ГПВС в производственных помещениях ОПО

Прогнозирование инженерной обстановки при взрыве ГПВС в производственных помещениях выполняется с целью разработки мероприятий по предотвращению взрыва, а в случае взрыва – разработка мероприятий по ограничению распространения поражающих факторов взрыва.

Последствия взрыва ГПВС в помещениях определяются в зависимости от условия размещения взрывоопасных продуктов. Если технологический аппарат со взрывоопасными продуктами размещен в зданиях, то авария развивается по сценарию взрыва в замкнутом объеме.

Кратко рассмотрим модели воздействия, позволяющие определить зоны давлений при прогнозировании последствий взрывов в производственных помещениях.

Наиболее типичными аварийными ситуациями в этом случае считаются:

- разрушение аппарата или трубопровода со смешанными газами или жидкостями;

- потеря герметичности трубопроводов (разрыв сварного шва, прокладки, отрыв штуцера);

- разлив жидкостей по полу помещения или по рельефу местности;

- образование или выброс горючей пыли.

Прогнозирование инженерной обстановки при взрыве ГПВС можно вы­полнить по следующей структурно-логической схеме:

1 Изучение исходных данных для прогнозирования инженерной обстановки в производственных помещениях ОПО:

- изучение или разработка плана размещения оборудования в помещениях с опасным производством;

- изучение или разработка принципиальной технологической схемы опасного производства;

- определение мест возможных очагов взрыва ГПВС;

- изучение характеристик ГПВС;

- разработка сценария возникновения и развития аварии со взрывом ГПВС или ПВС

2 Оценка инженерной обстановки при взрыве ГПВС в производственных помещениях:

- расчет радиусов зон действия детонационной волны и воздушной ударной волны на оборудование при взрыве ГПВС.

- определение показателей инженерной обстановки, непосредственно характеризующие инженерную обстановку и показателей, определяющие объем АСР и жизнеобеспечения персонала ОПО.

Из выше сказанного, можно сформулируем основные факторы, влияющие на результаты прогнозирования и оценки инженерной обстановки:

- масса и тип взрывоопасного вещества;

- характеристика взрывоопасного вещества и условия его хранения или использования в производственном процессе;

- место возникновения взрыва;

- объемно-планировочные решения здания и размещения оборудования;

- размещение рабочих и служащих относительно очага взрыва.

В качестве поражающего фактора при прогнозировании инженерной обстановки при взрыве ГПВС, вызывающие основные повреждения оборудования, разрушения помещений и поражения персонала явля­ется воздушная ударная волна и осколки.

При взрыве ГПВС зону детонационной волны, ограниченную радиусом r₀, можно определить по формуле

r₀ = , м (2.3)

где 1/ 24 - коэффициент, м/кДж^1/3;

Э - энергия взрыва смеси, определяемая из выражения

Э = V_ГПВС · r_стх · Q_стх, кДж, (2.4)

где V_ГПВС - объем смеси, равный

V_ГПВС = 100 · (V_г / С), (2.5)

где V_г - объем газа в помещении;

С - стехиометрическая концентрация горючего по объему в % (табл.2.3);

Таблица 2.3 - Характеристики газопаровоздушной смеси

r_стх - плотность смеси стехиометрического состава, кг/м³;

Q_стх - энергия взрывчатого превращения единицы массы смеси

стехиометрического состава, кДж/кг;

V₀ - свободный объем помещения, равный V₀=0,8V_п, м³;

V_п - объем помещения.

При объеме ГПВС (V_ГПВС ) более объема помещения (V₀ ) объем смеси V_ГПВС принимают равным V₀.

Для оперативного прогнозирования последствий взрыва в производственных помещениях расчеты целесообразно проводить для случая, при котором будут максимальные разрушения, то есть когда свободный объем помещения, где расположены емкости с газом, будет полностью заполнен взрывоопасной смесью стехиометрического состава.

Тогда уравнение (2.4) по определению энергии взрыва можно записать в виде:

Э = , кДж , (2.6)

При этом принимается, что за зоной детонационной волны при давление на ее фронте 17 кгс/см², действует ВУВ. Давление во фронте ВУВ можно определить с использованием данных табл.2.4.

Таблица 2.4-Давление во фронте ударной волны в зависимости

от отношения r / r₀

Рассмотрим пример расчета радиусов зон действия ВУВ при взрыве ГПВС типа этилен в производственном помещении ОПО.

Исходные данные ГПВС типа этилен:

V_п=1296 м³; r_ст=1,285 кг/м³; Q_стх=3,01 МДж/кг; С=6,54 %.

Расчет:

Далее, следует определить радиусы зон полного, сильного, среднего и слабого разрушения, соответствующие давлению 50, 30, 20 и 10 кПа.

Полное разрушение будет при радиусе 65,2 м:

(r / r₀ =4, то r= 4 · 16,3 = 65.2 м).

Сильное разрушение будет при радиусе 97,8 м:

(r / r₀ =6, то r= 6 · 16.3= 97,8 м)

Среднее разрушение будет при радиусе 130 м:

(r / r₀=8, то r =8 · 16.3 =130,4 м)

Слабое разрушение будет при радиусе 195 м:

(r / r₀=12, то r=12 · 16.3=195,6 м)

Определенные таким образом зоны разрушения следует нанести на генеральный план ПВОО и приступить к оценке инженерной обстановки.