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 НТ = 1,5×107 Дж×кг-1. Критический размер частиц взрывоопасной взвеси древесной пыли d* = 250 мкм. Стехиометрическая концентрация (по аналогии с целлюлозой) принимается равной rст = 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 Vав = 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 mвз + mав = 0 + 5000 = 5000 кг; rстVав/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 = mZHT/HT0 = 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×(0,8×4,90,33/30 + 3×4,90,66/302 +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×mпр0,66/r = 123×4,90,66/30 = 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 Qd < 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) = Qd × Q < 10-6 год–1
7. Поскольку Р (а) < 10-6 год–1, рассматриваемая наружная установка не относится в категории БН.
