1.6. — энергия сгорания ПГФ, образующейся из пролитой на твердую поверхность (пол, поддон, грунт и т.п.) ЖФ за счет теплоотдачи от окружающей среды:
|
(16) |
где
|
(17) |
здесь — температура твердой поверхности (пола, поддона, грунта и т.п.), К; =3,14; , кДж/м2??град. .
или |
(18) |
|
(19) |
|
(20) |
здесь , кг/(с??м2).
Значение безразмерного коэффициента , учитывающего влияние скорости и температуры воздушного потока над поверхностью (зеркалом испарения) жидкости принимается по табл. 3.
Т а б л и ц а 3
Скорость воздушного потока над зеркалом испарения, |
Значения коэффициента ?? при температуре воздуха в помещении, OС |
||||
м/с |
10 |
15 |
20 |
30 |
35 |
|
|
|
|
|
|
0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
0,1 |
3,0 |
2,6 |
2,4 |
1,8 |
1,6 |
0,2 |
4,6 |
3,8 |
3,5 |
2,4 |
2,3 |
0,5 |
6,6 |
5,7 |
5,4 |
3,6 |
3,2 |
1,0 |
10,0 |
8,7 |
7,7 |
5,6 |
4,6 |
Рис.1. Зависимость массы испарившейся жидкости, пролитой на твердую бетонную поверхность (= 50 м2), от температуры ее кипения.
Ориентировочно значения могут определяться по табл. 4 или по графику (рис. 1) их зависимости от температуры кипения жидкости при атмосферном давлении для условий = 50 м2, = 180 с, = 50OС, твердая поверхность розлива бетонная.
Т а б л и ц а 4
Значения температуры кипения жидкой фазы, OC |
|||||||||
>60 |
60-40 |
40-25 |
25-10 |
10--5 |
-5--20 |
-20--35 |
-35--55 |
-55--80 |
<-80 |
Масса парогазовой фазы , кг (при F = 50 м2) |
|||||||||
<10 |
10-40 |
40-85 |
85-135 |
135-185 |
185-235 |
235-285 |
285-350 |
350-425 |
>425 |
Для конкретных условий, когда площадь твердой поверхности розлива жидкости окажется больше или меньше 50 м2 ( ?? 50), производится пересчет массы испарившейся жидкости , определяемой по графику или по таблице:
|
(21) |
2. По значениям общих энергетических потенциалов взрывоопасности () определяются величины других показателей, характеризующих уровень взрывоопасности технологических блоков (стадий), в том числе:
2.1. Общая масса горючих паров (газов) взрывоопасного парогазового облака (m, кг) , приведенная к единой удельной энергии сгорания, равной 46000 кДж/кг:
|
(22) |
2.2. Относительный энергетический потенциал взрывоопасности () технологического блока (стадии), который может находиться расчетным методом по формуле
|
(23) |
или по графику (рис. 2, а, б, в, г).
По значениям относительных энергетических потенциалов () и приведенной массе парогазовой среды (m) осуществляется классификация (категорирование) технологических блоков (стадий).
Рис.2. Зависимость значений (кривая 1) и радиусов разрушения (кривая 2) от энергетических потенциалов взрывоопасности и общей приведенной массы m парогазовой среды в пределах:
a — 0??100 кг; б — 100??2000 кг; в — 2,0??12,5 т; г — 12,5??200 т.Значения могут применяться для определения уровней воздействия взрыва на объекты и разработки специальных мероприятий.
Классификация приведена в табл.5.
Т а б л и ц а 5
Категория взрывоопасности |
Qв |
m,кг |
|
|
|
I |
>37 |
>5000 |
II |
27-37 |
2000-5000 |
III |
<27 |
<2000 |
3. Головными проектными организациями с учетом изложенных в данном приложении основных принципов могут разрабатываться отраслевые методики расчетов и оценки уровней взрывоопасности блоков (стадий) для типовых технологических линий или отдельных процессов. Методики должны в установленном порядке согласовываться с Госгортехнадзором СССР и утверждаться соответствующими министерствами (ведомствами).
II. Анализ частных факторов взрывоопасностии их количественная оценка
1. При данном энергетическом потенциале взрывоопасности технологической системы и составляющих ее стадий (блоков) доля неуправляемого высвобождения энергии (участия во взрыве), а также возникновения взрыва характеризуется факторами опасности, систематизированными по группам и подгруппам, видам исполнения и диапазонам, составляющим частные коэффициенты .
2. Расположение факторов опасности и значений их диапазонов в табл. 6—11 выполнено преимущественно в порядке возрастания уровня опасности, характеризующегося количественно порядковым номером групп и подгрупп.
