" />

Температура сжиженного газа в резервуаре

19 февраля 2018, Comments 0

Научный. 1. Для сжиженных углеводородных газов (СУГ) при отсутствии данных допускается рассчитывать удельную массу паров испарившегося СУГ m СУГ , кг Ч м -2 , по формуле* Формула применима при температуре подстилающей поверхности от минус 50 до плюс 40 о С. где М — молярная масса СУГ, кг Ч моль -1 , L исп — мольная теплота испарения СУГ при исходной температуре СУГ Т ж , Дж Ч моль -1 , Т о — исходная температура материала, на поверхность которого проливается СУГ, соответственная расчетной температуре t p , К, Т ж — исходная температура СУГ, К, l ТВ — коэффициент теплопроводимости материала, на поверхность которого проливается СУГ, Вт Ч м -1 Ч К -1 , а — действенный коэффициент температуропроводности материала, на поверхность которого проливается СУГ, равный 8,4 Ч10 -8 м 2 Ч с -1 , t — текущее время, с, принимаемое равным времени полного испарения СУГ, Re = (U Ч d) / n в – число Рейнольдса, U — скорость воздушного потока, м Ч с -1 , d — соответствующий размер пролива СУГ, м, n в — кинематическая вязкость воздуха при расчетной температуре t p , м 2 Ч с -1 , l В — коэффициент теплопроводимости воздуха при расчетной температуре tp, Вт Ч м -1 Ч К -1 , t p — расчетная температура, °С. В качестве расчетной температуры следует принимать очень вероятную температуру воздуха в данной климатической зоне либо очень вероятную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом вероятного увеличения температуры в аварийной ситуации.

Температура сжиженного газа в резервуаре

Интенсивность термического излучения &quot,пламенного шара&quot, q, кВт Ч м -2 , рассчитывается по формуле. где E f — среднеповерхностная плотность термического излучения пламени, кВт Ч м -2 , F q — угловой коэффициент облученности, t — коэффициент пропускания атмосферы. Величину E f определяют на базе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать E f равной 450 кВт Ч м -2 . Значение F q находят по формуле. где Н — высота центра &quot,пламенного шара&quot,, м, D s — действенный поперечник &quot,пламенного шара&quot,, м, r — расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли конкретно под центром &quot,пламенного шара&quot,, м. Действенный поперечник &quot,пламенного шара&quot, D s определяют по формуле. где m — масса горючего вещества, кг.

Тогда по формулам (3.1) и (3.2) получим: 4. Методика определения массовой скорости истечения СУГ из резервуаров под давлением и трубопроводов.

По формуле (7.2) находим d: По формуле (7.3) находим Н: Находим угловой коэффициент облученности F по формулам (7.4) — (7.10): h = 2 Ч 26,5/19,5=2,72, S = 2 Ч 40/19,5 = 4,10, А = (2,72 2 + 4,10 2 + 1)/(2 Ч -4,1) = 3,08 , В=(1 +4,1 2 )/(2 Ч 4,1) = 2,17, Определяем коэффициент пропускания атмосферы г по формуле (7.11): t = eхр[-7,0 Ч 10 -4 Ч (40 — 0,5 Ч 19,5)] = 0,979. По формуле (7.1) находим q: q = 100 Ч 0,0975 Ч 0,979 = 9,5 кВт Ч м — 2. 8. Методика определения характеристик ударной волны при взрыве резервуара в очаге пожара и термического излучения при появлении &quot,пламенного шара&quot, Главные зависимости истинной методики приведены в работах [10, 16]. 8.1. Расчет величин лишнего давления в положительной фазе волны и импульса положительной фазы волны.

Высчитать характеристики положительной фазы волны давления на расстоянии 750 м от эпицентра трагедии, связанной с развитием BLEVE на жд цистерне вместимостью 50 м 3 с 10 т водянистого пропана. Энергия, выделившаяся при расширении среды в резервуаре, определяется по формуле (8.3): где m = 4 Ч 10 4 кг — масса пропана в цистерне, U 1 ,U 2 — удельная внутренняя энергия вещества до и после BLEVE, Дж Ч кг -1 . где h — удельная энтальпия среды, Дж Ч кг -1 , Р — давление среды, Па, V — удельный объем среды, м 3 Ч кг -1 . Для расчета характеристик U и h воспользуемся Р – h — диаграммами на рисунках 8.1 и 8.2. Высота резервуара h o = 20 м. Высота обвалования а = 6 м. Плотность сжиженного этилена при температуре эксплуатации Т эк = 169,5 К составляет r эж = 568 кг м -3 . Рис. 2.2. Зависимость относительного количества воды Q, перелившейся через обвалование, от параметра b, характеризующего наклон подстилающей поверхности, при разных отношениях a/h o : Полная масса сжиженного этилена в резервуаре равна: Параметр a/h o = 6/20 = 0,3.

