ГОСТ Р 12.3.047-98. Приложение Б

Приложение Б

(обязательное)

МЕТОД РАСЧЕТА РАЗМЕРОВ ЗОН, ОГРАНИЧЕННЫХ НИЖНИМ КОНЦЕНТРАЦИОННЫМ ПРЕДЕЛОМ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ (НКПР) ГАЗОВ И ПАРОВ

Б.1 Метод расчета зон, ограниченных НКПР газов и паров, при аварийном поступлении горючих газов и паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей в открытое пространство при неподвижной воздушной среде

Б. 1.1 Расстояния XНКПР, YНКПР и ZНКПР, м, для ГГ и ЛВЖ, ограничивающие область концентраций, превышающих НКПР, рассчитывают по формулам

для ГГ

Image928.gif, (Б.1)

Image929.gif, (Б.2)

для паров ЛВЖ

Image930.gif, (Б.3)

Image931.gif, (Б.4)

где mг - масса поступившего в открытое пространство ГГ при аварийной ситуации, кг;

r г - плотность ГГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг/м3;

mп - масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 3600 с, кг;

r г - плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг/м3;

рн - давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа;

К - коэффициент (К = Image932.gif для ЛВЖ);

Т— продолжительность поступления паров ЛВЖ в открытое пространство, с;

СНКПР нижний концентрационный предел распространения пламени ГГ или паров ЛВЖ, % (об.).

Б. 1.2 Радиус rб, м, и высоту Zб, м, зоны, ограниченной НКПР газов и паров, вычисляют исходя из значений HНКПР, YHKHP и zНКПР.

При этом Rб > ХНКПР, Rб > YНКПР и Zб > h + Rб для ГГ и Zб > ZНКПР для ЛВЖ (h — высота источника поступления газа от уровня земли, м).

Для ГГ геометрически зона, ограниченная НКПР газов, будет представлять цилиндр с основанием радиусом Rб и высотой hб = 2Rб при RбЈ h и hб = h + Rб при Rб > h, внутри которого расположен источник возможного выделения ГГ.

Для ЛВЖ геометрически зона, ограниченная НКПР паров, будет представлять цилиндр с основанием радиусом Rб и высотой h = ZНКПР при высоте источника паров ЛВЖ h < ZНКПР и hб = h + ZНКПР при h і ZНКПР

За начало отсчета зоны, ограниченной НКПР газов и паров, принимают внешние габаритные размеры аппаратов, установок, трубопроводов и т. п.

Б. 1.3 Во всех случаях значения XНКПР , YНКПР и ZНКПР должны быть не менее 0,3 м для ГГ и ЛВЖ.

Примеры

1. Определить размеры зоны, ограниченной НКПР паров, при аварийной разгерметизации трубопровода, транспортирующего ацетон.

Данные для расчета

Трубопровод, транспортирующий ацетон, проложен на открытом пространстве на высоте h = 0,5 м от поверхности земли. Трубопровод оснащен ручными задвижками.

Масса паров ацетона, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, определена в соответствии с приложением И и составляет mа = 240 кг при времени испарения Т = 3600 с. Максимально возможная температура для данной климатической зоны tр = 36 ° С. Плотность паров ацетона r a при tр равна 2,29 кг/м3. Нижний концентрационный предел распространения пламени паров ацетона СНКПР= 2,7 % (об.). Давление насыщенных паров ацетона рн при tp равно 48,09 кПа.

Расчет

Расстояния XНКПР , YНКПР и ZНКПР для ацетона, ограничивающие область концентраций, превышающих НКПР, составят

Image933.gif

Image934.gif

Таким образом, граница зоны, ограниченной НКПР паров, по горизонтали будет проходить на расстоянии 41,43 м от обечайки трубопровода, а по вертикали — на высоте hб = ZHKHP = 1,55 м от поверхности земли.

2. Определить размеры зоны, ограниченной НКПР газов, при аварийной разгерметизации емкости с метаном на открытом пространстве.

