Выход горючих веществ наружу из поврежденного технологического оборудования

Объём резервуара V = 10 000 м³, степень заполнения Е = 0,9; температура 20°С, диаметр трубопроводов D_тр = 100 мм, расход насоса q₁ = 100 м³/ч. Время отключения трубопроводов принимается равным 300 с, время испарения разлившейся жидкости 1 ч, расстояние от аппарата до задвижек на трубопроводах 10 м. Нефть находится в аппарате при атмосферном давлении.

Количество горючих веществ, выходящих наружу при полном разрушении аппарата, определяют по формуле:

	Gп = Gап + G /тр + G //тр,	(3.11)
	где	Gп	-	количество веществ, выходящих из системы при полном разрушении аппарата, кг;
		Gап	-	количество веществ, выходящих из разрушенного аппарата, кг;
		G /тр	-	количество веществ, выходящих из трубопроводов до момента отключения задвижек или других запорных устройств, кг;
		G //тр	-	количество веществ, выходящих из трубопроводов после закрытия задвижек или других запорных устройств, кг.

Для аппаратов с жидкостями определяется по формуле:

	GП,Ж = (VАП ×Е + åqi,H ×t + å Li,тр ×fi,тр)×rt,ж,	(3.12)
	где	VАП	-	внутренний объём аппарата 10 000 м3;
		Е	-	степень заполнения аппарата, по технологическому регламенту Е = 0,9;
		qi,H	-	Расходы насосов, м3/ч;
		Li,тр	-	длина участков трубопровода, (от аварийного аппарата до запорного устройства), из которого происходит истечение жидкости, 10 м;
		fi,тр	-	сечение участков трубопровода (от аварийного аппарата до запорного устройства), из которого происходит истечение жидкости, м2;
		rt,ж	-	плотность жидкости 843 кг м3;
		t	-	время отключения трубопроводов 300 с = 0,083 ч.

q₁ = 100 м³ ч^–1,

G_П,Ж = (10000 0,9 + 100 0,083 + 10 0,008) 843 = 7 594 064,3 кг.

(3.13)

Количество испарившейся жидкости определяется по формуле:

	m = W FИ t ,	(3.14)
	где	W	-	интенсивность испарения кг с–1 м–2;
		FИ	-	площадь испарения, принимается, что 1 л разливается на 1 м2;
		t	-	время испарения равно 1 час или 3600 с.

Интенсивность испарения определяется по формуле:

		(3.15)
	где	h	-	коэффициент, принимаемый в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения h = 1;
		Рн	-	давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости tр определяемое по справочным данным;
		М	-	молярная масса М =97,2 кг/моль.

Давление насыщенного пара при температуре 20°С:

.

Определяем интенсивность испарения:

.

Определяем объем вылившейся нефти:

Согласно приложения В. 1.3 [10] принимаем, что все содержимое аппарата поступает в окружающее пространство 1л = 0,15м²

(3.16)

.

Так как вокруг резервуарного парка имеется обвалование, то площадь поверхности испаряемой жидкости будет равна площади обвалования за вычетом площади тех резервуаров которые не разрушились.

F = = =6 254,81м².

Тогда количество испарившейся жидкости равно:

m = 23^×10^{–5 ×} 6254,81 ^× 3600 = 5 178,9 кг.

Определяем объём взрывоопасной концентрации по формуле:

		(3.17)
	где	jн,г,без	-	нижний концентрационный предел воспламенения кг м–3.

Нижний концентрационный предел воспламенения определяется по формуле:

		(3.18)
	где	Vt	-	молярный объём паров при рабочих условиях м3 кмоль–1.

Молярный объём паров при рабочих условиях определяется по формуле:

		(3.19)
	где	Vо	-	молярный объём паров при нормальных условиях равен 22,4135 м3 кмоль–1;
		Т0	-	температура при нормальных физических условиях Т0 =273,15 К;
		Тр	-	рабочая температура Тр = 20 °С;
		Ро	-	давление при нормальных условиях равно 101,325 кПа;
		Робщ	-	общее давление в системе (по условию нефть находится в аппарате при атмосферном давлении 101,325 кПа).

Следовательно:

.

Тогда:

.

Объём взрывоопасной концентрации составит:

.