---

Рассчитывают следующие величины.

Н.2.1 Расстояние X, м, от коллектора завесы до защищаемого объекта

Х=0,25Н, (Н.1)

где Н— высота защищаемой зоны объекта, м.

Н.2.2 Длина коллектора L_кол, м

L_кол = Р + 8X, (Н.2)

где Р — периметр защищаемого объекта, м.

Н.2.3 Удельный расход пара из отверстий коллектора r₀ W₀, кг/(м² · с)

, (Н.3)

где r₀ — плотность пара, кг/м³;

W₀— скорость выхода пара, м/с;

р₁— давление пара в коллекторе. Па;

V₁— удельный объем пара в коллекторе, м³/кг;

p₂ — атмосферное давление, Па;

К — показатель адиабаты пара (для перегретого пара принять К = 1,3, для насыщенного пара К = 1,135).

Н.2.4 Диаметр отверстий на коллекторе d₀, м

, (Н.4)

где r_в — плотность воздуха, кг/м³;

W_в— скорость ветра, м/с.

Если по условиям расчета задается диаметр отверстий, то следует определить высоту завесы Н_з, м

, (Н.5)

Н.2.5 Расстояния между отверстиями l, м

(Н.6)

где h — высота верхней кромки ограждения над коллектором, м.

Н.2.6 Количество отверстий n, шт.

, (Н.7)

Н.2.7 Диаметр коллектора D_кол, м

, (H.8)

Н.2.8 Расход пара G_п, кг/с:

. (H.9)

где j — коэффициент расхода пара через отверстие (j от 0,6 до 0,8).

Н.2.9 Общая высота ограждения h_огр, м:

h_огр = h + h_б. (Н.10)

где h_б — высота опоры коллектора, м.

Н.2.10 Расстояние от ограждения до коллектора Х₁, м:

Х₁ = 0,25А. (Н.11)

Н.2.11 Длина ограждения L_огр, м:

L_огр = L_кол +8X₁. (H.12)

Указанный порядок расчета проводят после ориентировочного выбора значений давления пара и диаметра отверстий в коллекторе по таблице Н.1.

Таблица Н.1— Изменение высоты завесы в зависимости от диаметра отверстий и давления пара

В вертикальной графе даны значения давления пара, в горизонтальной — диаметры отверстий, а в пересечении горизонтальных и вертикальных граф высоты паровых завес (высота защищаемых зон) в метрах.

Таблица составлена для скоростей ветра 2, 3, 4 и 6 м/с. При больших скоростях ветра указанные величины следует принимать такими же, что и для 6 м/с. Таблица дает возможность оценить необходимое значение давления пара и соответствующий ему диаметр отверстий для обеспечения требуемой высоты завесы (высоты защищаемого объекта).

Для одного и того же давления пара высота завесы будет тем больше, чем больше диаметр отверстий. Однако с увеличением диаметра будет увеличиваться расход пара. Следует подбирать давление пара и диаметр отверстий таким образом, чтобы были обеспечены требуемая высота завесы и наиболее экономичный отбор пара. Диаметр отверстий следует принимать наименьшим из возможного (но не менее 3 мм) для каждого давления пара.

Пример — Расчет параметров паровой завесы для технологической трубчатой печи (радиантно-конвекционной с вертикальным движением газов).

Данные для расчета

Периметр защищаемой зоны Р = 20 м, высота защищаемой зоны Н = 6 м. В коллектор завесы имеется возможность подать перегретый пар давлением до р₁= 12 · 10⁵ Па. Средняя температура наиболее холодного периода времени t_в = - 15 °С (r_в = 1,36 кг/м³). Атмосферное давление р₂» 10⁵ Па. Скорость ветра W_в=2 м/с. Коллектор завесы удобно расположить на бетонных опорах высотой h_б= 0,2 м, а высоту верхней кромки ограждения над коллектором завесы принять равной h = 0,5 м.

Расчет

Используя данные таблицы Н.1, определяем, что для защищаемой зоны высотой 6 м и давлением пара до 12 · 10⁵ Па при скорости ветра 2 м/с целесообразно принять: р₁ = 10⁶ Па и d₀ = 3 мм (в таблице для высоты завесы 6,15 м соответствует наименьший диаметр отверстия d₀= 3 мм и давление p₁ = 10⁶ Па). Удельный объем пара при р₁= 10⁶ Па равен V₁= 0,2 м³/кг.