3. Каждый технологический объект (блок) анализируется по наличию и количественным показателям уровня значимости соответствующим им факторам опасности; при этом оценивается возможность исключения, снижения или замены на меньший уровень опасности данной группы (подгруппы).
4. Результаты анализа факторов опасности количественно характеризуются частными коэффициентами , которые определяются но значениям номеров групп и подгрупп (индексов) (графы 1, 2, 3, 11 таблицы).
По значениям индексов частные коэффициенты определяются по формуле
|
(21) |
где — значение порядкового номера рассматриваемого частного коэффициента от 1 до 6 (для ; = 1 и т.д.);
— индекс группы опасности, соответствующий числовому значению порядкового номера показателя опасности (графа 1 таблиц);
— индекс подгруппы опасности, соответствующий числовому значению порядкового номера подгруппы опасности (графа 2 таблиц);
— индекс исполнения, соответствующий числовому значению порядкового номера типа исполнения элемента, узла, оборудования (графа 3 таблиц).
П р и м е ч а н и е. В тех случаях, когда порядковый номер типа исполнения отсутствует, значение индекса исполнения принимается равным 1 ( = 1 );
— индекс диапазона (от 1 до 10), соответствующий числовой величине порядкового номера диапазона количественных значений показателей опасности (графа 11 таблиц).
5. Принятые (имеющиеся) объективные факторы опасности технологических объектов, станций, блоков анализируются по уровню надежности и эффективности методов и технических средств, предотвращающих реальное проявление соответствующих опасностей.
6. Анализ состояния частных факторов опасности, приведенных в табл. 6—11, производится соответствующими специалистами с учетом фактического состояния технических средств и уровня их эксплуатации.
7. Уровень значимости соответствующих факторов опасности определяется количественно значениями экспертных оценок (графы 7, 8, 9, 11) в диапазоне от минимума до максимума в зависимости от фактического состояния технических средств и уровня их эксплуатации.
8. Количественная оценка результатов анализа при обследованиях действующих производств проводится по установленным значениям экспертных оценок (табл. 6-11, графы 5, 6, 7, 8, 9, 11) и путем определения частных коэффициентов опасности по формуле
|
(22) |
где — значение экспертной оценки показателя группы опасности (графы 5, 6, 7 таблиц);
— значение экспертной оценки показателя подгруппы опасности (графы 5, 6, 8 таблиц);
— значение экспертной оценки показателя типа исполнения элементов, узлов, оборудования (графы 5, 6, 9 таблиц);
— значение поправки к величине экспертной оценки группы, подгруппы фактора опасности, вида исполнения (графа 11 таблиц).
П р и м е ч а н и е. Числитель — диапазоны количественных показателей, знаменатель — поправка к величине экспертной оценки.
9. Аналитическое рассмотрение значений частных коэффициентов опасности используется для оценки возможности возникновения и развития аварий, разработки конкретных мер, направленных на повышение эффективности технических решений, надежности технологического оборудования, средств контроля, управления и противоаварийной защиты технологических процессов и, как следствие, снижения значений этих коэффициентов.
10. В целом работа по повышению уровня взрывобезопасности производств может характеризовать уровнем энергетических параметров (), частных коэффициентов опасности , уровнем их снижения в динамике при эксплуатации производств.
11. При научно обоснованной и гарантированной объективной надежности технических средств, исключающих проявление составляющих частных коэффициентов опасности в различных условиях эксплуатации производств, время безотказной работы (наработка на отказ) определяется по методикам, базирующимся на теории надежности. При этом допустимая надежность технологических блоков (объектов, систем) должна устанавливаться дифференцированно с учетом абсолютных значений энергетических показателей по уровням надежности технических средств и отдельных их элементов, обеспечивающих стабильную и безаварийную работу в конкретных условиях эксплуатации производств в течение заданного времени.
