3. Исследование устойчивости работы цеха при взрыве гвс

3.1. Воздушная ударная волна

Воздушная ударная волна представляет собой область резко сжатого воздуха, распространяющегося во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Поражающее действие ударной волны определяется, главным образом, избыточным давлением в ее фронте – ΔРф. При взрыве ГВС в очаге взрыва различают три круговые зоны:

I – зона детонационной волны;

II – зона действия продуктов взрыва;

III – зона воздушной ударной волны.

Радиус зоны I – r₁ приблизительно может быть определен по формуле

, м,

где Q – количество сжатого газа (пропан, метан и т.д.) в тоннах.

Давление во фронте ударной волны этой зоны ΔРф_I = 1700 кПа.

Радиус действия зоны II – r₂ определяется по формуле

, м;

, кПа,

где r – расстояние от центра взрыва до рассматриваемой точки в метрах.

Избыточное давление в зоне III в зависимости от расстояния до центра взрыва может быть определено по нижеприведенным формулам.

Для определения ΔРф_III предварительно находят значение величины Ψ по формуле

,

где r_I – радиус зоны I;

r_III – радиус зоны III или расстояние от центра взрыва до точки, в которой нужно определить давление в кПа. Если Ψ ≤ 2, то ΔРф_III определяется по формуле

, кПа.

При Ψ ˃ 2

, кПа.

Расчет ожидаемого избыточного давления во фронте поражающего действия воздушной ударной волны:

м;

м;

;

Ψ ˃ 2, т.к. 2,59 ˃ 2, поэтому

кПа.

3.2. Оценка устойчивости цеха к воздействию ударной волны при взрыве гвс

Произведем оценку устойчивости работы цеха по производству полиэтилентерефталата, подробная характеристика которого приведена выше. Оценка устойчивости здания и технологического оборудования производится на основании таблиц приложения 2 [1], характеризующих степень разрушения зданий и элементов технологического оборудования в зависимости от избыточного давления во фронте ударной волны.

Перечень оборудования цеха и пределы устойчивости его элементов приведены в таблице 1.

Из приведенных данных в таблице 1 следует, что предел устойчивости (верхняя граница зоны слабых разрушений) для здания цеха - 30 кПа, для производственного оборудования - 25 кПа, т.е. как у здания цеха, так и почти у всех элементов технологического оборудования он выше, чем давление во фронте ударной волны от взрыва ГВС, равного 11,23 кПа. Исключение составляют пульт управления и контрольно-измерительная аппаратура, предел устойчивости которых 15 кПа. Однако ряд элементов оборудования цеха получит слабые разрушения, к ним относятся: контрольно-измерительная аппаратура, пульт управления автоматической системой, отдельно стоящие распределительные электрические щиты.

Здание цеха достаточно прочное, практически никаких разрушений не получит, за исключением разрушения остекления, которое относится к повреждениям.

3.3. Мероприятия по повышению устойчивости работы цеха

1. С целью предотвращения поражения персонала цеха осколками стекла и повреждения ими отдельных элементов технологического процесса необходимо с внутренней стороны остекления здания установить металлическую сетку или заменить обычное остекление на армированное.

2. Укрепить легкие деревянные перегородки в административно-бытовых помещениях.

3. Закрыть металлическими кожухами плавильник, автоклав, конденсатор, нагреватель, гомогенизатор, сушилку.

4. Контрольно-измерительную аппаратуру и пульт управления автоматизированной системой поместить в закрытые металлические шкафы.

5. Создать запас электроизмерительных и осветительных приборов и блоков для системы автоматического управления.

6. Предусмотреть возможность перехода на ручное управление процессом производства.

7. Создать необходимые запасы пленки для временного закрытия окон при разрушении остекления.