Количественная оценка взрывоопасности технологической системы (блока)
При количественной оценке взрывоопасности технологической системы (блока*) следует руководствоваться "Общими правилами взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств (ОПВХП-88)" [4]. Согласно этому документу степень взрывоопасности определяется суммой энергий адиабатического расширения парогазовой фазы (ПГФ), полного сгорания имеющихся и образующихся из жидкости паров за счет внутренней и внешней энергии при аварийном раскрытии технологической схемы, т.е. общим энергетическим потенциалом (Е):
----------------------------------------------------------------------------------------------------
* Технологический блок - аппарат или группа (с минимальным числом) аппаратов, которые в заданное время могут быть отключены (изолированы)
от технологической системы без опасных изменений режима, приводящих к развитию аварий в сложной аппаратуре или системе.
E = E'1+ E'2 + E''1 + E''2 + E''3 + E''5, кДж , (7)
где E' 1 = A + Gl'×q - сумма энергий адиабатического расширения (А) и сгорания ПГФ, находящейся непосредственно в аварийном блоке (G'×q); E'2 = åGi×qi - энергия сгорания ПГФ, поступившей к разгерметизированному участку от смежных объектов (блоков); E''1 - энергия сгорания ПГФ, образующейся за счет энергии перегрева жидкой фазы (ЖФ) рассматриваемого блока и поступившей от смежных объектов;- E''2 - энергия сгорания ПГФ, образовавшейся за счет тепла экзотермических реакций; E''3 - энергия сгорания ПГФ, образующейся из ЖФ за счет теплопритока от внешних теплоносителей; E''4 - энергия сгорания ПГФ, образующейся из пролитой на твердую поверхность (пол, поддон, грунт и др.) ЖФ за счет теплоотдачи от окружающей среды (от воздуха по зеркалу испарения и твердой поверхности к жидкости).
Анализ приведенного выражения (7) показывает, что наиболее существенный вклад в суммарный потенциал дают слагаемые E'1, E'2, E''1 и E''4.
Причем при значениях избыточного давления в технологической системе меньшей 0,07 МПа энергия адиабатического расширения (А) ввиду малых ее значений в расчет может не приниматься.
При выполнении курсовых и дипломных проектов достаточно учесть энергию сгорания ПГФ, находящейся в аварийном аппарате (G'1×q), энергию от сгорания ПГФ поступившей из смежных аппаратов (åG'2i×q) и, если имеет место, энергия сгорания ПГФ, образующуюся из пролитой жидкости:
E = G''1×q + å(G2i×qi) + G''å×q, кДж ,
(8)
где G''1 - масса ПГФ в аварийном аппарате, кг; q - теплота сгорания ПГФ, кДж/кг; G2i - масса ПГФ, поступившей из смежных аппаратов, кг; G''å× - масса паров, образуемых при испарении жидкости, кг.
По величине E вычисляются масса взрывоопасного парогазового облака (m'), приведенная к пропановому эквиваленту, и относительный энергетический потенциал (Qв) технологического блока:
m'= Е/(4,6×104), кг ;
Qв = (3ÖЕ)/16,534
По значениям этих величин определяется категория взрывоопасности технологического блока (табл.5):
Таблица 5
| Категория взрывоопасности | Qв | m', кг |
| I | > 37 | > 5000 |
| II | 27 - 37 | 2000- 5000 |
| III | < 27 | < 2000 |
В зависимости от категории взрывоопасности устанавливаются требования к технологическим процессам и оборудованию и назначаются необходимые для обеспечения взрывобезопасности мероприятия [4].