5 Устройство и расчет элементов установки противопожарной защиты парков хранения сжиженных газов
Для хранения сжиженных газов используют наземные резервуары и подземные льдогрунтовые изотермические емкости. Тип установки противопожарной защиты выбирают в зависимости от требований пожарной безопасности, которые определяют условия хранения сжиженных углеводородных газов. Для разработки эффективных мер взрывопожарной защиты важно представлять характер возникновения аварии, процесс развития пожара и последствия возможного взрыва.
При тушении пожаров сжиженных газов часто ограничиваются локализацией пожара, уменьшая объем вытекающего газа и создавая тепловую защиту технологического оборудования.
Тепловая защита наземных резервуаров достигается применением стационарной установки тепловой защиты резервуаров (ТЗР), предназначенной для охлаждения резервуаров со сжиженными газами, находящихся в пламени или в зоне опасного воздействия теплоты пожара.
Установка тепловой защиты резервуаров сжиженных углеводородных газов состоит из системы автоматического обнаружения и оповещения о пожаре, водопитателей и оборудования для подачи и распределения воды на охлажденную поверхность.
Расчет установки ТЗР проводится по следующей последовательности: определение продолжительности действия гидропневматической установки, потери напора в распредельном трубопроводе с оросителями, расхода воды и требуемые запасы воды.
1)
Определение продолжительности действия
гидропневматической установки
,
с, по номограмме, исходя из начального
давления в гидропневматической установке
(рис. 5.1).
Р
ис.
5.1 Номограмма для определения
продолжительности действия
гидропневматической установки:
l-Vo/k=12,6; 2-Vo/k-J9,0; 3-Vo/k=25,2;
4-Vo/k=3J,6;
5-Vo/k=37,9,
2) Потери напора в распределительном трубопроводе с оросителями, расположенными на линии, нормальной к его оси, определяют по формуле:
(5.1)
где g
- ускорение свободного падения,
коэффициент вихревых сопротивлений,
значение которого определяют в зависимости
от скорости движения воды на входе в
трубопровод:
-
V,м/с
0
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
1,0
1,3
1,6
1,9
2,3
3,0
Для заданного диаметра трубопровода Д и диаметра отверстия истечения оросителя do по расчетному значению напора Н определяют расход воды, л∙с-1
(5.2)
где F
- площадь выходного сечения отверстия
оросителя;
- коэффициент расхода жидкости через
ороситель, устанавливают в зависимости
от диаметра отверстия истечения do
(при расчетном напоре в трубопроводе
H,
равном 5м):
-
d0,мм
8
10
12
14
16
18
20
22
0,96
0,85
0,75
0,65
0,55
0,47
0,42
0,32
С увеличением напора воды в распределительном трубопроводе коэффициент расхода воды уменьшается по сравнению с данными, приведенными выше.
Зависимость расхода жидкости q/q* из оросителя (q - расход из оросителя при напоре H; q* - то же, при Н=5м установленного на трубопроводе диаметром 25-50мм, от напора Н в трубопроводе приведена ниже:
-
Напор Н,м
10
15
20
30
40
q/q*, для do (мм), равных:
8
0,99
0,99
0,98
0,97
0,96
10
0,99
0,98
0,96
0,95
0,94
12
0,99
0,97
0,95
0,93
0,87
20
0,99
0,96
0,92
0,85
0,70
3) На
основе продолжительности установки
определяют
требуемые запасы воды:
(5.3)
Исходные данные и варианты задания для расчёта приведены в табл. 5.1.
Таблица 5.1
Исходные данные и варианты задания
№ |
Параметр |
Обозначение параметра |
Единица измерения |
Величина параметра |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1
2
3
4
|
Начальное давление гидропневматической установке Отношение объема гидропневматической установке и проводимости системы Коэффициент, учитывающий дополнительные потери напора на трение при распределении воды по длине трубопровода Скорость движения воды на входе в трубопровод |
Р0
Vo/k
к
|
МПа
МПа0,5∙с
-
м∙с-1
|
0,4 ÷ 1,6
1,26÷37,9
3 ÷ 10,5
0 ÷ 3
|
Продолжение табл.5.1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
5 6
7
8 9
10
|
Длина трубопровода Коэффициент кинетической энергии Площадь живого сечения трубопровода Напор Диаметр выходного отверстия оросителя Площадь выходного отверстия оросителя |
l α
S0
H d0
F
|
м -
м2
м мм
м2 |
10 - 50 0,7 - 1,0
0,01 ÷ 0,1
10 ÷ 40 8 ÷ 22
10-4÷10-3 |