Расчет вероятности пожара и взрыва в компрессорном цехе

     

, 

     ΔP = (730 – 101)∙

 

 

     

7. Определение расчетным  методом коэффициента  участия водорода во взрыве и уточнение расчета избыточного давления взрыва 
 

     Определяем  предэкспоненциальный множитель С₀ при работающей вентиляции 

     

% (об.), 

где   ρ_г = 0.084кг/м³- плотность газа при t_р = 20 ⁰С;

       U - подвижность воздушной среды = 0,2 м/с;

       V_св - свободный объем помещения, м³;

       m - масса водорода, поступившего в помещение, кг

      

     Расстояния  X_НКПР, Y_НКПР  и Z_НКПР рассчитываем по формулам 

     

     

     

 

где   К₁ - коэффициент, принимаемый равным 1,1314 для горючих газов;

     К₂ - коэффициент, равный 1 для горючих газов;

     К₃ - коэффициент, принимаемый равным 0,02828 для горючих газов при подвижности воздушной среды;

     h = 6 м - высота помещения;

     l = 12 м -  длина помещения;

     b = 12 м – ширина помещения;

     δ = 1.37 – допустимое отклонение концентраций при уровне значимости равном 0.05. 

     

 

     

     

     

       

     

 

     Определяем  коэффициент участия водорода Z при  сгорании газовоздушной смеси при Х_НКПР > 0,5 l и Y_НКПР > 0,5 b, т.е 23.95 > 6 м и 23.95> 6 м 

     

, 

где  d = 1.37— допустимые отклонения концентраций при уровне значимости равном 0.005;

     F – площадь пола, м;

     Z_НКПР ^— расстояния по оси, Z от источника поступления газа, ограниченные нижним концентрационным пределом распространения пламени, соответственно, м;  

     

 

     Уточняем  избыточное давление взрыва 

     

, 

     

 

     8. Определение размеров  зон ограниченных  НКПР

     

       

     В целом для горючих газов геометрическая зона ограниченная НКПР будет представлять собой  цилиндр с основанием радиусом и высотой , при высоте компрессора h = 1 м.

     Таким образом, для водорода, геометрическая зона ограниченная НКПР, при условии, что высота  компрессора h_а > Z_HKHP (1>0.297м) будет представлять собой цилиндр с основанием радиусом R_б и высотой

     Z_б = h_а+Z_НКПР 

     Z_б = 1 + 0.29 = 1.29м, 

     R_б = 23.95 м 

     Т.к. геометрически зона, ограниченная НКПР паров намного больше размеров помещения, то геометрически зона, ограниченная НКПР паров будет ограничена геометрическими размерами помещения. R_б = 12 м, Z_б =6м. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

     

     9. Определение категории взрывоопасности технологического блока и радиуса зон разрушения. 
 

     Определяем  общий энергетический потенциал  взрывоопасности 

     E =

 

где p = 1.29 кг/м³- плотность воздуха при температуре 293К;

     с = 1.01 кДж/(кг∙К) – теплоемкость воздуха;

     Р -=101 кПа – атмосферное давление. 

     E =

кДж 

      Определяем  относительный энергетический потенциал  взрывоопасности 

     

 

     

 

      Определяем  общую массу взрывоопасного облака горючей газовой смеси, приведённого к удельной энергии сгорания, равной 46000кДж/кг 

     

 

     

 

     Определяем радиус зоны разрушения R, центром которой является наиболее вероятное место разгерметизации системы ведущего блока. 

     

 

      К – коэффициент, выбираемый в зависимости от избыточного давления взрыва по таблице 2. 

     Таблица 2.

 
 

      W - тротиловый эквивалент взрыва газовой смеси 

     

 

      0.4 – доля энергии взрыва парогазовой  среды, затрачиваемая на формирование  ударной волны;

     0.9 – доля энергии взрыва тринитротолуола, затрачиваемой на формирование ударной волны;

     q_т = 4520 кДж/кг – удельная энергия взрыва тротила

     q – удельная теплота сгорания газовой смеси, равная 119841кДж/кг; 
 

     

 

     Определяем  радиусы зон разрушения R , центром которого является наиболее вероятное место разгерметизации системы

     При  ΔР ≥100 кПа 

     

           ΔР = 70 кПа

     

               ΔР = 28 кПа

     

              ΔР = 14 кПа

     

              ΔР ≤ 2 кПа

     

 
 

     Таким образом, радиус зоны разрушения при взрыве с избыточным давлением ΔР = 1.89 кПа будет  R=36.96 м.

     Технологический блок относится к 3 категории взрывоопасности, т.к. относительный энергетический потенциал взрывоопасности (Q ) меньше 27 (3.82<27) и масса взрывоопасного облака горючей газовой смеси (М) меньше 2000 кг (5.48<2000 кг). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

     Заключение 
 

     В данной курсовой работе были рассмотрены причины пожаров и взрывов возникающих на предприятиях. Был выполнен анализ причин взрыва и пожара на исследуемом объекте с помощью структурной схемы.

     Был выполнен расчет вероятности возникновения  взрыва (пожара). Вероятность взрыва водородовоздушной смеси внутри компрессора равна; вероятность  взрыва в объеме помещения равна, а вероятность взрыва в объеме помещения или взрыва, или пожара составила в год.

     По  величине массы водорода, которая  равна кг, что меньше 2000 кг, относим  помещение к 3 категории.

     Относительный потенциал взрывоопасности равен  кДж, тротиловый эквивалент составил, радиус разрушения не превысил

     Избыточное  давление при взрыве равно кПа  при котором произойдет частичное  разрушение здания. 
Список литературы 

     

1. ГОСТ 12.1.004-91 Пожарная безопасность. Общие требования. – М.: Госстандарт , 1992.
2. НПБ  105 – 03 Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности.
3. ГОСТ Р 12.3.047-98  Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля. Принят и введен в действие: Постановлением Госстандарта России от 3 августа 1998 г. № 304
4. ГОСТ 3022 -80 Водород технический.
5. Баратов А.Н., Пчелинцев В.А. Пожарная безопасность.-М.:АСВ 1997.
6. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справочное издание; кн.1/ Баратов А.Н. и др.,1990.
7. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд. 7-е. Том 3. Под ред. Лазарева Н.В. и Левиной Э.Н. Л.,“Химия”, 1976.