12.2.3. Расчетная масса пыли, поступившей в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле
M = M + M , (43)
вз ав
где M - расчетная масса поступившей в окружающее пространство
горючей пыли, кг;
M - расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;
вз
M - расчетная масса пыли, поступившей в результате аварийной
ав
ситуации, кг.
12.2.4. Величина M определяется по формуле
вз
M = K · K · M , (44)
вз г вз п
где K - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;
г
K - доля отложенной вблизи аппарата пыли, способной перейти
вз
во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. В
отсутствие экспериментальных данных о величине K допускается
вз
принимать K = 0,9;
вз
M - масса отложившейся вблизи аппарата пыли к моменту аварии,
п
кг.
12.2.5. Величина M определяется по формуле
ав
M = (M + q · T) · K , (45)
ав ап п
где M - масса горючей пыли, выбрасываемой в окружающее
ап
пространство при разгерметизации технологического аппарата, кг. При
отсутствии ограничивающих выброс пыли инженерных устройств следует
полагать, что в момент расчетной аварии происходит аварийный выброс
в окружающее пространство всей находившейся в аппарате пыли;
q - производительность, с которой продолжается поступление
пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента
-1
их отключения, кг·с ;
T - расчетное время отключения, с, определяемое в каждом
конкретном случае исходя из реальной обстановки. Следует принимать
равным времени срабатывания системы автоматики, если вероятность ее
отказа не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее
элементов; 120 с, если вероятность отказа системы автоматики
превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее
элементов; 300 с при ручном отключении;
K - коэффициент пыления, представляющий отношение массы
п
взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из
аппарата в помещение. В отсутствие экспериментальных данных о
величине К допускается принимать: 0,5 - для пылей с дисперсностью
п
не менее 350 мкм; 1,0 - для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.
12.2.6. Избыточное давление ДР для горючих пылей рассчитывается
следующим образом:
а) определяют приведенную массу горючей пыли m , кг, по
пр
формуле
m = M · Z · H / H , (46)
пр т то
где М - масса горючей пыли, поступившей в результате аварии в
окружающее пространство, кг;
Z - коэффициент участия пыли в горении, значение которого
допускается принимать равным 0,1. В отдельных обоснованных случаях
величина Z может быть снижена, но не менее чем до 0,02;
-1
H - теплота сгорания пыли, Дж·кг ;
т
6 -1
H - константа, принимаемая равной 4,6 · 10 Дж·кг ;
то
б) вычисляют расчетное избыточное давление ДР, кПа, по формуле
0,33 0,66 2 3
ДР = P · (0,8 · m / r + 3 · m / r + 5 · m / r ), (47)
0 пр пр пр
--------------------------------
Д - большая греческая буква "дельта"
где P - атмосферное давление, кПа;
0
r - расстояние от центра пылевоздушного облака, м. Допускается
отсчитывать величину r от геометрического центра технологической
установки.
12.2.7. Величину импульса волны давления i, Па·с, вычисляют по
формуле
0,66
i = 123 · m / r. (48)
пр
12.3. Метод расчета интенсивности теплового излучения
12.3.1. Интенсивность теплового излучения рассчитывают для двух случаев пожара (или для того из них, который может быть реализован в данной технологической установке):
пожар проливов ЛВЖ, ГЖ или горение твердых горючих материалов (включая горение пыли);
"огненный шар" - крупномасштабное диффузионное горение, реализуемое при разрыве резервуара с ГЖ или газом под давлением с воспламенением содержимого резервуара.
Если возможна реализация обоих случаев, то при оценке значений критерия пожарной опасности учитывается наибольшая из двух величин интенсивности теплового излучения.
-2
12.3.2. Интенсивность теплового излучения q, кВт·м , для
пожара пролива жидкости или при горении твердых материалов вычисляют
по формуле
q = E · F · т, (49)
f q
--------------------------------
т - греческая буква "тау"
где E - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени,
f
-2
кВт·м ;
F - угловой коэффициент облученности;
q
т - коэффициент пропускания атмосферы.
Значение E принимается на основе имеющихся экспериментальных
f
или справочных данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив
среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени E в
f
зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания
приведены в табл. 8. При отсутствии данных допускается принимать
-2 -2
величину E , равную: 100 кВт·м для СУГ, 40 кВт·м для
f
нефтепродуктов и твердых материалов.
