1. Расчет массы выделившегося вещества – паров растворителя РМЛ-315 (наиболее опасного компонента в составе растворителей грунта Э-ВА-0112 и эмали МЛ-1120) и/или газа метана СН4 (99,2% (объем.) в составе природного газа - газового топлива) проведу с учетом соответствующих положений [2, 3, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 13, 14, 20].
2. Физико-химические и пожароопасные свойства этих веществ и материалов взяты из [18] и приведены в таблице 4.
Значение молярной массы (М, в кг/кмоль) складывается как сумма молярных масс атомов входящих элементов:
- метана СН4 равна 16,04 или (12×1+1,01×4=16,04);
- растворителя РМЛ-315 (C5,962H9,779O0,845) равна 94,94 кг/кмоль или (12×5,962+1,01×9,779+16×0,845=94,94).
Плотность ( , в кг/м3) растворителя РМЛ-315 (C5,962H9,779O0,845) равна 850 кг/м3.
Расчетная температура (tp, в °C) согласно полученному заданию и [13, 14] принята равной:
- 31 °C (tп) внутри окрасочно-сушильного цеха;
- 80 °C (tк) внутри сушильных камер.
3. Плотность газов и паров ( , в кг/м3) определяется по формуле А.2 [12], приведённой ниже:
где М – молярная масса - масса одного моля вещества, в кг/кмоль;
Vо – молярный объём, т.е. объём одного киломоля вещества при нормальных условиях, он равен 22,403 м3/кмоль;
– коэффициент температурного расширения вещества, он равен 0,00367 1/ºС;
tp - расчётная температура, в ºС.
Подставив соответствующие значения показателей для метана СН4 и для растворителя РМЛ-315 в формулу (1), проведя необходимые вычисления, найду фактические значения плотности газов метана и паров растворителя РМЛ-315 внутри окрасочно-сушильного цеха с расчётной температурой 31 ºС:
- для метана
- для растворителя
Подставив соответствующие значения показателей для растворителя РМЛ-315 в формулу (1) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение плотности паров растворителя РМЛ-315 внутри сушильных камер с расчётной температурой 80 ºС:
4. Используя [12, 18, 20] и формулу уравнения Антуана, можно найти фактическое значение парциального давление (Рн) насыщенных паров с расчётной температурой (t) по следующей формуле:
где: А, В и Са - константы уравнения Антуана;
t – расчётная температура, в °C.
Подставив указанные в таблице 4 фактические значения констант уравнения Антуана для растворителя РМЛ-315 в формулу (2) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение парциального давление насыщенных паров (в кПа) растворителя РМЛ-315:
- внутри окрасочно-сушильного цеха с расчётной температурой 31 ºС:
или =3,875 кПа;
- внутри сушильных камер с расчётной температурой 80 ºС:
или =34,80 кПа.
5. Интенсивность испарения (W, в кг/м2×с) определяется по справочным и экспериментальным данным. При отсутствии этих данных для ненагретых выше расчетной температуры (окружающей среды) легковоспламеняющихся жидкостей, как это имеет место в данном варианте курсовой работы, допускается рассчитывать W по формуле А.13 [12], указанной ниже:
(3),
где h - коэффициент, принимаемый по таблице А.2 [12] в зависимости от скорости (в м/с) и температуры (в º С) воздушного потока над поверхностью испарения, в данном варианте задания он определяется интерполяционным методом и составляет 5,4;
Рн — давление насыщенного пара при расчетной температуре (tр, в º С) жидкости, в кПа.
Подставив соответствующие значения, указанные в таблице А.2 [12] и в таблице 4, для растворителя РМЛ-315 в формулу (3) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение интенсивности испарения растворителя РМЛ-315 внутри окрасочно-сушильного цеха с расчётной температурой 31 ºС:
W=10-6× ×3,875=20,39×10-5 кг/(м2×с).
6. Стехиометрическая концентрация (Сст., в % объём.) горючих газов или паров легковоспламеняющихся (горючих) жидкостей вычисляется по формуле А.3 [12], указанной ниже:
(4),
где - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;
nc, nн, nx, no - число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего.
Подставив указанную в таблице 4 суммарную формулу растворителя РМЛ-315 и химическую формулу метана в формулу (4) и проведя необходимые вычисления, найду фактические значения стехиометрического коэффициента кислорода (в % объём.) в реакции сгорания, а также стехиометрической концентрации (в % объём.) газа метана и паров растворителя РМЛ-315 внутри окрасочно-сушильного цеха:
- для метана
=2;
=9,36
- для растворителя
=7,98;
=2,52.
7. Следующим этапом в данной курсовой работе является определение свободного объёма внутри окрасочно-сушильного цеха. Для этого воспользуюсь исходными данными из полученного задания.
Окрасочно-сушильной цех с плоским покрытием между осями «1-4» и «В-Э» с размерами 264×36×12 м (длина×ширина×высота, в м) на отметке ±0,000 м имеет площадь Fц=264×36=9504 м2 и строительный объём Vцстр.=264×36×12=114048 м3.