Малая скорость воздушного потока v min = 0 м Ч с -1 , а наибольшая для данной климатической зоны \/ max = 5 м Ч с -1 . Кинематическая вязкость воздуха n в при расчетной температуре воздуха для данной климатической зоны t p = 36 °С равна 1,64 10 -5 м 2 Ч с -1 . Время существования &quot,пламенного шара&quot, t s , с, определяют по формуле. Коэффициент пропускания атмосферы т рассчитывают по формуле. Пример 1 . Расчет характеристик ударной волны при BLEVE. Данные для расчета.

Особенности развития пожаров на объектах хранения и переработки сжиженных углеводородных газов. 2. Оперативно-тактические особенности объектов хранения и переработки СУГ. Планировочные и конструктивные мероприятия, обеспечивающие создание критерий для тушения пожаров. 2.1. Устройство изотермического резервуара и его технологическая обвязка. 2.2. Строения, сооружения и территория склада. 2.3. Найти время существования &quot,пламенного шара&quot, и интенсивность термического излучения от него на расстоянии 500 м при разрыве сферической емкости с пропаном объемом 600 м 3 в очаге пожара. Данные для расчета. Объем сферической емкости 600 м 3 . Плотность водянистой фазы 530 кг Ч м -3 .

Определим удельный объем среды: V 1 = V / m = 5 Ч 10 -3 Ч кг -1 . Давление срабатывания клапана 2,0 МПа, что соответствует температуре жидкой фазы 50 °С, при всем этом удельный объем водянистой и паровой фаз равен: По формуле (8.6) определим степень сухости пара X 1 : Удельная энтальпия среды до BLEVE равна h 1 = 294 кДж -1 . Тогда. Характеристики конечного состояния среды: Величина удельного объема среды в момент трагедии определяется по формуле. Степень наполнения резервуара водянистой фазы 80 %. Расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли конкретно под центром &quot,пламенного шара&quot, 500 м. Находим массу горючего m в &quot,пламенном шаре&quot,: m = V ЧrЧa = 600 Ч 530 Ч 0,8 = 2,54 Ч 10 5 кг, где V — объем резервуара, м 3 (V = 600 м 3 ), r — плотность водянистой фазы, кг Ч м -3 ( r = 530 кг Ч м -3 ), a — степень наполнения резервуара ( a = 0,8). 2.1 и 2.2. Внедрение графиков для определения Q допустимо при соотношении величин расстояния от резервуара до обвалования к поперечнику резервуара от 2 до 5. Пример. Указания по тушению пожаров на открытых технологических установках по переработке горючих жидкостей и газов. — М.: ГУПО МВД СССР, Временные советы по тушению пожаров на объектах переработки и хранения сжиженных углеводородных газов при помощи передвижной пожарной техники. -М.: ВНИИПО, 1975. 8. Математическая модель испарения сжиженных углеводородных газов со свободной поверхности / Шебеко Ю.Н., Шевчук А.П., Смолин И.М. и др. // Хим индустрия. — — № 7. — С. 404-408. 9. Шебеко Ю.Н., Шевчук А.П., Смолин И.М. Методика определения характеристик ударной волны при сгорании газовоздушных туч. 7. Методика определения интенсивности термического излучения при пожарах проливов СУГ. 8. Методика определения характеристик ударной волны при взрыве резервуара в очаге пожара и термического излучения при появлении “огненного шара” 9. Методика определения характеристик факелов пламени СУГ. 1. Температуру воды Т ж , подобающую давлению срабатывания предохранительного клапана r k = 2,16 МПа, находим по справочнику [1]: По формуле (8.7) находим m np . m пp = 2,4 Ч 10 5 Ч 500 Ч (333 — 230)/4,52 Ч 10 6 = 2,73 Ч 10 3 кг. По формулам (6.1) и (6.3) определяем характеристики ударной волны D р и i: D р = 101[0,8 Ч (2,73 Ч 10 3 ) 0,33 / 500 + 3 Ч (2,73 Ч 10 3 ) 0,66 / 500 + 5(2,73 Ч 10 3 ) / 500 3 ] = 2,51 кПа, i = 723 Ч (2,73 Ч 10 3 )0 ,66 / 500 = 48,1 Па Ч c. Пример 3 . Вычисляют высоту пламени Н, м: где т — удельная массовая скорость выгорания СУГ, кг Ч м -2 Ч с -1 (допускается при отсутствии экспериментальных данных принимать равной 0,1 кг Ч м -2 Ч с -1 ,) r в — плотность окружающего воздуха, кг Ч м -3 , g = 9,81 м Ч с -2 — ускорение свободного падения. 7.5. Определяют угловой коэффициент облученности F q .