Таблица 8
┌──────────┬────────────────────────────────────────────┬──────────┐
│ Топливо │ -2 │ m, │
│ │ E , кВт·м │ -2 -1│
│ │ f │кг·м ·c │
│ ├────────┬────────┬────────┬────────┬────────┤ │
│ │d = 10 м│d = 20 м│d = 30 м│d = 40 м│d = 50 м│ │
├──────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼──────────┤
│СПГ │ 220 │ 180│ 150│ 130│ 120│ 0,08│
│(метан) │ │ │ │ │ │ │
├──────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼──────────┤
│СУГ │ 80 │ 63│ 50│ 43│ 40│ 0,10│
│(пропан- │ │ │ │ │ │ │
│бутан) │ │ │ │ │ │ │
├──────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼──────────┤
│Бензин │ 60 │ 47│ 35│ 28│ 25│ 0,06│
├──────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼──────────┤
│Дизтопливо│ 40 │ 32│ 25│ 21│ 18│ 0,04│
├──────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼──────────┤
│Нефть │ 25 │ 19│ 15│ 12│ 10│ 0,04│
└──────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴──────────┘
Примечание. Для диаметров очагов менее 10 или более 50 м
следует принимать величину E такой же, как и для очагов диаметром
f
10 и 50 м соответственно.
Угловой коэффициент облученности F определяется на основании
q
экспериментальных или справочных данных, исходя размеров пламени и
расстояния до облучаемого объекта.
Эффективный диаметр пролива d, м, рассчитывается по формуле
___
/4F
d = / --, (50)
п
--------------------------------
п - греческая буква "пи"
где F - площадь пролива, кв.м.
Высота пламени Н, м, вычисляется по формуле
m 0,61
Н = 42 · d · (-------------) , (51)
______
р · / g · d
в
--------------------------------
р - греческая буква "ро"
-2 -1
где m - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг·м ·с ;
-3
р - плотность окружающего воздуха, кг·м ;
в
-2
g = 9,81 - ускорение свободного падения, м·с .
Коэффициент пропускания атмосферы т определяется по формуле
-4
т = ехр[-7,0 · 10 · (r - 0,5 · d)], (52)
--------------------------------
т - греческая буква "тау"
где r - расстояние от источника излучения до облучаемого объекта,
м.
-2
12.3.3. Интенсивность теплового излучения q, кВт·м , для
"огненного шара" допускается вычислять по формуле (49).
Величину E определяют на основе имеющихся экспериментальных
f
-2
данных. Допускается принимать E , равную 450 кВт·м .
f
Значение F допускается вычислять по формуле
q
H / D + 0,5
s
F = -------------------------------------, (53)
q 2 2 1,5
4 · [(H / D + 0,5) + (r / D ) ]
s s
где H - высота центра "огненного шара", м;
D - эффективный диаметр "огненного шара", м;
s
r - расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности
земли непосредственно под центром "огненного шара", м.
Эффективный диаметр "огненного шара" D определяется по формуле
s
0,327
D = 5,33 · m , (54)
s
где m - масса горючего вещества, кг.
Величину Н определяют в ходе специальных исследований.
Допускается принимать величину H, равную D / 2.
s
Время существования "огненного шара" t , с, определяют по
s
формуле
0,303
t = 0,92 · m . (55)
s
Коэффициент пропускания атмосферы т рассчитывают по формуле
______
-4 /2 2
т = ехр[-7,0 · 10 · /r + H - D / 2)]. (56)
s
12.4. Метод оценки индивидуального риска
12.4.1. Настоящий метод применим для расчета величины индивидуального риска (далее - риска) на наружных установках при возникновении таких поражающих факторов, как избыточное давление, развиваемое при сгорании газо, паро- или пылевоздушных смесей, и тепловое излучение при сгорании веществ и материалов.
12.4.2. Величину индивидуального риска R при сгорании газо-,
в
паро- или пылевоздушных смесей рассчитывают по формуле
n
R = SUM Q · Q , (57)
в i=1 вi впi
где Q - вероятность возникновения i-й аварии с горением газо-,
вi
паро- или пылевоздушной смеси на рассматриваемой наружной установке,
-1
год ;
Q - условная вероятность поражения человека, находящегося на
впi
заданном расстоянии от наружной установки, избыточным давлением при
реализации указанной аварии i-го типа;
n - количество типов рассматриваемых аварий.
Значения Q определяют из статистических данных или на основе
вi
ГОСТ 12.1.004.
В формуле (57) допускается учитывать только одну наиболее
неблагоприятную аварию, величина Q для которой принимается равной
в
вероятности возникновения пожара с горением газо-, паро- или
пылевоздушных смесей на наружной установке по ГОСТ 12.1.004, а
значение Q вычислять исходя из массы горючих веществ, вышедших в
вп
атмосферу, в соответствии с пунктами 12.1.2 - 12.1.7.
