Расчет обвалования для группы резервуаров

Предупреждение аварийного растекания жидкости обеспечивается выбором площадки для размещения резервуарного парка, устройством вокруг отдельно стоящих резервуаров и группы резервуаров обвалования, высота которого определяется расчетом в зависимости от количества хранимого нефтепродукта в резервуаре с наибольшим объемом.

В группу входят 4 резервуара V = 10 000 м³_.

Высота внешнего ограждения Н_обв может быть определена по формуле:

		(3.35)
	где		-	объем разлившейся жидкости, равный вместимости наибольшего резервуара в группе, м3;
		Sобв	-	площадь обвалования, м2, фактическая ширина 45;
		Sост.рез	-	суммарная площадь, занимаемая резервуарами, за исключением площади наибольшего резервуара, м2;
		0,2	-	нормативный коэффициент [15], учитывающий превышение высоты обвалования над расчетным уровнем разлившейся жидкости, м.

Определим площадь обвалования:

	Sобв= a × b,	(3.36)
	где	a, b	-	расстояние между противоположными подошвами внутренних отскоков.

Для того чтобы определить данное расстояние необходимо узнать:

- расстояние от внутренних откосов обвалования до ограждающих стен;

- диаметр резервуаров;

- расстояние между резервуарами.

Так как резервуар объемом 10 000 м³ то согласно п. 3.6. СНиП 2.11.03-93, расстояние от стенок резервуаров до подошвы внутренних откосов обвалования или до ограждающих стен следует принимать 6 м.

Согласно приложения 2, таблицы 1, СНиП 2.11-03-93, диаметр резервуара объёмом 10 000 м³, со стационарной крышей равен 28,5 м.

Согласно п.3.2. таблицы 6, СНиП 2.11-03-93, расстояние между резервуарами со стационарной крышей, объёмом 10 000 м³, = - 45°С, следует принимать 0,75 диаметра резервуара, но не более 30 м, т.е. 21,375 м.

a = 6+6+28,5+28,5+21,375 = 90,375 м.

b = 6+6+28,5+28,5+21,375 = 90,375 м.

S_обв= 90,375 × 90,375 = 8167,64 м².

Определим площадь резервуаров которые не разрушились:

		(3.37)
где	d	-	диаметр резервуара.

Определим высоту внешнего ограждения Н_обв:

Условие выполняется, так как фактическая высота обвалования составляет Н_обв=1,8 м, значит обвалование удовлетворяет требованиям норм п. 3.6 [9].

3.7. Определение категорий наружной установки по взрывопожарной и пожарной опасности

Определение горизонтальных и вертикальных зон.

Горизонтальные размеры зоны ограничивающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени (φ_нкпр), вычисляют по формуле:

		(3.38)
	где	mп	-	масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 3 600 с, кг;
		ρп	-	плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре, кг/м3;
		РS	-	давление насыщенных паров ЛВЖ, кПа;
		К	-	коэффициент, К = τ/3600;
		τ	-	продолжительность поступления паров ЛВЖ при испарении, с;
		φНКПР	-	нижний концентрационный предел распространения пламени паров, [19] φНКПР =1,3%.

За начало отсчета горизонтального размера зоны принимают внешние габаритные размеры аппаратов, установок, трубопроводов и т.п. Во всех случаях значение R_нкпр должно быть не менее 0,3 м для ЛВЖ.

Давление насыщенных паров P_s при рабочей температуре жидкости, определено:

Определим массу по формуле:

		(3.39)
	где	W	-	интенсивность испарения, кг/с м2;
		Fи	-	площадь испарения, м2;

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.

В свою очередь интенсивность испарения определяется:

.

Плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре и атмосферном давлении определяем по формуле:

		(3.40)
	где	M	-	молярная масса, кг кмоль-1;
		V0	-	Мольный объем, равный 22,413 м3 кмоль-1;
		tр	-	расчетная температура, °С.

.

Вертикальные размеры зоны ограничивающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени, вычисляем по формуле:

Границы зоны, ограниченной НКПР паров ЛВЖ, будут проходить:

- по горизонтали на расстоянии 264,6 м от границы разлива;

- по вертикали – на высоте 10,1 м от поверхности разлива.

Определяем радиус воздействия продуктов сгорания паровоздушных смесей в случае пожара – вспышки по формуле:

		(3.39)
	где	Е	-	объемный коэффициент расширения продуктов сгорания.

Определяем параметры волны давления при сгорании паровоздушных смесей в открытом пространстве.

Величину избыточного давления DР, кПа, развиваемого при сгорании парогазовоздушных смесей, определяют по формуле:

		(3.40)
	где	Р0	-	атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);
		r	-	расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м;
		mпр	-	приведенная масса газа или пара, кг;
	mпр=(Qсг / Q0)× m×Z	(3.41)
	где	Qсг	-	удельная теплота сгорания пара, Дж/кг;
		Z	-	коэффициент участия горючих газов и паров в горении, допускается принимать Z=0,1;
		Q0	-	константа, Q0 =4,52×106 Дж кг-1;
		m	-	масса горючих паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.

Рисунок 3.5. Отношение величины избыточного давления к расстоянию от

геометрического центра технологической установки

Так как температура вспышки равна минус 45°С и избыточное давление взрыва, развиваемого при сгорании паровоздушной смесей на расстоянии 30 м от наружной установки равна 455,5 кПА > 5 кПа, то следовательно наружная установка по пожарной опасности относится к категории А_н.

По проведённому анализу пожарной опасности участка подготовки и перекачки нефти можно сделать следующий вывод, из всей технологической схемы наибольшую пожарную опасность представляет именно резервуарный парк, как видно из таблицы 3.2, по приведённой статистике так же видно что пожары на нефтяных предприятиях случаются чаще там где присутствует хранение товарной нефти. На основании этого считаю что усовершенствовать противопожарную защиту необходимо именно в резервуарном парке.