КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ для студентів всіх спеціальностей і форм навчання Затверджено


НазваКОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ для студентів всіх спеціальностей і форм навчання Затверджено
Сторінка15/24
Дата14.03.2013
Розмір3.32 Mb.
ТипКонспект
bibl.com.ua > Право > Конспект
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   24

Розрахунок критеріїв вибухопожежної небезпеки приміщень.


  1. При визначенні критеріїв вибухопожежної небезпеки як розрахунковий слід вибирати найбільш несприятливий варіант аварії або період нормальної роботи апаратів, при якому у вибуху бере участь найбільша кількість речовин чи матеріалів, які є найнебезпечнішими щодо наслідків такого вибуху.

  2. Кількість речовин, що надійшли у приміщення, які здатні утворювати вибухонебезпечні газоповітряні або пароповітряні суміші, визначається виходячи з таких передумов:

а) виникає розрахункова аварія одного з апаратів згідно з пунктом 1;

б) увесь вміст апарата надходить у приміщення;

в) виникає одночасно витік речовин з трубопроводів, які живлять апарат по прямому і зворотному потоках протягом часу, що необхідний для відключення трубопроводів.

Розрахунковий час відключення трубопроводів визначається у кожному конкретному випадку, виходячи з реальної обстановки, і повинен бути мінімальним з урахуванням паспортних даних на запірні пристрої, характеру технологічного процесу і виду розрахункової аварії. Розрахунковий час відключення трубопроводів слід приймати рівним:

  • часу спрацювання системи автоматики відключення трубопроводів

  • згідно з паспортними даними установки, якщо ймовірність відмови системи автоматики не перевищує 10-6 на рік або забезпечено резервування її елементів (але не більше 3 с);

  • 120 с, якщо ймовірність відмови системи автоматики перевищує 10-6 на рік і не забезпечено резервування її елементів;

- 300 с у разі ручного відключення.

Не допускається використання технічних засобів для відключення трубопроводів, для яких час відключення перевищує вищенаведені значення.

Під часом спрацювання і часом відключення слід розуміти проміжок часу від початку можливого надходження горючої речовини з трубопроводу (перфорація, розрив, зміна номінального тиску тощо) до повного припинення надходження газу або рідини у приміщення. Швидкодійні клапани-відсікачі повинні автоматично перекрити подачу газу чи рідини в разі порушення електропостачання.

У виняткових випадках у встановленому порядку допускається перевищення наведених значень часу відключення трубопроводів спеціальним рішенням відповідних міністерств та відомств при узгодженні з органами Держнаглядохоронпраці України.

г) виникає випаровування з поверхні рідини, що розлилася. Площа випаровування при розливі на підлогу визначається (в разі відсутності довідкових даних), виходячи з розрахунку, що 1 л сумішей і розчинів, які містять 70%, та менше (за масою) розчинників, розливається на площі 0,5 м2, а решта рідин - на 1 м2 підлоги приміщення;

д) виникає випаровування рідини з ємностей, які експлуатуються з відкритим дзеркалом рідини, та із свіжопофарбованих поверхонь;

е) тривалість випаровування рідини приймається рівною часу її повного випаровування, але не більше 3600 с.

  1. Кількість пилу, який може утворювати вибухонебезпечну суміш, визначається з таких передумов:

а) розрахунковій аварії передувало пилонакопичення у виробничому приміщенні, що виникає в умовах нормального режиму роботи (наприклад, внаслідок пиловиділення з негерметичного виробничого обладнання);

б) під час розрахункової аварії виникла планова (ремонтні роботи) або раптова розгерметизація одного з технологічних апаратів, через що стався аварійний викид у приміщення усього пилу, що був в апараті.

  1. Вільний об'єм приміщення визначається як різниця між об'ємом приміщення та об'ємом, що займає технологічне обладнання. Якщо вільний об'єм приміщення визначити неможливо, його допустимо умовно приймати 80% геометричного об'єму приміщення.

Розрахунок надмірного тиску вибуху для горючих газів, парів легкозаймистих та горючих рідин.

