Оценка пожаровзрывоопасности среды внутри емкости

Аппараты, резервуары и емкости с горючими жидкостями обычно не бывают заполнены до предела, т. е. имеют определенный свободный объем. Так как жидкости обладают свойством испаряться при любой температуре, то свободное пространство закрытых аппаратов постепенно насыщается парами. При наличии в этом пространстве воздуха (или другого окислителя) пары жидкости, смешиваясь с ним, могут образовать горючие смеси.

Обязательными условиями для образования взрывоопасных (горючих) концентраций паров в закрытых аппаратах и емкостях с жидкостями являются:

а) наличие паровоздушного пространства в аппарате;

б) наличие в аппарате горючей жидкости, рабочая температура которой находится в интервале между нижним и верхним температурными пределами распространения пламени с учетом запаса надежности.

t_нвп – 10 ⁰С ≤ t_раб ≤ t_впв+15 ⁰С (2.1.1)

где t_раб – рабочая температура жидкости в аппарате, ⁰С,

t_нпв, t_впв – соответственно нижний и верхний пределы воспламенения жидкости с запасом надежности.

Расчет рабочей концентрации жидкости внутри технологического оборудования

В аппаратах с длительно хранящимися и особенно нагретыми жидкостями концентрация паров близка к насыщенной, т.е. . Здесь - концентрация насыщенного пара при рабочей температуре жидкости, определяемая по формуле:

(2.1.2)

где - давление насыщенного пара при рабочей температуре, Па;

- рабочее давление паровоздушной смеси в аппарате, Па.

Давление насыщенного пара определяем по уравнению Антуана:

(2.1.3)

где А, В, С_а – константы уравнения, А=4,26511; В=695,019; С_а=223,220.

t_р – температура рабочая.

При этом получаем следующее выражение:

(2.1.4)

Принимаем рабочее давление на объекте равное атмосферному 101,3 кПа.

Определяем концентрацию насыщенных паров:

(2.1.5)

Для обеспечения пожаровзрывобезопасности процесса хранения нефтепродуктов на объекте необходимо данные о показателях пожаровзрывоопасности веществ и материалов использовать с коэффициентом безопасности:

(2.1.6)

или

(2.1.7)

где - взрывобезопасная концентрация горючего вещества в газопаровоздушной смеси, об. доли;

, - соответственно нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени, % (об.)

По справочным данным определяем нижний концентрационный предел распространения пламени = 1,1 % (об.).

(2.1.8)

(2.1.9)

(2.10)

Оценка пожарной опасности процесса проведения ремонтных огневых работ

Наиболее распространенными и пожароопасными видами огневых работ являются электрическая и газовая сварка (резка) металла корпуса резервуара.

Мощность источника зажигания q_из при электросварочных работах можно рассчитать по характеристикам режима сварки

(2.1.11)

Где - сила тока; U – падение напряжения на дуге; – коэффициент полезного действия, 0,5 – 0,85 (для ручной дуговой сварки); ф – коэффициент, учитывающий влияние, оказываемое несинусоидальностью кривых напряжения и тока на мощность дуги.

(2.1.12)

Эффективная тепловая мощность пламени газовой горелки определяется по формуле:

(2.1.13)

Где – коэффициент полезного действия, = 0,25 - 0,8; – безразмерный коэфицент, =0,84; – расход газа (ацителена), .

Расход ацителена при толщине разогреваемого металла от 1 до 300 мм колеблется от 0,45 до 1,2 .

(2.1.14)

Температура, до которой нагреваются отдельные точки конструкции, изменяется от температуры плавления металла до температуры окружающей среды. Распределение тепловой нагрузки, формируется при электрической сварке (резке), в зоне термического влияния радиусом 2,4 х 10^-2 м. Удельный тепловой поток q_т убывает с удалением от центра пятна и может быть найден по формуле

(2.1.15)

Где – удельный тепловой поток в зоне теплового пятна радиусом ; – максимальный тепловой поток; – коэффицент сосредоточенности теплового пятна.

Величину максимального теплового потока в центре пятна определяют по формуле

(2.1.16)

Подставив в формулу (2.1.15) значения формул (2.1.16) и (2.1.14), получим, что удельный тепловой поток в зоне теплового пятна радиусом равен

(2.1.17)

Коэффициент К по данным для дуговой сварки составляет 1,1 x 10⁴ м^-2, для газовой сварки – (0,2 – 0,4) х 10⁴ м^-2.

Удельный тепловой поток, по выражению (), является основным параметром, характеризующим косвенное воздействие источника тепла, который в конечном итоге может является источником зажигания горючей среды резервуара.