Пожарная опасность выхода горючих веществ из поврежденного технологического оборудования и способы обеспечения пожарной безопасности

Глава 3. ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ ВЫХОДА горючих веществ из поврежденного технологического оборудования и СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ

ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

3.1. КЛАССИФИКАЦИЯ АВАРИЙ И ПОВРЕЖДЕНИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТАХ

Наиболее пожаровзрывоопасная ситуация на производственных объектах, способная привести в том числе к катастрофическим последствиям, возникает в случае аварийного выхода горючих веществ из технологического оборудования.

Выход горючего вещества из поврежденного технологического оборудования приводит, как правило, к образованию пожаро- или взрывоопасной зоны и при наличии источника зажигания – к воспламенению горючего вещества или взрыву горючей смеси, пожару на производственном объекте.

Под аварией (в наиболее широком толковании этого термина) понимают разрушение сооружений и/или технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемый взрыв и/или выброс опасных веществ.

В зависимости от возможных последствий, аварии на производственных объектах, в соответствии с ГОСТ Р 12.3.047-98, классифицируются как:

крупная авария – авария, при которой гибнет не менее десяти человек;

проектная авария– авария, для которой обеспечение заданного уровня безопасности гарантируется предусмотренными в проекте промышленного предприятия системами обеспечения безопасности по ГОСТ 12.1.004-91;

максимальная проектная авария – проектная авария с наиболее тяжелыми последствиями (гибель более десяти человек, значительный материальный или экологический ущерб).

Локальное повреждение технологического оборудования – образование трещин, сквозных отверстий от коррозии, прогаров теплообменной поверхности, нарушение целостности фланцевых соединений и т.п., приводит к выходу продукта под давлением в виде струй пара, газа или жидкости. Полное разрушение технологического оборудования (аппарата, резервуара, железнодорожной цистерны, мерника, отстойника, циклона и т.п.) или трубопровода характеризуется выходом всего содержимого в производственное помещение или на территорию открытой установки.

Статистика чрезвычайных ситуаций, аварий и пожаров, происшедших на производственных объектах, вследствие воспламенения горючих парогазовоздушных смесей, свидетельствует о том, что пожар может развиваться по эффекту «домино», когда в аварийную ситуацию дополнительно вовлекаются соседние сооружения предприятий, а также здания и сооружения жилой застройки (при расположении объекта на селитебной территории), что приводит к значительному материальному ущербу, травмам и гибели людей.

Необходимым условием для реальной оценки масштабов последствий чрезвычайных ситуаций, которые могут возникнуть на производственных объектах, и разработки мероприятий противопожарной защиты является количественный анализ опасности среды в зоне выхода горючих веществ из поврежденного технологического оборудования.

3.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ГОРЮЧИХ ВЕЩЕСТВ,

ВЫХОДЯЩИХ НАРУЖУ ПРИ ЛОКАЛЬНОМ ПОВРЕЖДЕНИИ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

3.2.1. Аппарат с горючей жидкостью

Массу выходящей наружу жидкости при локальном повреждении аппарата  определяют по формуле

,                                               (3.1)

где   – коэффициент расхода, изменяющийся в пределах 0,45 – 0,85 (при истечении жидкостей, вязкость которых составляет (0,5 – 1,5) МПа×с, через отверстие круглой формы в тонких стенках, можно принимать  = 0,64);  – сечение отверстия, через которое вещество выходит наружу, м²;  – скорость истечения вещества из отверстия, м/с;  – плотность вещества, кг/м³;  – длительность истечения, с.

Скорость истечения жидкости через отверстие в трубопроводе или корпусе аппарата при постоянном давлении вычисляют по формуле

,                                                (3.2)

где   = 9,81 м/с² – ускорение силы тяжести;  – приведенный напор, под действием которого происходит истечение жидкости через отверстие, м.

При истечении жидкости самотеком  (здесь – высота столба жидкости, м); при работе аппарата под давлением

,                                          (3.3)

где   – избыточное давление среды в аппарате над поверхностью жидкости, Па (Па; здесь  – абсолютное  рабочее  давление среды в аппарате, Па);  – плотность жидкости при рабочей температуре, кг/м³.

Длительность истечения  определяется расчетным временем отключения аппаратов и трубопроводов в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки с учетом паспортных данных на запорные устройства, характера технологического процесса и вида расчетной аварии.

В соответствии с НПБ 105-03 расчетное время отключения трубопроводов следует принимать равным:

- времени срабатывания системы автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 1/год или обеспечено резервирование ее элементов;

- 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 1/год и не обеспечено резервирование ее элементов;

- 300 с при ручном отключении.

Под «временем срабатывания» и «временем отключения» понимают промежуток времени от начала возможного поступления горючего вещества из трубопровода (перфорация, разрыв, изменение номинального давления и т.п.) до полного прекращения поступления горючего вещества в помещение или на территорию открытой установки.

Выход горючей жидкости из поврежденного оборудования приводит к ее разливу на полу помещения или на производственной площадке наружной технологической установки. Испарение жидкости с поверхности разлива может привести к образованию зоны взрывоопасных концентраций.

Площадь разлива  горючих жидкостей на полу производственных помещений