  1. Надмірний тиск вибуху Р для індивідуальних горючих речовин, що складаються з атомів С, Н, О, N. СІ, Вг, І, Р, визначається за формулою:

(3)

Рmax - максимальний тиск вибуху стехіометричної газоповітряної та пароповітряної суміші у замкнутому об'ємі, що визначається експериментально або за довідковими даними, в разі відсутності даних допускається приймати Рmax рівним 900 кПа;

Po - початковий тиск, кПа (допускається приймати рівним 101 кПа);

m - маса горючого газу (ГГ) або парів легкозаймистих (ЛЗР) і горючих рідин (ГР), кг, що вийшли у результаті розрахункової аварії у приміщення; яка обчислюється для ГГ за формулою (3), а для парів ЛЗР та ГР за формулою (5);

z - коефіцієнт участі пального у вибуху, який може бути розрахований за характером розподілення газів і парів в об'ємі приміщення. Допускається приймати значення z за таблицею 1;

Vв - вільний об'єм приміщення, м3;

г,п - густина пари чи газу, кг/м3;

Сст - стехіометрична концентрація, ГГ або парів ЛЗР і ГР, % (об.), що розраховується за формулою

(4)

де - - стехіометричний коефіцієнт кисню в реакції горіння;

nс , nн , no, nx - кількість атомів С, Н, О і галоїдів у молекулі пального;

KH - коефіцієнт, який враховує негерметичність приміщення і неадіабатичність процесу горіння (допускається приймати КH рівним 3).

Таблиця 1.

Значення коефіцієнта KH, який враховує негерметичність приміщення і неадіабатичність процесу горіння

Вид горючої речовини


Значення коефіціента z


Горючі гази.

Легкозаймисті і горючі рідини, що нагріті до температури спалаху та вище.

Легкозаймисті і горючі рідини, що нагріті нижче температури спалаху, за наявності можливості утворення аерозолю.

Легкозаймисті і горючі рідини, що нагріті нижче температури спалаху, за відсутності можливості утворення аерозолю.

0,5

0,3

0,3

0

  1. Розрахунок Р для індивідуальних речовин, крім тих, які складаються з атомів С, Н, О, N, СІ, Вг, І, Р, а також для сумішей визначається за формулою (5):

(5)

де НТ - теплота згоряння, Дж/кг;

п - густина повітря до вибуху при початковій температурі То, кг/м3;

Сp - теплоємність повітря Дж/кгК (допускається приймати рівною 1,01 103 Дж/кгК);

To - початкова температура повітря, К.

  1. У випадку обертальності у приміщенні горючих газів, легкозаймистих або горючих рідин при визначенні значення маси m, що входить до формули (3), допускається враховувати роботу аварійної вентиляції, якщо вона забезпечена резервними вентиляторами, автоматичним пуском у разі перевищення гранично допустимої вибухобезпечної концентрації та електропостачанням за першою категорією надійності за ПУЕ, за умови розташування пристроїв для видалення повітря з приміщення в безпосередній близькості від місця можливої розрахункової аварії.

При цьому масу m горючих газів або парів легкозаймистих або горючих рідин, нагрітих до температури спалаху і вище, що надійшли до об'єму приміщення, слід розділити на коефіцієнт К, що визначається за формулою

, (6)

де А - кратність повітрообміну, що створюється аварійною вентиляцією, 1/с;

t - тривалість надходження горючих газів і парів легкозаймистих і горючих рідин до об'єму приміщення, с (приймається за пунктом 2).

  1. Маса m (кг) газу, що надійшов в приміщення при розрахунковій аварії, визначається за формулою

, (7)

де Vап - об'єм газу, що вийшов з апарата, м3;

Vт - об'єм газу, що вийшов з трубопроводів, м3.

При цьому

, (8)

де Р1 - тиск в апараті, кПа;

V- об'єм апарата, м3.

(9)

V1T - об'єм газу, що вийшов з трубопроводу до його відключення, м3;

V2T -об'єм газу, що вийшов з трубопроводу після його відключення, м3;

(10)

де q - витрата газу, яка визначається залежно від тиску у трубопроводі, його діаметра, температури газового середовища тощо, м3/с;

t - час відключення трубопроводів за пунктом 2, с.

