2015-10-13
443
В.1.1 При невозможности расчета пожарного риска выбор расчетного варианта следует осуществлять с учетом годовой частоты реализации и последствий тех или иных аварий. В качестве расчетного для вычисления критериев пожарной опасности наружных установок, в которых находятся (обращаются) горючие газы, пары, следует принимать вариант аварии, для которого произведение годовой частоты реализации этого варианта Qw и расчетного избыточного давления D Р при сгорании газо-, паровоздушных смесей в случае реализации указанного варианта максимально, то есть:
| G = QwΔP = max. | (В.1) |
Расчет величины G производится в следующей последовательности:
а) рассматриваются различные варианты аварий и из статистических данных или на основе годовой частоты аварий со сгоранием газо-, паровоздушных смесей определяются Qwi для этих вариантов;
б) для каждого из рассматриваемых вариантов определяются по изложенной ниже методике значения расчетного избыточного давления D Рi;
в) вычисляются величины Gi = Qwi D Pi для каждого из рассматриваемых вариантов аварии, среди которых выбирается вариант с наибольшим значением Gi;
г) в качестве расчетного для определения критериев пожарной опасности принимается вариант, в котором величина Gi максимальна. При этом количество горючих газов, паров, вышедших в атмосферу, рассчитывается, исходя из рассматриваемого сценария аварии с учетом В.1.3 - В.1.9.
В.1.2 При невозможности реализации метода по В.1.1 в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в образовании горючих газо-, паровоздушных смесей участвует наибольшее количество газов, паров, наиболее опасных в отношении последствий сгорания этих смесей. В этом случае количество газов, паров, вышедших в атмосферу, рассчитывается в соответствии с В.1.3 - В.1.9.
В случае, если использование расчетных методов не представляется возможным, допускается определение значений критериев пожарной опасности на основании результатов соответствующих научно-исследовательских работ, согласованных и утвержденных в установленном порядке.
В.1.3 Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие газовоздушные, паровоздушные смеси определяется, исходя из следующих предпосылок:
а) происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно В.1.1 или В.1.2 (в зависимости от того, какой из подходов к определению расчетного варианта аварии принят за основу);
б) все содержимое аппарата поступает в окружающее пространство;
в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат по прямому и обратному потоку в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов.
Расчетное время отключения трубопроводов определяется в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки, и должно быть минимальным с учетом паспортных данных на запорные устройства, характера технологического процесса и вида расчетной аварии.
Расчетное время отключения трубопроводов следует принимать равным:
- времени срабатывания систем автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов (но не более 120 с);
- 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;
- 300 с при ручном отключении;
г) происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости; площадь испарения при разливе на горизонтальную поверхность определяется (при отсутствии справочных или иных экспериментальных данных), исходя из расчета, что 1 литр смесей и растворов, содержащих 70 % и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,10 м2, а остальных жидкостей - на 0,15 м2;
д) происходит также испарение жидкостей из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей;
е) длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.
В.1.4 Масса газа m, кг, поступившего в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле
| m =(V а + V т) ρ г, | (В.2) |
где V a - объем газа, вышедшего из аппарата, м3;
V т - объем газа вышедшего из трубопровода, м3;
rг - плотность газа, кг · м-3.
При этом
| V а = 0,01∙ P 1 V, | (В.3) |
где P 1 - давление в аппарате, кПа;
V - объем аппарата, м3;
| V т = V 1т + V 2т, | (В.4) |
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 = qT, | (В.5) |
где q - расход газа, определяемый по технологическому регламенту в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., м3 · с-1;
Т - время, определяемое по В.1.3, с;
| V 2т = 0,01∙πP2(r 21 L 1 + r 22 L 2 + … + r 2n L n) | (В.6) |
где Р 2 - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа;
r - внутренний радиус трубопроводов, м;
L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.
В.1.5 Масса паров жидкости m, кг, поступивших в окружающее пространство при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, открытые емкости и т.п.), определяется из выражения
| m = m p + m емк + m св.окр + m пер, | (В.7) |
где m р- масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;
m емк - масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг;
m св.окр - масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг;
m пер- масса жидкости, испарившейся в окружающее пространство в случае ее перегрева, кг.
При этом каждое из слагаемых (m р, m емк, m св.окр) в формуле (В.7) определяют из выражения
| m = WF и T, | (В.8) |
где W - интенсивность испарения, кг · с-1 · м-2;
F и - площадь испарения, м2, определяемая в соответствии с В.1.3 в зависимости от массы жидкости m п, вышедшей в окружающее пространство;
Т - продолжительность поступления паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в окружающее пространство согласно В.1.3, с.
Величину m перопределяют по формуле (при Т а > T кип)
0483S10-04346
| (В.9) |
где m п - масса вышедшей перегретой жидкости, кг;
Ср - удельная теплоемкость жидкости при температуре перегрева жидкости Т а, Дж · кг-1 · К-1;
Т а - температура перегретой жидкости в соответствии с технологическим регламентом в технологическом аппарате или оборудовании, К;
Т кип- нормальная температура кипения жидкости, К;
L исп - удельная теплота испарения жидкости при температуре перегрева жидкости Т а, Дж · кг-1.
Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле (В.7) введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работы.
В.1.6 Масса m п вышедшей жидкости, кг, определяют в соответствии с В.1.3.
В.1.7 Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых выше расчетной температуры (окружающей среды) ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле
| (В.10) |
где М - молярная масса, кг · кмоль-1;
Р н - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, определяемое по справочным данным, кПа.
В.1.8 Масса паров жидкости, нагретой выше расчетной температуры, но не выше температуры кипения жидкости, определяется в соответствии с А.2.8 (приложение А).
В.1.9 Для сжиженных углеводородных газов (СУГ) при отсутствии данных допускается рассчитывать удельную массу испарившегося СУГ m СУГ из пролива, кг · м-2, по формуле
0483S10-04346
| (В.11) |
где М - молярная масса СУГ, кг · моль-1;
L исп - мольная теплота испарения СУГ при начальной температуре СУГ Тж, Дж · моль-1;
Т 0 - начальная температура материала, на поверхность которого разливается СУГ, К;
Т ж - начальная температура СУГ, К;
lтв - коэффициент теплопроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, Вт · м-1 · К-1;
- коэффициент температуропроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, м2 · с-1;
С тв - теплоемкость материала, на поверхность которого разливается СУГ, Дж · кг-1 · К-1;
rтв - плотность материала, на поверхность которого разливается СУГ, кг · м-3;
t - текущее время, с, принимаемое равным времени полного испарения СУГ, но не более 3600 с;
- число Рейнольдса;
U - скорость воздушного потока, м · с-1;
- характерный размер пролива СУГ, м;
v в - кинематическая вязкость воздуха, м2 · с-1;
lв - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт · м-1 · К-1.
Формула (В.11) справедлива для СУГ с температурой Т ж ≤ Т кип. При температуре СУГ Т ж > Т кипдополнительно рассчитывается масса перегретых СУГ m пер по формуле (В.9).
В.2 Расчет горизонтальных размеров зон, ограничивающих газо- и паровоздушные смеси с концентрацией горючего выше НКПР, при аварийном поступлении горючих газов и паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей в открытое пространство
В.2.1 Горизонтальные размеры зоны R НКПР, м, ограничивающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени (С НКПР) по ГОСТ 12.1.044, вычисляют по формулам:
- для горючих газов (ГГ):
0483S10-04346
| (В.12) |
(Измененная редакция. Изм. № 1)
- для паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ):
0483S10-04346
| (В.13) |
0483S10-04346
|
где m г- масса поступивших в открытое пространство ГГ при аварийной ситуации, кг;
rг - плотность ГГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг · м-3;
С НКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени ГГ или паров ЛВЖ, % (объемных);
К - коэффициент, принимаемый равным К = Т /3600 для ЛВЖ;
m п - масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 3600 с, кг;
rп - плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг · м-3;
Р н- давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа;
Т - продолжительность поступления паров ЛВЖ в открытое пространство, с;
М - молярная масса, кг · кмоль-1;
V 0 - мольный объем, равный 22,413 м3 · кмоль-1;
t р - расчетная температура, °С. В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в соответствующей климатической зоне или максимальную возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры t p по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61 °С.
В.2.2 За начало отсчета горизонтального размера зоны принимают внешние габаритные размеры аппаратов, установок, трубопроводов и т.п. Во всех случаях значение R НКПР должно быть не менее 0,3 м для ГГ и ЛВЖ.