Встроенные помещения на отметке ±0,000 м имеют соответственно:
- площадь Fввк=3×40=120 м2 и строительный объём Vввкстр.=3×40×6=720 м3 - вытяжная вентиляционная камера с плоским покрытием между осями «1-2» и «В-Ж» размерами 3×40×6 м (длина×ширина×высота, в м);
- площадь Fсу=3×24=72 м2 и строительный объём Vсустр.=3×24×3=216 м3 – санитарный узел с плоским покрытием между осями «1-2» и «Н-Р» размерами 3×24×3 м (длина×ширина×высота, в м);
- площадь Fбп=3×50=150 м2 и строительный объём Vбпстр.=3×50×3=450 м3 - бытовые помещения с плоским покрытием между осями «1-2» и «Т-Ш» размерами 3×50×3 м (длина×ширина×высота, в м);
- площадь Fпвк=3×22=66 м2 и строительный объём Vпвкстр.=3×22×6=396 м3 – приточная вентиляционная камера с плоским покрытием между осями «1-2» и «Ш-Э» размерами 3×22×6 м (длина×ширина×высота, в м);
- площадь Fкл=12×264=3168 м2 – конвейерная линия автомобилей между осями «2-3» и «В-Э» размерами 12×264 м (длина×ширина, в м);
- строительный объём Vбкгстр.=0,08+0,785×0,042×180=0,306 м3 – красконагнетательный бак (для грунтовки) емкостью Vбкг=0,08 м3 с подводящим трубопроводом (dгп) диаметром 0,04 м и длиной 180 м между осями «1-3» и «Ж-О»;
- строительный объём Vбкэстр.=0,09+0,785×0,042×162=0,294 м3 –- красконагнетательный бак (для эмали) емкостью Vбкэ=0,09 м3 с подводящим трубопроводом (dкп) диаметром 0,04 и длиной 162 м между осями «1-3» и «Ж-О»;
- площадь Fуг=12×20=240 м2 и строительный объём Vугстр.=12×20×4=960 м3 – окрасочный участок для нанесения грунтовки между осями «2-3» и «Е-3» размерами 12×20×4 (длина×ширина×высота, в м);
- площадь Fсг=12×24=288 м2 и строительный объём Vсгстр.=12×24×4=1152 м3 – сушильная камера для грунтовки с теплогенераторами между осями «2-3» и «О-С» размерами 12×24×4 (длина×ширина×высота, в м);
- площадь Fуэ=12×24=288 м2 и строительный объём Vуэстр.=12×24×4=1152 м3 – окрасочный участок для нанесения эмали между осями «2-3» и «О-С» раззмерами12×24×4 м (длина×ширина×высота, в м);
- площадь Fсэ=10×40=400 м2 и строительный объём Vсэстр.=10×40×4=1600 м3 – сушильная камера для эмали с теплогенераторами между осями «2-3» и «У-Ш» размерами 10×40×4 (длина×ширина×высота, в м).
Площадь Fкб=5×24=120 м2 и строительный объём Vкбстр.= 5×24×2=240 м3 - коагуляционный бассейн между осями «3-4» и «Ж-О» размерами 5×24×2 м (длина×ширина, в м) на отметке -2,000 м.
Строительный объём Vгтстр.=0,785×0,22×50+0,785×0,22×250= 1,57+7,85=9,42 м3 подводящих газопроводов диаметром (dгп) 0,2 м и длиной соответственно 50 м и 250 м между осями «3-4» и «Л-Ч» на отметке ±0,000 м от газораспределительного понижающего шкафа.
Внутренний строительный (геометрический) объём (в м3) окрасочно-сушильного цеха, за вычетом строительного (геометрического) объёма всех встроенных помещений, и с учётом строительного (геометрического) объёма коагуляционного бассейна будет равен соответственно:
V1=114048-(720+216+450+396+0,306+0,294+960+1152+1152+1600+9,42)+ 240=114048–(6656,02)+240=107631,98 м3.
Согласно пункту А.1.4 [12] свободный объем окрасочно-сушильного цеха определяется как разность между объемом окрасочно-сушильного цеха и объемом, занимаемым технологическим оборудованием. Если свободный объем окрасочно-сушильного цеха определить невозможно, то согласно пункту А.1.4 [12] допускается принимать его условно, равным 80 % геометрического внутреннего объема окрасочно-сушильного цеха. Итак, свободный внутренний объём (Vсв., в м3) окрасочно-сушильного цеха будет определён по следующей формуле:
Vсв.=0,8×V1 ………………………………(5),
где V1,- внутренний геометрический объём окрасочно-сушильного цеха, в м3.
Подставив соответствующее значение в формулу (5) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение свободного внутреннего объёма окрасочно-сушильного цеха:
Vсв.=0,8×107631,98=86105,58 м3.
8. Следующим этапом в данной курсовой работе является определение:
а) толщины (δ) слоя лакокрасочных материалов. Для этого воспользуюсь исходными данными из полученного варианта задания и из таблицы 4:
- грунта Э-ВА-0112, δг=16 мкм;
- эмали МЛ-1120, δэ=20 мкм.
б) расхода (G) лакокрасочных материалов. Для этого воспользуюсь исходными данными из полученного варианта задания и из таблицы 4:
- грунта Э-ВА-0112, Gг=3,54 г/(м2×мкм);
- эмали МЛ-1120, Gэ=4,53 г/(м2×мкм).
в) содержание (φр) наиболее опасного компонента в составе растворителей. Для этого воспользуюсь исходными данными из полученного варианта задания и из таблицы 4:
- грунта Э-ВА-0112, φрг=77 % (масс.);
- эмали МЛ-1120, φрэ=88 % (масс.).
