ПБ 08-342-00 стр.6 1

 

 

 

 

 


Приложение 1

Общие принципы количественной оценки взрывоопасности технологических объектов (стадий, блоков)

Условные сокращения и обозначения

Принятые сокращения:

ПГФ — парогазовая фаза

ЖФ — жидкая фаза

АРБ — аварийная разгерметизация блока.

Обозначение параметра-символа одним штрихом соответствует парогазовым состояниям среды, двумя штрихами — жидким средам, например G′ и G″ — масса ПГФ и ЖФ соответственно.

Обозначения:

Еобщий энергетический потенциал взрывоопасности, кДж (полная энергия сгорания ПГФ, поступившей в окружающую среду при АРБ);

Епполная энергия, выделяемая при сгорании неиспарившейся при АРБ массы ЖФ, кДж;

 — энергия сгорания при АРБ ПГФ, непосредственно имеющейся в блоке и поступившей в него от смежных арматуры и трубопроводов;

— энергия сгорания ПГФ, образующейся при АРБ из ЖФ, имеющейся в блоке и поступившей в него от смежной арматуры и трубопроводов;

A, Ai — энергия сжатой ПГФ, содержащейся непосредственно в блоке и поступающей от смежных блоков, рассматриваемая как работа ее адиабатического расширения при АРБ, кДж;

V, V соответственно геометрические объемы ПГФ и ЖФ в системе, блоке;

 объем ПГФ, приведенной к нормальным условиям = 293 К, Р0 = 0,1 МПа);

P, Pабс, P0 — соответственно регламентированное, абсолютное, атмосферное (0,1 МПа) давление в блоке;

 — удельный объем ПГФ (в реальных условиях);

 — масса ПГФ или ЖФ, непосредственно имеющихся в блоке и поступившей в него при АРБ от смежных объектов;

 — масса ЖФ, испарившейся за счет энергии перегрева и поступившей в окружающую среду при АРБ;

 — масса испарившейся ЖФ, оставшаяся в аварийном блоке и поступившая в него из смежных систем (блоков) при АРБ;

g, g" — удельная теплота сгорания ПГФ и ЖФ соответственно;

gpi — суммарный тепловой эффект химической реакции;

Т, Т0 — абсолютная регламентированная и нормальная температуры ПГФ (T) и ЖФ (Т") блока (T0 = 293 К);

t, t0 — регламентированная и нормальная температуры ПГФ (t) и ЖФ (t") блока
(t0 = 20 °С);

 — температура кипения горючей жидкости;

 — скорость истечения ПГФ и ЖФ в рассматриваемый блок из смежных блоков;

Siплощадь сечения, через которое возможно истечение ПГФ из ЖФ при АРБ;

Пpi — скорость теплопритока к ЖФ за счет суммарного теплового эффекта экзотермической реакции;

Wp — производительность блока по основному сырью;

ПTi — скорость теплопритока к ЖФ от внешних теплоносителей;

Kкоэффициент теплопередачи от теплоносителя к горючей жидкости;

F — поверхность теплообмена;

DT — разность температур теплоносителей в процессе теплопередачи (через стенку);

r — удельная теплота парообразования горючей жидкости;

с"удельная теплоемкость ЖФ;

b1, b2 — безразмерные коэффициенты, учитывающие давление (Р) и показатель адиабаты (к) ПГФ блока;

b1 — безразмерный коэффициент, учитывающий гидродинамику потока;

r, rt — плотность ПГФ (r’, ) или ЖФ (r",) при нормальных условиях (Рабс = 0,1 МПа и t0 = 20 °С) в среднем по блоку и по i-м поступающим в него при АРБ потоком;

ti — время с момента АРБ до полного срабатывания отключающей аварийный блок арматуры;

tpiвремя с момента АРБ до полного прекращения экзотермических процессов;

tri — время с момента АРБ до полного прекращения подачи теплоносителя к аварийному блоку (прекращение теплообменного процесса);

qк — разность температур ЖФ при регламентированном режиме и ее кипения при атмосферном давлении;

qо.с — разность между температурой окружающей среды и температурой кипения ЖФ при атмосферном давлении;

 — масса ЖФ, испарившаяся за счет теплопритока от твердой поверхности (пола, поддона, обваловки и т.п.);

 — масса ЖФ, испарившаяся за счет теплопередачи от окружающего воздуха к разлитой жидкости (по зеркалу испарения);

 — суммарная масса ЖФ, испарившаяся за счет теплопритока из окружающей среды;

Fж — площадь поверхности зеркала жидкости;

Fпплощадь контакта жидкости с твердой поверхностью разлива (площадь теплообмена между пролитой жидкостью и твердой поверхностью разлива);

e — коэффициент тепловой активности поверхности (поддона);

l — коэффициент теплопроводности материала твердой поверхности (пола, поддона, земли и т.п.);

студельная теплоемкость материала твердой поверхности;

rт — объемный вес (плотность) материала твердой поверхности;

тиинтенсивность испарения;

Ммолекулярная масса;

h — безразмерный коэффициент;

Рндавление насыщенного пара при расчетной температуре;

tи — время контакта жидкости с поверхностью разлива, принимаемое в расчет, мин.

1. Определение значений энергетических показателей взрывоопасности технологических объектов (стадий, блоков)

1. Общий энергетический потенциал взрывоопасности технологического объекта, стадии, блока Е характеризуется суммой энергии адиабатического расширения парогазовой фазы, полного сгорания имеющихся и образующихся из жидкости паров за счет внутренней и внешней (окружающей среды) энергий при аварийном раскрытии технологической системы:

                                                    (1)

1.1. — сумма энергий адиабатического расширения и сгорания ПГФ, находящейся непосредственно в аварийном блоке:

                                                              (2)

A = 1/(k — 1)PV’(1 (P0/Pабс)^(k — 1)/k)                                        (3)

или A = b1РV                                                                                                                         (4)

b1 — принимается по табл. 1.

Таблица 1.

Показатель адиабаты

Давление в системе, МПа

0,07 — 0,5

0,5 — 1,0

1,0 — 5,0

5,0 — 10,0

10,0 — 20,0

20,0 — 30,0

30,0 — 40,0

40,0 — 50,0

50,0 — 75,0

75,0 — 100,0

K = 1,1

1,6

1,95

2,95

3,38

3,80

4,02

4,16

4,28

4,46

4,63

K = 1,2

1,4

1,53

2,13

2,68

2,94

3,07

3,16

3,23

3,36

3,42

K = 1,3

1,21

1,42

1,97

2,18

2,36

2,44

2,5

2,54

2,62

2,65

K = 1,4

1,08

1,24

1,68

1,83

1,95

2,00

2,05

2,08

2,12

2,15

При значениях Р < 0,07 МПа и PV< 0,02 МПа×м3 энергия адиабатического расширения (А) ввиду малых ее значений в расчет не принимается:

                                                                     (5)

                                                              (6)

Для многокомпонентных материальных сред значения массы и объема определяются с учетом процентного содержания и физических свойств, составляющих эту смесь продуктов, или по одному компоненту, составляющему наибольшую долю в ней.

1.2. — энергия сгорания ПГФ, поступившей к разгерметизованному участку от смежных объектов (блоков):

                                                          (7)

 

 

Для i-го потока

                                                             (8)

                                (9)

Для практического применения при определении скорости адиабатического истечения ПГФ можно использовать формулу

                                                             (10)

b2 — принимается по табл. 2.

Таблица 2.

Показатель адиабаты

Давление в системе, МПа

0,07 — 0,5

0,5 — 1,0

1,0 — 5,0

5,0 — 10,0

10,0 — 20,0

20,0 — 30,0

30,0 — 40,0

40,0 — 50,0

50,0 — 75,0

75,0 — 100,0

К = 1,1

1,76

2,14

3,25

3,72

4,18

4,42

4,58

4,71

4,91

5,10

К = 1,2

1,68

1,84

2,56

3,21

3,52

3,68

3,79

3,88

4,02

4,10

К = 1,3

1,57

1,85

2,56

2,83

3,07

3,18

3,25

3,30

3,40

3,46

K = 1,4

1,515

1,74

2,35

2,56

2,74

2,805

2,87

2,91

2,97

3,02

Количество ЖФ, поступившей от смежных блоков:

                                                                (11)

                                                           (12)

где b3 — в зависимости от реальных свойств ЖФ и гидродинамических условий истечения i-го потока принимается в пределах 0,1 — 0,9.

Примечание. При расчетах скоростей истечения ПГФ и ЖФ из смежных систем к аварийному участку (блоку) можно использовать и другие расчетные формулы, учитывающие фактические условия действующего производства, в том числе гидравлическое сопротивление системы, из которой возможно истечение.

1.3.  — энергия сгорания ПГФ, образующейся за счет энергии перегрева ЖФ рассматриваемого блока и поступившей от смежных объектов за время ti:

                                                                    (13)

1.4.  — энергия сгорания ПГФ, образующейся из ЖФ за счет тепла экзотермических реакций, не прекращающихся при аварийной разгерметизации:

                                                       (14)

где tр принимается для каждого случая исходя из конкретных регламентированных условий проведения процесса и времени срабатываний отсечной арматуры и средств ПАЗ, с.

1.5.  — энергия сгорания ПГФ, образующейся из ЖФ за счет теплопритока от внешних теплоносителей:

                                                        (15)

Значение ПTi может определяться с учетом конкретного теплообменного оборудования и основных закономерностей процессов теплообмена (ПTi = KiFiDti, кДж/ч) по разности теплосодержания теплоносителя на входе в теплообменный элемент (аппарат) и выходе из него.

1.6.  — энергия сгорания ПГФ, образующейся из пролитой на твердую поверхность (пол, поддон, грунт и т.п.) ЖФ за счет теплоотдачи от окружающей среды:

                                                                   (16)

                                              (17)

здесь Т0температура твердой поверхности (пола, поддона, грунта и т.п.).

е2 = lcp;                                                                       (18)

                                                                   (19)

                                                               (20)

Значение безразмерного коэффициента h, учитывающего влияние скорости и температуры воздушного потока над поверхностью (зеркалом испарения) жидкости, принимается по табл. 3.

 

Таблица 3.

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *