---

Расчетное время отключения 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 отключения трубопроводов следует принимать в соответствии с пунктом 4.2.3.

m

(28)

= (Va+VT) • рг ,

где: V_a - объем газа, вышедшего из аппарата, м3;

V_T - объем газа, вышедшего из трубопровода, м3;

р_г - плотность газа, кг • м-3.

При этом:

Va = 0,01 • P_r V, (29)

где: P₁- давление в аппарате, кПа;

V - объем аппарата, м3.

VT = V1T + V2T, (30)

где: V1T - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м³;

V2T - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м³.

V1T = q • Т, (31)

где q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и других параметров, м³ • с^-1;

Т - время, определяемое по пункту 12.1.3, с.

V2T = 0,01 • п • Р2 • (Г1² L1 + Г2² • Ь-....-r..² • Ln), (32)

где: Р2 - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа;

r - внутренний радиус трубопроводов, м;

L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.

m

(33)

= W • Fu • T,

где: W - интенсивность испарения, кг • с^-1 • м^-2;

F_u- площадь испарения, м², определяемая в соответствии с пунктом 12.1.3 в зависимости от массы жидкости mn, вышедшей в окружающее пространство;

Т - продолжительность поступления паров ЛВЖ и ГЖ в окружающее пространство где: ш_п- масса вышедшей перегретой жидкости, кг;

согласно пункту 12.1.3, с.

При необходимости учета массы паров перегретой жидкости, ее величину mпер

определяют по формуле (при Т_а>Т_кип):

ш пер=min -s 0,8Ш)

. 2Ср(Та - Ткип)

Ьисп

Шп

(34)

Ср - удельная теплоемкость жидкости при температуре перегрева жидкости Ta, Дж^кг^К^-1 ;

Т_а - температура перегретой жидкости в соответствии с технологическим регламентом в технологическом аппарате или оборудовании, К;

Ткип - нормальная температура кипения жидкости, К;

Ь_исп- удельная теплота испарения жидкости при температуре перегрева жидкости Т_а, Дж-КГ¹,

Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена введением дополнительного показателя, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работы.

Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле:

w

(35)

=io—6 • Мї • Рн ,

где: М - молярная масса, г-моль¹;

Рн - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, определяемое по справочным данным в соответствии с пунктом 2.3, кПа.

M

(36)

t

_ Л .

тсуг = т—(То^-ТЖ )• 2Лв•

сп

где: М - молярная масса СУГ, кг кмоль^-1;

L^n - мольная теплота испарения СУГ при начальной температуре СУГ Т_ж, Дж • моль^-1;

Т0 - начальная температура материала, на поверхность которого разливается СУГ, К;

Тж - начальная температура СУГ, К;

Хтв - коэффициент теплопроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, Вт • м^-1 • К^-1;

а = ——ТВ - коэффициент температуропроводности материала, на поверхность СТВ • ^рТв

которого разливается СУГ, м² • с^-1;

Ств - теплоемкость материала, на поверхность которого разливается СУГ, Дж • кг^-1 • К^-1;

р_тв - плотность материала, на поверхность которого разливается СУГ, кг • м^-3;

t - текущее время, с, принимаемое равным времени полного испарения СУГ, но не более 3600 с;

U • d

Re = число Рейнольдса;

VB

U - скорость воздушного потока, м • с^-1;

4 • Fh

d = , - характерный размер пролива СУГ, м;

П п

v_в - кинематическая вязкость воздуха, м² • с^-1;

Хв - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт • м^-1 • К^-1.

Формула (36) справедлива для СУГ с температурой Т_ж < Т_кип. При температуре СУГ Тж > Т_кип дополнительно рассчитывается масса перегретых СУГ m_пер по формуле (34).

Расчет горизонтальных размеров зон, ограничивающих газо- и паровоздушные смеси с
концентрацией горючего выше НКПР, при аварийном поступлении горючих газов и паров
ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей в открытое пространство

для ГГ:

д

Янкпр

14,5632 •

0,333 m г

^Рг • Снкпр J

(37)

ля паров ненагретых ЛВЖ

:

RHknp=3,1501 • VK •

^рг,п

0,813

нкпр у

(38)

М

V₀ • (1 + 0,00367 • t_р)’

(39)

где: т_г- масса поступивших в открытое пространство ГГ при аварийной ситуации, кг;

р_г- плотность ГГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг • м^-3;

т_п - масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 3600 с, кг;

р_п - плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре и атмосферном давлении, крм^-3;

Рн - давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа;

К - коэффициент, принимаемый равным К = Т/3600 для ЛВЖ;

Т - продолжительность поступления паров ЛВЖ в открытое пространство, с;

Снкпр - нижний концентрационный предел распространения пламени ГГ или паров ЛВЖ, % (об.);

М - молярная масса, кг • кмоль^-1;

V₀- мольный объем, равный 22,413 м^кмоль’¹;

tp - расчетная температура, °С.

В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в соответствующей климатической зоне или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного изменения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры !р по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61 °С.

Расчет избыточного давления и импульса волны давления при сгорании смесей
горючих газов и паров с воздухом в открытом пространстве

ЛР = Ро • (0,8тпр^0,33/г + Зтпр ^0,66/r2 + 5тпр/г3), (40)

где: Ро - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

r - расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м;

т_пр- приведенная масса газа или пара, кг, вычисляется по формуле:

тпр = (QM) • т • Z, (41)

где: Qcr - удельная теплота сгорания газа или пара, Дж • кг^-1;

Z - коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который допускается принимать равным 0,1; Q_o - константа, равная 4,52 • 10⁶ Дж • кг^-1;

m - масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.

i = 123 • тпр^0,66/г. (42)

М = Мвз + Мав, (43)

где: М - расчетная масса поступившей в окружающее пространство горючей пыли, кг;

М_вз- расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;

Мав - расчетная масса пыли, поступившей в результате аварийной ситуации, кг.

Мвз = Кг • Квз • Мп, (44)

где: Кг - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;

Квз - доля отложенной вблизи аппарата пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. В отсутствие экспериментальных данных о величине Квз допускается принимать Квз = 0,9;

Мп - масса отложившейся вблизи аппарата пыли к моменту аварии, кг.

Мав = (Мап + q • Т) • Кп, (45)

где: Мап - масса горючей пыли, выбрасываемой в окружающее 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 их отключения, кг • с^-1;

Т - 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;

Кп - коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата в помещение. В отсутствие экспериментальных данных о величине Кп допускается принимать: 0,5 - для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм; 1,0 - для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.

1. определяют приведенную массу горючей пыли т_пр ,кг, по формуле:

тпр = М • Z • Нт/Нто, (46)

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;

Нт - теплота сгорания пыли, Дж • кг^-1;

Н_то - константа, принимаемая равной 4,6 • 106 Дж • кг^-1;

2. вычисляют расчетное избыточное давление ДР, кПа, по формуле:

ДР = Ро • (0,8тпр^0,33/ r + 3тпр^0,66/г² + 5тпр/ r³), (47)

где: r - расстояние от центра пылевоздушного облака, м. Допускается отсчитывать величину r от геометрического центра технологической установки;

Р0 - атмосферное давление, кПа.

i = 123тпр ^0,66/r , (48)