г) расхода (Gр) растворителя РМЛ-315 на единицу площади окрашиваемых поверхностей деталей. Использую для этих целей исходные данные из полученного варианта задания и из таблицы 4 и найду по нижеследующей формуле:
Gр=G×φр …………………..……………..(6),
где G – расход лакокрасочных материалов, в г/(м2×мкм);
φр – содержание наиболее опасного компонента в составе растворителей, в % (масс.).
Подставив соответствующее значение в формулу (6) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение расхода растворителя РМЛ-315 на единицу площади окрашиваемых поверхностей деталей:
- растворитель РМЛ-315 (в грунте Э-ВА-0112), Gрг=3,54×0,77=2,73 г/(м2×мкм);
- растворитель РМЛ-315 (в эмали МЛ-1120), Gрэ=4,53×0,88=3,99 г/(м2×мкм).
д) производительности конвейера (nр, в г/с) по массе растворителя РМЛ-315, содержащегося в нанесенных лакокрасочных материалах. Использую для этих целей исходные данные из полученного задания и из таблицы 4 и нижеследующую формулу:
nр=Gр×δ×n……………….………..………(7),
где Gр - расход растворителя РМЛ-315 на единицу площади окрашиваемых поверхностей деталей, в г/(м2×мкм);
δ - толщина слоя лакокрасочных материалов, в мкм;
n - производительность конвейера по площади нанесения лакокрасочных материалов, она согласно варианту полученного задания и таблице 4 равна 0,0294 м2/с.
Подставив соответствующее значение в формулу (7) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение производительности конвейера (nр, в г/с) по массе растворителя РМЛ-315:
- при нанесении грунта Э-ВА-0112
nрг=2,73×16×0,0294=1,28 г/с;
- при нанесении эмали МЛ-1120
nрэ=3,99×20×0,0294=2,66 г/с.
9. Обоснование расчётных вариантов аварии.
Согласно пунктам А.1÷А.2 [12] в качестве расчётного варианта выбираю наиболее неблагоприятный вариант аварии, при котором в образовании горючих газовоздушных и паровоздушных смесей участвует наибольшее количество газов и паров, наиболее опасных в отношении последствий сгорания этих смесей. При этом количество поступивших в окрасочно-сушильный цех веществ, способных образовать горючие газовоздушные и паровоздушные смеси, определяю, исходя из следующих предпосылок:
а) происходит расчётная авария одного из аппаратов (с наибольшим количеством вещества);
б) всё содержимое аппарата (с наибольшим количеством вещества) поступает в окрасочно-сушильный цех;
в) происходит одновременно утечка вещества и из трубопроводов, питающих аппарат (с наибольшим количеством вещества) по прямому и обратному потокам в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов. Расчётное время отключения этих трубопроводов определяется в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки, и является минимальным с учетом паспортных данных на запорные устройства, характера технологического процесса и вида расчётной аварии. Расчётное время отключения трубопроводов принимается равным:
- времени срабатывания системы автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов;
- 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;
- 300 с при ручном отключении;
г) происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости; площадь испарения при разливе на пол определяется (при отсутствии справочных данных), исходя из расчёта, что 1 литр смесей и растворов, содержащих 70 % и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,5 м2, а остальных жидкостей — на 1 м2 пола помещения;
д) происходит также испарение жидкости из ёмкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей;
е) длительность испарения жидкости принимается равной времени её полного испарения, но не более 3600 с.
Исходя из вышеизложенного и учитывая фактические значения из полученного варианта задания и из таблицы 4, принимаю нижеследующее:
- наибольший объём грунта Э-ВА-0112 (Vг.=0,08+0,785×0,042×180=0,306 м3) в красконагнетательном баке емкостью Vбк=0,08 м3 с подводящим трубопроводом (dгп) диаметром 0,04 м и длиной 180 м с наиболее опасным компонентом в составе растворителей - растворителем РМЛ-315 (77 % или Vрк=0,236 м3);
- наибольший объём эмали МЛ-1120 (Vэ.=0,09+0,785×0,042×162=0,294 м3) в красконагнетательном баке емкостью Vбк=0,09 м3 с подводящим трубопроводом (dкп) диаметром 0,04 и длиной 162 м с наиболее опасным компонентом в составе растворителей - растворителем РМЛ-315 (88 % или Vрэ=0,259 м3).
9.1. Расчётный вариант аварии - разгерметизация трубопровода, подающего природный газ в теплогенераторы, при работающем конвейере.
9.1.1. Масса (mсн4, в кг) природного газа (в данном случае буду вести расчет по природному газу-метану, 99,2% которого содержится в газовом топливе), поступающего из трубопроводов диаметром (dгп) 0,2 м и длиной соответственно 50 м и 250 м от газораспределительного понижающего шкафа с расходом газового топлива (Gгт) 0,19274 кг/сек при давлении (Ргт,) 191,4 кПа к теплогенераторам сушильных камер, определяется согласно пунктам А.1.2 «в» и А.2.4 [12] по формуле, указанной
mсн4=(Vа+Vт)× (8),
где Vа - объём газа, вышедшего из аппарата в окрасочно-сушильный цех, в м3, в данном случае объём аппарата равен 0 (транспортировка газового топлива осуществляется по трубопроводам);
Vт - объём газа, вышедшего из трубопроводов в окрасочно-сушильный цех, в м3;
rсн4 – плотность газа при температуре в окрасочно-сушильном цехе, в кг/м3, в данном случае равна 0,643 кг/м3.
