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 + G_l'×q - сумма энергий адиабатического расширения (А) и сгорания ПГФ, находящейся непосредственно в аварийном блоке (G'×q); E'₂ = åG_i×q_i - 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(G_2i×q_i) + G''_å×q, кДж,

(8)

где G''₁ - масса ПГФ в аварийном аппарате, кг; q - теплота сгорания ПГФ, кДж/кг; G_2i - 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 (Q_в) технологического блока:

m'= Е/(4,6×10⁴), кг;

Q_в = (³ÖЕ)/16,534

По значениям этих величин определяется категория взрывоопасности технологического блока (табл.5):

Таблица 5

В зависимости от категории взрывоопасности устанавливаются требования к технологическим процессам и оборудованию и назначаются необходимые для обеспечения взрывобезопасности мероприятия [4].