, (11)

де P2 - максимальний тиск газу у трубопроводі відповідно до технологічного регламенту, кПа;

r - внутрішній радіус трубопроводів, м;

L - довжина трубопроводів від аварійного апарата до засувок, м.

  1. Маса парів рідини m, що надійшли у приміщення за наявності декількох джерел випаровування (поверхня розлитої рідини, поверхня, на яку нанесли цю рідину, відкритий посуд чи ємності та ін.), визначається за виразом

(12)

де mp - маса рідини, що випарилася з поверхні розливу, кг;

mємн. - маса рідини, що випарилася з поверхонь відкритих ємностей, кг:

mсв.п.- маса рідини, що випарилася з поверхонь, на яку нанесено склад, що застосовується, кг.

При цьому кожний з додатків у формулі (12) визначається за формулою

, (13)

де W - інтенсивність випаровування, кг/см2;

Fв - площа випаровування, м2 , яка визначається згідно з пунктом 2 залежно від маси рідини mп, що надійшла у приміщення.

Якщо аварійна ситуація пов'язана з можливим надходженням рідини у розпиленому стані, тоді вона повинна бути врахована у формулі (12) введенням додатку, що враховує загальну масу рідини, яка надійшла від розпилюючих пристроїв, виходячи з тривалості їх роботи.

  1. Маса mп (кг) рідини, що надійшла у приміщення, визначається за пунктом 2.

  2. Інтенсивність випаровування W визначається за довідковими та експериментальними даними. Для ЛЗР за відсутності даних допускається розраховувати W за формулою

(14)

де - коефіцієнт, що приймається за таблицею 7 Додатку, залежно від швидкості і температури повітряного потоку над поверхнею випаровування;

М - молекулярна маса;

Рн - тиск насичених парів при розрахунковій температурі рідини, який визначається за довідковими даними, кПа .

4. Оцінка стійкості роботи ОГД внаслідок вибуху газоповітряної суміші.

В ході досліджень необхідно, керуватися наступними положеннями:

а) оцінка стійкості елементів об’єкта проводиться до дії кожного уражаючого фактора окремо;

б) всі елементи об’єкта підлягають дії, вражаючих факторів одночасно і в однаковій мірі;

в) дослідження доцільно проводити для найнесприятливіших умов.

Це дозволяє визначити максимальні значення параметрів вражаючих факторів та доцільну межу підвищення стійкості роботи ОГД. Розглянемо методику оцінки стійкості до кожного уражаючого фактора.

Методика оцінки стійкості об’єкту (цеху) до дії світлового (теплового) випромінювання

Як показник стійкості об’єкта до дії світлового випромінювання приймається максимальне значення світлового імпульсу, при якому ще не починається запалювання елементів об’єкту і виникнення пожеж. Це значення світлового імпульсу і вважається межею стійкості об’єкту до світлового випромінювання – Іlim (кДж/м2).

Послідовність оцінки стійкості ОГД до світлового випромінювання:

- визначається максимальне значення очікуваного світлового (теплового) імпульсу;

- визначаються ступінь вогнестійкості будівель і споруд з врахуванням їх характеристики;

- визначаємо категорію пожежонебезпечності цеху;

- визначаєм пожежну обстановку в цеху, тобто при яких світлових імпульсах можливе спалахування окремих елементів цеху ;

- визначаєм межу стійкості цеху (І lim) для найбільш уразливих елементів цеху, у якого мінімальна межа стійкості;

- порівнюємо межу стійкості цеху з максимальним значенням очікуваного світлового імпульса.

Якщо Іlim ≥ Іmax то цех (об’єкт) стійкий до світлового випромінювання.

Якщо Іlim ‹ Іmax то цех (об’єкт) не стійкий до світлового випромінювання.

З результатів досліджень і оцінки пожежної обстановки робляться висновки і пропозиції з підвищенням стійкості об’єкту до світлового випромінювання.