Для определения объёма газа (Vт, в м3), вышедшего из трубопроводов в окрасочно-сушильный цех, воспользуюсь формулой А.8 [12], указанной ниже
Vт=(V1т+V2т) (9),
где V1т – объём газа, вышедшего из трубопроводов до его отключения, в м3;
V2т - объём газа, вышедшего из трубопроводов после его отключения, в м3.
Для определения объёма газа (V1т), вышедшего из трубопроводов до его отключения, воспользуюсь формулой А.9 [12], указанной ниже
V1т=q×Т (10),
где q – расход газа, в м3/с;
Т – время, определяемое по пункту А.1.2 [12], в с.
Для определения объёма газа (V2т), вышедшего из трубопроводов после его отключения, воспользуюсь формулой А.10 [12], указанной ниже
(11),
где P2 - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, в кПа;
r1, 2,…, n - внутренний радиус трубопроводов, в м;
L1, 2,…, n - длина трубопроводов, в м.
Видоизменю формулу (11), выразив при этом площадь сечения трубопровода через диаметр, получу нижеследующую формулу
V2т=0,01×Р2×0,785×(d12×L1+ d22×L2+…+dn2×Ln) …………(12),
где P2 - максимальное давление в трубопроводе, в данном случае равно 191,4 кПа;
d1, 2,…, n - внутренний диаметр трубопроводов, в данном случае равен 0,2 м;
L1, 2,…, n - длина трубопроводов, в данном случае равны соответственно 50 м и 250 м.
Подставив соответствующие значения в формулу (12) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение объёма газа, вышедшего из трубопроводов после его отключения
V2т=0,01×Р2×0,785×(d12×L1+d22×L2+…+dn2×Ln)=0,01×191,4×0,785×(0,22×50+0,22×250)=0,01×191,4×0,785×12=18,03 м3.
Подставив соответствующие значения в формулу (10), предварительно переведя расход газа 0,19274 кг/сек в 0,124 м3/с, и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение объёма газа, вышедшего из трубопроводов до его отключения
V1т=q×Т=0,124×300=37,2 м3.
Подставив соответствующие значения в формулу (9) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение объёма газа в аппарате
Vт=(V1т+V2т)=37,2+18,03=55,23 м3.
Подставив соответствующие значения в формулу (8) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение массы природного газа (в данном случае метана, 99,2% которого содержится в газовом топливе), поступившего из трубопроводов в окрасочно-сушильный цех
mсн4=(Vа+Vт)× =(0+55,23)×0,643=55,23×0,643=35,51 кг.
9.1.2. Масса паров растворителя РМЛ-315, поступивших в окрасочно-сушильный цех при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитого грунта Э-ВА-0112 и/или эмали МЛ-1120, поверхность со свеженанесёнными грунтом Э-ВА-0112 и/или эмалью МЛ-1120, остатки грунта Э-ВА-0112 и/или эмали МЛ-1120 на поверхности воды в коагуляционном бассейне), определяется согласно пункту А.2.5 [12] и формуле, указанной ниже
m=mр.+mёмк.+mсв.окр, (13),
где mр - масса паров растворителя РМЛ-315, испарившихся с поверхности разлива грунта Э-ВА-0112 и/или эмали МЛ-1120, в кг;
mёмк - масса паров растворителя РМЛ-315, испарившихся с остатков грунта Э-ВА-0112 и/или эмали МЛ-1120 на поверхности воды в коагуляционном бассейне, в кг;
mсв.окр - масса паров растворителя РМЛ-315, испарившихся с поверхностей со свеженанесёнными грунтом Э-ВА-0112 и/или эмалью МЛ-1120, в кг.
При этом каждое из слагаемых в формуле (13) определяется согласно пункту А.2.5 [12] и формуле, указанной ниже
m=W×Fи×Т …………………………………….(14),
где W – интенсивность испарения растворителя РМЛ-315, в кг/(м2×с);
Fи – площадь испарения растворителя РМЛ-315, определяемая в соответствии с пунктом А.1.2 [12], в зависимости от массы (mп) растворителя РМЛ-315, вышедшей в окрасочно-сушильный цех, в м2.
Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле (13) введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работ.
Массу (mсв.окр) растворителя РМЛ-315, испаряющегося с окрашенных изделий при работающем конвейере за время аварийной ситуации Та=3600 с согласно пункту А.1.2«е» [12] с учетом коэффициента избытка лакокрасочных материалов Ки=2, найду по следующей формуле
mсв.окр=Ки×nр×Та …………………………….(15),
где Ки - коэффициент избытка лакокрасочных материалов, в данном случае равен 2;
nр - производительность конвейера (nр, в г/с) по массе растворителя РМЛ-315 в составе грунта Э-ВА-0112 и в составе эмали МЛ-1120;
Та - время аварийной ситуации, согласно пункту А.1.2«е» [12] оно не превышает 3600 с.
Производительность конвейера (nр, в г/с) по массе растворителя РМЛ-315 в составе грунта Э-ВА-0112 и в составе эмали МЛ-1120 найду по следующей формуле
nр=nрг+nрэ,……………………………………(16),
где nрг - производительность конвейера (в г/с) по массе растворителя РМЛ-315 в составе грунта Э-ВА-0112, в данном случае она равна 1,28 г/с согласно ранее выполненных в пункте 3«д» расчётов;
nрэ - производительность конвейера (в г/с) по массе растворителя РМЛ-315 в составе эмали МЛ-1120, в данном случае она равна 2,66 г/с согласно ранее выполненных в пункте 3«д» расчётов.
