производственном участке и в пункте управления производством наличия стационарных средств контроля за технологическим процессом, чувствительности этих средств к отклонениям от норм технологического режима. При значительных повреждениях в большинстве случаев период обнаружения повреждения можно принимать равным нулю.

Длительность операций по прекращению утечки ?2зависит от числа питающих трубопроводов, числа, расположения, вида привода и длительности срабатывания отключающих задвижек, а также численности обслуживающего персонала, его подготовленности к ликвидации аварийной ситуации. При повреждении сложных технологических установок с жесткими технологическими связями следует учитывать время отключения всех взаимосвязанных блоков и узлов установки. Это время может измеряться часами. В простейших случаях время отключения оборудования принимают равным 15 мин при ручных операциях и 2 мин при автоматических.

Длительность остаточного истечения ?3 зависит от объема отсекаемого оборудования, его рабочих параметров к моменту отключения и параметров самого истечения. Длительность этого периода определяется гидродинамическим расчетом.

Скорость истечения вещества. Мгновенную скорость истечения жидкости через отверстие определяют по формуле

, (5.3)

где g - ускорение силы тяжести (9,8 м/с);

Н - приведенный напор жидкости (м).

Если истечение происходит из емкости только под давлением столба жидкости (рис. 5.1, а), то Н определяется разностью отметок от уровня жидкости до места повреждения, т. е.

Н=НЖ ,(5.4)

Если аппарат работает под избыточным давлением (рис. 3.1,6), то

, (5.5)

где р - рабочее избыточное давление в аппарате (Па);

?ж- плотность жидкости при рабочей температуре (Па).

Скорость истечения газа. Истечение газа или пара под давлением через отверстия сопровождается их политропическим расширением и происходит со звуковой или дозвуковой скоростью в зависимости от соотношения, давления окружающей среды ?0куда происходит истечение, и давления ? в аппарате. Границу между двумя режимами истечения (критическим и докритическим) обозначает критическое давление ?кр, определяемое соотношением

, (5.6)

где k - показатель адиабаты.

Рис. 5.1. Истечение жидкости при локальном повреждении аппарата: а - при атмосферном давлении в аппарате; б - при избыточном давлении в аппарате

Критическое отношение v для одноатомных газов равно 0,489, для двухатомных 0,528, для многоатомных 0,548.

Если ?0<?кр, истечение будет с дозвуковой (докритической) скоростью, определяемой по формуле

, (5.7)

где V - удельный объем газа при условиях истечения (м3/кг);

?0 - атмосферное давление (Па).

Если ?0>?кр, истечение будет происходить со звуковой (критической) скоростью, определяемой по формуле

, (5.8)

Заменяя ?V на RT (по уравнению Клапейрона), получим:

, (5.9)

где R - газовая постоянная;

Т - температура газа в аппарате.

Последняя формула может быть упрощена. Для двухатомных газов ; для многоатомных газов .

При полном разрушении аппаратов общее количество, горючего вещества (газа или жидкости) определяется по формуле

Gоб=Gап+Gтр , (5.10)

где Gап - количество веществ, находящегося в аппарате к моменту разрушения;

Gтр - количество веществ, подаваемого к аппарату через трубопроводы до момента их отключения.

Количество вещества в аппарате к моменту разрушения определяется исходя из емкости и степени заполнения аппарата. Количество вещества, поступающего к аварийному аппарату по трубопроводам, зависит от их размеров и расхода вещества в трубопроводах, способа обнаружения аварии и отключения трубопроводов.

Площадь растекания жидкости при авариях аппаратов и трубопроводов зависит от количества излившейся жидкости, ее вязкости, температуры, интенсивности излива, высоты падения струи, уклона площадки или пола и других факторов.

Площадь растекания горючих жидкостей F (м3) определяется по формуле

, (5.11)

где ?- угол смачивания поверхности пола разливаемой жидкостью;

g - ускорение силы тяжести (9.8 м/с);

  • ? - плотность жидкости (Па);
  • ?- коэффициент поверхностного натяжения горючей жидкости (Па/с);

Кп -коэффициент учитывающий состояние поверхности.

Приняв для идеальной поверхности стекла Кп= 1,0, экспериментально нашли: для метлахской плитки Кп=0,9; для грунта Кп=0,9; для железобетонной плиты - 1,1; для асфальта - 1,1; для бетона (с наполнителем из мраморной крошки) - 0,5.

Для практической оценки можно использовать значения удельной площади, на растекание приведенные в НПБ 105-03 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности». В случае выхода горючей жидкости в производственных помещениях, площадь определяется из условия, что один литр смесей и растворов, содержащих 70% и менее по массе растворителей, разливается на площадь равную 0,5 м2. А остальные жидкости на 1 м2 пола помещения в случае выхода горючей жидкости на открытую площадку.

 
Оригинал текста доступен для загрузки на странице содержания
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ СКАЧАТЬ   След >
 

СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ
Опасности и их виды
1. Виды опасности§ 1.1 Опасность естественного происхождения§ 1.2 Технологическая опасность§ 1.3 Антропогенные опасности2. Пожарная опасность§ 2.1 Исследование пожарной опасности3. Опасные факторы пожаров4. Расчет критерия Пекле§ 4.1 Огнезадерживающие устройства§4.1 Расчет критерия Пекле5. Порядок определения вышедшего из аппарата вещества§5.1 Характеристика аварийной ситуации6. Порядок определение категорий помещений§6.1 "Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности" (НПБ 105-03)§6.2 Определение категорий помещений7. Классификация магистральных трубопроводов§7.1 Магистральные трубопровода§ 7.2 Основные требования к магистральным трубопроводам8. Технологический трубопровод§8.1 Прокладка трубопроводов§ 8.2 Основные требования для трубопроводов с горючими жидкостями и газами§8.3 Классификация технологических трубопроводов9. Пожарная опасность процесса окраски§9.1 Окраска механическим распылением§9.2 Окраска окунанием и обливанием10. Пожарная опасность технологий измельчения веществ и материалов§10.1 Механическая обработка металлов§10.2 Профилактика процесса измельчения твердых веществ§10.3 Мероприятия в процессе измельчения веществ и материалов.11. Пожарная опасность процессов сушки§11.1 Понятие сушки§11.2 Процессы сушкиСписок литературы