Пример. Найти размеры зоны, ограниченной нижним концентрационным пределом распространения пламени НКПР паров сжиженного этилена при его испарении с поверхности пролива для критерий, сформулированных в примере раздела 1. Данные для расчета. Масса пролитого сжиженного этилена в согласовании с примером раздела 1 составляет 528039 кг.

Наибольший расход сжиженного этилена в режиме выдачи G жэ = 3,1944 кг Ч с -1 . Плотность сжиженного этилена при температуре эксплуатации Т эк = 169,5 Ч К r эж = 568 кг Ч м -3 . Плотность газообразного этилена при Т эк r гэ 2,0204 кг Ч м -3 . Взрывоопасные зоны и горение малогабаритных струй сжиженного газа при аварийном истечении: Экспресс-информ. Сер. 3. Пожарная профилактика в технологических процессах и строительстве. -М.: ВНИИПО, 1975. -Вып 36. 13. Paul А. Сгосе and Krishna S.

Методика определения наибольших размеров взрывоопасных зон при испарении СУГ из проливов. 4. Методика определения массовой скорости истечения СУГ из резервуаров под давлением и трубопроводов. 5. Методика определения размеров взрывоопасных зон при истечении СУГ из трубопровода. 6.

Величину Н определяют в процессе особых исследовательских работ. Допускается принимать величину Н равной D s /2. ВУПП-88 Ведомственные указания по противопожарному проектированию компаний, построек и сооружений нефтеперерабатывающей и нефтехимической индустрии. 4. СНиП 2.09.03-85 Сооружения промышленных компаний. 5. ГОСТ 12.1.011-87 ССБТ Консистенции взрывоопасные. Систематизация и способы испытаний. 6.

Реальная методика приведена в работе [10]. 6.1. Величину лишнего давления D Р, кПа, развиваемого при сгорании газовоздушных туч, определяют по формуле. где Р о — атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа), г — расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м, m пр — приведенная масса газа либо пара, кг, рассчитывается по формуле. где Q сг — удельная теплота сгорания газа либо пара, Дж Ч кг -1 (определяется по справочным данным), Z — коэффициент роли горючего во взрыве, который допускается принимать равным 0,1, Q о — константа, равная 4,52 Ч 10 6 Дж Ч кг -1 , m — масса горючих газов и (либо) паров, поступивших в итоге трагедии в окружающее место, кг. 6.2 Величину импульса волны давления i, Па Ч с, вычисляют по формуле. Пример . Высчитать лишнее давление и импульс волны давления при выходе в атмосферу пропана, лежащего в сферической емкости объемом 600 м 3 , на расстоянии 500 м от нее. Относительное количество СУГ Q (%), перелившегося через обвалование вследствие резвого (в пределе квазимгновенного) разрушения резервуара находится в зависимости от дела высоты обвалования а к высоте столба СУГ в резервуаре ho и наклона подстилающей поверхности Ь. Рис. 2.1. Зависимость относительного количества воды Q, перелившейся через обвалование, от параметра а/h o при разных наклонах подстилающей поверхности: 1 — b = -0,02, 2 — b = 0, Уклон подстилающей поверхности в рассчитывают по формуле. где D а — перепад высот подстилающей поверхности у резервуара и обвалования, м, L — расстояние от резервуара до обвалования, м. Относительное количество СУГ Q(%), перелившегося через обвалование, определяют по рис.

Допускается рассчитывать величины D Р и i по формулам (6.1) и (6.3), вычисляя m np при помощи выражения. где m — масса СУГ в резервуаре, кг, С эфф — действенная теплоемкость, равная 500 Дж Ч кг -1 Ч К -1 ), Т ж — температура водянистой фазы в момент разрыва резервуара, К, Т кип — обычная температура кипения СУГ, К, Q о — константа, определенная в разделе 6 и равная 4,52 Ч 10 6 Вж Ч кг -1 . Рис. 8.2. Диаграмма энтальпия — давление для бутана. Величину Т ж допускается вычислять, исходя из давления срабатывания предохранительного клапана резервуара р к , полагая давление насыщенных паров СУГ равным р к и находя отсюда с внедрением справочных данных величину Т ж . 8.2. Расчет интенсивности термического излучения и времени существования &quot,пламенного шара&quot,.

Порошковое пожаротушение. 2.4.4. Установки пенного пожаротушения в обваловании. 2.4.5. Горизонтальный размер взрывоопасной зоны по направлению ветра Х нкпр , образующейся при истечении СУГ из трубопровода, вычисляют по формуле. где G — массовая скорость поступления горючего газа в окружающее место, кг Ч с -1 (принимается неизменной и рассчитывается в согласовании с разделом 4), U -скорость ветра, м Ч с -1 . Формула получена по результатам тестов и применима при U і 1 м Ч с -1 . Пример . Высчитать наибольший размер взрывоопасной зоны при истечении водянистого пропана из трубопровода для критерий примера раздела 4. Данные для расчета.

По формуле (4.3) находим G i : Массовая скорость истечения водянистой фазы равна: W i = Gi Ч F = 6,6 Ч 10 3 Ч 0,1 = 660 кг Ч с -1 . Массовая скорость истечения паровой фазы равна: W v = G v Ч F = 2,4 10 3 Ч 0,1= 240 кг Ч с -1 . 5. Методика определения размеров взрывоопасных зон при истечении СУГ из трубопровода. Реальная методика получена на основании обработки экспериментальных данных по размерам взрывоопасных зон и приведена в работе [12].

Удельная внутренняя энергия вещества в момент BLEVE равна: U/2 = h 2 – P 2 Ч V 2 = 84 Ч 10 3 — 1 Ч 10 5 Ч 0,06 = 78 кДж. Получим величину Е: Е = 10 Ч 10 3 Ч (284 — 78) Ч 10 3 = 2,06 Ч 10 9 Дж. Находим приведенную массу m пр . m np = E/Q o = 2,06 Ч 10 9 /(4,52 Ч 10 6 ) = 456 кг. Вычислим величины D Р и i по формулам (8.1) и (8.2): D Р = 101 Ч (0,8 Ч 456 0,33 / 750 + 3 Ч 456 0,66 / 750 2 + 5 Ч 456 / 750 3 ) = 0,86 кПа, i = 123 Ч 456 0,66 / 750 = 9,3 Па Ч с. A = (h 2 +S 2 +1)/(2 Ч S), (7.8) где г — расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта, м. 7.6. Определяют коэффициент пропускания атмосферы: = exp[-7,0 Ч 10 -4 Ч (r-0,5d)] (7.11) Пример . Высчитать интенсивность термического излучения от пожара пролива водянистого изопентана площадью 300 м 2 на расстоянии 40 м от центра пролива. Данные для расчета. Массовая скорость выгорания m = 0,06 кг Ч м -2 Ч с -1 , g = 9,81 м Ч с -2 , r в = 1,2 кг Ч м -3 , E f = 100 кВт Ч м -2 . Пример 2. Высчитать характеристики ударной волны при взрыве резервуара хранения СУГ под давлением на расстоянии 500 м от резервуара с определением m пр по формуле (8.7). Данные для расчета. Массовую скорость истечения паровой фазы СУГ G v (кг Ч с -1 Ч м -2 ) вычисляют по формуле. где Р с — критичное давление, Па (определяется по справочным данным), М — молярная масса, кг Ч моль -1 , R — универсальная газовая неизменная, равная 8,31 Дж Ч моль -1 Ч К -1 , Т c — критичная температура, К (определяется по справочным данным), Р — давление в резервуаре (трубопроводе), Па. 4.3. Массовую скорость истечения водянистой фазы СУГ G I (кг Ч с -1 Ч м -2 ) вычисляют по формуле. где p i , р v — плотности водянистой и паровой фаз СУГ, кг Ч м -3 (определяют по справочным данным), Т — температура СУГ, находящегося в резервуаре (трубопроводе), К. Пример. Высчитать массовую скорость истечения паровой и водянистой фазы пропана. Реальная методика приведена в работе [11]. 4.1. При разгерметизации резервуаров (трубопроводов) для хранения СУГ под давлением может быть истечение паровой (при разгерметизации выше уровня воды) и водянистой (при разгерметизации ниже уровня воды) фаз. Соответственно следует различать массовые скорости истечения паровой и водянистой фаз СУГ. 4.2.

Главные данные для расчета указаны в примере раздела 4. Массовая скорость истечения водянистой фазы 660 кг Ч с -1 при площади сечения трубопровода 0,1 м 2 , скорость ветра U = 5м Ч с -1 . По формуле (5.1) находим Х нкпр : Х НКПР = 40 Ц 600/5 = 460 м. 6. Методика определения характеристик ударной волны при сгорании газовоздушных туч. Т – длительность поступления паров СУГ в открытое место, с, С нкпр — нижний концентрационный предел распространения пламени СУГ, % (об.). 3.2. Радиус R б (м) и высоту Z б (м) зоны, ограниченной НКПР паров СУГ, вычисляют исходя из значений Х нкпр , Ун кпр и Z нкпр . Геометрически зона, ограниченная НКПР паров СУГ, представляет собой цилиндр с радиусом R б основания и высотой h б = Z нкпр при высоте источника выброса паров h &lt, Z нкпр и h o = h + Z нкпр при h і Z нкпр , где h — высота источника поступления паров СУГ от уровня земли, м. За начало отсчета зоны, ограниченной НКПР паров, принимают наружные габаритные размеры аппаратов, установок, трубопроводов и т. п. 3.3. Во всех случаях значения Х нкпр , У нкпр и Z нкпр должны быть приняты более 0,3 м.

Сферический резервуар с пропаном объемом 600 м 3 , снаряженный предохранительным клапаном с давлением срабатывания 2,16 МПа (abs.). Обычная температура кипения минус 43 °С (230 К). Степень наполнения резервуара a = 0,8 при температуре 20 °С. Плотность пропана при 20 °С составляет кг Ч м -3 . Определяем массу пропана в резервуаре: m = r V a = Ч 600 Ч 0,8 = 2,4 Ч 10 5 кг. Mudan. Calculating Impacts for Large Open Hydrocarbon Fires // Fire Safety Journal, Krishna S. Mudan. Thermal radiation hazards from hydrocarbon pool fires // Prog. Energy.

Combast. Sci. — P. 59-80. 15. Термообмен излучением: Справочник. — М.: Энергоатомиздат, Шебеко Ю.Н., Шевчук А.П., Смолин И.М. О способности предотвращения взрыва резервуара с перегретой жидкостью в очаге пожара методом использования предохранительных устройству/Хим индустрия. — N 12.

Пример . Высчитать геометрические характеристики факела при истечении паровой и водянистой фазы пропана из резервуара хранения СУГ под давлением. Данные для расчета. Температура 20 °С. Давление в резервуаре 0,83 Ч 10 6 Па, при всем этом скорость истечения равна скорости звука в газообразном пропане. Поперечник отверстия истечения d o = 0,01 м.

Методика определения растекания СУГ за границы обвалования при разрушении резервуара. Реальная методика приведена в работе [9]. Критичное давление пропана р с = 4,19 Ч 10 6 Па, критичная температура Т c = 369,8 К. Давление пропана при температуре 20°С равно р = 0,833 Ч 10 6 Па, плотность водянистой фазы p i = кг Ч м -3 , плотность паровой фазы r д = 17,74 кг Ч м -3 . Аварийные факелы и свечки. 3. Планирование боевых действий и главные тактические приемы тушения пожаров на объектах хранения и переработки СУГ. 4. Техника безопасности. 5. Расчет сил и средств. 1.

U a — плотность воздуха, кг Ч м -3 , g — показатель адиабаты истекающей паровой фазы (допускается принимать равным 1,2), Р О — атмосферное давление, Па, q — угол наклона оси факела к вертикали, град, М j , — молярная масса истекающей паровой фазы, кг Ч кмоль -1 , М a — молярная масса воздуха, кг Ч кмоль -1 , L вv высота центра верхнего основания факела над горизонтом, м, W 1 , W 2 — поперечникы нижнего и верхнего оснований факела, м. 9.3. Высота и поперечник факела, образующегося при истечении водянистой фазы СУГ, описываются формулами. где D 1 — действенный поперечник отверстия истечения, м, где r ж — плотность водянистой фазы, кг Ч м -3 , G 1 — расход водянистой фазы через отверстие истечения, кг Ч с -1 , F — площадь отверстия истечения водянистой фазы, м 2 , Л ф — высота факела, м, g — ускорение свободного падения, м Ч с -2 , в — поперечник факела, м. 9.4. Термическое излучение факелов на разных расстояниях от места истечения рассчитывают в согласовании с разделом 7. При всем этом действенные высота L эфф (м) и поперечник d эфф (м) факела при истечении паровой фазы рассчитываются по формулам. Рассчитывается удельный объем среды, находящийся в резервуаре: где V — объем резервуара, м 3 . Задается температура водянистой среды Т 1 , при которой происходит BLEVE, соответственная давлению срабатывания предохранительного клапана p 1 . С учетом характеристик T 1 и p 1 по рис. Для расчета энергетических характеристик U и h будем использовать p — h диаграммы для пропана и н-бутана (рис. 8.1, 8.2). Точка на этой диаграмме, отвечающая исходному состоянию среды конкретно перед появлением BLEVE, определяется последующим образом.

Рис. 9.1. Схема для расчета геометрических характеристик факелов при истечении паровой фазы СУГ. 9.2. Геометрические характеристики газовых факелов в случае истечения паровой фазы СУГ рассчитываются по формулам (для скорости ветра более 5 м Ч с -1 ): где U a — скорость ветра, м Ч с -1 , U j — скорость истечения паровой фазы СУГ, принимаемая равной скорости звука, м Ч с -1 , d о — поперечник отверстия истечения, м, r j — плотность истекающей паровой фазы за срезом сопла (при атмосферном давлении), кг Ч м -3 , определяемая по формуле.

Скорость ветра U a = 10 м Ч с -1 . Находим скорость звука в пропане по формуле (9.7): где g — показатель адиабаты ( g = 1,2), Р о — давление (Р о = 10 5 Па), r j — плотность газообразного пропана при температуре Т = 293,15 К и атмосферном давлении, r в — плотность воздуха при температуре Т о = 273,15 К ( r в = 7,29 кг Ч м -3 ), М, M в — молярные массы пропана и воздуха (М = 44,096 г Ч моль -1 , М в = 29,5 г Ч моль -1 ), Находим параметр R v по формуле (9.5): Находим параметр D s по формуле (9.6): Находим малый W 1 и большой W 2 поперечникы факела по формулам (9.2) и (9.3): W 1 = 1,22 Ч 10 -2 Ч (49 – 0,22 / (3,88 Ч 10 -2 ) — 380 Ч 3,88 Ч 10 -2 + + Ч (3,88 Ч 10 -2 ) 2 ) = 0,37 м, W 2 = 1,22 Ч 10 -2 Ч (80 – 0,57 / (3,88 Ч 10 -2 ) — 570 Ч 3,88 Ч 10 -2 + + 1470 Ч (3,88 Ч 10 -2 ) 2 ) = 0,55 м. По формуле (9.2) находим высоту факела над срезом отверстия истечения: По формуле (9.1) находим угол наклона факела к вертикали: Для определения размеров жидкостного факела воспользуемся величиной G i из примера раздела 4. При всем этом G 1 /F = 6,6 Ч 10 3 кг Ч м -2 Ч с -1 , r ж = кг Ч м -3 .

Величина НКПР С нкпр = 2,7 % (об.). Давление насыщенных паров при температуре кипения р н = 101,3 кПа. Значение К для времени испарения Т = 3600 с равно 1,0. Плотность паров этилена r п при температуре кипения Т к = 169,5 К составляет: где r в — плотность воздуха при температуре Т о = 273,15 К ( r в = 1,29 кг Ч м -3 ), М э , М в — молярные массы этилена и воздуха (М э = 28,05 г Ч моль -1 , М в = 29,5 гмоль -1 ). Размещение резервуара относительно примыкающих объектов. 2.4. Системы противопожарной защиты изотермического резервуара. 2.4.1. Водяное орошение. 2.4.2. Ограничение распространения паров СУГ. 2.4.3.

Сжиженного газа

Параметр b = 0. При помощи рис. 2.1 (кривая 2) находим относительное количество воды Q, перелившейся через обвалование: Масса сжиженного этилена, перелившегося через обвалование при моментальном разрушении резервуара, составит. 3. Методика определения наибольших размеров взрывоопасных зон при испарении СУГ из проливов. В истинной методике применены зависимости, приведенные в работе [10]. Методика определения удельной массы СУГ, испарившегося из пролива. Реальная методика приведена в работе [8]. В ней показано не плохое согласие получаемых результатов с экспериментальными данными.

Методика определения удельной массы СУГ, испарившегося из пролива. 2. Методика определения растекания СУГ за границы обвалования при разрушении резервуара. 3. Степень наполнения резервуара a = 0,95. Ввод трубопровода подачи сжиженного этилена в резервуар выполнен сверху, а вывод отводящего трубопровода — снизу.

Данные для расчета. Температура среды 20°С. Истечение происходит из резервуара хранения пропана под давлением при температуре среды.

Молярная масса М = 44,096 Ч 10 3 кг Ч моль -1 . Универсальная газовая неизменная R = 8,31 Дж Ч моль -1 Ч К -1 . Площадь отверстия истечения F= 0,1 м 2 . Находим характеристики Р R и T R по формулам (4.2) и (4.4): Р R = 0,833 Ч 10 6 /4,19 10 6 = 0,199, По формуле (4.1) находим G v . Данные для расчета. Объем емкости 600 м 3 . Температура 20 °С. Плотность сжиженного пропана 530 кг Ч м -3 . Степень наполнения емкости 80 % (по объему). Коэффициент теплопроводимости воздуха l в в при t p равен 2,74 Ч 10 -2 Вт Ч м -1 Ч К -1 . При разрушении изотермического резервуара объем сжиженного этилена составит: Свободный объем обвалования V об = 5184 Ч 2,2 = 11404,8 м 3 . Ввиду того, что V сжэ &lt, V об , примем за площадь испарения F исп свободную площадь обвалования F oб , равную 5184 м 2 . Тогда масса испарившегося этилена m ижэ с площади пролива при скорости воздушного потока v = 5 м Ч с -1 рассчитывается по формуле (1.1) и составляет: Масса m ижэ при v = 0 м Ч с -1 составит кг. 2.

Пример . Найти массу газообразного этилена, образующегося при испарении пролива сжиженного этилена в критериях аварийной разгерметизации резервуара. Данные для расчета. Изотермический резервуар сжиженного этилена объемом V ирэ = 10000 м 3 установлен в бетонном обваловании со свободной площадью F об = 5184 м 2 и высотой отбортовки Н об = 2,2 м. Поперечник отводящего трубопровода d тр = 0,25 м. Длина участка трубопровода от резервуара до автоматической задвижки, возможность отказа которой превосходит 10 -6 в год (и не обеспечено резервирование ее частей), L = 1 м. Главные положения истинной методики приведены в работах [12, 17]. 9.1. Расчет геометрических характеристик факелов при истечении паровой фазы СУГ проводится на базе схемы, показанной на рис. 9.1. Приведенный способ дает удовлетворительные результаты для угла отличия факела от вертикали, когда скорость ветра больше 5 м Ч с -1 . При наименьших значениях скорости ветра этот угол следует считать равным нулю. По формуле (8.10) определяем действенный поперечник &quot,пламенного шара&quot, D s : D s = 5,33 Ч (2,54 Ч 10 5 ) 0,327 = 312 м. По формуле (8.9), принимая Н = D s /2 = 156 м, находим угловой коэффициент, облученности F q : По формуле (8.12) находим коэффициент пропускания атмосферы t : По формуле (8.8) находим интенсивность излучения q: q = 450 Ч 0,037 Ч 0,77 = 12,9 кВт Ч м -2 . По формуле (9.11) определяем время существования &quot,пламенного шара&quot, t s . t s = 0,92 Ч (2,54 Ч 10 5 ) 0,303 = 40 с. 9. Методика определения характеристик факелов пламени СУГ.

8.1 определяются надлежащие значения удельных объемов водянистой V f и паровой V g фаз соответственно. Точка, отвечающая исходному состоянию среды, лежит снутри полуострова на диаграмме (рис. 8.1). Степень сухости пара Х определяется по формуле. При помощи диаграммы (рис. 8.1, 8.2) находится параметр h, и по формуле (8.4) рассчитывается внутренняя энергия U 1 . Характеристики конечного, состояния парогазовой среды определяются в точке скрещения изэнтропы с изобарой р = 0,1 МПа (атмосферное давление).

Параметрами волны давления, образующейся при разрушении резервуара с СУГ в очаге пожара, являются лишнее давление в положительной фазе D Р и импульс положительной фазы волны i. Величины D Р. кПа, и i, Па Ч с, вычисляют по формулам. где Р о — атмосферное давление кПа, допускается принимать равным 101 кПа, г — расстояние до разрушающегося технологического оборудования, м, m пр — приведенная масса, кг, рассчитывается по формуле. где Е из — энергия, выделяющаяся при изэнтропическом расширении среды, находящейся в резервуаре, Дж, Q о — константа, равная 4,52 Ч 10 6 Дж Ч кг -1 . Величина Е из определяется по формуле. где m — масса вещества в резервуаре, кг, U 1 , U 2 — удельная внутренняя энергия вещества до и после BLEVE, Дж Ч кг -1 . Удельная внутренняя энергия определяется по формуле. где h — удельная энтальпия среды, Дж Ч кг -1 , р — давление среды, Па, v — удельный объем среды, м 3 Ч кг -1 . Рассчитывают действенный поперечник d, м, пролива: где F — площадь пролива, м 2 . Величину F определяют, исходя из топографии местности и наличия обвалования. Допускается определять F из условия, что 1 л воды разливается на 0,15 м 2 . 7.4.