Подставив соответствующие значения в формулу (16) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение производительности конвейера по массе растворителя РМЛ-315 в составе грунта Э-ВА-0112 и в составе эмали МЛ-1120
nр=1,28+2,66=4,41 г/с.
Подставив соответствующие значения в формулу (15) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение массы (mсв.окр, в кг) растворителя РМЛ-315, испаряющегося с окрашенных изделий при работающем конвейере
mсв.окр=2×4,41×3600=31752 г или 31,752 кг.
Для определения массы растворителя РМЛ-315 (mёмк, в кг), испаряющегося из остатков грунта Э-ВА-0112 и/или эмали МЛ-1120 на свободной поверхности коагуляционного бассейна (Fкб=120 м2) за время аварийной ситуации (Та=3600 с) при интенсивности испарения (W=20,26×10-5 кг/(м2×с), подставлю соответствующие значения в формулу (14) и, проведя необходимые вычисления, получу фактическое значение массы растворителя РМЛ-315. Расчёт выполняю по наибольшей его массовой доли (φрэ=88 %) в составе эмали МЛ-1120
mёмк=20,39×10-5×120×3600=88,085 кг.
Массу паров растворителя РМЛ-315 (mп,р, в кг), поступивших в свободный объём окрасочно-сушильного цеха при данном расчётном варианте аварии найду по следующей формуле
mп,р=mсв.окр+mёмк ………………………………(17),
где mсв.окр - масса растворителя РМЛ-315, испаряющегося в составе грунта Э-ВА-0112 и эмали МЛ-1120 с окрашенных изделий при работающем конвейере, в кг;
mёмк - масса растворителя РМЛ-315, испаряющегося из остатков грунта Э-ВА-0112 и эмали МЛ-1120 на свободной поверхности коагуляционного бассейна, в кг.
Подставив соответствующие значения в формулу (17) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение массы паров растворителя РМЛ-315, поступивших в свободный объём окрасочно-сушильного цеха при данном расчётном варианте аварии
mп,р=31,752+88,085=119,837 кг.
9.2. Расчётный вариант аварии - разгерметизация красконагнетательного бака при работающем конвейере.
9.2.1. Масса растворителя РМЛ-315 (mп, в кг), вышедшего в окрасочно-сушильный цех, определяется в соответствии с пунктом А.1.2 [12]. В данном случае принимается наибольший объём (88% или Vрэ=0,259 м3) растворителя РМЛ-315, вышедшего в окрасочно-сушильный цех и находящегося в наибольшем объёме эмали МЛ-1120 в красконагнетательном баке емкостью Vбк=0,09 м3 с подводящим трубопроводом (dкп) диаметром 0,04 и длиной 162 м.
Массу растворителя РМЛ-315 (mрэ, в кг), вышедшего в окрасочно-сушильный цех, определю по следующей формуле
mрэ,=Ки×nрэ×τа+Vрэ×r ж,……………………………(18),
где Ки - коэффициент избытка лакокрасочных материалов, в данном случае равен 2;
nрэ - производительность конвейера (nр, в г/с) по массе растворителя РМЛ-315 в составе эмали МЛ-1120, в данном случае она равна 2,66 г/с согласно ранее выполненных в пункте 3«д» расчётов (или 9,576 кг/ч);
τа – расчётное время отключения трубопроводов, принимаемое по пункту А.1.2«в» [12]. В данном случае принимается равным 300 с при ручном отключении (или 0,083 ч);
Vрэ - наибольший объём растворителя РМЛ-315 в составе эмали МЛ-1120, вышедшего в окрасочно-сушильный цех, в м3;
rж - плотность растворителя РМЛ-315 в составе эмали МЛ-1120, вышедшего в окрасочно-сушильный цех, в данном случае она равна 850 кг/м3 согласно полученному варианту задания и таблице 4.
Подставив соответствующие значения в формулу (18) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение массы растворителя РМЛ-315 в составе эмали МЛ-1120, вышедшего в окрасочно-сушильный цех
mрэ,=2×9,576×0,083+0,259×850=1,596+220,15=221,746 кг.
Согласно пункту А.1.2«г» [12] один литр смесей и растворов, содержащих 70 % и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,5 м2, а остальных жидкостей - разливается на площади 1 м2 пола помещения. В этой связи необходимо найти фактическое значение объёма (Vпэ, в м3) растворителя РМЛ-315 в составе эмали МЛ-1120, вышедшего в окрасочно-сушильный цех. Использую для этих целей нижеследующую формулу
Vпэ=mпэ/rж (19),
где mпэ - масса растворителя РМЛ-315 в составе эмали МЛ-1120, вышедшего в окрасочно-сушильный цех, согласно выполненному выше расчёту она равна 221,746 кг;
rж - плотность растворителя РМЛ-315 в составе эмали МЛ-1120, вышедшего в окрасочно-сушильный цех, согласно полученному варианту задания и таблице 4 она равна 850 кг/м3.
Подставив соответствующие значения в формулу (19) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение объёма растворителя РМЛ-315 в составе эмали МЛ-1120, вышедшего в окрасочно-сушильный цех
Vпэ=221,746/850=0,261 м3.
