Определяем плотность паров ЛВЖ.
кг/мі,
Рассчитываем Rнкпр.
,
Из сделанных расчётов следует, что горизонтальный размер зоны, ограничивающей область концентраций, превышающих НКПР, составляет 239,07 м.
Определим размеры зоны, ограничивающие область концентраций, превышающей нижний концентрационный предел распространения пламени по вертикали:
м.
Величина избыточного давления ?Р., кПа, развиваемого при сгорании газопаровоздушной смеси определяется по формуле:
, (3.13)
где Ро - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);
mпр - приведенная масса пара, газа, кг;
r - расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м.
Определяем mпр.
Приведенная масса пара определяется из следующего соотношения:
, (3.14)
где Qcr - удельная теплота сгорания пара, Дж/кг; 4,352·107 Дж/кг;
m - масса горючих газов, паров, поступивших в окружающее пространство в результате аварии, кг;
Qo - константа, равная 4,52·106 для паров;
Z - коэффициент участия горючих веществ в горении (0.1).
кг
где r = 30 м.
Определяем избыточное давление ?Р по формуле 3.13.
кПа,
Расчет импульса волны давления.
Величину импульса волны давления i, Па·с, вычисляем по формуле:
Па·с, (3.15)
Па·с,
Вывод: Размеры зоны, ограничивающие область концентраций, превышающей нижний концентрационный предел распространения пламени составит по горизонтали Rнкпр=90,9м, по вертикали Zнкпр=3,3м, Избыточное давление составит ?Р=861,52 кПа, Величина импульса волны составит Па·с.
3.6 Основные причины повреждения технологического оборудования
1) Образование повышенного или пониженного давления:
Повышенное либо пониженное давление в аппарате может образоваться по следующим причинам:
а) Нарушение материального баланса.
В свою очередь к нарушению материального баланса могут привести следующие причины:
- неравнозначная замена или нарушение нормального режима работы устройств, обеспечивающих подачу веществ в аппараты;
- увеличение сопротивления в технологических коммуникациях, по которым из аппарата отводятся горючие вещества;
- нарушение работы дыхательных устройств;
- переполнение аппаратов;
б) Нарушение теплового баланса;
К нарушению теплового баланса при эксплуатации технологического оборудования могут привести следующие причины:
- нарушение режима обогрева или охлаждения аппаратов;
- нарушение скорости экзотермических и эндотермических химических процессов;
- нарушение материального баланса;
- влияние внешних источников теплоты.
в) Нарушение процесса конденсации паров.
Нарушению процесса конденсации паров в аппаратах может способствовать:
- уменьшение или полное прекращение подачи хладогента;
- поступление хладоагента с более высокой начальной температурой;
- уменьшение коэффициента теплопередачи от пара к хладоагенту при сильном загрязнении теплообменной поверхности конденсаторов малотеплопроводными отложениями.
г) Подсоединение аппаратов с разным рабочим давлением.
Если аппарат работает при давлении, меньшем, чем давление питающего источника, то есть вероятность его повреждения при
- отсутствии или неисправности на соединительных линиях редуцирующих устройств и предохранительных клапанов;
- использовании для снижения давления обычной запорной арматуры.
д) Попадание в объем высоконагретых аппаратов легкокипящих жидкостей:
Вода или другая легкокипящая жидкость может попасть в высокотемпературные аппараты вместе с поступающим продуктом, через не плотности в теплообменных элементах аппаратов, при конденсации водяного пара в период продувки аппаратов перед их пуском. Может произойти интенсивное испарение жидкости, что приведет к резкому увеличению давления.
В технологическом оборудовании АЗС повышенное либо пониженное давление может образоваться по следующим причинам:
- неисправность оборудования линии наполнения (неисправность запорной арматуры, засорение трубопровода линии наполнения);
- неисправность дыхательных устройств резервуаров;
- переполнение резервуаров при их заполнении;
- неисправность запорной арматуры линии выдачи;
2) Воздействие динамических нагрузок.
