ТЕМЫ К ЗАЩИТЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ № 6 «РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ПОСЛЕДСТВИЙ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ТЕХНОГЕННЫХ АВАРИЙ»

[1] [2] [3] [4] [5] [6]

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 7 «РАСЧЕТ РИСКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОЖАРА (ВЗРЫВА) ДЛЯ ТВЕРДЫХ СГОРАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ, ГОРЮЧИХ ГАЗОВ, ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ И ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ И ОЦЕНКА ОБСТАНОВКИ ПРИ ГОРЕНИИ И ВЗРЫВАХ ТОПЛИВНО-ГАЗОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ»

ЗАДАНИЕ 1

Цель: расчет риска возникновения пожара и его уровня для твердых сгораемых материалов.

Задача. На объекте находится складское здание. Здание склада I степени огнестойкости, площадью 175 м[7], имеет площадь проемов (окон) 35 м[7]. Коэффициент огнестойкости к0 = 2,5. В нем находится 35 000 кг сгораемых материалов (синтетический каучук). Стоимость здания, оборудования и сырья составляет 500 млн рублей. Склад оборудован автоматической системой пожаротушения и внутренним противопожарным водопроводом.

Синтетический каучук имеет следующие пожароопасные показатели: Тс.восп = 320°С; энергия зажигания Ео = 3,2 мДж; коэффициент неполноты сгорания Р = 0,85; коэффициент изменения массовой скорости выгорания рс = 0,9; массовая скорость выгорания 'Р = 0,012 кг/(м[7] • с).

Определить: критическую пожарную нагрузку в складе, риск возникновения пожара и его уровень при появлении конкретного источника зажигания.

Решение

1. Определяем критическую и фактическую пожарную нагрузку:

где П — предел огнестойкости строительных конструкций, мин;

Р — коэффициент неполноты сгорания (коэффициент химического недожога);

Рс — коэффициент изменения массовой скорости выгорания;

*Р — массовая скорость выгорания, кг/(м[7]- мин);

к0 — коэффициент огнестойкости;

Fn, F0 — площадь пола (оконных, дверных) проемов, м[7].

Принимаем для расчетов:

где Мф — фактическая пожарная нагрузка, кг/м2.

Р — общее количество сгораемых материалов, кг.

При Мф > Мкр; (200 > 41,31) принимаем,

2. Определяем вероятность появления конкретного источника зажигания

где т — время работы объекта за анализируемый период,

ти з — среднее время работы объекта до появления любого источника зажигания,

Е0 — минимальная энергия зажигания горючей среды (пожарной нагрузки), мДж;

е — основание натурального логарифма, е = 2,718;

3. Определяем денежную оценку риска возникновения пожара

где У — ожидаемый материальный ущерб, тыс.руб.;

РМкр — вероятность появления критической пожарной нагрузки;

М, Мкр — соответственно (фактическая) реальная и расчетная критическая пожарная нагрузки, при М > Мкр, вероятность появления критической пожарной нагрузки РМкр = 1;

Ро2 — вероятность появления достаточного количества кислорода воздуха в начальный период пожара (загорания) вероятность появления кислорода принимаем Р = 1.

По табл. 23.13 определяем риск возникновения пожара.

При Риз = 0,069 » 0,07 — уровень риска возникновения пожара «низкий».

Вывод. Реальная пожарная нагрузка превышает критическую, степень риска возникновения пожара оценивается в 34533,81 руб., вероятность появления любого источника зажигания составляет 0,069, что определяет уровень риска возникновения пожара в складе как «низкий».

ЗАДАНИЕ 2

Цель: расчет риска возникновения пожара (взрыва) и его уровня для горючих газов, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

Задача. В цеху, геометрические размеры которого 40x20x4 м, в технологическом процессе циркулирует легковоспламеняемая жидкость — этаналь. Химическая формула — С2Н4О; минимальная энергия зажигания этаналя Ео = 0,37 мДж; коэффициент свободного объема помещения Ксв = 0,8 кПа; максимальное давление взрыва Ртах = 900 кПа; начальное (атмосферное) давление Р0 = 101 кПа; избыточное давление взрыва АР = 5 кПа; коэффициент участия горючего во взрыве Z = 0,3

Из-за нарушения технологического регламента произошел выброс в помещение этаналя массой 15 кг. Температура в производственном помещении 27°С. Стоимость производственного помещения вместе с технологическим оборудованием и сырьем оценивается в 18 000 тыс. руб.

Определить: фактическую и критическую концентрацию паров этаналя при аварии, риск возникновения пожара (взрыва) и его уровень при появлении конкретного источника зажигания.