Принимая это во внимание и учитывая полученный вариант задания, в том числе таблицу 4, предположу, что 0,261 м3 растворителя РМЛ-315 в составе эмали МЛ-1120, вышедшего в окрасочно-сушильный цех, разольются на полу на площади 261 м2.
Для определения массы паров растворителя РМЛ-315 (mрр, в кг) в составе эмали МЛ-1120, испаряющегося на свободной поверхности разлива эмали МЛ-1120 (Fкб=261 м2) за время аварийной ситуации (Та=3600 с) при интенсивности испарения (W=20,39×10-5 кг/(м2×с), подставлю соответствующие значения в формулу (14) и, проведя необходимые вычисления, получу фактическое её значение
mрр,=20,39×10-5×261×3600=191,584 кг.
9.2.2 Масса паров растворителя РМЛ-315 (mёмк, в кг), испаряющегося из остатков грунта Э-ВА-0112 и эмали МЛ-1120 на свободной поверхности коагуляционного бассейна определена в подпункте 9.1.2 данной курсовой работы и составляет 88,085 кг.
Масса (mсв.окр, в кг) паров растворителя РМЛ-315, испаряющегося с окрашенных изделий при работающем конвейере определена в подпункте 9.1.2 данной курсовой работы и составляет 31,752 кг.
Масса (mрр, в кг) паров растворителя РМЛ-315, испаряющегося на свободной поверхности разлива эмали МЛ-1120 определена в подпункте 9.2.1 данной курсовой работы и составляет 191,584 кг.
9.2.3 Массу паров растворителя РМЛ-315 (mрэ, в кг), поступивших в свободный объём окрасочно-сушильного цеха при данном расчётном варианте аварии найду по следующей формуле
mп,р=mрр+mёмк,+mсв.окр……………………………(20),
где mрр - масса растворителя РМЛ-315, испаряющегося на свободной поверхности разлива эмали МЛ-1120 (в кг), согласно выполненному в подпункте 9.2.1 данной курсовой работы расчёту она равна 191,584 кг;
mсв.окр - масса растворителя РМЛ-315, испаряющегося в составе грунта Э-ВА-0112 и эмали МЛ-1120 с окрашенных изделий при работающем конвейере, согласно выполненному в подпункте 9.1.2 данной курсовой работы расчёту она равна 31,752 кг;
mёмк - масса растворителя РМЛ-315, испаряющегося из остатков грунта Э-ВА-0112 и эмали МЛ-1120 на свободной поверхности коагуляционного бассейна, согласно выполненному в подпункте 9.1.2 данной курсовой работы расчёту она равна 88,085 кг.
Подставив соответствующие значения в формулу (20) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение массы паров растворителя РМЛ-315, поступивших в свободный объём окрасочно-сушильного цеха при данном расчётном варианте аварии
mп,р=191,584+31,752+88,085=311,421 кг.
9.3. Разгерметизация красконагнетательного бака, остановка конвейера.
9.3.1 Масса паров растворителя РМЛ-315 (mёмк, в кг), испаряющегося из остатков грунта Э-ВА-0112 и эмали МЛ-1120 на свободной поверхности коагуляционного бассейна определена в подпункте 9.1.2 данной курсовой работы и составляет 88,085 кг.
Масса (mрр, в кг) паров растворителя РМЛ-315, испаряющегося на свободной поверхности разлива эмали МЛ-1120 при неработающем конвейере, определена в подпункте 9.2.1 данной курсовой работы и составляет 191,584 кг.
Массу (mсв.окр, в кг) паров растворителя РМЛ-315, испаряющегося с окрашенных изделий при неработающем конвейере, найду по следующей формуле
mсв.окр=mуг+mсг+ mуэ+ mсэ…………………………(21),
где mуг - масса растворителя (в кг), содержащегося в лакокрасочных материалах, нанесенных на окрашиваемые поверхности в окрасочном участке нанесения грунта Э-ВА-0112;
mсг - масса растворителя (в кг), содержащегося в лакокрасочных материалах, нанесенных на окрашиваемые поверхности в сушильной камере грунта Э-ВА-0112;
mуэ - масса растворителя (в кг), содержащегося в лакокрасочных материалах, нанесенных на окрашиваемые поверхности в окрасочном участке нанесения эмали МЛ-1120;
mсэ - масса растворителя (в кг), содержащегося в лакокрасочных материалах, нанесенных на окрашиваемые поверхности в сушильной камере эмали МЛ-1120.
9.3.2 Массу растворителя (m, в кг), содержащегося в лакокрасочных материалах, нанесенных на площадь (F, в м2) окрашиваемых поверхностей, найду, с использованием данных из полученного варианта задания (таблицы 4) и из пунктов 7÷8 данной курсовой работы, а именно:
- массу (mуг, в кг) на окрасочном участке нанесения грунта Э-ВА-0112 по следующей формуле
mуг=Ки×Gрг×Fуг×δг…………………………(22),
где Ки - коэффициент избытка лакокрасочных материалов, в данном случае равен 2;
Gрг - расход растворителя РМЛ-315 с составе грунта на единицу площади окрашиваемых поверхностей деталей, в г/(м2×мкм);
Fуг – площадь участка нанесения грунта Э-ВА-0112, в м2;
δг - толщина слоя грунта Э-ВА-0112, в мкм.
