Наружные установки с горючими пылями

Пример 42

 

1. Исходные данные.

1.1.Приемный бункер аспирационной системы цеха шлифовки изделий из древесины объемом 30 м³ выполнен из фильтрующей ткани и расположен под навесом на открытой территории предприятия.

1.2. В бункере накапливается мелкодисперсная древесная пыль (размер частиц менее 100 мкм) в количестве до 5000 кг. Теплота сгорания древесной пыли Н_Т  = 1,5×10⁷ Дж×кг^-1. Критический размер частиц взрывоопасной взвеси древесной пыли d* = 250 мкм. Стехиометрическая концентрация (по аналогии с целлюлозой) принимается равной r_ст = 0,25 кг/м³. В объеме фильтра возможно образование взрывоопасного облака древесной пыли при взвихрении отложений пыли (сорвавшихся со стенок бункера) поступающим в бункер потоком запыленного воздуха.

2. Обоснование расчетного варианта аварии.

Аварийная ситуация, приводящая к воспламенению горючего пылевоздушного облака в объеме фильтра, связана с появлением в объеме бункера источника зажигания в виде

- тлеющих частиц, принесенных потоком запыленного воздуха,

- разрядов статического электричества, с энергией, превышающей минимальную энергию зажигания пылевоздушного облака.

Частота возникновения подобных аварийных ситуаций неизвестна.

Объем сгорающей в аварийном режиме аэровзвеси совпадает с объемом бункера V_ав = 30 м³.

3. Ввиду отсутствия сведений о частоте возникновения рассмотренной аварийной ситуации оказывается невозможным оценить величину пожарного риска. В соответствии с п.7.3 [1] в этом случае допускается использование критерия отнесения установки к категории БН по величине расчетного избыточного давления D P при сгорании пылевоздушной смеси на расстоянии 30 м от наружной установки.

Ниже приводится расчет D P.

4. Коэффициент участия пыли во взрыве Z рассчитывается по формуле (А.16) [1] и составляет:

Z = 0,5 × F = 0,5 × 1 = 0,5.

 

5. Расчетную массу взвешенной пыли m, кг, участвующей в развитии аварийной ситуации, определяют по формуле (В.17) [1]:

.

Поскольку m_вз + m_ав = 0 + 5000 = 5000 кг; r_стV_ав/Z = 0,25×30/0,5 = 15 кг, следует принять m = 15 кг.

 

6. Приведенную массу горючей пыли m _пр, кг, определяют по формуле (В.21) [1]:

                                                                                                                       

m _пр = mZH_T/H_T0 = 15×0,1×1,5×10⁷/4,52 × 10⁶ = 4,9 кг.

 

7. Определение избыточного давления взрыва D P на расстоянии r = 30 м от наружной установки производится по формуле (В.22) [1]:

 

 = 101,3×(0,8×4,9^0,33/30 + 3×4,9^0,66/30² +5×4,9/30³) = 5,6 кПа.

8. Поскольку D P превышает 5 кПа, в соответствии с критерием п.7.3 [1] рассматриваемую наружную установку следует отнести к категории БН.

 

 

Пример 43

 

1. Исходные данные.

Исходные данные аналогичны данным примера 42 с тем различием, что известна частота реализации в течение года рассматриваемого сценария развития аварии: Q = 10^-3 год^–1.

2. В соответствии с расчетами из предыдущего примера величина избыточного давления взрыва D P на расстоянии r = 30 м от наружной установки составляет 5,6 кПа.

 

3. Импульс волны давления i, Па×с, вычисляем по формуле (В.23) [1]:

i = 123×m_пр^0,66/r = 123×4,9^0,66/30 = 11,7 Па × с.

 

4. Вычисляем величину пробит-функции Pr по формулам (Г.1) и (Г.2) [1]:

 

Pr = 5 – 0,26 ln (V) = 5 – 7,7 = - 2,7,

где V = (17500/D P)^8,4 + (290/i)^9,3 = (17500/5600)^8,4 + (290/11,7)^9,3 = 9,3×10¹².

 

5. По табл. Г.1 [1] для полученного значения пробит-функции определяем условную вероятность поражения человека Q_d < 0,001.

 

6. Пожарный риск Р (а) (год^–1) в определенной точке территории (а), на расстоянии 30 м от наружной установки, определяют с помощью соотношения (1) [1]:

 

Р (а) = Q_d × Q < 10^-6 год^–1

 

7. Поскольку Р (а) < 10^-6 год^–1, рассматриваемая наружная установка не относится в категории БН.