Данные для расчета

При разгерметизации емкости в атмосферу поступит 20 кг метана. Емкость представляет собой цилиндр с основанием радиусом 1 м и высотой hа = 10 м. Максимально возможная температура для данной климатической зоны tр = 30 ° С. Плотность метана r м при tр равна 0,645 кг/м3. Нижний концентрационный предел распространения пламени метана СНКПР= 5,28 % (об.)

Расчет

Расстояния XНКПР , YНКПР и ZНКПР для метана, ограничивающие область концентраций, превышающих НКПР, составят

Image935.gif м,

Image936.gif м,

Таким образом, для расчетной аварии емкости с метаном геометрически зона, ограниченная НКПР газов, будет представлять цилиндр с основанием радиусом Rб = 26,18 м и высотой hб = hа + Rб= 10 + 26,18 = 36,18 м. За начало зоны, ограниченной НКПР газов, принимают внешние габаритные размеры емкости.

Б.2 Метод расчета размеров зон, ограниченных НКПР газов и паров, при аварийном поступлении горючих газов и паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей в помещение

Нижеприведенные расчетные формулы применяют для случая 100 m / (r г,пVсв)< 0,5 СНКПРНКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени горючего газа или пара, % (об.)] и помещений в форме прямоугольного параллелепипеда с отношением длины к ширине не более 5.

Б.2.1 Расстояния XНКПР , YНКПР и ZНКПР рассчитывают по формулам

Image937.gif, (Б.5)

Image938.gif, (Б.6)

Image939.gif, (Б.7)

где К1 - коэффициент, принимаемый равным 1,1314 для горючих газов и 1,1958 для легковоспламеняющихся жидкостей;

К2 - коэффициент, равный 1 для горючих газов;

Image940.gif для легковоспламеняющихся жидкостей;

К - коэффициент, принимаемый равным 0,0253 для горючих газов при отсутствии подвижности воздушной среды; 0,02828 для горючих газов при подвижности воздушной среды; 0,04714 для легковоспламеняющихся жидкостей при отсутствии подвижности воздушной среды и 0,3536 для легковоспламеняющихся жидкостей при подвижности воздушной среды;

h — высота помещения, м.

d , l, b и C0 приведены в А.2.3.

При отрицательных значениях логарифмов расстояния XНКПР , YНКПР и ZНКПР принимают равными 0.

Б.2.2 Радиус Rб и высоту Zб, м, зоны, ограниченной НКПР газов и паров, вычисляют исходя из значений XНКПР , YНКПР и ZНКПР для заданного уровня значимости Q.

При этом Rб > XНКПР , Rб > YНКПР и Zб > h + Rб для ГГ и Zб > ZНКПР для ЛВЖ (h — высота источника поступления газа от пола помещения для ГГ тяжелее воздуха и от потолка помещения для ГГ легче воздуха, м).

Для ГГ геометрически зона, ограниченная НКПР газов, будет представлять цилиндр с основанием радиусом Rб и высотой hб = 2 Rб при Rб  Ј h,hб = h + Rб при Rб > h, внутри которого расположен источник возможного выделения ГГ. Для ЛВЖ геометрически зона, ограниченная НКПР паров, будет представлять цилиндр с основанием радиусом Rб и высотой Zб = ZНКПР высоте источника паров ЛВЖ h < ZНКПР и Zб = h + ZНКПР при h і ZНКПР. За начало отсчета принимают внешние габаритные размеры аппаратов, установок, трубопроводов и т. п.

Б.2.3 Во всех случаях значения расстояний XНКПР , YНКПР и ZНКПР должны быть не менее 0,3 м для ГГ и ЛВЖ.

Примеры

1. Определить размеры зоны, ограниченной НКПР паров, образующейся при аварийной разгерметизации аппарата с ацетоном, при работающей и неработающей общеобменной вентиляции.