У висновках вказуються:

- межа стійкості об’єкту до світлового (теплового) випромінювання;

- очікуваний на об’єкті максимальний світловий (теплового) імпульс.

- найбільш небезпечні в пожежному значенні елементи об’єкту

і можлива пожежна обстановка на об’єкті .

На основі зроблених висновків розробляються конкретні заходи щодо підвищення протипожежної стійкості об'єкту .

Методика оцінки стійкості до дії ударної хвилі

Як показник стійкості інженерно-технічного комплексу до дії ударної хвилі приймається таке значення надлишкового тиску, при якому будівлі, споруди і обладнання зберігається або отримають такі руйнування, які можливо відновити в короткі терміни. Це значення надлишкового тиску прийнято вважати межею стійкості об’єкту до впливу ударної хвилі – ΔPФlim, кПа.

Послідовність оцінки:

- визначається ΔPФmax, кПа – максимальне очікуване значення надлишкового тиску;

- знаючи характеристику основних елементів об'єкту /цеху, дільниць/, від яких залежить випуск запланованої продукції, починають дослідження стійкості кожного елемента;

  1. всі основні елементи кожного цеху, дільниці або окремої споруди заносять в спеціальну таблицю;

  2. на основі вивчення проектно-будівельної та технологічної документації складають і заносять в ту ж таблицю коротку характеристику кожного досліджуваного елемента;

- визначаються при яких значеннях надлишкового тиску (ΔPФ) досліджувані елементи отримають слабкі, середні, сильні та повні руйнування;

- аналізуючи заповнену таблицю, визначимо межу стійкості найбільш уразливого елемента цеху;

- порівнюємо загальну межу стійкості цеху ΔP lim з максимальним значенням очікуваного надлишкового тиску ΔPФmax;

Якщо ΔPФlim ≥ ΔPФmax, то цех (об’єкт) стійкий до ударної хвилі.

Якщо ΔPФlim ‹ ΔPФmax, то цех (об’єкт) не стійкий .

На основі аналізу результатів оцінки стійкості по кожному цеху, дільниці, системі і об’єкту в цілому робляться висновки і заходи, в яких вказуються:

  • межу стійкості об’єкту;

  • найбільш уразливі елементи цеху (об’єкту);

  • характер і ступінь руйнувань, очікуваних на об’єкті від ударної хвилі при ΔPФmax і можливі збитки;

  • межу доцільного підвищення стійкості найбільш уразливих елементів цеху (об’єкту);

  • заходи із підвищення межі стійкості об’єкту до дії ударної хвилі.

5. Методи розрахунку характеристик зон ураження (радіусів зон руйнувань) при вибухах конденсованих речовин, газоповітряних, паливно-повітряних сумішей у відкритому та замкнутому просторі.

Однією із причин виробничих аварій і катастроф є вибухи, які на промислових підприємствах супроводжуються обвалом і деформаціями споруд, пожежами, виходами з ладу енергосистем.

Найчастіше спостерігаються вибухи котлів в котельнях, газів, апаратів, продукції і напівфабрикатів на хімічних підприємствах, парів бензину і інших складових палива, лако-фарбовових розчинників, нерідкі випадки вибуху побутового газу.

Причинами вибухів газу, промислового (вугільного, дерев'яного пилу, газоповітряних сумішей) є відкритий вогонь, електрична іскра, в тому числі від статичної електрики.

Уражаючим фактором любого вибуху є ударна хвиля. Дія ударної хвилі на елементи споруд характеризуються складним комплексом навантажень: прямий тиск, тиск відбиття, тиск обтікання, тиск затікання, навантаження від сейсмовибухових хвиль.

Дію ударної хвилі прийнято оцінювати надлишковим тиском у фронті ударної хвилі Р (кПа).