12.4.3. Величину индивидуального риска R при возможном
n
сгорании веществ и материалов, указанных в табл. 7 для категории В ,
н
рассчитывают по формуле
n
R = SUM Q · Q , (58)
n i=1 fi fni
где Q - вероятность возникновения пожара на рассматриваемой
fi
-1
наружной установке в случае аварии i-го типа, год ;
Q - условная вероятность поражения человека, находящегося на
fni
заданном расстоянии от наружной установки, тепловым излучением при
реализации аварии i-го типа;
n - количество типов рассматриваемых аварий.
Значения Q определяют из статистических данных или на основе
fi
ГОСТ 12.1.004.
В формуле (58) допускается учитывать только одну наиболее
неблагоприятную аварию, величина Q для которой принимается равной
f
вероятности возникновения пожара на наружной установке по ГОСТ
12.1.004, а значение Q вычислять исходя из массы горючих веществ,
fn
вышедших в атмосферу, в соответствии с пунктами 12.1.2 - 12.1.7.
12.4.4. Условную вероятность Q поражения человека избыточным
впi
давлением при сгорании газо, паро- или пылевоздушных смесей на
расстоянии r от эпицентра определяют следующим образом:
вычисляют избыточное давление ДР и импульс i по методам,
описанным в разделах 12.1 или 12.2;
исходя из значений ДР и i вычисляют величину "пробит"-функции
Р .
г
"Пробит"-функцию P допускается вычислять по формуле
г
P = 5 - 0,26 · ln(V), (59)
г
17500 8,4 290 9,3
где V = (-----) + (---) , (60)
ДP i
--------------------------------
Д - большая греческая буква "дельта"
где ДР - избыточное давление, Па;
i - импульс волны давления, Па·с.
С помощью табл. 9 определяют условную вероятность поражения
человека. Например, при значении Р = 2,95 значение Q = 2% = 0,02,
г вп
а при P = 8,09 значение Q = 99,9% = 0,999.
г вп
12.4.5. Условную вероятность поражения человека тепловым
излучением Q определяют следующим образом:
fni
а) рассчитывают величину P по формуле
г
1,33
P = -14,9 + 2,56 · ln(t · q ), (61)
г
где t - эффективное время экспозиции, с;
-2
q - интенсивность теплового излучения, кВт·м , определяемая в
соответствии с разделом 12.3.
Величину t находят:
1) для пожаров проливов ЛВЖ, ГЖ и твердых материалов:
t = t + x / v, (62)
o
где t - характерное время обнаружения пожара, с (допускается
o
принимать t = 5 с);
x - расстояние от места расположения человека до зоны, где
-2
интенсивность теплового излучения не превышает 4 кВт·м , м;
-1
v - скорость движения человека, м·с (допускается принимать
-1
v = 5 м·с );
2) для воздействия "огненного шара" - в соответствии с разделом
12.3.3;
б) с помощью табл. 9 определяют условную вероятность Q
ni
поражения человека тепловым излучением.
Таблица 9
Условная |
Величина Р |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
0 |
- |
2,67 |
2,95 |
3,12 |
3,25 |
3,36 |
3,45 |
3,52 |
3,59 |
3,66 |
10 |
3,72 |
3,77 |
3,82 |
3,90 |
3,92 |
3,96 |
4,01 |
4,05 |
4,08 |
4,12 |
20 |
4,16 |
4,19 |
4,23 |
4,26 |
4,29 |
4,33 |
4,36 |
4,39 |
4,42 |
4,45 |
30 |
4,48 |
4,50 |
4,53 |
4,56 |
4,59 |
4,61 |
4,64 |
4,67 |
4,69 |
4,72 |
40 |
4,75 |
4,77 |
4,80 |
4,82 |
4,85 |
4,87 |
4,90 |
4,92 |
4,95 |
4,97 |
50 |
5,00 |
5,03 |
5,05 |
5,08 |
5,10 |
5,13 |
5,15 |
5,18 |
5,20 |
5,23 |
60 |
5,25 |
5,28 |
5,31 |
5,33 |
5,36 |
5,39 |
5,41 |
5,44 |
5,47 |
5,50 |
70 |
5,52 |
5,55 |
5,58 |
5,61 |
5,64 |
5,67 |
5,71 |
5,74 |
5,77 |
5,81 |
80 |
5,84 |
5,88 |
5,92 |
5,95 |
5,99 |
6,04 |
6,08 |
6,13 |
6,18 |
6,23 |
90 |
6,28 |
6,34 |
6,41 |
6,48 |
6,55 |
6,64 |
6,75 |
6,88 |
7,05 |
7,33 |
- |
0,00 |
0,10 |
0,20 |
0,30 |
0,40 |
0,50 |
0,60 |
0,70 |
0,80 |
0,90 |
99 |
7,33 |
7,37 |
7,41 |
7,46 |
7,51 |
7,58 |
7,65 |
7,75 |
7,88 |
8,09 |