Прогнозирование и оценка обстановки при пожарах разлития (90

пламени пожара разлива на единичную площадку, расположенную на уровне грунта (рисунок 4), определяемый по графику на рисунке 5; qсоб - средняя по поверхности плотность потока собственного излучения пламени, кВт/м2.

Рисунок 5 – Зависимость углового коэффициента излучения φ цилиндрического пламени пожара разлития на элементарную площадку от

R/r.

Для ориентировочных расчетов можно принять следующие значения qcoб : сжиженный природный газ (метан) – от 150 до 170 кВт/м2; нефть – от 60

до 80 кВт/м2; сжиженный нефтяной газ – от 50 до 60 кВт/м2; мазут – от 50 до

70 кВт/м2; бензин – от 120 до 140 кВт/м2; керосин – от 80 до 100 кВт/м2.

Вероятность смертельного поражения человека тепловым излучением

Pпор на разных расстояниях от границы пламени можно определить из справочных данных (приложение Б), предварительно вычислив величину пробит функции по формуле (10) при τ=5 с:

21

4 Пример решения задачи по расчету размеров зоны

действия поражающих факторов при пожаре разлития

На нефтеперекачивающей станции расположен резервуар РВС-4000 в

обваловке, имеющей квадратную форму со стороной а=50 м. Высота обваловки рассчитана на удержание всего объема нефти, находящейся в резервуаре, при аварийном разлитии. Фактический объем резервуара

Vфакт = 4000 м3., диаметр резервуара равен Dрез = 22800 мм., высота резервуара равна hрез = 12000 мм., резервуар заполнен нефтью на 80 %.

Скорость ветра равна 2 м/с. Определить размеры зоны действия поражающих факторов и вероятность поражения человека тепловым излучением на разных расстояниях от границы пламени.

Решение

По условию задачи имеем: фактический объем резервуара с нефтью

Vфакт = 4000 м3, резервуар заполнен нефтью на 80 %.

1 Определяем объем ЛВЖ в емкости (V= 0,8Vфакт):

V =4000 0,8=3200 м3.

По условию при полном разрушении резервуара нефть полностью заполняет обваловку имеющую квадратную форму со стороной а=50 м.

Площадь обваловки равна (Fобв а2)

Fобв 2500м2.

22

2 Найдем геометрические размеры пламени пожара разлития, условно принимая в виде цилиндра модель развития пожара (рисунок 4).

Определяем диаметр зеркала разлива (D 4Fобв / ):

Радиус зеркала разлива r равен D/2 = 28,2 м.

Плотность паров нефти по справочным данным ρп = 9,9 кг/м3.

Из справочных данных (приложение Е) массовая скорость выгорания нефти mвыг = 0,02 кг/(м2 · с).

(Удельная массовая скорость выгорания - это масса жидкой или твердой горючей технологической среды, сгорающей в единицу времени с единицы площади, кг/(м²·с)).

Определяем безразмерную скорость ветра по формуле (7). При этом -

ускорение силы тяжести g = 9,8 м/c2, плотность пара по справочным данным

ρп=9,9 кг/м3, скорость ветра W = 2 м/c:

Wв 2 (0,02 9,8 56,4/9,9) 1/3 1,92.

Геометрические параметры факела пожара разлития находим по формуле Томаса (7). При этом из справочных данных принимаем константы

а = 55, с= - 0,21. Высота пламени пожара разлития:

L 56,5 0,37 20,9 м .

23

3 Пламя пожара разлития при расчете представляется в виде наклоненного по направлению ветра цилиндра конечного размера, косинус угла наклона пламени cos θ зависит от безразмерной скорости ветра Wв ,

найдем по формуле (6):

cos 0,75 (1,92) 0,49 0,54.

Угол наклона равен около 60о.

4 Плотность потока теплового излучения пламени пожара разлития,

падающего на элементарную площадку, найдем по формуле:

Для этого определим сначала угловые коэффициенты излучения φ по графику на рисунке 5 для различных расстояний R от центра пламени

(результаты расчетов сведены в таблицу 4), приняв линию, соответствующую

L/r = 20,9/28,2 ≈ 0,7.

Таблица 4 – Угловые коэффициенты излучения на различных расстояниях от границы зоны горения

Затем, приняв qсоб = 60 кВт/м2, по формуле (9) найдем плотность потока теплового излучения qпад на разных расстояниях от границ пламени

(таблица 5).

Таблица 5 - Плотность потока теплового излучения на различных расстояниях от границы зоны горения

24

Из результатов расчетов следует, что безопасным для человека в брезентовой одежде будет расстояние R > 84,6 метров, где плотность теплового потока qпад будет меньше 4 кВт/м2.

5 Вероятность смертельного поражения человека тепловым излучением Pпор на разных расстояниях от границы пламени из справочных данных (приложение Б), предварительно вычислив величину пробит функции по формуле (10) при τ=5 с:

Таблица 6 - Вероятность смертельного поражения человека тепловым излучением Pпор на разных расстояниях от границы пламени

Как видно из расчетов, на расстоянии 56,4 метров от границ пламени

вероятность смертельного поражения человека тепловым излучением

составит 0%.

5 Порядок выполнения самостоятельной работы

Подготовиться теоретически по следующим вопросам:

1В чем состоит опасность эксплуатации объектов осуществляющих деятельность с нефтепродуктами?