Рассмотрим основные виды динамических воздействий, которые могут привести к механическому повреждению технологического оборудования:
а) Вибрация технологического оборудования.
Наибольшая опасность от вибрации возникает в том случае, если число колебаний возмущающей силы по своему значению приблизится к числу собственных колебаний или будет отличаться в целое число раз. При этом возникает явление резонанса.
б) Гидравлические удары.
Гидравлический удар - явление, которое возникает в результате резкого торможения движущегося потока жидкости или газа. Чаще всего происходит при быстром закрывании или открывании запорной арматуры, а также при внезапном изменении направления движения потока. Вследствие этого могут происходить значительные повреждения технологического оборудования.
в) Внешние механические удары.
Могут происходить из-за неосторожной работы внутрицехового транспорта, а также при неосторожной работе инструмента ударного действия.
Технологическое оборудование АЗС может быть повреждено при действии на него следующих динамических нагрузок:
- гидравлические удары (при резком открывании и закрывании запорной арматуры)
- внешние удары (при ремонте оборудования)
3) Эрозия.
Одной из характерных причин повреждения технологического оборудования является эрозия. Эрозия - это механический износ материала стенок резервуаров и трубопроводов, вызванный воздействием движущейся среды. Частицы вещества, ударяясь о материал стенки, разрушают ее поверхностный слой, что приводит к уменьшению толщины стенки, образованию каверн, кратеров, бороздок и т.п. В результате такого износа может происходить локальное повреждение оборудования.
4) Коррозия.
Коррозия - химическое воздействие, приводящее к износу и разрушению стенок аппаратов и трубопроводов. Химический износ - уменьшение толщины или прочности стенок оборудования в результате химического взаимодействия материала с обращающимися веществами, или внешней средой.
3.7 Оценка возможности появления источников зажигания
Наличие горючей среды внутри технологического оборудования, в помещениях или на открытых технологических площадках не является достаточным условием для возникновения горения. Для возникновения горения также необходимо такое условие, как наличие источника зажигания. Под внешним источником зажигания понимается любое нагретое тело, обладающее запасом энергии, температурой и временем воздействия, достаточным для воспламенения горючей среды. Из этого следует, что не каждое нагретое тело способно воспламенить горючую смесь. Источником зажигания может явиться такое нагретое тело (при вынужденном воспламенении) или такой экзотермический процесс (при самовоспламенении), которые способны нагреть некоторый объём горючей среды до определённой температуры, когда скорость тепловыделения (за счёт реакции в горючей смеси) равна или превышает скорость теплоотвода из зоны реакции, при чём мощность и длительность теплового действия источника зажигания должны обеспечивать поддержание критических условий с течением времени, необходимого для развития реакции с формированием фронта пламени, способного к дальнейшему самопроизвольному распространению, то есть источники зажигания должны удовлетворять основным трём условиям.
В общем случае при оценке воспламеняющей способности внешнего источника теплоты необходимо исходить из следующих положений:
1) Температура источника теплоты Ти должна быть не менее температуры зажигания, необходимой для инициирования реакции между горючим веществом и окислителем:
Ти > Тз.
2) Количество энергии, заключенное в источнике теплоты, должно быть больше или равно минимальной энергии зажигания Емин этой смеси:
Еи > Емин.
3) Время теплового воздействия фи внешнего источника теплоты на горючую смесь должно быть не менее времени, необходимого для развития реакции с формированием фронта пламени, способного к дальнейшему самопроизвольному распространению:
фи > финд
Если хотя бы одно из указанных условий не выполняется, то источник теплоты не обладает воспламеняющей способностью и, следовательно, не является источником зажигания.
При проведении технологического процесса могут появляться источники теплоты непосредственно связанные с процессом, а также источники теплоты, появление которых не связано с нормальным функционированием производства. Потенциальных источников зажигания, которые могут иметь место на АЗС достаточно большое количество.
а) Газообразные продукты горения и искры двигателей.