Поздравляем с Новым Годом!
   
Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: LV-LVI Международной научно-практической конференции «Вопросы технических и физико-математических наук в свете современных исследований» (Россия, г. Новосибирск, 24 октября 2022 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Безопасность жизнедеятельности человека, промышленная безопасность, охрана труда и экология

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Берестин Д.К. ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ ОБЪЕКТА ПО ВЫРАБОТКЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ // Вопросы технических и физико-математических наук в свете современных исследований: сб. ст. по матер. LV-LVI междунар. науч.-практ. конф. № 9-10(47). – Новосибирск: СибАК, 2022. – С. 35-40.
Проголосовать за статью
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ ОБЪЕКТА ПО ВЫРАБОТКЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

Берестин Дмитрий Константинович

канд. физ.-мат. наук, доц. кафедры «Информатики и вычислительной техники», БУ ВО «Сургутский государственный университет»,

РФ, г. Сургут

АННОТАЦИЯ

Целью исследования данной работы оценка степени противопожарной защиты объекта по выработки тепловой энергии во время аварийной ситуации при воспламенении природного газа. Оценка сценария возможной аварийной ситуации с использованием расчетных методов: НПБ 105-03 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности», ПБ 09-540-03 «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», утвержденные постановлением Госгортехнадзора России от 05.05.03г. №29, СП 12.13130.2009 «Свод правил. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности». В результате оценки уровня воздействия взрыва на помещение котельной рассчитали показатель избыточного давления взрыва для горючих газов, согласно НПБ 105-03 получили равным ΔР=125.5кПа, данный показатель оказывает отрицательное воздействие. Таким образом, благодаря объемно-планировочным и конструктивным решениям, энергия (давление) взрыва пойдет по пути наименьшего сопротивления, а именно, через легко сбрасываемые конструкции (оконные и дверные проемы). Сами конструктивные элементы при этом выстоят.

 

Ключевые слова: пожарная безопасность, пожарный риск, противопожарная защита.

 

Введение. Высокие темпы промышленного производства и социального прогресса требуют резкого увеличения выработки тепловой энергии на базе мощного развития топливно-энергетического комплекса страны. Централизованные системы теплоснабжения от тепловых электрических станций (ТЭС) наиболее эффективны. В настоящее время, централизованное теплоснабжение крупных городов осуществляется на базе мощных атомных станций теплоснабжения. Внедрение в производство крупных высокопроизводительных установок и аппаратов, усложненных технологических процессов требуют от рабочих, инженерно-технического персонала и работников пожарной охраны постоянного внимания к вопросам обеспечения пожарной безопасности. Для небольших тепловых потребителей источником теплоты служат промышленные и отопительные котельные. Удельный вес их в балансе теплоснабжения составляет значительно большую часть. Несмотря на строительство крупных тепловых электростанций, с каждым годом увеличивается выпуск и улучшаются конструкции котловых агрегатов малой и средней мощности, повышаются надежность и экономичность котельного оборудования, снижается металлоемкость на единицу мощности, сокращаются сроки и затраты на производство строительно-монтажных работ [2-4].

Городская сеть теплоснабжения обычно разделена на районы питания по числу ТЭЦ. В системе теплоснабжения подача тепла в жилые кварталы и промышленным предприятиям осуществляется от районных тепловых станций - крупных котельных с водогрейными котлами [1-3].

Целью исследования является оценка степени противопожарной защиты объекта по выработки тепловой энергии во время аварийной ситуации при воспламенении природного газа.

Методы исследования. Оценка сценария возможной аврийной ситуации с использованием расчетных методов: НПБ 105-03 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности», ПБ 09-540-03 «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», утвержденные постановлением Госгортехнадзора России от 05.05.03г. №29, СП 12.13130.2009 «Свод правил. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности».

Результаты исследования и их обсуждение.

Возможными сценариями развития аварий с природным газом может быть: сценарий разгерметизация или разрушение газопровода, выброс газа в атмосферу или в помещение без мгновенного воспламенения, образование облака газовоздушной смеси (ГВС), рассеяние облака ГВС в атмосфере (удаление из помещения с помощью вытяжной вентиляции).

Воспламенение природного газа в помещении котельной в результате разрушения  газопровода Ø 219 х 8,0 (Р раб = 0,4  кгс/см²)  и отказа системы контроля загазованности, обеспечивающей надежный контроль за концентрацией химических веществ и взрывоопасной концентрации метана в воздухе котельной, а также своевременное предупреждение обслуживающего персонала о возможной опасности посредством звукового и светового сигналов и отключение подачи газа к котлам.

