3.3.2. Аппарат с горючим газом

Массу горючего газа, выходящего наружу при полном разрушении аппарата , определяют по формуле (3.13), которая после соответствующих преобразований имеет следующий вид:

, (3.16)

где – рабочее давление среды в аппарате, Па; – производительность i-го компрессора или пропускная способность i-го трубопровода, питающего аппарат, м³/с; – плотность горючего газа при рабочей температуре среды в аппарате, кг/м³.

3.4. Определение размеров зон взрывоопасных концентраций в производственных помещениях и на открытых технологических площадках

При разливе горючих жидкостей или сжиженных горючих газов в помещении или на территории промышленной площадки происходит их испарение с образованием зон взрывоопасных концентраций (для горючей жидкости должно выполняться условие ).

Взрывоопасная смесь может занять весь объем помещения и выйти за его пределы. Взрывоопасное облако может дрейфовать по ветру на значительные расстояния до тех пор, пока оно не диффундирует в окружающую среду или не встретит на своем пути источник зажигания, воспламенивший ее. Воспламенение облака приводит к появлению опасных факторов взрыва (избыточное давление взрыва и импульс волны давления), а также пожару разлива жидкости.

Определяющими параметрами зоны взрывоопасных концентраций являются расстояния Х_НКПР, Y_НКПР и Z_НКПР (длина, ширина и высота), ограничивающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПР), которые зависят от массы, физико-химических свойств разлившихся продуктов, температуры и подвижности окружающей среды.

3.4.1. Образование зоны вок в производственном помещении

Метод расчета размера зон, ограниченных нижним концентрационным пределом распространения пламени паров, при аварийном поступлении ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей или горючих газов в производственное помещение изложен в НПБ 105-03.

Приведенные ниже расчетные формулы применяют для помещений, имеющих форму прямоугольного параллелепипеда с отношением длины к

ширине не более 5 при условии, что , где – нижний концентрационный предел распространения пламени горючего газа или пара, % (об.).

Расстояния Х_НКПР, Y_НКПР и Z_НКПР при рассчитывают по формулам:

, (3.17)

, (3.18)

, (3.19)

где K₁ – коэффициент, принимаемый равным 1,1314 для ГГ и 1,1958 для ЛВЖ; K₂ – коэффициент, принимаемый равным 1 для ГГ; для ЛВЖ K₂ = Т/3600; K₃ – коэффициент, принимаемый равным 0,0253 для ГГ при отсутствии подвижности воздушной среды; 0,02828 для ГГ при подвижной воздушной среде; 0,04714 для ЛВЖ при отсутствии подвижности воздушной среды и 0,3536 для ЛВЖ при подвижной воздушной среде; и – соответственно длина, ширина и высота производственного помещения, м; – допустимые отклонения концентраций при задаваемом уровне значимости – табличное значение (табл. 3.2) (величина уровня значимости выбирается, исходя из особенностей технологического процесса, допускается принимать , равным 0,05); – предэкспоненциальный множитель, % (об.), вычисляемый по следующим формулам:

- при отсутствии подвижности воздушной среды для ГГ

, (3.20)

- при подвижности воздушной среды для ГГ

, (3.21)

- при отсутствии подвижности воздушной среды для паров ЛВЖ

, (3.22)

- при подвижности воздушной среды для паров ЛВЖ

, (3.23)

где – масса газа или паров ЛВЖ, поступающих в объем помещения и участвующих в образовании зон взрывоопасных концентраций, кг; – концентрация насыщенных паров при расчетной температуре t_р воздуха в помещении, % (об.).

При принимают Х_НКПР = Y_НКПР = Z_НКПР = 0.

Концентрация может быть найдена по формуле

, (3.24)

где – атмосферное давление, равное 101 кПа.

Таблица 3.2

Характер распределения концентраций
Для ГГ при отсутствии подвижности воздушной среды	1,38
Для ГГ при подвижности воздушной среды	1,37
Для паров ЛВЖ при отсутствии подвижности воздушной среды	1,25
Для паров ЛВЖ при подвижности воздушной среды	1,27

Примечание. Значения допустимых отклонений концентраций при уровне значимости = 0,05.

Радиус R_б и высоту Z_б, м, зоны, ограниченной НКПР газов и паров, вычисляют исходя из значений X_НКПР, Y_НКПР и Z_НКПР для заданного уровня значимости Q.

При этом R_б > X_НКПР, R_б > Y_НКПР и Z_б > h + R_б для ГГ и Z_б > Z_НКПР для ЛВЖ (h – высота источника поступления газа от пола помещения для ГГ тяжелее воздуха и от потолка помещения для ГГ легче воздуха, м).

Геометрически зона ВОК, образованная ГГ и ограниченная НКПР, представляет собой цилиндр с основанием радиусом R_б и высотой h_б = 2R_б при R_б h и h_б = h + R_б при R_б > h, внутри которого расположен источник возможного выделения ГГ.

Геометрически зона ВОК, образованная ЛВЖ и ограниченная НКПР, представляет собой цилиндр с основанием радиусом R_б и высотой Z_б = Z_НКПР при высоте источника паров ЛВЖ h < Z_НКПР и Z_б = h + Z_НКПР при h Z_НКПР.

За начало отсчета места появления горючих паров или газов при аварии принимают внешние габаритные размеры аппаратов, установок, трубопроводов и т. п. Во всех случаях значения расстояний X_НКПР, Y_НКПР и Z_НКПР должны быть не менее 0,3 м для ГГ и ЛВЖ.