Расчет опасных факторов пожара при сгорании паровоздушных смесей на открытой технологической площадке

При оценке пожарной опасности технологической системы необходимо оценить расчетным путем радиус воздействия высокотемпературных продуктов при пожаре-вспышке или параметры волны давления при сгорании паровоздушных смесей.

Здесь в настоящей работе в соответствии с требованиями нормативных документов по пожарной безопасности отрабатывается метод расчета радиуса воздействия высокотемпературных продуктов при пожаре-вспышке и параметры волны давления при сгорании паровоздушных смесей на открытом пространстве, предусмотренные стандартом системы безопасности труда «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля» (ГОСТ Р 12.3. 047-98).

1. Записать название, а также содержание задачи, на решение которой направлено выполнение данной работы.

2. Изучить и изложить основные положения по оценке пожарной опасности при сгорании паровоздушных смесей; расчетные уравнения и методы определения, входящих в них величин.

3. Произвести расчеты опасных факторов пожара при сгорании паровоздушных смесей.

4. На основании полученных результатов расчета:

o сделать выводы о характере пожарной опасности для людей, соседних зданий и сооружений при сгорании паровоздушной смеси;

o определить категорию по пожарной опасности резервуарной группы.

5. Изучить требования пожарной безопасности, обеспечивающие защиту от опасных факторов пожара при сгорании паровоздушных смесей на открытой технологической площадке, изложенные в приложении Б: «Требования пожарной безопасности, направленные на повышение устойчивости к пожару объектов хранения больших масс ЛВЖ и ГЖ. Извлечения из «Рекомендаций по обеспечению пожарной безопасности объектов нефтепродуктообеспечения, расположенных на селитебной территории».

6. Сформулировать меры пожарной профилактики, направленные на обеспечение безопасности людей от воздействия опасных факторов пожара при сгорании паровоздушной смеси

Характерны пожары, связанные со сгоранием паровоздушных смесей в открытом пространстве.Пожар в товарном парке нефтепродуктов Новокуйбышевского нефтеперерабатывающего комбината возник в 23 часа 19 минут в результате нарушения технологического процесса компаудирования бензина. Во время заполнения резервуара вместимостью 5000 м³ легкими фракциями бензина при уровне взлива 9,65 м произошло интенсивное выделение газов через два открытых световых люка, дыхательные и предохранительные клапаны. Газовое облако ветер отнес к нагревательной печи одной из технологических установок, находившейся на расстоянии 172 м от резервуара. От горящих форсунок печи оно воспламенилось. Пожар охватил три резервуара.

Серия пожаров, связанных со сгоранием паровоздушных смесей, произошла в резервуарном парке подготовки нефти на Самотлорском нефтяном месторождении, в период его освоения. В тот период газовый фактор Самотлорской нефти составлял 80 ... 120 м³ газа на 1 тонну добываемой нефти. Технология сепарационных установок позволяла пропускать не более 90 тыс. тонн нефти в сутки, а в этот период нефтяники вышли на рубеж добычи 120 тыс.тонн. Следовательно, вместе с нефтью в резервуары поступал газ. С каждой тонны нефти, проходящей через резервуар, выделялось 2 м³ газа пропан-бутан через дыхательную арматуру в окружающую среду. Кроме того, из-за отсутствия счетчиков сдачи нефти, емкость резервуарного парка использовалась для измерения количества сдаваемой нефти.

Наиболее сложная обстановка создалась на третьем пожаре. Загазованность достигла уровня тумана. Взрыв произошел в период смены вахт. По прибытию подразделений на пожар обстановка была следующей. Горел газ, выходящий из дыхательных клапанов трех РВС‑5000. Пожаром охвачены два вагончика, имеют частичные разрушения и горят сгораемые материалы в насосной станции, манифольдной и котельной. Взрывом повредило оба фидера, питающих пожарную насосную станцию. Вокруг вагончиков лежали трупы людей. Прекратить или ограничить поступление нефти в горевшие резервуары было некому, так как обслуживающий персонал погиб.

Определение радиуса воздействия продуктов сгорания паровоздушных смесей в случае пожара-вспышки.В случае образования паровоздушной смеси в незагроможденном технологическим оборудованием пространстве и его зажигании относительно слабым источником (например, искрой) сгорание этой смеси происходит, как правило, с небольшими видимыми скоростями пламени. При ламинарном режиме горения распространение пламени происходит от каждой точки фронта по нормали к его поверхности. Такое горение называются нормальными. Для некоторых горючих веществ в смеси с воздухом нормальные скорости горения составляют для предельных углеводородов 0,32 - 0,40 м·с^-1 , для водорода — 2,7 м·с^-1. При столь малых скоростях распространения пламени в газовых смесях амплитуды волны давления малы и могут не прини­маться во внимание при оценке поражающего воздействия.

В этом случае реализуется так называемый пожар-вспышка, при котором зона поражения высокотемпературными продуктами сгорания паровоздушной смеси практически совпадает с максимальным разме­ром облака продуктов сгорания (т.е. поражаются в основном объекты, попадающие в это облако). Радиус воздействия высокотемпературных продуктов сгорания паровоздушного облака при пожаре-вспышке R_F определяется приближенным соотношением

(12.1)

где E_i - объемный коэффициент расширения продуктов сгорания. Для нефтепро­дуктов величина Е_i может быть принята равной 7.

R_нкпр - размер зоны, ограниченной нижним концентрационным пределом распространения пламени (НКПР) паров, определяемый в соответствии с формулами, приведенными в работе № 11.

Воздействие продуктов сгорания паровоздушной смеси в случае пожара-вспышки следует считать наиболее характерным фактором при сгорании паровоздушной смеси.