Як відомо, аварії на об'єктах з вибухонебезпечними технологіями можуть призвести до витікання в атмосферу газоподібних або розріджених вуглеводневих продуктів. При змішуванні вуглеводневих продуктів з повітрям утворюються вибухо- або пожежонебезпечні суміші - газоповітряні суміші (ГПС). Найбільш вибухо- і пожежонебезпечними є суміші з повітрям вуглеводневих газів: метану (СН4) пропану (С3Н8), бутану (С4Н10) та ін. Розрахунок точного значення надлишкового тиску при вибуху газоповітряної суміші (ГПС) в цьому випадку є надзвичайно складний. Це пов’язано з невизначинністю багатьох факторів, які впливають на утворення хмари суміші, це – напрямок і швидкість руху повітря при даній щільності забудови, стан турбулентності атмосфери, температура і вологість повітря і т.п. Тому можна говорити лише про оціночний характер розрахунків.

Одна з методик полягає у оцінці значення надлишкового тиску вибухової хвилі, яка виникає при вибуху суміші повітря з вуглеводневими газами: метаном, пропаном, бутаном, етиленом, пропіленом і т.п.

При вибуху газоповітряної суміші виділяють три зони (див. рис. 1. у Додатку):

1. Зона детонаційної хвилі з постійним значенням надлишкового тиску ΔРІ = 1700 кПа і радіусом

м, (13)

де m – маса газу, що вибухнув (т);

2. Зона дії продуктів вибуху з радіусом

м, (14)

надлишковий тиск в межах зони визначається згідно формули:

кПа, (15)

де r – відстань від епіцентру вибуху до даного об’єкту, що розташований у зоні. Надлишковий тиск у цій зоні змінюється в межах: від 1350 кПа до 300кПа.

3. Зона повітряної ударної хвилі (ПУХ). Значення надлишкового тиску у цій зоні визначається з наступних формул:

при Ψ ≤ 2 , кПа, (16)

при Ψ > 2 , кПа, (17)

де - допоміжний коефіцієнт (18)

Дана методика придатна для розрахунку значення надлишкового тиску в першій та другій зонах при вибуху газоповітряної суміші з масою газу, що перевищує 100 т. При меншій масі газу рекомендується використовувати формули для звичайних тротилових зарядів, або графічну залежність L(м) від маси продукту Q(т) (Додаток, рис.1 ).

Для визначення надлишкового тиску у фронті ударної хвилі при вибуху тротилу рекомендується використовувати формулу академіка М.А.Садовського

, кПа (19)

де m – маса тротилового заряда.

Очевидно, що дану формулу можна використовувати і при вибуху конденсованих вибухових речовин типу тротила.

Від впливу ударної хвилі на будови і споруди можуть утворитися різні ступені руйнувань. В залежності від величини надмірного тиску можуть виникнути повні, сильні, середні та слабкі руйнування, характеристика яких відображена у таблиці (Додаток, табл.6.).

Для більш детального прогнозування пошкоджень окремих об’єктів або їх елементів треба користуватися таблицею (Додаток, табл.4 ). Людина також зазнає ушкоджень від впливу ударної хвилі ((Додаток, табл.5 ).

6. Противибуховий та протипожежний захист ОГ, основні заходи захисту від техногенних вибухів та пожеж.

Пожежі і вибухи призводять до значних матеріальних втрат, часто викликають тяжкі травми, а іноді і смерть людей. Тому в усіх розвинутих країнах існує система державних заходів боротьби з вогнем, яка здійснюється на стадії проектування, будівництва і експлуатації будівель і споруд. При розробці генеральних планів промислових підприємств поряд із забезпеченням найбільш сприятливих умов для виробничого процесу на підприємстві, раціонального використання земельних ділянок і найбільшої ефективності капіталовкладень необхідно:

– витримати безпечні відстані від промислових підприємств до житлових і громадських будівель;

– витримати розриви між будівлями і спорудами, які передбачені протипожежними нормами;

– об'єднати в окремі комплекси (зони) споріднені за функціональним призначенням або ознакою пожежної небезпеки виробничі будівлі і споруди;

– розташувати будівлі з урахуванням рельєфу місцевості і напрямку вітрів;

– забезпечити територію підприємства дорогами і необхідною кількістю в’їздів.