Подставив соответствующие значения в формулу (22) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение массы растворителя (в кг), содержащегося в лакокрасочных материалах на окрасочном участке нанесения грунта Э-ВА-0112
mуг=2×2,73×240×16=20966,4 г или 20,967 кг;
- массу (mсг, в кг) в сушильной камере грунта Э-ВА-0112 по следующей формуле
mсг=Gрг×Fуг×δг…………………………(23),
где Gрг - расход растворителя РМЛ-315 с составе грунта на единицу площади окрашиваемых поверхностей деталей, в г/(м2×мкм);
Fуг – площадь сушильной камеры грунта Э-ВА-0112, в м2;
δг - толщина слоя грунта Э-ВА-0112, в мкм.
Подставив соответствующие значения в формулу (23) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение массы растворителя (в кг), содержащегося в лакокрасочных материалах в сушильной камере грунта Э-ВА-0112
mсг=2,73×288×16=12579,84 г или 12,580 кг;
- массу (mсг, в кг) на окрасочном участке нанесения эмали МЛ-1120 по следующей формуле
mуэ=Ки×Gрэ×Fуэ×δэ…………………………(24),
где Ки - коэффициент избытка лакокрасочных материалов, в данном случае равен 2;
Gрг - расход растворителя РМЛ-315 с составе эмали МЛ-1120 на единицу площади окрашиваемых поверхностей деталей, в г/(м2×мкм);
Fуг – площадь участка нанесения эмали МЛ-1120, в м2;
δг - толщина слоя эмали МЛ-1120, в мкм.
Подставив соответствующие значения в формулу (24) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение массы растворителя (в кг), содержащегося в лакокрасочных материалах на окрасочном участке нанесения эмали МЛ-1120
mуэ= 2×3,99×288×20=45964,8 г или 45,965 кг;
- массу (mсг, в кг) в сушильной камере эмали МЛ-1120 по следующей формуле
mсэ=Gрэ×Fсэ×δэ…………………………(25),
где Gрг - расход растворителя РМЛ-315 с составе эмали МЛ-1120 на единицу площади окрашиваемых поверхностей деталей, в г/(м2×мкм);
Fуг – площадь сушильной камеры эмали МЛ-1120, в м2;
δг - толщина слоя эмали МЛ-1120, в мкм.
Подставив соответствующие значения в формулу (25) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение массы растворителя (в кг), содержащегося в лакокрасочных материалах в сушильной камере эмали МЛ-1120
mсэ=3,99×288×20=22982,4 г или 22,983 кг.
9.3.3 Массу паров растворителя РМЛ-315 (mрэ, в кг), поступивших в свободный объём окрасочно-сушильного цеха при данном расчётном варианте аварии найду по следующей формуле
mп,р=mрр+mёмк+mсв.окр…………………………(26),
где mрр - масса растворителя РМЛ-315, испаряющегося на свободной поверхности разлива эмали МЛ-1120 (в кг), согласно выполненному в подпункте 9.2.1 данной курсовой работы расчёту она равна 191,584 кг;
mёмк - масса растворителя РМЛ-315, испаряющегося из остатков грунта Э-ВА-0112 и эмали МЛ-1120 на свободной поверхности коагуляционного бассейна, согласно выполненному в подпункте 9.1.2 данной курсовой работы расчёту она равна 88,085 кг;
mсв.окр - масса растворителя РМЛ-315, испаряющегося в составе грунта Э-ВА-0112 и эмали МЛ-1120 с окрашенных изделий при неработающем конвейере, в кг.
Массу растворителя РМЛ-315 (mсв.окр в кг), испаряющегося в составе грунта Э-ВА-0112 и эмали МЛ-1120 с окрашенных изделий при неработающем конвейере, найду по следующей формуле
mсв.окр=mуг+mсг+mуэ+mсэ …………………(27),
где mуг – масса растворителя (в кг) РМЛ-315, содержащегося в лакокрасочных материалах, на окрасочном участке нанесения грунта Э-ВА-0112. Согласно выполненному в подпункте 9.3.2 данной курсовой работы расчёту она равна 20,967 кг;
mсг – масса растворителя (в кг) РМЛ-315, содержащегося в лакокрасочных материалах в сушильной камере грунта Э-ВА-0112. Согласно выполненному в подпункте 9.3.2 данной курсовой работы расчёту она равна 12,580 кг;
mуэ – масса растворителя (в кг) РМЛ-315, содержащегося в лакокрасочных материалах, на окрасочном участке нанесения эмали МЛ-1120. Согласно выполненному в подпункте 9.3.2 данной курсовой работы расчёту она равна 45,965 кг;
mсэ – масса растворителя (в кг) РМЛ-315, содержащегося в лакокрасочных материалах в сушильной камере эмали МЛ-1120. Согласно выполненному в подпункте 9.3.2 данной курсовой работы расчёту она равна 22,983 кг.
Подставив соответствующие значения в формулу (27) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение массы растворителя (в кг) РМЛ-315, испаряющегося в составе грунта Э-ВА-0112 и эмали МЛ-1120 с окрашенных изделий при неработающем конвейере
mсв.окр=20,967+12,580+45,965+22,983=102,495 кг.
Подставив соответствующие значения в формулу (26) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение массы паров растворителя РМЛ-315, поступивших в свободный объём окрасочно-сушильного цеха при данном расчётном варианте аварии
mп,р=191,584+88,085+102,495=382,164 кг.
