Проектирование автомобильной газозаправочной станции сжиженным газом пропан-бутан (стр. 8 из 16)

где А, В, С_а - константы Антуана вещества; р_к давление срабатывания предохранительного клапана.

2.7.2.3 Приведенная масса СУГ m_пр, кг

где Q₀ - константа равная 4,52·10⁶ Дж/кг; Е_из - энергия, выделяющаяся при изоэнтропическом расширении среды, находящейся в резервуаре.

2.7.2.4 Величину импульса волны давления i, Па·сек

где m_пр - приведенная масса газа, кг; r - расстояние от разрушающегося резервуара с СУГ, м.

2.7.2.5. Избыточное давление ΔР, кПа

где Р₀ - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа); m_пр - приведенная масса газа, кг; r - расстояние от разрушающегося резервуара с СУГ, м.

Таблица 7

r, м	Т_кип, К	Т, К	Е_из, Дж	m, кг	I, кПа	ΔР, кПа
1	251,65	360,3532	480601594	106,2	2673,9	60592,93
10	251,65	360,3532	480601594	106,2	267,39	157,156
14	251,65	360,3532	480601594	106,2	190,99	80,05
15	251,65	360,3532	480601594	106,2	178,26	70,27
20	251,65	360,3532	480601594	106,2	133,69	42,00
30	251,65	360,3532	480601594	106,2	89,13	21,86
34	251,65	360,3532	480601594	106,2	78,64	18,14
35	251,65	360,3532	480601594	106,2	76,39	17,39
40	251,65	360,3532	480601594	106,2	66,84	14,37
45	251,65	360,3532	480601594	106,2	59,42	12,21
47	251,65	360,3532	480601594	106,2	56,89	11,51
50	251,65	360,3532	480601594	106,2	53,47	10,59
55	251,65	360,3532	480601594	106,2	48,61	9,34
57	251,65	360,3532	480601594	106,2	46,91	8,92
60	251,65	360,3532	480601594	106,2	44,56	8,35
62	251,65	360,3532	480601594	106,2	43,12	8,01
65	251,65	360,3532	480601594	106,2	41,13	7,55
70	251,65	360,3532	480601594	106,2	38,19	6,88
74	251,65	360,3532	480601594	106,2	36,13	6,42
75	251,65	360,3532	480601594	106,2	35,65	6,32
80	251,65	360,3532	480601594	106,2	33,42	5,84
90	251,65	360,3532	480601594	106,2	29,71	5,07
100	251,65	360,3532	480601594	106,2	26,73	4,48
110	251,65	360,3532	480601594	106,2	24,30	4,00
115	251,65	360,3532	480601594	106,2	23,25	3,81
120	251,65	360,3532	480601594	106,2	22,28	3,62

Рис.6. Избыточное давление, развиваемое при взрыве резервуара с перегретым СУГ при воздействии на него очага пожара, кПа

Рис.7. Импульс волны давления при взрыве резервуара с перегретым СУГ при воздействии на него очага пожара, кПа·с

2.8 Возможная обстановка на объекте при воздействии теплового излучения от "огненного шара"

При возникновении крупномасштабного диффузионного горения массы СУГ поднимающегося над поверхностью земли ("огненный шар") опасность будут представлять:

• волна давления при сгорании газовоздушной смеси в открытом пространстве (последствия воздействия избыточного давления представлены в таблице 10);

• тепловое излучение (последствия воздействия теплового излучения на окружающие материалы представлены в таблице 8, на человека в таблице 9);

• быстрораспространяющееся открытое пламя;

• резкое повышение температуры;

• токсичность продуктов горения и термического разложения;

• осколки (части) разрушившихся резервуаров.

Опасные параметры достигнут критических для человека значений в течение нескольких секунд. В таких условиях эвакуация обслуживающего персонала невозможна.

Таблица 8

Материалы	q, кВт·м	Расстояние от центра "огненного шара" r, м
Древесина (сосна влажностью 12%)	13,9	0-113
Древесно -стружечные плиты (плотность 417 кг·м³)	8,3	0-135
Резина	14,8	0-110
Рулонная кровля	17,4	0-103
Сено, солома (при min влажности до 8%)	7	0-140

Таблица 9

Степень поражения	Доза теплового излучения, Дж/м²	Расстояние от центра “огненного шара” г, м
Ожог 1-й степени	1,2·105	101-125
Ожог 2-й степени	2,2·105	86-100
Ожог 3-й степени	3,2·105	85

Таблица 10

Степень поражения	Избыточное давление, кПа	Расстояние от разрушающегося резервуара, м
Полное разрушение зданий	100-54	1-14
50% разрушение зданий	53-29	15-20
Среднее повреждение зданий	28-13	21-34
Умеренное повреждение зданий (повреждение внутренних перегородок, рам, дверей и т.п.)	12-6	35-62
Нижний порог повреждений человека давлением	5-4	63-90
Малые повреждения (разбита часть остекления)	3	91-115

2.9 Расчет тепловых нагрузок при пожаре разлива сжиженных углеводородных газов

2.9.1 Интенсивность теплового излучения пожара пролива СУГ

где E_f - среднеповерхностная плотность излучения пламени кВт·м^-2 ,

E_f=43 кВт·м^-2 (при d= 40 м); φ_q -угловой коэффициент облученности; τ_пр -коэффициент пропускания атмосферы;

2.9.2 Эффективный диаметр пролива d, м

где F - площадь пролива, м².

2.9.3 Высота пламени Н, м

где m_выг - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг·м^-2·сек^-1; ρ_в -

плотность окружающего воздуха, кгм^-3 ; g = 9,81 м·сек^-2 - ускорение свободного падения.

2.9.4 Угловой коэффициент облученности F_q:

2.9.5 Коэффициенты облученности для вертикальной и горизонтальной площадок, соответственно φ_v, φ_h:

где r - расстояние от геометрического центра облучаемого объекта, м; Н -высота пламени, м.

2.9.6 Коэффициент пропускания атмосферы:

где г - расстояние от геометрического центра облучаемого объекта, м; d -эффективный диаметр пролива, м.

Значение средне поверхностной плотности теплового излучения пламени E_f принимается на основе экспериментальных данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив указанные данные приведены в таблице 7. Для диаметров очагов менее 10 м или более 50 м следует принимать величину E_f такой же, как для очагов 10 и 50 м, соответственно. При отсутствии данных допускается принимать величину E_f равной: 100 кВт·м^-2 для СУГ и 40 кВт·м^-2 для нефтепродуктов и для твердых материалов.

Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени и массовая скорость выгорания углеводородов приведены в таблице 11.

Таблица 11

Топливо	E_f, кВт·м ²					m_выг кг ·м^-2сек^-1
Топливо	d=10м	d=20м	d=30м	d=40м	d=50м	m_выг кг ·м^-2сек^-1
СПГ (метан)	220	180	150	130	120	0,08
СУГ (пропан-бутан)	80	63	50	43	40	0,10
Бензин	60	47	35	28	25	0,06
Дизельное топливо	40	32	25	21	18	0,04
Нефть	25	19	15	12	10	0,04

Интенсивность теплового излучения q (кВт·м^-2 ) для пожара пролива СУГ приведена в таблице 12 и на рисунке 8.