Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Визначення значень енергетичних показників вибухонебезпечності технологічного блоку

1. Енергетичний потенціал вибухонебезпечності Е (кДж) блоку визначається повною енергією згоряння парогазової фази, що перебуває в блоці, з урахуванням величини роботи її адіабатичного розширення, а також величини енергії повного згоряння рідини, що випарувалася, з максимально можливої площі її розливу, при цьому вважається:

1) при аварійній розгерметизації апарата відбувається його повне розкриття (руйнування);

2) площа розливу рідини визначається виходячи з конструктивних рішень будинків або площадки зовнішньої установки;

3) час випаровування приймається не більше 1 год:

. (1)

1.1. — сума енергій адіабатичного розширення А (кДж) і згоряння ПГФ, що перебуває в блоці, кДж:

(2)

Для практичного визначення енергії адіабатичного розширення ПГФ можна скористатися формулою

; (3)

де – може бути прийняте по табл. 1.

Таблиця 1 – Значення коефіцієнта залежно від показника адіабати середовища й тиску в технологічному блоці

(4)

де

;

.

При надлишкових значеннях Р < 0,07 МПа та PV' < 0,02 МПа·м³ енергію адіабатичного розширення ПГФ (А) виходячи з малих її значень для розрахунку можна не приймати.

Для багатокомпонентних середовищ значення маси й об'єму визначаються з урахуванням процентного вмісту й фізичних властивостей складових цієї продуктів суміші або по одному компонентові, що становить найбільшу частку в ній.

1.2. — енергія згоряння ПГФ, що надійшла до розгерметизованої ділянки від суміжних об'єктів (блоків), кДж:

. (5)

Для i -того потоку

, (6)

де ,

при надлишковому Р≤0,07, МПа

.

1.3. — енергія згоряння ПГФ, що утвориться за рахунок енергії перегрітої РФ розглянутого блоку й, що надійшла від суміжних об'єктів за час τ_i, кДж:

. (7)

Кількість РФ, що надійшла від суміжних блоків,

, (8)

де ,

μ – залежно від реальних властивостей РФ і гідравлічних умов приймається в межах 0,4-0,8;

ΔР – надлишковий тиск витікання РФ.

Примітка. При розрахунках швидкостей витікання ПГФ і РФ із суміжних систем до аварійного блоку можна використовувати й інші розрахункові формули, що враховують фактичні умови діючого виробництва, у тому числі гідравлічний опір систем, з яких можливе витікання.

1.4. — енергія згоряння ПГФ, що утвориться із РФ за рахунок тепла екзотермічних реакцій, що не припиняються при розгерметизації, кДж:

, (9)

де – приймається для кожного випадку, виходячи з конкретних регламентованих умов проведення процесу й часу спрацьовування відсічних арматур і засобів ПАЗ, с.

1.5. – енергія згоряння ПГФ, що утвориться із РФ за рахунок теплопритоку від зовнішніх теплоносіїв, кДж:

. (10)

Значення П_Ti (кДж/с) може визначатися з урахуванням конкретного теплообмінного обладнання й основних закономірностей процесів теплообміну (П_Ti = K_iF_i∆t_i) по різниці тепломісткості теплоносія на вході в теплообмінний елемент (апарат) і виході з нього:

П_Ti = W_Tic_i(t₂' - t₁') або П_Ti = W_Tir_Ti

де W_Ti – секундна витрата теплоносія, що гріє;

r_Ti – питома теплота паротворення теплоносія, а також іншими існуючими способами.

1.6. – енергія згоряння ПГФ, що утвориться із пролитої на тверду поверхню (підлога, піддон, ґрунт і т.п.) РФ за рахунок тепловіддачі від навколишнього середовища (від твердої поверхні й повітря до рідини по її поверхні), кДж:

, (11)

де

. (12)

, (13)

тут T₀ – температура твердої поверхні (підлоги, піддона, ґрунту й т.п.), К;

π = 3,14;

G₅" = m_иF_жτ_и;

m_и = 10^-6ηР_н√M, (14)

де .

Значення безрозмірного коефіцієнта η, що враховує вплив швидкості й температури повітряного потоку над поверхнею (дзеркало випаровування) рідини, приймається по табл. 2.

Таблиця 2 – Значення коефіцієнта η

Орієнтовно значення G_Σ" може визначатися по табл. 3

Таблиця 3 – Залежність маси ПГФ пролитої рідини від температури її кипіння при τ =180 с.

Для конкретних умов, коли площа твердої поверхні розливу рідини виявиться більше або менше 50 м² (Fп ≠ 50), здійснюється перерахування маси рідини, що випарувалася, по формулі

. (15)

2. За значеннями загальних енергетичних потенціалів вибухонебезпечності Е визначаються величини наведеної маси й відносного енергетичного потенціалу, що характеризують вибухонебезпечність технологічних блоків.

2.1. Загальна маса горючих парів (газів) вибухонебезпечної парогазової хмари m, приведена до єдиної питомої енергії згоряння, що дорівнює 46 000 кДж/кг:

. (16)

2.2. Відносний енергетичний потенціал вибухонебезпечності Q_в технологічного блоку знаходиться розрахунковим методом по формулі

(17)

За значеннями відносних енергетичних потенціалів Q_в і наведеної маси парогазового середовища m здійснюється категорування технологічних блоків.

Показники категорій наведені в табл. 4.

Таблиця 4 – Показники категорій вибухонебезпечності технологічних блоків

3. З урахуванням викладених основних принципів можуть розроблятися методики розрахунків і оцінки рівнів вибухонебезпечності блоків для типових технологічних ліній або окремих процесів.

Висновок: В даній лекції розглянуто загальні принципи кількісної оцінки вибухонебезпеки технологічних блоків, що необхідна. Дана методика розрахунку використовується для вибору основних напрямків технічних заходів для захисту об’єктів і персоналу від впливу вибуху парароповітряних середовищ, а також твердих та рідких хімічно нестабільних сполук, що здатні вибухати.