2Какие поражающие факторы имеют пожары разлития?

3Каковы критерии поражения человека тепловым потоком?

4Для чего производится прогнозирование и оценка обстановки при чрезвычайных ситуациях?

5В чем состоит оценка пожарного риска?

25

6Какие нормативно-технические и нормативно-правовые документы существуют для анализа риска возникновения аварийной ситуации на взрывопожароопасных объектах?

7В чем состоит методика расчета размеров зоны действия поражающих факторов при пожаре разлития?

Приступить к решению задачи выданной преподавателем. При этом в

соответствии с описанной методикой определить:

1)объем разлившейся жидкости;

2)площадь разлива;

3)геометрические размеры пожара (диаметр зеркала разлива, высоту пламени пожара, угол наклона пламени);

4)определить угловые коэффициенты излучения на различных расстояниях от границы зоны горения;

5)определить плотности потока теплового излучения на различных расстояниях от границы зоны горения;

6)определить безопасное расстояние от границы зоны горения;

7)определить вероятность смертельного поражения человека на

разных расстояниях от границы зоны горения по пробит функции.

Сделать вывод по результатам расчетов.

6 Вопросы для самоконтроля

1Какие объекты относятся к взрывопожароопасным?

2Что понимается под пожаром разлития?

3Дайте определение понятиям: зона горения, зона теплового воздействия, зона загазованности.

4Что понимается под плотностью теплового потока?

5От чего зависят масштабы зоны теплового воздействия?

26

6Назовите известные вам первичные средства пожаротушения.

7Назовите известные вам методы тушения пожаров разлития.

8Назовите известные вам методы определения возможных сценариев возникновения и развития аварий.

9Для определения какой величины используют пробит функцию?

10Дайте определение понятию огнестойкость.

27

Список использованных источников

1.Мастрюков, Б.С. Безопасность в чрезвычайных ситуациях : учеб.

для студ. высш. учеб. заведений / Б.С. Мастрюков. – 3-е изд., перераб. и доп.-

М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 336 с.

2.Решетников, А.В. Оценка поражающих факторов пожара разлития методом математического моделирования : дис. … канд. техн. наук

/А.В. Решетников. – М., 2003. – 127 c.

3.Розенштейн, И.М. Аварии и надежность стальных резервуаров :

монография / И.М. Розенштейн. – М. : Недра, 1995. – 253 с. - ISBN 5-247-

0355-8.

4.Руководство по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах

ирезервуарных парках. - М.: ГУГПС-ВНИИПО-МИПБ, 1999.

5.Лебедев, А.В. Методы оценки риска аварий на объектах хранения

ипереработки нефти и нефтепродуктов: автореф. дис. … канд. техн. наук /

А.В. Лебедев. – М., 1999. – 24 с.

6.Русак, О.Н. Безопасность жизнедеятельности: учебное пособие. /

О.Н. Русак, К.Р. Малаян, Н.Г. Занько. 6-е изд., – СПб.: Издательство «Лань», 2003. – 448 с., ил. – (Учебники для вузов, специальная литература). – ISBN 5- 8114-0284-8.

7. Российская Федерация. Законы. О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера : федер. закон РФ от 21.12.1994 г. N 68-ФЗ // Рос. газ. – 1994. – 24

декабря.

8. О единой государственной системе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций : Постановление Правительства РФ от

30.12.2003 г. N 794 // Рос. газ. – 2004. – 20 января.

9. Методика расчета выбросов вредных веществ в атмосферу при свободном горении нефти и нефтепродуктов : утв. Самарским обл.

28

комитетом охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ от

03.07.1996 г. : ввод в действие с 03.07.1996 г. – Режим доступа: http://www.infosait.ru/. – 10.07.2012.

10.Технический регламент о требованиях пожарной безопасности :

федер. закон РФ от 22 июля 2008 г. ФЗ от N 123-ФЗ // Рос. газ. – 2008 – 1

августа.

29

Приложение А

(справочное)

Термины и определения

1)безопасная зона - зона, в которой люди защищены от воздействия опасных факторов пожара или в которой опасные факторы пожара отсутствуют;

2)взрыв - быстрое химическое превращение среды,

сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов;

3)взрывоопасная смесь - смесь воздуха или окислителя с горючими газами, парами легковоспламеняющихся жидкостей, горючими пылями или волокнами, которая при определенной концентрации и возникновении источника инициирования взрыва способна взорваться;

4)огнестойкость - это способность строительных конструкций сопротивляться воздействию пожара в течение определенного времени при сохранении эксплуатационных функций;

5)опасные факторы пожара - факторы пожара, воздействие которых может привести к травме, отравлению или гибели человека и (или) к

материальному ущербу;

6)пожарная безопасность объекта защиты - состояние объекта защиты, характеризуемое возможностью предотвращения возникновения и развития пожара, а также воздействия на людей и имущество опасных факторов пожара;

7)пожарная опасность объекта защиты - состояние объекта защиты, характеризуемое возможностью возникновения и развития пожара, а

также воздействия на людей и имущество опасных факторов пожара;

8)пожарная сигнализация - совокупность технических средств,

предназначенных для обнаружения пожара, обработки, передачи в заданном

30