Во избежание взрывов резервуаров сжиженных углеводородных продуктов рассчитать молниезащиту склада

5. Во избежание взрывов резервуаров сжиженных углеводородных продуктов рассчитать молниезащиту склада.

а) Ожидаемое число поражений молнией в год зданий или сооружений:

nг = (L + 6´H) ´(B + 6´H) ´m´10-6,где L, B, H - соответственно длина, ширина и высота здания или сооружения, м;

m - среднегодовое для данной местности число ударов молнии, приходящееся на 1 км2 земной поверхности, которое зависит от интенсивности грозовой деятельности (РД 34.21.122-87), для Саратовской области принять m = 3.

Размеры склада принять равными: высота навеса H = 10 м, длина и ширина принимается исходя из того, что размер площади, которую занимает каждый резервуар с учетом безопасных расстояний между ними, составляет Lр = 20 м, Bр = 10 м. Поэтому, зная расположение N резервуаров (рекомендуется изобразить схематически) и их число по длине NL и ширине NB, имеем:

L = 20 ´ NL и B = 10 ´ NB

Тип и категорию молниезащиты принимаем самостоятельно.

Рассчитаем L и В:

L=20*7=140м, В=10*7=70м, теперь можно рассчитать ожидаемое число поражений молнией в год зданий и сооружений:

nг =(140+6*10) х(70+6*10) *3*10-6=

=200*130*3*10-6=78000*0,00000010=0,0078.

б) Для выбранного вида молниеприемника (одиночный или двойной стержневой, тросовый, сетчатый) и категории молниезащиты защитная зона рассчитывается по следующим зависимостям:

для зоны типа А (степень надежности ³ 99,5%)

h0 = 0,8´h; r0 = (1,1 - 0,002´h) ´h; rx = (1,1 - 0,002´h) ´(h - hx/0,85);

где h - требуемая высота молниеприемника, м;

r0, rx - соответственно радиусы зоны защиты на уровне земли и высоты здания или сооружения, м;

h0 - высота от земли до вершины конуса защиты (h0 < h), м;

hx - высота от земли защищаемого здания или сооружения, м. =10м,

Необходимо осуществить молниезащиту склада размеров: длина-140м, ширина - 70м, высота - 10м. Защиту наиболее рационально осуществить двойным стержневым молниеотводом, расположив его у торцевых сторон склада. Расстояние от склада до молниеотводов 5м, расстояние между молниеотводами составит - L=140+5*2=150м.

Высота молниеотводов равна h=L/3=150/3=50м,

h0=0,8*50=40,rx =(1,1-0,002*50) *(50-10/0,85) =1*(50-11,765) =38,235,r0=1*50=50.

в) Изобразить на схеме зону защиты здания.

защищаемое здание;

металлические коммуникации;

l - зона защиты.

Задача 3

На объекте разрушилась необвалованная емкость, содержащая G0 т химически опасного вещества (ХОВ). Местность открытая, скорость ветра в приземном слое v, м/с, температура воздуха tв = +20°С. Определить размеры химического заражения. Оценить экономический ущерб, связанный с возможными потерями людей в очаге химического заражения. Исходные данные сведены в табл.9,10.

Исходные данные:

Таблица 9

	№ варианта (последняя цифра № зачетки студента)
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Аварийный выброс G0, т	5	10	15	25	30	40	50	60	75	100

Таблица 10

	№ варианта (первая буква фамилии студента)
	А, Б В	Г, Д, Е	Ж, З, И	К, Л, М	Н, О, П	Р, С	Т, У, Ф	Х, ЦЧ	Ш,Щ, Э	Ю, Я
Скорость ветра u, м/с	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Тип ХОВ	NH3	HF	HCl	NOx	HS	Фос	F	Cl	HF	Cl

1. Определяется возможная площадь разлива ХОВ, м2:

Sp = ,

где r - плотность жидкой фазы ХОВ, т/м3;

h - толщина слоя свободно разлившейся жидкости, м; принять h = 0,05 м.

Sp= 40/1,491*0,05=1,341,Определить эквивалентную массу ХОВ по первичному облаку:

Gэ1 = G0*k1*k3*k5*k7,

где k1 - коэффициент, зависящий от условий хранения ХОВ, для хранения сжатых газов k1 = 1, для сжиженных см. табл.11;

k3 - коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозы данного ХОВ;

k5 - коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости атмосферы, для инверсии k5 = 1, для изотермии k5 = 0,23, для конверсии k5 = 0,08;

k7 - коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха, при температуре воздуха 20°С для всех газов k7 = 1.

Таблица 11

Характеристики некоторых химически опасных веществ

(извлечение из РД 52.04.253-90 [9])

Тип ХОВ	Плотность жидкости	Пороговая токсодоза	Значения коэффициентов
	r, т/м3		k1	k2	k3
Аммиак NH3 Водород фтористый HF Водород хлористый HCl Окислы азота NOx Сероводород HS Фосген Фтор F Хлор Cl	0,681 0,989 1, 191 1,491 0,964 1,432 1,512 1,553	15 4 2 1,5 16,1 0,6 0,2 0,6	0,18 0 0,28 0 0,27 0,05 0,95 0,18	0,25 0,028 0,037 0,04 0,042 0,061 0,038 0,52	0,04 0,15 0,3 0,4 0,036 1,0 3,0 1,0

Gэ1=40*0*0,4*0,08*1=0.

3. Определить эквивалентную массу ХОВ по вторичному облаку:

Gэ2 = Sp*(1 - k1) *k 2*k3*k 4*k5*k 6*k7,

где k2 - коэффициент, зависящий от физико-химических свойств ХОВ (см. табл.11);

k4 - коэффициент, учитывающий скорость ветра (см. табл.12);

k6 - коэффициент, зависящий от времени t, прошедшего после начала аварии:

k6 = ,

где Т - время полного испарения, ч:

Т =

При T < 1 k6 принимается для 1 ч. Если t < T, то в расчетах вместо t используется T.

Таблица 12

Значения коэффициента k4

(извлечение из РД 52.04.253-90 [9])

u, м/с	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
k4	1,0	1,33	1,67	2,0	2,34	2,67	3,0	3,34	3,67	4,0

 

Т=1,491*0,05/0,04*2*1=3,7275,К6=Т0,8=3,72750,8=2,865,Gэ2=1,341*(1-0) *0,04*0,4*2*0,08*2,865*1=0,0098.