Прогнозирование зоны пожара разлития и мероприятия по защите персонала

Практическое занятие №4

Прогнозирование зоны пожара разлития и мероприятия по защите персонала

Цель: привить практические навыки по расчетам параметров пожара разлития и разработке мероприятий по защите при пожарах. Учебные вопросы:

1.  Прогнозирование параметров пожара разлития и оценка возможных потерь

2.  Разработка мероприятий по защите от опасных факторов пожара (ОФП). Решение ситуационных задач.

Общие положения

Пожар разлития (пожар пролива) возникает при аварийной разгерметизации резервуаров, продуктопроводов горючих жидкостей, их вытекании в поддоны (обваловку), растекании по территории предприятия с заполнением естественных впадин, канав и последующим воспламенением от различных источников. Размеры обваловки рассчитываются на удержание всего объема горючего вещества при аварийном разлитии. При свободном растекании вещества по грунту и заполнении естественных впадин, канав и т.п. толщина разлившегося слоя  принимается равной h = 0,05 м.

Факел пламени при отсутствии ветра аппроксимируется цилиндром, а его поверхность, излучающая в сторону облучаемого объекта, - прямоугольником. Отличительной особенностью пожаров разлития является наклон факела пламени при ветре на угол qот вертикальной оси (рис. 4.1)

 

Рис. 4.1. Расчетная схема пожара разлития

СПИ  - направление среднеповерхностного излучения;

V_В   - направление ветра; D - диаметр зеркала разлива;

L  - высота пламени пожара, отноcительная высота h = L ×cos q;

R- радиус зоны теплового воздействия; r^* = (0,25÷0,25) D -расстояние перелива (волочения) пламени за пределы очага горения под действием ветра (пламя стелется по грунту).

Современные методики оценки тепловой нагрузки в случае пожара разлития сводятся к определению углового коэффициента излучения (эмпирического) с боковой поверхности пламени пожара на единичную площадку на уровне грунта (СПИ).

Кроме пожара разлития возможно горение жидкости с выбросом из резервуара и горение в резервуаре.

Условие задачи

На предприятии (например, на нефтебазе) при разработке паспорта безопасности оценивается самый сложный сценарий аварии - разрушение резервуара с горючей жидкостью, разлитие жидкости в обваловку или свободное по грунту, пожар.

Требуется определить безопасное расстояние по тепловому излучению для персонала и критическое (по возгоранию) расстояние для некоторых материалов.

Таблица 4.1

Исходные данные

№№ вар.	Вариант разлития	Горючее вещество	Объем вещества в резервуаре, м3	Размер обваловки, FОБВ, мхм	Площадь разлития, Fраз, м2
1	в обвалку	нефть	16.000	80х80	-
2	тоже	керосин	14.000	70х70	-
3	тоже	бензин	12.000	60x60	-
4	тоже	диз. топл.	10.000	50x50	-
5	тоже	нефть	8.000	50х50	-
6	своб. по грунту	керосин	-	-	2500
7	тоже	бензин	-	-	2000
8	тоже	диз. топл.	-	-	3500
9	тоже	нефть	-	-	4000
10	тоже	бензин	-	-	2500

Рис.4.2.Зависимость углового коэффициента излучения j с цилиндрического пламени пожара разлития на элементарную площадку от  R/r

Порядок выполнения работ

1.    Прогнозирование параметров пожара разлития и возможных потерь:

а) определяется площадь разлития в обвалку F_oбв , либо площадь разлива на грунт F_paз    (табл.4.1).

F_ОБВ= площади геометрической фигуры (квадрат, круг и т.п.),

м²  или по таблице 4.1.

где т_ж,  р_ж    - масса и плотность разлившейся  жидкости;

б) определяются параметры пожара разлития:

-  диаметр зеркала разлива (аппроксимируется в виде наклонного цилиндра) при F_обви F_paз

- плотность паров горящего вещества р_п

где М - молекулярная масса разлившейся жидкости, кг×(кмоль)^-1;

V₀ - мольный объем, равный 22,4 м³ ×(кмоль)^-1;

t_p - расчетная температура воздуха – максимальная в соответствующей  климатической зоне. Допускается принимать t_p =61⁰C;

- безразмерная скорость ветра W  (эмпирическая величина);

- высота пламени пожара L, м

где кг×м^-3 плотность воздуха;

 м×с^-2;

 - эмпирические коэффициенты;

в) определяется  тригонометрическая функция и величина угла наклона пламени  q

соs q = 0,75 ×W^-0,49

г) определяется плотность теплового потока (теплового излучения), падающего на элементарную площадку на уровне грунта - направление СПИ (рис.4.1)

 квт×м^-2