7.3.2.2. Методика расчета систем аварийного стравливания

С учетом законов истечения газа через отверстия и насадки общее время опорожнения аппарата _вып может быть выражено суммой времени выполнения операции по прекращению подачи продукта в аппарат и включение выпускной линии _оп, времени выпуска газа в критическом ре- жиме истечения (начало процесса) и времени выпуска газа в докритическом режиме истечения (конец процесса). Это суммарное время должно быть не более допустимой продолжительности аварийного выпуска , т.е.

. (7.13)

Общее количество газа в аппарате составит

. (7.14)

Критический режим истечения при аварийном выпуске газа сохраняется при снижении давления в аппарате от начального р_ап до критического р_кр, после чего наступает докритический режим. Следовательно, объем газа, выходящего в докритическом режиме, будет равен

. (7.15)

В критическом режиме

. (7.16)

Так как давление в опорожняемом аппарате непрерывно изменяется, за расчетное приближенно можно принять среднее давление для соответствующего периода:

, (7.17)

. (7.18)

При указанных допущениях время истечения газа определяется по формулам:

, (7.19)

. (7.20)

Критическое давление и скорости истечения газа определяются по формулам, приведенным в гл. 3 учебника [2].

Минимальная высота выброса (свечи), исходя из условия обеспечения эффективного рассеивания (максимальная приземная концентрация горючего газа не превышает 20% НКПР), определяется по формуле

, (7.21)

где – минимальная высота выброса (свечи), м; М – массовый расход сбрасываемых газов, г/с; d – диметр сбросного патрубка, м; V – объемный расход сбрасываемого газа при нормальном давлении, м³/с; – нижний концентрационный предел распространения пламени, г/м³; – плотность сбрасываемого газа и окружающего воздуха соответственно, кг/м³.

Величина приземной концентрации горючего газа на различных расстояниях от сбросной трубы определяется по формуле

, (7.22)

где – приземная концентрация горючего газа, выбрасываемого из сбросной трубы, г/м³; Х – горизонтальное расстояние от сбросного патрубка до места, в котором определяется концентрация, м; h – высота сбросного патрубка, м.

Величина максимальной приземной концентрации горючего газа определяется по формуле

, (7.23)

где – максимальная приземная концентрация горючего газа выбрасываемого из сбросной трубы, г/м³.

Расстояние, на котором наблюдается максимальная приземная концентрация, оценивается по формуле

, м. (7.24)

Скорость выхода горючего газа из сбросного патрубка рекомендуется принимать 80 м/с. Опасной зоной считается окружность радиусом .

7.3.2.3. Меры обеспечения пожарной безопасности систем аварийных выпусков

Факельную установку следует размещать с учетом розы ветров, минимальной длины факельных коллекторов (трубопроводов) преимущественно в местах, граничащих с ограждением предприятия.

Расстояния между факельным стволом и другими объектами предприятия определяют с учетом допустимой плотности теплового потока [5, 6] и требований противопожарных норм и правил. При этом материалы оборудования и сооружений, находящихся в зоне теплового воздействия, должны быть огнестойкими.

Конструкция факельной установки должна предусматривать наличие факельного ствола, оснащенного оголовком и газовым затвором, средств контроля и автоматизации, дистанционного электрозапального устройства, подводящих трубопроводов топливного газа и горючей смеси, дежурных горелок с запальниками. При необходимости факельная установка оснащается сепаратором, гидрозатвором, огнепреградителем (при сбросе ацетилена), насосами и устройством для отвода конденсата.

Для предупреждения образования в факельной системе взрывоопасной смеси предусматривают непрерывную подачу продувочного (топливного или инертного) газа в начало факельного коллектора. В случае прекращения подачи топливного газа должна быть обеспечена автоматическая подача инертного газа.

Содержание кислорода в продувочных и сбрасываемых газах и парах, в том числе сложного состава, не должно превышать 50 % минимального взрывоопасного содержания кислорода в возможной смеси с горючим. При сбросах водорода, ацетилена, этилена и окиси углерода и смесей этих быстрогорящих газов содержание кислорода в них должно составлять не более 2 % объемных. При этом запрещается направлять в факельную систему вещества, взаимодействие которых может привести к взрыву (например, окислитель и восстановитель).

В газах и парах, сбрасываемых в общую и отдельную факельные системы, не должно быть капельной жидкости и твердых частиц. Для этих целей в границах технологической установки устанавливают сепараторы (см. рис. 7.5, 7.6).

Коллекторы и трубопроводы факельных систем оборудуются тепловой изоляцией и (или) на них должны быть установлены обогревающие спутники для предотвращения конденсации и кристаллизации веществ в факельных системах.

Факельные установки должны быть обеспечены первичными средствами пожаротушения в соответствии с требованиями ППБ 01-03.