Т а б л и ц а 6
Распределение взрывоопасности технологических объектов по уровням параметров, физико-химических свойств обращающихся веществ
Индекс |
Наименование фактора опасности |
Значения экспертных оценок |
Раз- мерн. |
|
Диапазоны значений показателей опасности —————————————————————————— Поправки к величине экспертной оценки |
|||||||||||||||
Груп-пы |
Под-груп-пы |
Типа ис-пол-нения |
|
мин. |
макс. |
|
сред-ние |
|
|
|
Индексы диапазонов |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
1 |
|
|
Величина диапазона концентрационных пределов воспламенения |
0,02 |
0,30 |
0,11 |
— |
— |
% об. |
|
<5 ——— 0,01 |
5-10 —— 0,02 |
10-15 —— 0,03 |
15-20 —— 0,04 |
20-30 ——— 0,06 |
30-40 ——— 0,07 |
40-60 ——— 0,08 |
60-80 ——— 0,09 |
80-90 ——— 0,10 |
>90 —— 0,11 |
2 |
|
|
Величина нижнего концентрационного предела воспламенения |
0,05 |
0,25 |
0,13 |
— |
— |
% об. |
|
>10 —— 0,01 |
40-9 ——— 0,03 |
9-8—— 0,04 |
8-7 —— 0,05 |
7-6 —— 0,06 |
6-5 —— 0,08 |
5-4 —— 0,91 |
4-3 —— 0,10 |
3-2 —— 0,12 |
<2 —— 0,13 |
3 |
|
|
Величина минимальной энергии зажигания |
0,05 |
0,30 |
0,13 |
— |
— |
мДж |
|
>5 —— 0,01 |
5-3 —— 0,03 |
3-2 —— 0,04 |
2-1,5 ——— 0,05 |
1,5-1,0 ——— 0,06 |
1,0-0,5 ——— 0,08 |
0,5-0,1 ——— 0,09 |
0,05-0,01 ——— 0,09 |
0,05-0,01 ——— 0,12 |
<0,01 ——— 0,13 |
4 |
|
|
Температура среды |
0,05 |
0,30 |
0,13 |
— |
— |
OC |
|
(-30)-(+100) ———— 0,01 |
100-300 ——— 0,03 |
300-400 ——— 0,04 |
400-500 ——— 0,05 |
500-600 ——— 0,06 |
600-700 ——— 0,08 |
700-800 ——— 0,09 |
>800 ——— 0,10 |
(-30)-40 ——— 0,12 |
<(-40) ——— 0,13 |
5 |
|
|
Давление среды избыточное |
0,05 |
0,30 |
0,14 |
— |
— |
МПа |
|
0,07-0,08 ——— 0,01 |
0,08-1,6 ——— 0,03 |
1,6-2,5 —— 0,04 |
2,5-6,5 ——— 0,05 |
6,5-10 ——— 0,06 |
10-32 ——— 0,08 |
32-50 ——— 0,10 |
50-70 ——— 0,11 |
70-100 ——— 0,13 |
>100 ——— 0,14 |
6 |
|
|
Плотность газа (пара) по отношению к плотности воздуха |
0,005 |
0,25 |
0,09 |
— |
— |
Без-раз-мер-на |
|
<0,1 —— 0,01 |
0,1-0,3 ——— 0,02 |
0,3-0,5 ——— 0,03 |
0,5-0,7 ——— 0,04 |
0,7-1,0 ——— 0,05 |
1,0-1,5 ——— 0,06 |
1,5-2,0 ——— 0,07 |
2,0-2,5 ——— 0,08 |
2,5-3,0 ——— 0,09 |
>3,0 ——— 0,10 |
7 |
|
|
Величина объемного электрического сопротивления |
0,00 |
0,15 |
0,07 |
— |
— |
Ом??м |
|
<104 ——— 0,01 |
104-105 ——— 0,01 |
105-106 ——— 0,02 |
106-107 ——— 0,03 |
107-108 ——— 0,04 |
108-109 ——— 0,04 |
109-1010 ——— 0,05 |
1010-1011 ——— 0,06 |
1011-1012 ——— 0,06 |
>1012 ——— 0,07 |
|
|
|
Особо опасные характеристики сырья, целевых побочных и промежуточных продуктов: |
0,00 |
0,60 |
0,20 |
— |
— |
— |
|
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
1 |
|
вещества, способные при высоких параметрах (Р, Т и др.) к термическому разложению в отсутствие окислителя (С2Н2) |
0,05 |
0,30 |
— |
0,18 |
— |
— |
|
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
8 |
2 |
|
смеси, содержащие горючие вещества и окислители |
0,05 |
0,40 |
— |
0,18 |
— |
— |
|
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
3 |
|
активные непредельные соединения, способные быстро и спонтанно полимеризо-ваться |
0,05 |
0,40 |
— |
0,14 |
— |
— |
|
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
4 |
|
вещества, способные реагировать с водой с образованием горючих газов |
0,00 |
0,25 |
— |
0,11 |
— |
— |
|
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
5 |
|
вещества, способные к спонтанному саморазогреву (пероксидные соединения) |
0,05 |
0,30 |
— |
0,19 |
— |
— |
|
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
6 |
|
вещества, способные самовоспламеняться на воздухе (ацетилениды меди, пероксидные соединения, продукты полимеризации и др.) |
0,05 |
0,35 |
— |
0,20 |
— |
— |
|
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |