а) происходит расчетная авария одного из аппаратов в соответствии с п. 10.1.1.1 (в зависимости от того, какой из подходов к определению расчетного варианта аварии принят за основу);
б) все содержимое аппарата поступает во внешнюю среду;
в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, которые питают аппарат по прямому и обратному потокам на протяжении времени, которое необходимо для перекрывания трубопроводов.
Расчетное время перекрывания трубопроводов определяется в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки и должно быть минимальным с учетом паспортных данных на запорные устройства, характера технологического процесса и вида расчетной аварии.
Расчетное время перекрытия трубопроводов следует принимать равным:
Не допускается использование технических средств для перекрывания трубопроводов, для которых время перекрывания превышает приведенные выше значения.
Быстродействующие клапаны-отсекатели должны автоматически перекрывать подачу газа (жидкости) в случае нарушения электроснабжения или срабатывания автоматической пожарной сигнализации;
г) происходит испарение с поверхности жидкости, что разлилась; площадь испарения при разливе на горизонтальную поверхность определяется (в случае отсутствия информационных или экспериментальных данных), исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, которые содержат 70% и меньше (по массе) растворителей, проливается на площадь 0,1 м2, а других жидкостей - на 0,15 м ;
д) происходит также испарение жидкостей с открытой поверхности емкостей технологического оборудования и с поверхностей, на которые по технологическому процессу нанесена горючая жидкость, которая на момент аварии находится в стадии высыхания;
е) длительность испарения жидкости принимается равной времени её полного испарения, но не больше 3600 с.
m=(Va + Vt) • Рг(27)
где Va - объем газа, который вышел из аппарата, м ;
Vt - объем газа, что вышел из трубопровода, м3;
-3
рг - плотность газа, кг»м .
При этом
P
Va = P • V = 0,01 P • V(28)
Р0
где Р- давление в аппарате, кПа;
V- объем аппарата, м3;
Ро - атмосферное давление, которое равняется 101,3 кПа.
Vt = Vt + V2T(29)
где V1T - объем газа, вышедшего из трубопровода доперекрытия, м3;
V2T - объем газа, вышедшего из трубопроводапослеего перекрытия,м3;
Vit = q • т,(30)
где q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.п., м3»с-1;
т - время, которое определяется по п. 10.1.1.2, с.
P
V2T = P • Pl-(^L + Г22.L2 +... + r„2.Ln) = 0,01p .P2•(rj2 • Lj+^L2 +... + r„2.L)(31)
P0
где Р2 - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа; г- внутренний радиус трубопроводов, м;
L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м;
Р0 - атмосферное давление, которое равняется 101,3 кПа.
т тр + темк + тсв.окр + тпер г(32)
где тр - масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;
темк - масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг; тсв,окр - масса жидкости, испарившейся со свежеокрашенных поверхностей, кг; тпер - масса жидкости, испарившейся во внешнюю среду в случае перегрева, кг.
При этом каждое из слагаемых (тр, темк, тсвокр) в формуле (32) определяется по формуле:
m = W • Fu • т,(33)
-1 -2
где W- интенсивность испарения, кг.с м ;
Fu - площадь испарения, м2, определяемая в соответствии с п. 10.1.1.2 в зависимости от массы жидкости тп, вышедшей во внешнюю среду;
т - длительность поступления паров легковоспламеняющихся и горючих веществ во внешнюю среду в соответствии с п. 10.1.1.2, с.
Масса тпер определяют при Та > Ткип по формуле:
2СЯ • (Та - Т )
тпер = mm
(34)
0,8тп;кип- • тп
L
исп
где тп - масса перегретой жидкости, которая вышла наружу, кг;
СП - удельная теплоемкость жидкости при температуре перегретой жидкости Та, Дж.кг-1.К-1;
Та - температура перегретой жидкости в соответствии с технологическим регламентом в
технологическом аппарате и установках, К;
Ткип - нормальная температура кипения жидкости, К;
Lucn - удельная теплота испарения жидкости при температуре перегрева жидкости Та,
Дж.кг-1.
Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле (32) введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работы.
W = 10_6 • л[ы • P ,(35)
н
где М- молярная масса, г.моль-1;
Рн - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, определяемое по
справочным данным в соответствии с требованиями п. 5.4, кПа, или по формуле (14).
формуле:
М
т =•(T - T ) • (2 • 1
суг lогтм
исп
tп ч
+п—),(36)
p • ad
где М - молярная масса СУГ, кг-моль"1;
Ьисп - мольная теплота испарения СУГ при начальной температуре СУГ Тг, Дж-моль"1;
То - начальная температура материла, на поверхность которого пролился СУГ, К;
ТГ - начальная температура СУГ, К;
ХТМ - коэффициент теплопроводности материала, на поверхность которого проливается СУГ, Вт-м"1* К"1;
1
a =тмкоэффициент температуропроводности материала, на поверхность которо"
C • р тмтм
го проливается СУГ, м^с"1;
СТМ - теплоемкость материала, на поверхность которого проливается СУГ, Дж • кг"1 • К"1; рТМ " плотность материала, на поверхность которого проливается СУГ, кг • м"3; т " текущее время, которое принимается равным времени полного испарения СУГ, но не больше 3600 с;
U • d
Re =" число Рейнольдса;
V
п
U " скорость воздушного потока, м-с"1;
4 • F
d =
в
" характерный размер пролива СУГ, м;
p
vn " кинематическая вязкость воздуха, м2 • с"1;
Хп " коэффициент теплопроводности воздуха, Вт • м"1 • К"1.
Формула 36 справедлива для СУГ с температурой Т < Ткип. При температуре СУГ ТГ > Ткип дополнительно рассчитывается масса перегретых СУГ тпер по формуле 34.
для горючих газов (ГГ):
тг0 333
(37)
R = 14,5632 • ( г )°’
нкпрр •C
^Рг ^нкпр
для паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ):
R= 3,1501-4к •( Рн )0,813*( тп )0,333( )
нкпрсР•Р(38)
^нкпр^п1 н
М
Рг п = (39)
Vo -(1 + 0,00367* tp)v 2
где тГ " масса ГГ, поступившая во внешнюю среду во время аварийной ситуации, кг;
рг " плотность ГГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг • м"3;
тП - масса паров ЛВЖ, поступивших во внешнюю среду за время полного испарения, но
не больше 3600 с, кг;
рп " плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг • м"3;
Рн" давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа;
К- коэффициент, принимаемый равным К=т/3600 для ЛВЖ; т " продолжительность поступления паров ЛВЖ во внешнюю среду, с;
Снкпр " нижний концентрационный предел распространения пламени ГГ или паров ЛВЖ,
% (об.);
М " молярная масса, кг • кмоль"1;
Vo- мольный объем, равный 22,413 м3 • кмоль"1; tp - расчетная температура, °С.
Как расчетную температуру следует принимать максимально возможную температуру воздуха в соответствующей климатической зоне или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в случае аварийной ситуации. Если данного значения расчетной температуры tp, по каким"ТО причинам определить не удается, допускается принимать равной 61°С.
10.1.2.2. За начало отсчета горизонтального размера зоны принимают наружные габарит" ные размеры аппаратов, установок, трубопроводов и т.п. Во всех случаях значение Rmпр должно быть не меньше 0,3 м для ГГ и ЛВЖ.
АР=Р0 ■(0,8тпр°’33/г+3тпр°’66/г 2+5тпр/г 3),(40)
где Р0 " атмосферное давление, кПа (допускается принимать 101,3 кПа);
г- расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м; тпр " приведенная масса газа или пара, кг, рассчитывается по формуле:
тпр = ^аг^о) • т • Z,(41)
где QC!, " удельная теплота сгорания газа или пара, Дж • кг"1;
Z " коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который допускается принимать равным 0,1;
Q0 " константа, равная 4,52*106 Дж • кг"1;
т " масса горючих газов и/или паров, поступивших в момент аварии во внешнюю среду, кг.
тр = твз + тав,(42)
где т - расчетная масса горючей пыли, вышедшей во внешнюю среду, кг; твз - расчетная масса пыли, которая перешла в состояние аэрозоля, кг; тав - расчетная масса пыли, вышедшая в результате аварийной ситуации, кг.
твз = Кг • Квп • тп,(43)
где Кг - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;
Квп - доля отложившейся вблизи аппарата пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. В случае отсутствия экспериментальных данных о величине Квп допускается принимать Квп = 0,9; тп - масса пыли, отложившейся вблизи аппарата к моменту аварии, кг.
тав=(тап + q • т) • Кп,(44)
где тап - масса горючей пыли, которая попадает во внешнюю среду в случае разгерметизации технологического аппарата, кг, в случае отсутствия инженерных устройств, ограничивающих выброс пыли, следует считать, что в момент расчетной аварии происходит аварийный выброс во внешнюю среду всей пыли, которая размещена в аппарате;
q - расход, с которым продолжается выброс пылеобразных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их перекрытия, кг • с-1;
т - расчетное время перекрывания, с, определяемое в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки, следует принимать равным времени срабатывания системы автоматики, если вероятность отказа не превышает 10"6 в год или обеспечено резервирование элементов (но не больше 120 с); 120 с, в случае, если вероятность отказа системы автоматики превышает 10"6 в год и не обеспечено резервирование элементов; 300 с в случае руч - ного перекрывания;