МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 4 страница

где q - расход газа, определяемый по технологическому регламенту в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., ;

T - время, определяемое по В.1.3, с;

, (В.6)

где - 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

, (В.7)

где - масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;

- масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг;

- масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг;

- масса жидкости, испарившейся в окружающее пространство в случае ее перегрева, кг.

При этом каждое из слагаемых ( ) в формуле (В.7) определяют из выражения

, (В.8)

где W - интенсивность испарения, ;

- площадь испарения, м2, определяемая в соответствии с В.1.3 в зависимости от массы жидкости , вышедшей в окружающее пространство;

T - продолжительность поступления паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в окружающее пространство согласно В.1.3, с.

Величину определяют по формуле (при )

, (В.9)

где - масса вышедшей перегретой жидкости, кг;

- удельная теплоемкость жидкости при температуре перегрева жидкости , ;

- температура перегретой жидкости в соответствии с технологическим регламентом в технологическом аппарате или оборудовании, К;

- нормальная температура кипения жидкости, К;

- удельная теплота испарения жидкости при температуре перегрева жидкости , .

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 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 M - молярная масса, ;

- 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 из пролива, , по формуле

, (В.11)

где M - молярная масса СУГ, ;

- мольная теплота испарения СУГ при начальной температуре СУГ , ;

- начальная температура материала, на поверхность которого разливается СУГ, К;

- начальная температура СУГ, К;

- коэффициент теплопроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, ;

- коэффициент температуропроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, ;

- теплоемкость материала, на поверхность которого разливается СУГ, ;

- плотность материала, на поверхность которого разливается СУГ, ;

t - текущее время, с, принимаемое равным времени полного испарения СУГ, но не более 3600 с;

- число Рейнольдса;

U - скорость воздушного потока, ;

- характерный размер пролива СУГ, м;

- кинематическая вязкость воздуха, ;

- коэффициент теплопроводности воздуха, .

Формула (В.11) справедлива для СУГ с температурой . При температуре СУГ дополнительно рассчитывается масса перегретых СУГ 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 , м, ограничивающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени ( ) по ГОСТ 12.1.044, вычисляют по формулам:

- для горючих газов (ГГ):

; (В.12)

(в ред. Изменения N 1, утв. Приказом МЧС РФ от 09.12.2010 N 643)

- для паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ):

, (В.13)

где - масса поступивших в открытое пространство ГГ при аварийной ситуации, кг;

- плотность ГГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, ;

- нижний концентрационный предел распространения пламени ГГ или паров ЛВЖ, % (объемных);

K - коэффициент, принимаемый равным K = T/3600 для ЛВЖ;

- масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 3600 с, кг;

- плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре и атмосферном давлении, ;

- давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа;

T - продолжительность поступления паров ЛВЖ в открытое пространство, с;

M - молярная масса, ;

- мольный объем, равный ;

- расчетная температура, °C. 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 по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61 °C.

В.2.2. За начало отсчета горизонтального размера зоны принимают внешние габаритные размеры аппаратов, установок, трубопроводов и т.п. Во всех случаях значение должно быть не менее 0,3 м для ГГ и ЛВЖ.

В.3. Расчет избыточного давления и импульса волны давления при сгорании смесей горючих газов и паров с воздухом в открытом пространстве

В.3.1. Исходя из рассматриваемого сценария аварии, определяют массу m, кг, горючих газов и (или) паров, вышедших в атмосферу из технологического аппарата в соответствии с В.1.3 - В.1.9.

В.3.2. Избыточное давления , кПа, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей, рассчитывают по формуле

, (В.14)

где - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

r - расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м;

- приведенная масса газа или пара, кг, рассчитанная по формуле

, (В.15)

где - удельная теплота сгорания газа или пара, ;

Z - коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который допускается принимать равным 0,1;

- константа, равная ;

m - масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.

В.3.3. Импульс волны давления i, Па x с, рассчитывают по формуле

. (В.16)

В.4. Метод расчета критериев пожарной опасности для горючих пылей

В.4.1. В качестве расчетного варианта аварии для определения критериев пожарной опасности для горючих пылей следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в горении пылевоздушной смеси участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий такого горения.

В.4.2. Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие пылевоздушные смеси, определяют, исходя из предпосылки о том, что в момент расчетной аварии произошла плановая (ремонтные работы) или внезапная разгерметизация одного из технологических аппаратов, за которой последовал аварийный выброс в окружающее пространство находившейся в аппарате пыли.

В.4.3. Расчетная масса пыли, поступившей в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле

, (В.17)

где M - расчетная масса поступившей в окружающее пространство горючей пыли, кг;

- расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;

- расчетная масса пыли, поступившей в результате аварийной ситуации, кг;

- стехиометрическая концентрация горючей пыли в аэровзвеси, ;

- расчетный объем пылевоздушного облака, образованного при аварийной ситуации, м3.

В отсутствие возможности получения сведений для расчета допускается принимать

. (В.18)

В.4.4. определяют по формуле

, (В.19)

где - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;

- доля отложенной вблизи аппарата пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. В отсутствие экспериментальных данных о величине допускается принимать ;

- масса отложившейся вблизи аппарата пыли к моменту аварии, кг.

В.4.5. определяют по формуле

, (В.20)

где - масса горючей пыли, выбрасываемой в окружающее пространство при разгерметизации технологического аппарата, кг; при отсутствии ограничивающих выброс пыли инженерных устройств следует принимать, что в момент расчетной аварии происходит аварийный выброс в окружающее пространство всей находившейся в аппарате пыли;

q - производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, ;

T - расчетное время отключения, с, определяемое в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки. Следует принимать равным времени срабатывания системы автоматики, если вероятность ее отказа 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;

- коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата. В отсутствие экспериментальных данных о допускается принимать: 0,5 - для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм; 1,0 - для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.

В.4.6. Исходя из рассматриваемого сценария аварии, определяют массу M, кг, горючей пыли, поступившей в результате аварии в окружающее пространство в соответствии с В.4.1 - В.4.5.

В.4.7. Избыточное давление для горючих пылей рассчитывают в следующей последовательности:

а) определяют приведенную массу горючей пыли , кг, по формуле:

, (В.21)

где M - масса горючей пыли, поступившей в результате аварии в окружающее пространство, кг;

Z - коэффициент участия пыли в горении, значение которого допускается принимать равным 0,1.

В отдельных обоснованных случаях величина Z может быть снижена, но не менее чем до 0,02;

- теплота сгорания пыли, ;

- константа, принимаемая равной ;

б) вычисляют расчетное избыточное давление , кПа, по формуле:

, (В.22)

где - атмосферное давление, кПа;

r - расстояние от центра пылевоздушного облака, м. Допускается отсчитывать величину r от геометрического центра технологической установки.

В.4.8. Импульс волны давления i, Па x с, вычисляют по формуле:

. (В.23)

В.5. Метод расчета интенсивности теплового излучения

В.5.1. Интенсивность теплового излучения рассчитывают для двух случаев пожара (или для того из них, который может быть реализован в данной технологической установке):

- пожар проливов ЛВЖ, ГЖ, СУГ, СПГ (сжиженный природный газ) или горение твердых горючих материалов (включая горение пыли);

- "огненный шар".

Если возможна реализация обоих случаев, то при оценке значений критерия пожарной опасности учитывается наибольшая из двух величин интенсивности теплового излучения.

В.5.2. Интенсивность теплового излучения q, , для пожара пролива жидкости или при горении твердых материалов рассчитывают по формуле