4.4.3 Выбор физико-математических моделей и методов расчета вероятных зон поражающих факторов

4.4.3.1 Факельное горение

Для расчета интенсивности теплового излучения при факельном горении горючего газа принят метод, изложенный в приложении к приказу МЧС от 10.07.2009 № 404 «Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах» [4];

Длина факела не зависит от направления газосброса и скорости ветра и описывается следующими зависимостями:

Длина факела L_F, м, при струйном горении определяется по формуле:

, (11)

где K - эмпирический коэффициент, который при истечении сжатых газов принимается равным 12,5;

G - расход продукта, кг/с, рассчитывается по формуле (10);

Ширина факела D_F, м, при струйном горении определяется по формуле:

, (12)

Интенсивность теплового излучения q, кВт/м² для факельного горения определятся по формуле:

, (13)

где - среднеповерхностная интенсивность теплового излучения пламени, равный 200 кВт/м²;

- угловой коэффициент облученности;

 - коэффициент пропускания атмосферы.

Угловой коэффициент облученности F_q определяется по формуле:

, (14)

где F_V, F_H - факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок соответственно, которые определяются по формулам:

, (15)

, (16)

, (17)

, (18)

, (19)

, (20)

где r - расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта, м;

d принимается равным D_f, м;

H принимается равным L_f, м.

Коэффициент пропускания атмосферы  для пожара пролива определяется по формуле:

(21)

В таблице 18 представлена предельно допустимая интенсивность теплового излучения.

Таблица 18 – Предельно допустимая интенсивность теплового излучения пожаров проливов [26]

Степень поражения	Интенсивность теплового излучения, кВт/м2
Без негативных последствий в течение длительного времени Безопасно для человека в брезентовой одежде	1,4 4,2
Непереносимая боль через 20÷30 с Ожог 1-й степени через 15÷20 с Ожог 2-й степени через 30÷40 с Воспламенение хлопка-волокна через 15 минут	7,0
Непереносимая боль через 3÷5 с Ожог 1-й степени через 6÷8 с Ожог 2-й степени через 12÷16 с	10,5
Воспламенение древесины с шероховатой поверхностью (влажность 12%) при длительности облучения 15 минут	12,9
Воспламенение древесины, окрашенной масляной краской по строганной поверхности; воспламенение фанеры	17,0

Пример расчета параметров факельного горения на примере блока № 2 (частичная разгерметизация ресивера):

Расход водорода рассчитывается по формуле (10):

Длина факела рассчитывается по формуле (11):

L_f =12,5·0,275^0,4=7,46, м;

Диаметр факела рассчитывается по формуле (12):

D_f =0,15·7,46=1,12, м;

h= 2·7,45/1,12=13,33;

S=2·2,5/1,12=4,46;

В=(4,46²+1)/(2·4,46)=2,34;

А=(13,33²+4,46²+1)/(2·4,46)=22,26;

факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадки соответственно, определяются по формулам (15) и (16):

угловой коэффициент облученности определяется по формуле (14):

коэффициент пропускания атмосферы по формуле (21):

Интенсивность теплового излучения по формуле (13):

Результаты остальных расчетов по всем блокам приведены в таблице 19 и 20.

Таблица 19– Параметры факела

Наименование блока	Длина факела, м	Максимальная ширина факела, м
Частичная разгерметизация
Блок № 1	2,02	0,30
Блок № 2	7,46	1,12
Полная разгерметизация
Блок № 1	16,28	2,45

Таблица 20− Зон воздействия теплового излучения при факельном горении

Интенсивность теплового излучения, кВт/ [14]	4,2	7,0	10,5	12,9	17
Блок № 1 (трубопровод)
Радиус поражения при полной разгерметизации, м	12	10	8	6	4
Блок № 1 (трубопровод)
Радиус поражения при частичной разгерметизации, м	1,8	1,3	1	0,8	0,5
Блок № 2 (ресивер)
Радиус поражения при частичной разгерметизации, м	5,8	5	4,5	3,5	2,5

Радиусы смертельной и безопасной зоны по действию теплового излучения представлены на рисунках А.1, А.2 и А.5 приложения А.