Решение

1. Определяем критическое значение концентрации этаналя для цеха кр, кг/м3.

Для индивидуальных веществ, состоящих из атомов С, Н, О:

где т — масса горючего газа (ГГ), легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), кг;

V — геометрический объем помещения, м3; определяется как произведение геометрических размеров помещения V= Lb h (соответственно длина, ширина и высота помещения);

АР — избыточное давление взрыва (значения которого принимают в зависимости от последствий возможного взрыва), АР = 5 кПа;

Ксв — коэффициент свободного объема помещения (допускается принимать Ксв = 0,8);

Рmax — максимальное давление взрыва стехиометрической концентрации этаналя в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным (при отсутствии информации допускается принимать Ртах = 900 кПа);

Р0 — начальное давление, кПа (допускается принимать Р0 = 101 кПа);

Z — коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения; допускается принимать Z = 0,3;

294

Таблица 23.J3

Классификация основных составляющих процесса горения по уровням риска возникновения пожара

Теплоэнергетические показатели источников зажигания (воспламенения), способные разжечь вещества (материалы, смеси) выше температуры их самовоспламенения

Пожарная

нагрузка

(концентра

ция)

Характеристика веществ, составляющих пожарную нагрузку

Уровень

пожарного риска

Вероятные появления источника зажигания Рих

температура горения (поверхность нагрева), °С

плотность теплового потока кВт!л?

мощность

энергии

зажигания,

мДж

продолжит ель нос ть действия, мин

350-650

10-20

ДО 0,2

ДО 0,5

М > М*

Мгновенно воспламеняемые вещества (материалы смеси), способные загораться и гореть от кратковременного воздействия источника загорания, имеющего величины теплоэнергетических показателей воспламенения близкие к критическим

Чрезвычайно высокий 1>РИ., >0,85

650-1500

20-35

0,2-0,3

0,5-4

М > М*р

Легковоспламеняемые вещества (материалы, смеси), способные воспламеняться от кратковременного воздействия источника зажигания, имеющего небольшие величины теплоэнергетических показателей воспламенения

Высокий

0,85>РИ.*>0,5

1500-3000

35-50

0,3-10

4-10

M>M„

Умеренно воспламеняемые вещества (материалы, смеси), способные воспламеняться под воздействием источника зажиганид имеющего средние величины теплоэнергетических показателей воспламенения

Существенный

0,5>РИ.,>0,25

более 3000

более 50

более 10

более 10

М > Мжр

Груда о воспламеняемые вещества (материалы, смеси), способные воспламеняться только под воздействием источника зажигания, имеющего большие величины теплоэнергетических показателей воспламенения

Низкий

0,25<РИ.,>0,05

Отсутствуют объективные источники зажигания М < М^>

Горючие вещества (материалы, смеси, способные в о сил а меняться и гореть при возникновении на объекте жизнедеятельности чрезвычайных условий лоя появления источника зажигания

Допустимый

Рг.п — плотность, кг/м[12] [13], газа или пара при расчетной petp:

где М— молярная масса, кг/кмоль; Мсшло = 12,01-2 + 1-4 + 16 =

= 44,02 кг/кмоль;

V0- молярный объем, равный 22,413 м[12]/кмоль;

tp — расчетная температура, °С.

Сст — стехиометрическая концентрация паров ЛВЖ %, вычисляемая по формуле:

(3- стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания

пс, пн, пх, п0- число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего, этаналь — С2Н4О

2. Определяем фактическое значение концентрации этаналя в помещении:

— вероятность появления критической пожарной нагрузки; — соответственно фактическая (реальная) и расчетная критическая концентрация паров этаналя, при вероятность появления критической концентрации

Р02 — вероятность появления достаточного количества кислорода воздух в начальной период пожара (взрыва), принимаемая P0z = 1;

Риз- вероятность появления конкретного источника зажигания,

ущерба от возникновения пожара (взрыва) оценивается в 11 034 тыс. руб

Риск ущерба от возникновения пожара (взрыва) оценивается в 11 034 тыс. руб.

5. Определяем уровень риска возникновения пожара (взрыва).

высокий уровень;

- высокий уровень.

Вывод. Реальная концентрация этаналя в помещении превышает критическую, степень риска возникновения пожара (взрыва) оценивается в 11034 тыс. руб.: вероятность появления конкретного источника зажигания составляет 0,613, а это определяет уровень возникновения пожара (взрыва) в помещении как «высокий».

ЗАДАНИЕ 3

Цель: Прогнозирование и оценка обстановки при горении и взрывах топливно-газовоздушных смесей.

Задача 1. На трубопроводе диаметром 1,42 м с конвертируемым газом давлением Рг = 2,5 МПа произошел разрыв трубы. Состав газа: Н2 = 61,5%; СО = 18,5%; N2 = 20%. Температура газа * = 30 °С. Скорость ветра W = 10 м/с. Коэффициент расхода из образовавшегося отверстия р = 0,8.

Определить: границы зоны детонации образовавшегося газового облака возможность нарушения жизнедеятельности в населенном пункте, расположенном на расстоянии 100 м от места аварии.

Решение

1. Определяем удельную газовую постоянную газа конвертируемого

где gfc— доля /-го компонента в газе;

тк — молекулярная газовая постоянная, кг/(к • моль);

п — число компонентов;

8314 — универсальная газовая постоянная, Дж/(кг-К);

2. Определяется удельный объем газа конвентируемого

где Т — температура газа конвентируемого, К;

Рг — давление газа в газопроводе, Па.

3. Определяется массовый секундный расход газа конвентируемого из газопровода

где |/ — коэффициент, учитывающий расход газа от состояния потока (для звуковой скорости истечения ц/ = 0,7);

F — площадь отверстия, принимается равной площади сечения трубопровода, м2;

ц — коэффициент расхода, учитывает форму отверстия, принимается р = 0,8.

4. Определяется граница зоны детонации газа конвентируемого на месте аварии

5. Оценивается зона опасности при аварии

Вывод. Населенный пункт попадает в зону детонации газа конвентируемого при аварии на газопроводе. В населенном пункте разрушения прогнозируются.

Задача 2. Определить концентрацию газа в помещении кухни 2x2,2x2,5 и смежном с ней помещении 5x4x2,5 жилого дома, через 0,4 ч после аварии в газовом оборудовании, утечка бытового газа и воздухообмен помещений соответственно составляет g = 0,01 м3/мин, Q = 0,1 м3/мин, КПВ0б% — нижний = 4, верхний = 9,8, опасная концентрация для жизни 0,013%.

1. Определяем период однократного объема воздуха в помещении кухни

2. Определяем концентрацию газа в помещении через 0,4 часа после аварии (в долях)

где g — расход выходящего газа из оборудования, м3/мин; t — время истечения газа после аварии, мин;

Т — период однократного обмена воздуха в помещении, мин;

Q — расход воздуха, уходящего через вентсистему, м3/мин;

W — объем помещений, м3.

3. Определяем время, за которое концентрация газа в помещении становится опасной для жизни и взрывоопасной

где СПДК(КПВ) — соответственно концентрация газа (%) опасная для жизни и взрыва

4. Определяем среднюю концентрацию газа в аварийном помещении (долях)

5. Определяем концентрацию газа в смежных помещениях через 0,4 часа после аварии.

где Са — средняя за время t концентрация газа в аварийном помещении, (долях);

ТСм — период однократного обмена воздуха в смежном помещении, мин.

6. Определяем время загазованности смежного помещения опасного для жизни.

Вывод. Концентрации газа опасной для жизни в помещении кухни создается через 15,43 мин, а взрывоопасной через 57,9 мин. Через 24 мин в смежном помещении с кухней прогнозируется концентрация 0,41 % опасная для жизни.

  • [1] Понятие гидродинамической аварии.
  • [2] Речные гидрологические опасные явления.
  • [3] Опасные факторы речных гидрологических явлений.
  • [4] Классификация водохранилищ в зависимости от местности ихрасположения, размеров и глубин.
  • [5] Определение понятий гидротехническое сооружение, гидродинамическая авария и проран.
  • [6] Опасные факторы гидродинамической аварии.
  • [7] 2 СО — 150 мин,
  • [8] 2 СО — 150 мин,
  • [9] 2 СО — 150 мин,
  • [10] 2 СО — 150 мин,
  • [11] 2 СО — 150 мин,
  • [12] Определяем вероятность появления конкретного источника зажигания для этаналя: т — время работы объекта за анализируемый период, т = 365 • 24= 8760 ч; ти з — среднее время работы объекта до появления любого источника зажигания,
  • [13] Определяем риск возникновения пожара (взрыва) где У — ожидаемый материальный ущерб, тыс. руб.;
  • [14] Определяем вероятность появления конкретного источника зажигания для этаналя: т — время работы объекта за анализируемый период, т = 365 • 24= 8760 ч; ти з — среднее время работы объекта до появления любого источника зажигания,
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >