Оценка вероятности возникновения пожара и взрыва в отделении компрессии природного газа

, кг 

где V_А - объем газа, вышедшего из аппарата, м³;

      V_Т - объем газа, вышедшего из трубопроводов, м³.

     При этом: 

V_А = W·F·t = 465,994·0,471·10^-4·8 = 0.18 м³

                                   

где  W = 465,994 -интенсивность истечения природного газа (см. предыдущий расчет),м/с;

     F - площадь щели, м;

     t -  время истечения природного газа ,с.   

V_т = V_1т +V_2т 

где  V_1т - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м³;

     V_2т - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения,м³. 

     V_1т = q∙T = 0,022∙300 = 6,6 м³ 
 

где  Т = 300 с - время отключения трубопроводов (ручное отключение);

     q - расход газа, м³/с. 

     

,

                            

где  p₂ - максимальное давление в трубопроводе, кПа;

     r - внутренний радиус трубопровода, м;

     l - длина трубопровода от аварийного аппарата до задвижек, м. 

     V_2Т =0.01∙3.14∙6000∙0,01²∙5=0,09 м³ 

     V_Т =6,6+0.09= 6,69 м³ 

     m = (0,18+6,69) ∙0,667 = 4,58 кг 

     

 

       Согласно НПБ 105 – 03 "Определение категорий помещений и зданий по взрывопожароопасной и пожарной опасности " помещение относится к категории А, т.к. в нем обращается горючий газ (метан) в таком количестве, что может образовывать взрывоопасную метановоздушную смесь, при воспламенении которой, развивается избыточное давление взрыва в помещение (ΔP), превышающее 5 кПа (26.7>5 кПа).

     Исходя  из того, что помещение относится  к категории А, в соответствии с противопожарными требованиями ГОСТ Р 12.3.047-98, в нем предусмотрена  аварийная вентиляция с кратностью воздухообмена  К  = 8, которая удаляет токсичные продукты и дым при пожаре и имеет более высокую производительность по сравнению с нормальной общеобменной вентиляцией. Таким образом, избыточное давление взрыва будет равно  

     

, 

     ΔP = (706 – 101)∙

 

     7. Определение расчетным  методом коэффициента  участия метана  во взрыве и  уточнение расчета  избыточного давления  взрыва 
 

     Определяем  предэкспоненциальный множитель С₀ при работающей вентиляции 

     

% (об.), 

где   ρ_г = 0,667 кг/м³- плотность газа при t_р = 20 ⁰С;

       U - подвижность воздушной среды = 0,2 м/с;

       V_св - свободный объем помещения, м³;

       m - масса метана, поступившего в помещение, кг

      

     Расстояния  X_НКПР, Y_НКПР  и Z_НКПР рассчитываем по формулам 

     

     

     

 

где    К₁ - коэффициент, принимаемый равным 1,1314 для горючих газов;

     К₂ - коэффициент, равный 1 для горючих газов;

     К₃ - коэффициент, принимаемый равным 0,02828 для горючих газов при подвижности воздушной среды;

     h = 6 м - высота помещения;

     l = 30 м -  длина помещения;

     b = 18 м – ширина помещения;

     δ = 1.37 – допустимое отклонение концентраций при уровне значимости равном 0.05. 

     

 

     

 

     

 

     

 

     Определяем  коэффициент участия метана Z при  сгорании газовоздушной смеси при  Х_НКПР > 0,5 l и Y_НКПР > 0,5 b, т.е 40.7 > 12 м и 18 > 6 м 

     

, 

где  d = 1.37— допустимые отклонения концентраций при уровне значимости равном 0.005;

     F – площадь пола, м;

     Z_НКПР ^— расстояния по оси, Z от источника поступления газа, ограниченные нижним концентрационным пределом распространения пламени, соответственно, м;  

     

 

     Уточняем  избыточное давление взрыва 

     

, 

     

     8. Определение размеров  зон ограниченных  НКПР 
 

     В целом для горючих газов геометрическая зона ограниченная НКПР будет представлять собой  цилиндр с основанием радиусом и высотой , при высоте компрессора h = 1 м.

     Таким образом, для метана, геометрическая зона ограниченная НКПР, при условии, что высота  компрессора h_а > Z_HKHP (1>0.25м) будет представлять собой цилиндр с основанием радиусом R_б и высотой

     Z_б = h_а+Z_НКПР 

     Z_б = 1 + 0.25 = 1.25 м, 

     R_б = 18 м 

     Т.к. геометрически зона, ограниченная НКПР паров намного больше размеров помещения, то геометрически зона, ограниченная НКПР паров будет ограничена геометрическими  размерами помещения.  R_б = 12 м, Z_б =6м. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     9. Определение категории взрывоопасности технологического блока и радиуса зон разрушения. 
 

       
 
 
 
 
 
 
 

     Схема зон разрушения 

     Заключение 
 

     В данной курсовой работе были рассмотрены  причины пожаров и взрывов, возникающих  на предприятиях. Был выполнен анализ причин взрыва и пожара на исследуемом объекте с помощью структурной схемы.

     Был выполнен расчет вероятности возникновения  взрыва (пожара). Вероятность взрыва метановоздушной смеси внутри компрессора  равна 1.13∙10^-12; вероятность взрыва в объеме помещения равна 3.39∙10^-7, а вероятность взрыва в объеме помещения взрыва или пожара составила  1.28·10 в год.

     По  величине массы метана, которая равна 12.67 кг, что меньше 2000 кг, относим  помещение к 3 категории.

     Относительный потенциал взрывоопасности равен 5.05 кДж, тротиловый эквивалент составил 23.873 кг, радиус разрушения не превысил 31.572 м.

     Избыточное  давление при взрыве равно 0.95 кПа, при  котором произойдет частичное разрушение здания.

     Список  литературы 

     

1. ГОСТ 12.1.004-91 Пожарная безопасность. Общие требования. – М.: Госстандарт , 1992.
2. НПБ  105 – 03 Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности.
3. ГОСТ Р 12.3.047-98  Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля. Принят и введен в действие: Постановлением Госстандарта России от 3 августа 1998 г. № 304
4. ГОСТ 12.2.085-02 Сосуды под давлением. Клапаны предохранительные. Требования безопасности.
5. Баратов А.Н., Пчелинцев В.А. Пожарная безопасность.-М.:АСВ 1997.
6. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справочное издание; кн.1/ Баратов А.Н. и др.,1990.
7. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд. 7-е. Том 3. Под ред. Лазарева Н.В. и Левиной Э.Н. Л.,“Химия”, 1976.