Длина рассматриваемого газопровода Ø 219 х 8,0 (Р раб = 0,4 кгс/см²) между запорной арматурой и газопотребляющими установками составляет L=17 м. Объём газопровода на данном участке составляет V = 0,53 м³. Максимальный расход газа подводящегося по газопроводу составляет Q=2640м³/ч. Для выполнения расчёта, время при ручном отключении подачи газа в котельную согласно НПБ 105-03 принимаем равным 300 секунд [9]. При разрыве газопровода объём вышедшего газа, до момента прекращения подачи газа составит V = 220 м³.

Полный объём вышедшего газа с учётом оставшегося объёма в газопроводе составит V=220,53 м³.

Масса вышедшего газа с учётом его плотности принятой р=0,69 кг/м³ составляет m = 152,2 кг.

Масса вышедшего газа, участвующего во взрыве согласно ПБ 09-540-03, определяется произведением (1) [10].

m = zm=                                                               (1)

где m – масса вышедшего газа;

z – доля приведенной массы парогазовых веществ участвующих во взрыве.

Согласно ПБ 09-540-03 коэффициент участия принимаем  z = 0,5, так как рассматриваемый случай предполагает взрыв  горючего газа в замкнутом пространстве [10].

Таким образом, масса вышедшего газа участвующая во взрыве составит  m = 76,1 кг.

Для оценки уровня воздействия взрыва на помещение котельной применяется показатель избыточного давления взрыва для горючих газов.  Избыточное давление ΔР для горючих газов, согласно НПБ 105-03 определяем по формуле (2).

                   (2)

где  –  максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной смеси в замкнутом объёме, согласно НПБ 105-03 при отсутствии данных допускается принимать равным 900 кПа [9];

– начальное давление, согласно НПБ 105-03 допускается принимать равным 101 кПа [9];

– свободный объём помещения, для котельной с учётом находящегося оборудования принимаем равным 80% полного объёма помещения [9], что составляет 2496 м³;

 – стехиометрическая концентрация горючего газа;

– коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения, согласно НПБ 105-03 принимаем равным = 3 [9].

Стехиометрическая концентрация горючего газа вычисляется по формуле (3) [9].

                                                               (3)

Где β – стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания, рассчитываемый по формуле (4).

                                                                         (4)

Где ,,,– число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего.

Природный газ, являющийся топливом в котельной на 96,82% состоит из метана (СН4), следовательно:

β = 2

C_ст= 9,36%

Заключение.

В результате оценки уровня воздействия взрыва на помещение котельной рассчитали показатель избыточного давления взрыва для горючих газов, согласно НПБ 105-03  получили равным ΔР=125.5кПа, данный показатель оказывает отрицательное воздействие. Таким образом, благодаря объемно-планировочным и конструктивным решениям, энергия (давление) взрыва пойдет по пути наименьшего сопротивления, а именно, через легко сбрасываемые конструкции (оконные и дверные проемы). Сами конструктивные элементы при этом выстоят.

 

Список литературы:

  1. Брушлинский, Н.Н. Пожарные риски. Динамика пожарных рисков / Н.Н. Брушлинский. - М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2005. - 82 с.
  2. Брушлинский, Н.Н. Пожарные риски: основные понятия / Н.Н.Брушлинский, Ю.М.Глуховенко, В.Б.Коробко, С.В.Соколов, П.Вагнер, С.А.Лупанов, Е.А.Клепко М.: Национальная академия наук пожарной безопасности, 2008. - 47 с.
  3. Годиенко, Д.М. Пожары и пожарная безопасность в 2019 году / Д.М.Гордиенко - М.: ВНИИПО, 2020 - 80 с.
  4. Гордиенко, Д.М. Пожары и пожарная безопасность в 2017 году / Д.М.Гордиенко - М.: ВНИИПО, 2018 - 125 с.
  5. Земский, Г.Т. Физико-химические и огнеопасные свойства органических химических соединений / Г.Т.Земский - М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2009 - 458 с.
  6. Корольченко, А.Я. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов, и средства их тушения. Справочник - 2-е изд., перераб. и доп. / , А.Я.Корольченко - М.:Асс. «Пожнаука», 2004 - 713 с.
  7. Кошмаров, Ю.А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении / Кошмаров Ю.А. Учебное пособие - М.: Академия ГПС МВД  России, 2000. 118 с. 
  8. Монахов, В.Т. Показатели пожарной опасности веществ. Анализ и предсказание. Газы и жидкости / Справочные данные о пожарной опасности веществ и материалов - М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2007 - 640 с.
  9. НПБ 105-03 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности»
  10. ПБ 09-540-03 «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных         химических,        нефтехимических         и нефтеперерабатывающих производств», утвержденные постановлением Госгортехнадзора России от 05.05.03г. №29.
  11. СП 12.13130.2009 «Свод правил. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности».
  12. СП 4.13130.2019 «Свод правил. Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям».
Проголосовать за статью
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий