Возможные пути распространения пожара

Начавшийся пожар на территории резервуарного парка может быстро распространиться, чему способствуют следующие причины и условия:

- наличие большого количества этанола в резервуарах и трубопроводах, а также образование зон ВОК даже при нормальном режиме эксплуатации резервуаров;

- появление в процессе пожара факторов, ускоряющих его развитие (разрушение оборудования в очаге пожара, вскипание этанола);

- наличие путей распространения огня и раскаленных продуктов горения, к которым относятся:

а) работающие неполным сечением трубопроводы;

б) дыхательные линии при наличии в них ВОК;

в) тепловое излучение пламени пожара;

г) промышленная канализация при затекании в нее этанола;

д) поверхность разлившегося этанола;

е) горючая паровоздушная смесь (горючее облако);

ж) грунт, пропитанный этанолом;

Основные направления ограничения развития начавшегося пожара в резервуарном парке следующие:

- применение автоматических установок пожарной сигнализации и пожаротушения;

- организация с помощью технических средств, включая автоматические, своевременного оповещения о пожаре;

- проведение учений с целью отработки действий обслуживающего персонала на пожаре и привития навыков пользования первичными средствами пожаротушения;

- поддержание в работоспособном состоянии первичных средств пожаротушения;

- поддержание в работоспособном состоянии систем противопожарного водоснабжения;

- устройство блокировок, препятствующих при пожаре в резервуарном парке проведению операций, способных привести к его развитию;

- устройство системы аварийной откачки этанола из резервуара;

- ликвидация путей распространения огня и раскаленных продуктов горения, что достигается следующими способами и техническими решениями:

а) исключением возможности размещения в противопожарных разрывах горючих веществ и/или материалов;

б) устройством на резервуаре легкосбрасываемой крыши;

в) защитой коммуникаций огнепреграждающими устройствами;

г) защитой промышленной канализации гидрозатворами;

д) устройством защитной стены вокруг резервуара, устойчивой к гидродинамическому воздействию волны прорыва;

е) планировкой территории с уклоном в сторону сливных трапов и люков;

ж) применением быстродействующих отсекающих, отключающих и других устройств на производственных коммуникациях;

з) устройством отводных каналов и амбаров для сбора этанола

и) очисткой аппаратов, коммуникаций и территории от горючих отходов и отложений, сухой травы и др.

Произведем расчет гравийного огнепреградителя.

Критический диаметр отверстий огнепреградителя определяется по формуле:

– критерий Пекле на пределе гашения пламени;

– атмосферное давление;

– нормальная скорость распространения пламени;

– коэффициент теплопроводности горючей смеси, Вт/(м∙К), определяемая по формуле

– коэффициент теплопроводности паров этанола

– коэффициент теплопроводности воздуха

– удельная теплоемкость горючей паровоздушной смеси

, – удельная теплоемкость соответственно газа или пара и воздуха [7]

– удельная газовая постоянная смеси

Отсюда определим диаметр гранул (гравия) насадки огнепреградителя [7].

Проведенный анализ пожарной опасности процесса хранения этанола в резервуаре типа РВС показывает, что:

- взрывоопасная концентрация паров в резервуаре образуется в периодично в течение всего года;

- выход паровоздушной смеси из резервуара при нормальном режиме эксплуатации или испарение этанола с поверхности аварийного разлива приводит к образованию зон ВОК в любое время года;

- рекомендуемый диаметр гранул насадки огнепреградителя

- наиболее опасной является аварийная ситуация 2 (квазимгновенное разрушение резервуара), т.к. при этом весь содержащийся в резервуаре этанол практически мгновенно выходит наружу, перехлестывает через нормативную защитную стену (или разрушает ее) и разливается далеко за пределами территории резервуарного парка.

8. Расчет категории производственного помещения
по взрывопожарной и пожарной опасности

Определение категорий помещений по взрывопожарной и пожарной
опасности в соответствии с СП 12.13130.2009 [3] следует осуществлять путем последовательной проверки принадлежности помещений к категориям, приведенным в табл. 1 [3] - от высшей (А) к низшей (Д). В качестве расчетного критерия взрывопожарной опасности следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии, исходя из проведенного анализа пожарной опасности технологического процесса, в соответствии с вариантом задания на курсовой проект.

Количество поступивших в помещение веществ определяется, исходя
из следующих предпосылок:

а) происходит расчетная авария аппарата, содержащего наибольшее
количество самого пожаровзрывоопасного вещества;

б) все содержимое аппарата поступает в помещение;

в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат в течение расчетного времени.

Расчетное время определяется из СП 12.13130.2009 [3], исходя из того, что при наличии автоматической системы отключения оно не обеспечено резервированием ее элементов, а при отсутствии автоматической системы отключение задвижек производится ручным способом.

Критерием оценки взрывопожарной и пожарной опасности помещений является избыточное давление взрыва, которое определяется для индивидуальных веществ (этиловый спирт) по формуле А.1 [3].

где — максимальное давление, развиваемое при сгорании стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями 4.3. Согласно [9],

— начальное давление, принимаем равным 101 кПа;

Z — коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме. Согласно таблице А.1 [3] принимаем значение Z равное 0.3.

— свободный объем помещения, м³;

— плотность газа или пара при расчетной температуре t _p, кг / м³, вычисляемая по формуле:

где М — молярная масса, равная 46 кг/кмоль;

— мольный объем, равный 22,413 м³/кмоль;

В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в данном помещении в соответствующей климатической зоне или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Принимаем .

— стехиометрическая концентрация паров этанола, % (объемных), вычисляемая по формуле:

где - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

, , , — число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;

— коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность

процесса горения. Допускается принимать равным 3.

m — масса паров этанола, вышедших в результате расчетной аварии в помещение, вычисляемая для ЛВЖ по формуле (А.11) [9]:

Так как в помещении насосной отсутствуют открытые емкости и поверхности, на которые нанесены различные составы, то:

где , согласно п. А.1.1 [3];

- интенсивность испарения, определяемая по формуле:

- коэффициент, принимаемый по таблице А.2 [9] в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения, равный 1;

– давление насыщенных паров при .

Определим объем разлившегося этанола:

где – производительность насоса, равная 120 м³/ч;

– время отключения насоса, так как оно ручное берем значение равное 300 с;

– диаметр нагнетательного трубопровода;

– длина трубопровода.

Интенсивность испарения следует учесть по рекомендации п. А.2.5 [3], то , однако , отсюда следует, что

Определим массу паров этанола:

Наличие аварийной вентиляции учитывается в соответствии с п. А.2.3 [3]:

где – коэффициент, определяемый по формуле

- кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, ч^-1;

- продолжительность поступления горючих газов, равная 3600 с = 1 ч.

Отсюда:

Расчетное избыточное давление превышает 5 кПа, , поэтому категория насосной по взрывопожарной и пожарной безопасности – А (повышенная взрывопожароопасность).

Согласно п. 6.2.6 [12], определим требуемую площадь легкосбрасываемых конструкций для насосной станции, исходя из условия, что площадь легкосбрасываемых конструкций должна составлять не менее 0,05 м² на 1 м³ объема помещения категории А:

ЛИТЕРАТУРА

1. Федеральный Закон Российской Федерации от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

2. ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования.

3. СП 12.13130.2009. Определение категорий помещений зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности. - М.: ВНИИПО МЧС России, 2009.

4. Пожарная безопасность технологических процессов. Учебник / С. А. Швырков, С. А. Горячев и др.; Под общ. ред. С. А. Швыркова. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2011.

5. Пожарная безопасность технологических процессов. Ч. 2. Анализ пожарной
опасности и защиты технологического оборудования: Учебник / С. А. Горячев,
С. В. Молчанов, В. П. Назаров и др.; Под общ. ред. В. П. Назарова и В. В. Рубцова. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2007.

6. Основы технологии, процессов и аппаратов пожаровзрывоопасных производств: Учеб. пособие / С. А. Горячев, А. И. Обухов, В. В. Рубцов, С. А. Швырков; под общ. ред. С. А. Горячева. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2002.

7. Горячев С. А., Клубань B. C. Задачник по курсу «Пожарная профилактика технологических процессов производств». - М.: ВИПТШ МВД СССР, 1996.

8. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения / Под ред. А.Н. Баратова, А.Я. Корольченко. - М.: Химия, 1990.

9. Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник: в 2-х ч. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.:Асс. «Пожнаука», 2004.

10. Пособие по применению НПБ 105-95 «Определение категорий помещений
зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности». - М.: ВНИИПО МВД РФ, 1998.

11. СНиП 23-01-99 Строительная климатология.

12. СП 4.13130.2009. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям. - М.: ВНИИПО МЧС России, 2009.

Дата добавления: 2015-08-13