Розробляючи генеральні плани населених пунктів, поряд із створенням сприятливих умов для праці і побуту людей, необхідно передбачити:

– забезпечення санітарних і протипожежних розривів від промислових підприємств і великих складів;

– дотримання мінімально допустимих відстаней між житловими і громадськими будівлями;

– забезпечення проїздів і під'їздів для пожежних автомобілів до будівель і споруд, до водосховищ та гідрантів;

– розміщувати депо, виходячи з умов своєчасного прибуття пожежних частин для гасіння пожеж до всіх будівель і споруд у місті.

Додатки

Таблиця 1.

Коефіцієнт Кф горючих речовин

Вид палива

Бензин

Гас

Дизельне паливо

Мазут

Нафта

Кф·10-4

6,57

4,57

5,05

2,02

2,25


Таблиця 2.

Уражаюча дія теплових імпульсів

Ступінь опіку

людини

Тепловий імпульс кДж/м2

Матеріал

Тепловий імпульс спалахування, кДж/м2

Легкий

Середній

Тяжкий Смертельний

80-100

100-400

400-600 Понад 600

Дошки темні, гума

Стружка, папір

Брезент

Дерево сухе

Крони дерев

Покрівля (руберойд)

Деревно-стружкова плита

250-400

330-500

420-500

500-670

500-750

580-810

150-200


Таблиця 3.

Вагова швидкість вигоряння W (кг/м2хв)

паперу

0,48

карболіту

2,0

каучуку

0,8

полістиролу

0,45

оргскла

0,96

гуми

0,67

текстоліту

0,4

бензину

2,9

ацетону

2,83

гасу

2,9

нафти

2,2

кіноплівки

70

толю

0,24

деревини соснової

0,9




Рис.1. Зонування території при вибуху ГПС.
Рис. 2. Взаємозалежність критерія щільності теплового потоку і відстані при пожежі.
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   24

Схожі:

Конспект лекцій для студентів усіх спеціальностей денної та заочної форм навчання
Гуць В. С., Володченкова Н. В., Основи охорони праці: Конспект лекцій для студентів усіх спеціальностей денної та заочної форм навчання....
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ для студентів економічних спеціальностей усіх форм навчання
Проектний аналіз : конспект лекцій / укладачі: О. І. Карпіщенко, О. О. Карпіщенко. – Суми : Сумський державний університет, 2012....
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ для студентів освітнього рівня «бакалавр»
Конспект лекцій»: Навчально-методичний посібник для студентів галузі знань (0305) «Економіка і підприємництво», напрямів підготовки...
ІСТОРІЯ УКРАЇНИ Конспект лекцій для студентів технічних спеціальностей
України. / Г. Ю. Каніщев, Ю.І. Кисіль, В. О. Малишев, Г. Г. Півень, О. А. Яцина. – Конспект лекцій для студентів технічних спеціальностей....
Курс лекцій Для студентів денної і заочної форми навчання Всіх спеціальностей університету
ТЕМА ІНТЕЛЕКТУАЛЬНА ВЛАСНІСТЬ ЯК ПРАВО НА РЕЗУЛЬТАТИ ТВОРЧОЇ ДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ
КУРС ЛЕКЦІЙ для студентів спеціальностей 091700 «Технологія зберігання,...
«Технологія зберігання, консервування та переробки молока» і «Технологія жирів і жирозамінників» напряму 0917 «Харчова технологія...
РЕДАКЦІЙНО-ВИДАВНИЧИЙ ВІДДІЛ
Економічна теорія. Конспект лекцій для студентів технічних спеціальностей денної та заочної форми навчання – Луцьк: ЛНТУ, 2011. –...
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ для курсантів/слухачів очної та заочної форм навчання...
Бізнес-планування зовнішньоекономічної діяльності авіаційного підприємства: Комплекс навчально-методичного забезпечення частина 1:...
Закон діючих мас 7
Методичні вказівки до лабораторної роботи з курсу “загальна хімія” для студентів І-го курсу всіх спеціальностей денної та заочної...
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ для студентів галузі знань 0305 «Економіка і підприємництво»
Економіка і підприємництво», напрямів підготовки «Фінанси і кредит», «Облік і аудит», «Управління персоналом та економіка праці»,...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
Головна сторінка