Дипломная работа: Анализ пожарной опасности АЗС-ООО Нефтересурсы

Приращение давления в трубопроводе при гидравлическом ударе определяют по формуле Н.Е. Жуковского:

(3.31)

где с - скорость распространения ударной волны:

(3.32)

где - плотность жидкости при рабочей температуре, кг/м;

d - внутренний диаметр трубы, м;

Е - модуль упругости материала трубы, Па;

s - толщина стенки трубы, м;

- уменьшение скорости движения жидкости в трубопроводе, м/с.

(3.33)

где - начальная скорость движения продукта в трубопроводе, м/с;

- конечная скорость движения продукта в трубопровод, м (часто = 0).

Определим возможность повреждения трубопровода ТРК при включении насоса. Рабочее давление ТРК в трубопроводе 1,5 МПа. Плотность бензина 730 кг/м. Материал трубопровода - сталь 17Г1С. Модуль упругости для бензина Производительность магистрального нефтепровода ; наружный диаметр трубы толщина стенки s =10 мм. Пробное давление при гидравлическом исполнении трубопровода

Определяем площадь проходного сечения трубопровода

(3.34)

где s=10мм=0,01 - по условию.

Определяем скорость движения нефти из уравнения расхода

или 4,63 м/с,

где - по условию.

Определяем скорость распространения ударной волны при быстром перекрытии крана найдем по формуле 3.32

где

Определяем максимальное уменьшение скорости нефти в трубе по формуле найдем по формуле 3.33

Определяем приращение давления в трубопроводе при гидравлическом ударе найдем по формуле 3.31

Определяем конечное давление нефти в трубопроводе

Таким образом, давление в трубопроводе при гидравлическом ударе не превысит допустимое давление, необходимо следить за состоянием трубопроводов, так как предельное давление близко к расчетному.

3.10 Анализ возможных причин и путей распространения пожара

Одновременное появление в условиях производства горючей среды и источника зажигания, как правило, приводит к возникновению пожаров и взрывов. Однако последствия этих пожаров и взрывов могут быть совершенно различными. В одних случаях начавшийся пожар через некоторое время самоликвидируется, в других же - может получить быстрое развитие, причинить значительный материальный ущерб, а иногда и привести к гибели людей. Возможность быстрого развития пожаров на производственных объектах определяется прежде всего наличием соответствующих условий, которые способствуют распространению горения на значительные расстояния от очага. Когда такие условия соответствуют, то нет и угрозы перерастания пожаров в крупные.

Исходя из выше сказанного, в процессе анализа пожарной опасности технологического процесса нужно выявить характерные пути и причины, способствующие распространению пожара.

1) Возможные пути распространения пожара.

Пожар на АЗС может распространяться:

- по поверхности разлившейся жидкости;

- по паровоздушным смесям;

- через дыхательные устройства аппаратов с ЛВЖ и ГЖ;

- по системам канализации при попадании туда горючих жидкостей.

При этом ускорению распространения пожара способствует:

- несоблюдение противопожарных разрывов;

- отсутствие или неэффективность огнепреграждающих устройств на дыхательных линиях аппаратов и коммуникациях;

- появление факторов, ускоряющих развитие пожара (разрушение аппаратов при взрыве, растекание огнеопасных жидкостей, образование паровоздушных облаков);

- отсутствие или неэффективность средств автоматической противопожарной защиты;

- благоприятные погодные условия (жаркая погода, сильный ветер);

- неправильные действия персонала.

Наиболее опасные ситуации на АЗС обычно создаются в следующих ситуациях:

- при сливе бензина из автомобильной цистерны в подземную емкость;

- при заправке автомобилей бензином;

- при очистке резервуаров от отложений, профилактических и ремонтных работах;

- при ошибках операторов, которые связаны с проливом бензина;

- при отказах технологического оборудования (локальные утечки бензина через соединения, сварные швы и т.д.), которые могут, приводить к выходу значительного количества бензина и образованию взрывоопасных концентраций.

3.11 Расчёт огнепреградителя на воздушной линии ёмкости аварийного слива

Производственные коммуникации защищаются от распространения пламени огнепреградителями. На паровоздушных коммуникациях устанавливаются сухие огнепреградители (сетчатые, кассетные, гравийные, металлокерамические), основной расчётный параметр которых - критический диаметр канала огнепреграждающего элемента.

Для защиты дыхательной линии резервуара используется кассетный огнепреградитель.

1) Определение удельной газовой постоянной горючей смеси

Удельную газовую постоянную горючей смеси определяем

, (3.35)

Где - молекулярная масса бензина, равная 9,32

- молекулярная масса воздуха, равная 28,96.

2) Определение критического диаметра каналов гофрированного алюминия

Предотвратить опасность развития пожара по дыхательному трубопроводу возможно выполнив условие следующего соотношения:

, (3.36)

где - фактический диаметр каналов сухого огнепреградителя, м;

- удельная газовая постоянная горючей смеси;

- температура паровоздушной смеси бензина, равная 15 ⁰С;

- коэффициент теплопроводности горючей смеси, ;

- удельная теплоёмкость горючей смеси при постоянном давлении,

;

- рабочее давление, равное .

Коэффициент теплопроводности горючей смеси определяем

(3.37)

где - объёмная доля бензина в стехиометрической смеси;

- коэффициент теплопроводности бензина, равный 0,1823 ;

- коэффициент теплопроводности воздуха, равный 0,0259 ;

Объёмную долю горючего в стехиометрической смеси, определяем из уравнения сгорания бензина в воздухе:

(3.38)

Подставляя значения получим:

Подставляя значения формулу 3.36, получим значение критического диаметра канала огнепреградителя:

3) Определение фактического диаметра каналов гофрированного алюминия

Фактический диаметр каналов в щелях огнепреградителя определим по формуле:

, (3.39)

где - коэффициент безопасности, равный 2.

Подставляя значение, получим:

Техническая характеристика огнепреградителя

горючее вещество - бензин;

критический диаметр каналов ;

фактический диаметр каналов (ОП-40 диаметр каналов 0,002);

Вывод: рассчитанный огнепреградитель обеспечит защиту дыхательных линий ёмкостей от распространения пламени внутрь аппаратов при указанной выше характеристике.

3.12 Определение категории наружной установки

Расчет интенсивности теплового излучения.

а) Интенсивность теплового излучения q, кВт/мІ, при горении пролитых жидкостей определяется по формуле:

, (3.40)

где E_f - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/ мІ;

F_q - угловой коэффициент облученности;

ф - коэффициент пропускания атмосферы.

Значение E_f зависит от эффективного диаметра очага d (или диаметра пролива)

м², (3.41)

где F - площадь пролива, мІ.

м.

На основе имеющихся экспериментальных данных, приведенных в таблице 3.3 и по рассчитанному диаметру, находим значение E_f.

Таблица 3.3

Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания для некоторых жидких углеводородных топлив

Принимаем E_f=28 кВт/мІ.

б) Определяем угловой коэффициент облучённости.

Угловой коэффициент облученности F_q определяется из следующего выражения:

, (3.42)

где F_v и F_н - факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадки.

Для определения величин F_v и F_н необходимо знать высоту пламени и некоторые другие вспомогательные параметры.

Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания для некоторых жидких углеводородных топлив.

Определение величины интенсивности теплового излучения на расстоянии 30 м от установки.

Интенсивность теплового излучения необходимо рассчитывать для двух случаев пожара или для того из них, который может быть реализован в данной технологической установке:

1) Пожар проливов легковоспламеняющихся жидкостей, горючих жидкостей или горение твердых горючих материалов.

2) «Огненный шар» - крупномасштабное диффузионное горение.

В нашем случае характерен первый вариант.

Интенсивность теплового излучения q, кВт/мІ, при горении пролитых жидкостей определяется по формуле 3.40:

Определяем высоту пламени Н, м.

, (3.43)

где d - эффективный диаметр очага, м;

U_m - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг/(мІ·с);

с_в - плотность окружающего воздуха, 1,2929 кг/мІ;

g - ускорение свободного падения, 9,81 м/сІ.

Рассчитываем высоту пламени Н.

м,

Вспомогательные величины (параметры) определяют из следующих соотношений:

м, (3.44)

м,

(3.45)

,

, (3.46)

,

(3.47)

,

Рассчитываем факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок

Зная величины h, S, A, B факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок определяют по формулам:

, (3.48)

, (3.49)

Подставляем

,

.

Рассчитываем угловой коэффициент облученности

.

Определяем коэффициент пропускания атмосферы.

Коэффициент пропускания атмосферы ф определяется по формуле:

(3.50)

.

Определяем интенсивность теплового излучения q

кВт/мІ,

Произведя расчет, получили:

Величина избыточного давления, развиваемого при сгорании газопаровоздушной смеси на расстоянии 30 м равна ?Р = 861,52кПа.

Величина интенсивности теплового излучения на расстоянии 30 м

q = 392,0616кВт/мІ

Расчеты показывают, что в следствии повреждении бензовоза в радиусе 39м все объекты будут полностью будут разрушены.

Вывод: Зная, что в ТРК обращается ЛВЖ с температурой вспышки ? 28?С и избыточное давление на расстоянии 30 м получилось равным 861,52кПа кПа, то делаем вывод, что наружная установка относится к категории Ан.

Наиболее опасная ситуация может произойти:

- при повреждении цистерны или сливного трубопровода бензовоза и выходе бензина на территорию АЗС;

- при очистке резервуаров от отложений, профилактических и ремонтных работах;

- при ошибках операторов, которые связаны с проливами бензина;

- при отказах технологического оборудования (локальные утечки бензина через соединения, сварные швы и т.д.), которые могут приводить к утечке значительного количества бензина и образованию взрывоопасных концентраций.

Также выход горючих веществ наружу может произойти из-за повреждения оборудования.

4. Пожарно-техническая экспертиза

Проведена проверка соответствия АЗС требованиям НПБ 111-98*[3] в части соблюдения требований пожарной безопасности, результаты сведены в таблицу 4.1.

Таблица 4.1

Проверка соответствия АЗС требованиям НПБ 111-98* в части соблюдения требований пожарной безопасности