3. Расчет интенсивности теплового излучения огненного шара при выбросе горючих газов из резервуара
Определить интенсивность теплового излучения и время существования огненного шара при выбросе горючих газов из резервуара
|
согласно варианту задания (табл. 6). |
|
|
||||||
С |
|
|
|
|
|
Таблица 6 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исходные данные |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
Горюч й |
Расстояние, |
|
Объем |
|
Плотность |
Степень заполнения |
|
|
варианта |
газ |
|
м |
|
емкости, |
|
жидкой фазы, |
резервуара, % |
|
|
и |
|
м3 |
|
кг/м3 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
Пропан |
|
600 |
|
350 |
|
510 |
90 |
|
2 |
Метан |
|
800 |
|
300 |
|
450 |
85 |
|
3 |
Изобутан |
|
500 |
|
200 |
|
585 |
80 |
|
4 |
Бутан |
|
400 |
|
500 |
|
600 |
90 |
|
|
б |
|
|
|
||||
|
5 |
Пропан |
|
700 |
|
400 |
|
530 |
85 |
Расчет провод тся в следующей последовательности:
1. Определ ть массу горючего в огненном шаре по формуле
т = V. . ,
где V – объем резервуара, м3; – плотность жидкой фазы, кг/м3;– степень заполнения резервуара, %.
2. Рассчитать эффективный диаметр огненного шара по формуле
|
Ds = 5,33 т0.327, |
|
|
|||
где т – масса горючего вещества, кг. |
|
|
|
|
|
|
А |
||||||
3. Определить угловой коэффициент облученности по формуле |
||||||
Fq |
|
H DS |
0,5 |
|
, |
|
4[(H DS |
0,5) |
2 |
(r DS ) |
2 1,5 |
||
|
|
] |
|
|||
где Н – высота центра огненного шара, м (допускается принимать H равной |
||||||
|
Д |
|||||
Ds/2); Ds – эффективный диаметр огненного шара, м; r – расстояние от |
||||||
облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под |
||||||
центром огненного шара, м. |
|
|
|
И |
||
|
|
|
|
|||
4. Определить коэффициент пропускания атмосферы по формуле
exp[ 7,0 10 4 ( |
r 2 H 2 D |
S |
/ 2)] |
. |
|
|
|
5. Определить интенсивность теплового излучения огненного шара по формуле
q E f Fq ,
где Ef – среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м2. Ef определяют на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать Ef равным 450 кВт/м2.
56
6. Определить время существования огненного шара по формуле
|
|
|
|
|
|
|
ts = 0,92 m0,303. |
|
|
|
|
|
4. Расчет индивидуального риска при выбросе горючего газа |
||||||||
С |
|
из резервуара |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Рассчитать индивидуальный риск при выбросе пропана из шарового |
|||||||
|
резервуара согласно варианту задания (табл. 7). |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7 |
|
|
|
|
Исходные данные для расчета индивидуального риска |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
емкости |
|
|
|
|
|||
|
Но- |
|
Горю- |
Темпе- |
|
Объем |
Плотность |
Степень |
Рассто- |
Удельная |
|
мер |
|
ч й газ |
ратура, |
|
, |
жидкой |
заполнения |
яние, м |
теплота |
|
вари- |
|
|
0С |
|
3 |
фазы, |
резервуара (по |
|
сгорания, |
|
анта |
|
|
|
|
|
кг/м3 |
объему), % |
|
Дж/кг |
|
|
|
|
б |
|
|
47 106 |
|||
|
1 |
|
Пропан |
20 |
|
350 |
510 |
90 |
600 |
|
|
2 |
|
Метан |
25 |
|
300 |
450 |
85 |
800 |
50 106 |
|
3 |
|
Эт лен |
10 |
|
200 |
566 |
80 |
500 |
48 106 |
|
4 |
|
Бутан |
0 |
|
500 |
600 |
90 |
400 |
46 106 |
|
5 |
|
Пропан |
5 |
|
400 |
530 |
85 |
700 |
47 106 |
|
|
|
|
|
А |
|
|
|||
|
|
|
Анализ статистики аварий показал, что вероятность выброса пропана |
|||||||
|
из резервуара составляет 1.10-3 год-1. |
|
|
|
||||||
|
|
|
Расчет проводится в следующей последовательности: |
|
||||||
|
|
|
1. Оценить вероятности развития аварии по табл. 8: |
|
|
|||||
|
|
|
1.1. Определить вероятность сгорания паровоздушной смеси в |
|||||||
|
открытом пространстве |
с образованием |
волны избыточного |
давления |
||||||
Qс.д.=1.10-3 , умножить на соответствующую вероятность из табл. 8.
1.2. Определить вероятность образования огненного шара Qо.ш=1.10-3,
|
|
|
И |
|||
умножить на соответствующую вероятность из табл. 8. |
|
|
|
|||
1.3. Определить вероятность воспламенения пролива Q |
=1.10-3, |
|
||||
|
|
Дв.п |
|
|
||
умножить на соответствующую вероятность из табл. 8. |
|
|
|
|||
|
|
|
|
Таблица 8 |
||
Статистические вероятности различных сценариев развития аварии |
||||||
|
|
|
|
|
||
Сценарий аварии |
Вероятность |
Сценарий аварии |
Вероятность |
|
||
Факел |
0,0574 |
Сгорание облака |
|
0,1689 |
|
|
Огненный шар |
0,7039 |
Сгорание с развитием избыточного |
0,0119 |
|
||
|
|
давления |
|
|
|
|
Горение пролива |
0,0287 |
Без горения |
|
0,0292 |
|
|
Примечание. Вероятности развития аварии в остальных случаях принять равными 0.
57
2. Определить значения поражающих факторов: избыточное давление р и импульс i волны давления, интенсивность теплового излучения от огненного шара qош и время его существования ts на расстоянии 500 м по следующей методике:
2.1. Определить массу m, кг, горючих газов и (или) паров, вышедших в атмосферу из технологического аппарата.
2.2. Определить избыточное давление р, кПа, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей по формуле
р р0 ( 0,8mпр0,33 / r 3mпр0,66 / r 2 5mпр / r3 ,
где р0– атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);
r – расстоян е от геометр ческого центра газопаровоздушного облака, м; |
||
m – приведенная масса газа |
|
пара, кг, рассчитанная по формуле |
Спр |
|
|
или |
|
|
mпр |
( Qсг / Q0 )mгп Z , |
|
где Qсг – удельная теплота сгорания газа или пара, Дж/кг; Z – коэффициент, допускается пр н мать равным 0,1; Q0 – константа, равная 4,52 106 Дж/кг;
mгп – масса горюч х газов |
( ) паров, поступивших в результате аварии |
||
в окружающее пространство, кг. |
|
|
|
2.3. Определ ть мпульс волны давления i, Па.с, по формуле |
|||
|
i 123m0,66 / r |
. |
|
|
пр |
|
|
б |
|
|
|
2.4. Определить интенсивность теплового излучения от пожара пролива |
|||
на заданном расстоянии (см. п. 2. Расчет интенсивности теплового излучения |
|||
при пожарах проливов легковоспламеняющихся и горючих жидкостей). |
|||
2.5. Для поражающих факторов определяется условная вероятность |
|||
поражения человека тепловымАизлучением |
|||
|
Рr 5 0,26 lnV, |
||
|
|
|
, |
где р – избыточное давление, Па; iД– импульс волны давления, Па.с. |
|||
2.6. Определяют условную вероятность поражения человека по табл. 9. |
|||
Условная вероятность поражения человека тепловым излучением |
|||
определяется следующим образом: |
|
|
|
– рассчитывается Pr |
по формуле |
1,33 |
|
|
Рr 14,9 2,56 ln (tq |
||
|
|
И), |
|
где t – эффективное время экспозиции, с; q – интенсивность теплового излучения, кВт/м2.
– определяются соответствующие значения пробит-функции Pr:
Рrс.д , Рrо.ш , Рrп .
– определяют условную вероятность поражения человека по табл. 9.
58
Таблица 9
Значения условной вероятности поражения человека в зависимости от Pr
|
Условная |
|
|
|
|
|
|
|
Pr |
|
|
|
|
|
|
вероятность |
0 |
1 |
2 |
|
3 |
|
4 |
5 |
|
6 |
7 |
8 |
9 |
|
поражения, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
– |
2,67 |
2,95 |
|
3,12 |
|
3,25 |
3,36 |
|
3,45 |
3,52 |
3,59 |
3,66 |
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
10 |
3,72 |
3,77 |
3,82 |
|
3,90 |
|
3,92 |
3,96 |
|
4,01 |
4,05 |
4,08 |
4,12 |
|
20 |
4,16 |
4,19 |
4,23 |
|
4,26 |
|
4,29 |
4,33 |
|
4,36 |
4,39 |
4,42 |
4,45 |
|
30 |
4,48 |
4,50 |
4,53 |
|
4,56 |
|
4,59 |
4,61 |
|
4,64 |
4,67 |
4,69 |
4,72 |
|
40 |
4,75 |
4,77 |
4,80 |
|
4,82 |
|
4,85 |
4,87 |
|
4,90 |
4,92 |
4,95 |
4,97 |
|
50 |
5,00 |
5,03 |
5,05 |
|
5,08 |
|
5,10 |
5,13 |
|
5,15 |
5,18 |
5,20 |
5,23 |
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
60 |
5,25 |
5,28 |
5,31 |
|
5,33 |
|
5,36 |
5,39 |
|
5,41 |
5,44 |
5,47 |
5,50 |
|
70 |
5,52 |
5,55 |
5,58 |
|
5,61 |
|
5,64 |
5,67 |
|
5,71 |
5,74 |
5,77 |
5,81 |
|
80 |
5,84 |
5,88 |
5,92 |
|
5,95 |
|
5,99 |
6,04 |
|
6,08 |
6,13 |
6,18 |
6,23 |
|
90 |
6,28 |
6,34 |
6,41 |
|
6,48 |
|
6,55 |
6,64 |
|
6,75 |
6,88 |
7,05 |
7,33 |
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
99 |
7,33 |
7,37 |
7,41 |
7,46 |
|
7,51 |
7,58 |
|
7,65 |
7,75 |
7,88 |
8,09 |
||
|
2.7. Определяют |
ндивидуальный риск |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
QпiQ( Ai ) |
, |
|
|
|
|
||
|
|
|
А |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
где Qпi– условная вероятность поражения человека при реализации i-й |
|||||||||||||
|
ветви логической схемы; Q( |
i)– вероятность реализации в течение года i-й |
||||||||||||
|
ветви логической схемы, год-1; n – число ветвей логической схемы. |
|
||||||||||||
1.Дайте определение понятию «пожарныйДриск».
2.Дайте определение понятию «индивидуальный пожарный риск».
3.Дайте определение понятию «социальный пожарный риск».
4.Дайте определение понятию «огненный шар».И
5.Дайте определение понятию «пожар», «опасные факторы пожара».
6.Дайте определение понятию «технологический процесс».
7.Укажите, что необходимо учитывать при оценке пожарной опасности технологического процесса.
59