Расстояние Х от коллектора до защищаемого объекта:

Х = 0,25 Н = 0,25 · 6= 1,5 м.

Длина коллектора завесы L_кол:

L_кол= р + 8X = 20 + 8 · 1,5 = 32 м.

Удельный расход пара из отверстий коллектора r₀ W₀:

Диаметр отверстий на коллекторе d₀:

м = 3 мм.

Расстояние между отверстиями l:

м = 250 мм.

Количество отверстий п:

= 129 шт.

Диаметр коллектора завесы D_кол

м = 63 мм.

Расход пара G_п:

кг/с.

Общая высота ограждения h_огр:

h_огр = h + h_б = 0,5 + 0,2 = 0,7 м.

Расстояние от ограждения до коллектора Х₁:

X₁ = 0,25h = 0,25 · 0,5 = 0,125 м.

Длина ограждения L_огp:

L_огp = L_кол⁺ 8Х₁ = 32 + 8 · 0,125 = 33 м.

ПРИЛОЖЕНИЕ П

(рекомендуемое)

МЕТОД РАСЧЕТА ФЛЕГМАТИЗИРУЮЩИХ КОНЦЕНТРАЦИЙ (ФЛЕГМАТИЗАЦИЯ В ПОМЕЩЕНИЯХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ АППАРАТАХ)

П.1 Для обеспечения взрывобезопасности технологического оборудования и производственных помещений осуществляют флегматизацию горючих парогазовых смесей в указанных объемах с помощью различных газообразных добавок. Количественно флегматизация характеризуется минимальной флегматизирующей концентрацией флегматизатора С_ф.

П.2 С_ф, (% об.), для горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, рассчитывают по формуле

Сф=С _гV_ф, (П.1)

где С _г — концентрация горючего в точке флегматизации, % об. (С _г = 100 / ([1 + 2,42(m_c + 0,5т_н — m₀) + V_ф];

V_ф— число молей флегматизатора, приходящееся на один моль горючего в смеси, соответствующей по составу точке флегматизации:

, (П.2)

— стандартная теплота образования горючего газа, кДж/моль.

П.3 Предельно допустимую взрывобезопасную концентрацию флегматизатора С_рф, (% об.), рассчитывают по формуле

С_рф = С_фК, (П.3)

где

П.4 Разность энтальпий флегматизатора определяют в соответствии с приведенными в таблице П.1 данными.

Таблица П.1

Пример — Расчет концентрации горючего С_г и разбавителя С_ф в экстремальной точке области воспламенения при флегматизации пропана С₃Н₈ диоксидом углерода.

Разность , равная 55,9 кДж/моль, берут из таблицы П.1. По формуле (П.2) вычисляют V_фс учетом того, что теплота образования пропана — минус 103,85 кДж/моль, а адиабатическая температура горения составов, отвечающих экстремальным точкам, равна 1400 К:

Находим С_г и С_ф по формулам (П.1):

С_г = 100/[1 + 2,42 (3 + 4) + 7,96] = 3,86 % (об.);

С_ф = 3,86 · 7,96 = 30,7 % (об.).

ПРИЛОЖЕНИЕ Р

(рекомендуемое)

ВЫБОР РАЗМЕРОВ ОГНЕГАСЯЩИХ КАНАЛОВ ОГНЕПРЕГРАДИТЕЛЕЙ

Р.1 Для предотвращения распространения пламени из аварийного оборудования в смежные с ним, а также проскока пламени через сбросные и дыхательные клапаны в емкости с горючими веществами необходимо предусматривать устройства огнепреграждения (далее — огнепреградители). Конструкция огнепреградителя обеспечивает свободный проход газа через пористую среду, в то же время не допускает проскок пламени в защищаемый объем из аварийного пространства.

Р.2 Основным расчетным параметром конструкции огнепреградителя является критический диаметр канала огнепреграждающего элемента. Пламягасящую способность следует рассчитывать по каналу максимальных поперечных размеров, поскольку пламя, в первую очередь, пройдет именно по этому каналу.