Данные для расчета

В центре помещения размером 40 х 40 м и высотой hп = 3 м установлен аппарат с ацетоном. Аппарат представляет собой цилиндр с основанием диаметром da = 0,5 м и высотой ha = 1 м, в котором содержится 25 кг ацетона. Расчетная температура в помещении tp = 30 °С. Плотность паров ацетона r а при tр равна 2,33 кг/м3. Давление насыщенных паров ацетона pн при tр равно 37,73 кПа. Нижний концентрационный предел распространения пламени СНКПР = 2,7 % (об.). В результате разгерметизации аппарата в помещение поступит 25 кг паров ацетона за время испарения Т = 208 с. При работающей общеобменной вентиляции подвижность воздушной среды в помещении u = 0,1 м/с.

Расчет

Допустимые значения отклонений концентраций d при уровне значимости Q = 0,05 будут равны: 1,27 — при работающей вентиляции; 1,25 — при неработающей вентиляции (u = 0). Предэкспоненциальный множитель С0 будет равен:

при работающей вентиляции

Image941.gif% (об.),

Сн = 100рн 0 = 100 · 37,73/101 = 37,36 % (об.),

Vсв = 0,8 Vп= 0,8 · 40 · 40 · 3 = 3840 м3;

при неработающей вентиляции

Image942.gif% (об.).

Расстояния XНКПР , YНКПР и ZНКПР составят:

при работающей вентиляции

Image943.gif м,

Image944.gif м,

Image945.gifм;

при неработающей вентиляции

Image946.gif м,

Image947.gif м,

Image948.gifм.

Таким образом, для ацетона геометрически зона, ограниченная НКПР паров, будет представлять собой цилиндр с основанием радиусом Rб и высотой Zб = hа+ZНКПР, так как hа > ZHKHP, при работающей вентиляции

Zб = 1 + 0,2 = 1,2 м, Rб = 9,01 м;

при неработающей вентиляции

Zб = 1 + 0,03 = 1,03 м, Rб = 10,56 м.

За начало отсчета принимают внешние габаритные размеры аппарата.

2. Определить размеры зоны, ограниченной НКПР газов, образующейся при аварийной разгерметизации газового баллона с метаном, при работающей и неработающей вентиляции.

Данные для расчета

На полу помещения размером 13 х 13 м и высотой Hп = 3 м находится баллон с 0,28 кг метана. Газовый баллон имеет высоту hб = 1,5 м. Расчетная температура в помещении tр = 30 °С. Плотность метана r м при tр равна 0,645 кг/м3. Нижний концентрационный предел распространения пламени метана СНКПР= 5,28 % (об.). При работающей общеобменной вентиляции подвижность воздушной среды в помещении u = 0,1 м/с.

Расчет

Допустимые отклонения концентраций при уровне значимости Q = 0,05 будут равны: 1,37 при работаюшей вентиляции; 1,38 при неработающей вентиляции (u = 0).

Предэкспоненциальный множитель С0 будет равен:

при работающей вентиляции

Image949.gif% (об.);

при неработающей вентиляции

Image950.gif% (об.);

Расстояния XНКПР , YНКПР и ZНКПР составят:

при работающей вентиляции

Image951.gif ,

Image952.gif ,

Image953.gif.

следовательно XНКПР , YНКПР и ZНКПР = 0;

при неработающей вентиляции

Image954.gif м,

Image955.gif м,

Image956.gifм.

Таким образом, для метана при неработающей вентиляции геометрически зона, ограниченная НКПР газов, будет представлять собой цилиндр с основанием радиусом Rб = 3,34 м и высотой hб = h + Rб = 3 + 3,34 = 6,34 м. Ввиду того, что hб расчетное больше высоты помещения hп = 3 м, за высоту зоны, ограниченной НКПР газов, принимаем высоту помещения hб = 3 м.


ОТДЕЛ 1.4  ФГУ ВНИИПО МЧС РОССИИ
мкр. ВНИИПО, д. 12, г. Балашиха, Московская обл., 143903
Тел. (495) 524-82-21, 521-83-70     тел./факс (495) 529-75-19
E-mail: nsis@pojtest.ru

Материалы сборника могут быть использованы только с разрешения ФГУ ВНИИПО МЧС РОССИИ
© ФГУ ВНИИПО МЧС РОССИИ, 2009  Все права защищены

Комментарии (0)

    Введите сумму 10 + 10