Величина удельного объема V 2 с учетом приобретенных характеристик V f , V g , h 2 , Х 2 определяется по формуле. Внутренняя энергия конечного состояния U 2 определяется по формуле (8.4), энергия, выделяющаяся при изэнтропическом расширении, — по формуле (8.3). Рис. 8.1 Диаграмма энтальпия — давление для пропана. Расчет воздействия обвалования на растекание пылающей воды при разрушении резервуара // Хим индустрия. — — N 4. 10. НПБ 107-97 Определение категорий внешних установок по пожарной угрозы. 11. Sallet D.W. Critical two-phase flow rates of liquefied gases // J. Loss Prevention in the process industries, 1990. -Vol. 3. — N 1. — P. 38-42. 12. Способ расчета зон, ограниченных нижним концентрационным пределом распространения пламени (НКПР) паров СУГ, образующихся при испарении сжиженных углеводородных газов из проливов, приведен для варианта, когда размеры зон добиваются наибольших значений, а конкретно при недвижной воздушной среде. 3.1. Размеры взрывоопасной зоны по горизонтали Х нкпр , У нкпр и вертикали Z нкпр (м) для паров СУГ, ограничивающие область концентраций, превосходящих НКПР, вычисляют по формулам. где m п — масса паров СУГ, поступивших в открытое место за время полного испарения, кг, r п — плотность паров СУГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг Ч м -3 , Р н — давление насыщенных паров СУГ при расчетной температуре t p , кПа, К — коэффициент, принимаемый равным.

Молярная масса сжиженного этилена М эж = 28 Ч 10 -3 кг Ч моль -1 . Мольная теплота испарения сжиженного этилена при Т эк L исп = 1,344 х 10 4 Дж Ч моль -1 . Температура бетона равна очень вероятной температуре воздуха в соответственной климатической зоне Т б = 309 К. Коэффициент теплопроводимости бетона l б = 1,5 Вт Ч м -1 Ч К -1 . Коэффициент температуропроводности бетона а = 8,4 10 -8 м 2 Ч с -1 .

По формуле (9.12) находим величину u: u = 6,6 Ч 10 3 / = 13,2 м Ч с -1 . По формуле (9.11) находим D 1 : Высоту факела L ф находим по формуле (9.9): Поперечник факела b находим по формуле (9.10): 1. Справочник по сжиженным углеводородным газам .-Л.: Недра, с. 2. СНиП 2.04.08-87 Газоснабжение. 3.

Найти массу сжиженного этилена, перелившегося через обвалование при моментальном разрушении наземного изотермического резервуара, размещенного на ровненькой площадке. Данные для расчета. Изотермический резервуар имеет объем V = 10000 м 3 , степень его наполнения водянистой фазой a = 0,95.

Удельная теплота сгорания пропана 4,6 Ч 10 7 Дж Ч кг -1 . Принимается, что в течение времени, нужного для выхода сжиженного газа из емкости, весь пропан испаряется. Находим величину m пp по формуле (6.2): m пp =4,6 Ч 10 7 /4,52 Ч 10 6 Ч (0,8 Ч 530 Ч 600) Ч 0,1 = 2,59 Ч 10 5 кг. Находим величину лишнего давления D Р по формуле (6.1): D Р = 101 [0,8 Ч (2,59 Ч 10 5 ) 0,33 /500 + 3 Ч (2,59 Ч 10 5 ) 0,66 /500 2 + 5 Ч (2,59 Ч 10 5 )/500 3 ] = = 16,2 кПа. Находим импульс волны давления i по формуле (6.3): i = 123 Ч (2,59 Ч 10 5 ) 0,66 /500 = 1 000 Па Ч С. 7.

Методика определения интенсивности термического излучения при пожарах проливов СУГ. Главные положения истинной методики приведены в работах [10,13-15]. 7.1. Величину интенсивности термического излучения q, кВт Ч м -2 , рассчитывают по формуле. q = E f Ч F q Ч t , (7 t — коэффициент пропускания атмосферы. 7.2. Значение Ef принимается на базе экспериментальных данных. При их отсутствии допускается принимать величину Ef равной 100 кВт • м- 2 . 7.3.

Comments are closed.