Газо- или паровоздушной смеси

При аварии в резервуарном парке количество газа Q (т) или пара берется: 30% от объема наибольшего резервуара с бензином, 20% - с нефтью. При аварии на трубопроводе - до 20% вытекшей нефти и 50% вышедшего газа. При аварии на автотранспорте – 4 т бензина, 3 т пропана. При аварии на железной дороге - 10 т бензина, 7 т нефти, 15 т пропана. Величина дрейфа газовоздушного облака принимается равной 300 м в сторону предприятия. При оценке ситуаций принимаются наихудшие метеоусловия: скорость ветра 1 м/с, температура воздуха +20°С, направление ветра на предприятие.

При взрыве паро- и газовоздушной смеси (рис. П12.2) выделяют зону детонационной волны с радиусом R1 и зону ударной волны. Определяются также: радиус зоны смертельного поражения людей (Rспл); радиус безопасного удаления Rбу, где DР ф= 5 (кПа); радиус предельно допустимой взрывобезопасной концентрации пара, газа Rпдвк.

Давление во фронте ударной волны DРф2 в зоне ударной волны определяют по табл. П12.5.

Таблица П12.5.

Давление во фронте ударной волны

DРф1,	Значение DРф2 на расстояниях от центра взрыва в долях от (r2/R1)
кПа		1.05	1.1	1.2	1.4	1.6	2.0	3.0	4.0	6.0	8.0
														4.5	2.7	1.8

Рис. П12.2. Взрыв паро- и газовоздушной смеси.

1. Зона детонационной волны; 2. Зона ударной волны; R_спл – радиус зоны смертельного поражения людей; R_бу – радиус безопасного удаления, DР _ф= 5 (кПа); R_ПДВК – радиус предельно допустимой взрывобезопасной концентрации; R₁ – радиус зоны детонационной волны (м); r₂ и r₃ – расстояния от центра взрыва до элемента предприятия в зоне ударной волны.

Избыточное давление в зоне детонационной волны DРф1= 900 кПа.

Радиус зоны детонационной волны определяется по уравнению:

R₁= , м (П12.9)

Радиус зоны смертельного поражения людей определяется по формуле

R_спл = , м (П12.10)

В формулах (П12.9) и (П12.10): Q - количество газа, пара в тоннах; R₁ - радиус зоны детонационной волны; R_спл - радиус смертельного поражения людей.

Далее по табл. П12.6 определяют степень разрушения элементов объекта.

Таблица П12.6.

Вероятные разрушения зданий, сооружений, коммуникаций и оборудования в зависимости от избыточного давления DР_ф, кПа

Наименование элементов предприятия	Степень разрушения при избыточном давлении DPф, кПа
сильное	среднее	слабое
Здания
1. Промышленное с металлическим или железобетонным каркасом	102-68	68-34	34-17
2. Многоэтажное административное с металлическим или железобетонным каркасом	85-68	68-51	51-34
3. Кирпичное многоэтажное (3 этажа и более)	51-34	51-17	17-14
4. Кирпичное одно- и двухэтажные	60-43	43-26	26-14
5. Деревянное	34-20	20-14	14-10
6. Остекление промышленных и жилых зданий	5-3	3-2	2-1
7. Остекление из армированного стекла	9-4	4-3	3-2
Оборудование
1. Станочное	119-102	102-34	34-9
2. Крановое оборудование	119-85	85-51	51-34
3. Токарно-карусельные, токарно-расточные станки	119-85	85-51	51-17
4. Кузнечно-прессовое оборудование	340-255	255-170	170-85
5. Контролно-измерительная аппаратура	-	34-17	17-8
Линии электропередач
1. Воздушные линии высокого напряжения	204-140	119-85	68-34
2. Воздушные низковольтные	272-170	170-102	102-34
3. Кабель подземный	2550-1700	1700-1360	до 360
4. Кабель наземный	170-119	85-51	51-17
5. Галлерея энергетических коммуникаций на металлических (железобетонных) эстакадах	60-34	34-26	26-17
Линии связи
1. Стационарные воздушные	204-140	119-85	68-34
Трубопроводы
1. Коммунальные подземные водо-, газо-, канализационные сети	2720-1700	1700-1020	1020-680
2. Трубопроводы на эстакаде	85-68	68-51	51-34
3. Трубопроводы наземные	221-68	68-51	51-34
Резервуары
1. Наземные для ГСМ	68-51	51-34	34-26
2. Частично заглубленные	170-85	85-51	51-17
3. Подземные резервуары	340-170	170-85	85-51
4. Газгольдеры	68-51	51-34	34-26
Сооружения
1.Здания трансформаторных подстанций из кирпича или блоков	102-68	68-34	34-17
2. Водонапорная башня	102-68	68-34	34-17
Защитные сооружения и прочее
1.Убежища, расположенные отдельно,расчитанные на: DРф 2-3.5 кгс/см2		1275-1020	1020-680
1.0 кгс/см2		340-255	1020-680
2. Подвальные, рассчитанные на: DРф 1.0 кгс/см2		255-170	170-119
0.5 кгс/см2		170-68	68-51
3. Подвалы (без усиления несущих конструкций)		136-85	85-51
4. Дерево-земляные противорадиационные укрытия, рассчитанные на 0.3 кгс/см2		136-85	85-51
5. Грузовые автомобили	119-94	94-51	51-34
6. Автобусы	94-77	77-34	34-26
7. Гусеничные тракторы, экскаваторы	170-136	136-68	68-51
8. Блоки программных устройств	51-34	34-26	26-14
9. Компьютеры, телефонно-телеграфная аппаратура	51-34	34-17	17-8

П12.6.3.3. Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в закрытых помещениях

Расчет производится по нижеприведенной методике НПБ 105 – 95.

Если расчетное давление превышает Рmax, то берется Рmax. Свободный объем помещения допускается принимать равным 80% геометрического объема помещения, если нет более точных данных.

Избыточное давление взрыва DP для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов C,H,O,N,CI,Br,F, определяют по формуле:

DP= (P_max - P₀) (П12.11)

где P_max - максимальное давление взрыва стехиометрической газо- или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с требованиями п. П12.6.3.2 (при отсутствии данных допускается принимать P_max = 900 кПа); P₀ - начальное давление, кПа (допускается принимать P₀=101 кПа); m - масса горючего газа (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение, кг, вычисляется для ГГ по приведенной ниже формуле (П12.14); z - коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан исходя из характера распределения газов и паров в объеме помещения, допускается принимать значения z, приведенные ниже (табл. П12.7); V_св- свободный объем помещения, м³; r_г,п - плотность газа или пара, кг×м^-3; К_н - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения, допускается принимать К_н = 3; С_ст - стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ,%(об.), вычисляемая по формуле:

С_ст = (П12.12)

Здесь (b= nc + (nн - nx)/4 - n0/2 - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания (nc,nн,n0,nx - число атомов C,H,O и галлоидов в молекуле горючего).

Таблица П12.7.

Значения коэффициента z

ЛВЖ, нагретая выше температуры вспышки	0,3
Горючие газы	0.5
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки:
если возможно образование аэрозоля	0.3
если образование аэрозоля невозможно

При этом массу m горючих газов или паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, нагретых до температуры вспышки и выше, поступивших в объем помещения, необходимо разделить на коэффициент К_н.

К_н = А×Т + 1, (П12.13)

где А - кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, с^-1; Т - продолжительность поступления горючих газов и паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей в объем помещения.

Масса m (кг) поступившего в помещение при расчетной аварии газа определяют по формуле:

m = (V_а +V_т)×r_г, (П12.14)

где V_а, Vт - объем газа, вышедшего соответственно из аппарата и из трубопроводов, м³.

При этом,

V_а = 0.01× P₁×V, (П12.15)

где P₁ - давление в аппарате, кПа;V - объем аппарата, м³

V_т = V_1т + V_2т, (П12.16)

где V_1т,V_2т - объем газа, вышедшего из трубопровода соответственно до его отключения и после отключения, м³.

V_1т = q×T, (П12.17)

где q - расход газа, определяемый в зависимости отдавления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой cреды и т.д., м³×с^-1;

Т - время, с.

V_2т = 0.01×p×P₂× (r²₁×L₁ + r²₂×L₂ +.. + r²_n×L_n), (П12.18)

где P2 - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа; r - внутренний радиус трубопроводов, м; L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.