9.4 Разгерметизация трубопровода, подающего природный газ в теплогенераторы, остановка конвейера.
9.4.1 Масса природного газа (в данном случае метана, 99,2% которого содержится в газовом топливе), поступающего из трубопроводов в окрасочно-сушильный цех, определена в подпункте 9.1.1 данной курсовой работы и она равна 35,51 кг.
9.4.2 Масса паров растворителя РМЛ-315 (mёмк, в кг), испаряющегося из остатков грунта Э-ВА-0112 и эмали МЛ-1120 на свободной поверхности коагуляционного бассейна, определена в подпункте 9.3.1 (9.1.2) данной курсовой работы и составляет 88,085 кг.
Масса (mсв.окр, в кг) паров растворителя РМЛ-315, испаряющегося с грунта Э-ВА-0112 и эмали МЛ-1120 окрашенных изделий при неработающем конвейере, определена в подпункте 9.3.1 данной курсовой работы и составляет 382,164 кг.
9.4.3 Массу паров растворителя РМЛ-315 (mрэ, в кг), поступивших в свободный объём окрасочно-сушильного цеха при данном расчётном варианте аварии найду по следующей формуле
mп,р=mёмк+mсв.окр…………………………(28),
где mёмк - масса растворителя РМЛ-315, испаряющегося из остатков грунта Э-ВА-0112 и эмали МЛ-1120 на свободной поверхности коагуляционного бассейна, согласно выполненному в подпункте 9.3.1 (9.1.2) данной курсовой работы расчёту она равна 88,085 кг;
mсв.окр - масса растворителя РМЛ-315, испаряющегося в составе грунта Э-ВА-0112 и эмали МЛ-1120 с окрашенных изделий при неработающем конвейере (в кг), согласно выполненному в подпункте 9.3.3 данной курсовой работы расчёту она равна 102,495 кг.
Подставив соответствующие значения в формулу (28) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение паров растворителя РМЛ-315, поступивших в свободный объём окрасочно-сушильного цеха при данном расчётном варианте аварии
mп,р=mёмк+mсв.окр=88,085+102,495= 190,58 кг.
РАСЧЁТ ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ
Расчёт избыточного давления взрыва (DР) для различных вариантов аварийных ситуаций проведу по формуле А.1 [12], указанной ниже
………………(29),
где Рmax - максимальное давление, развиваемое при сгорании стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объёме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с требованиями пункта 4.3 [12]. При отсутствии данных согласно пункту А.2.1 [12] допускается принимать Рmax равным 900 кПа;
Р0 - начальное давление, кПа. При отсутствии данных согласно пункту А.2.1 [12] допускается принимать Р0 равным 101 кПа;
m - масса горючего газа (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчётной аварии в помещение, вычисляемая для ГГ по формуле А.6 [12], а для паров ЛВЖ и ГЖ по формуле А.11 [12],в кг;
Z - коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно приложению Д [12]. Допускается принимать значение Z по таблице А.1 [12];
V св. - свободный объем помещения, в м3;
rг,п - плотность газа или пара при расчетной температуре tp, в кг/м3;
Сст - стехиометрическая концентрация горючих газов или паров легковоспламеняющихся жидкостей и горючих жидкостей, в % (объем.);
Кн - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать Кн равным трем.
2.2.1 Расчётный вариант аварии - разгерметизация трубопровода, подающего природный газ в теплогенераторы, при работающем конвейере.
Расчёт избыточного давления взрыва (DР) при данном расчётном варианте аварии - разгерметизации трубопровода, подающего природный газ в теплогенераторы, при работающем конвейере, буду проводить по видоизменённой формуле (29), указанной ниже
DР= ×[ (30),
где Рmax - максимальное давление, развиваемое при сгорании стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объёме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с требованиями пункта 4.3 [12]. При отсутствии данных согласно пункту А.2.1 [12] допускается принимать Рmax равным 900 кПа;
Р0 - начальное давление, кПа. При отсутствии данных согласно пункту А.2.1 [12] допускается принимать Р0 равным 101 кПа;
Vсв. - свободный объем помещения, в м3. Ранее был определён в подразделе 2.1 данной курсовой работы и равен 86105,58 м3;
Кн - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Согласно пункту А.2.1 [12] допускается принимать Кн равным трем;
mсн4 - масса горючего газа метана СН4, вышедшего в результате расчётной аварии в окрасочно-сушильный цех с расчётной температурой 31 ºС. Ранее была определена в подпункте 9.1.1 данной курсовой работы и равна 35,51 кг;
mёмк, - масса паров растворителя РМЛ-315, испаряющегося из остатков грунта Э-ВА-0112 и/или эмали МЛ-1120 на свободной поверхности коагуляционного бассейна в окрасочно-сушильный цех с расчётной температурой 31 ºС. Ранее была определена в подпункте 9.1.2 данной курсовой работы и равна 88,085 кг;
- масса паров растворителя РМЛ-315, испаряющегося с окрашенных грунтом Э-ВА-0112 и эмалью МЛ-1120 изделий при работающем конвейере в окрасочно-сушильный цех. Ранее была определена в подпункте 9.1.2 данной курсовой работы и равна 31,752 кг;
Zсн4 - коэффициент участия газа метана в горении, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно приложению Д [12]. Допускается принимать значение Z по таблице А.1 [12], согласно которой он равен 0,5 – для метана;
Zп.рм -315 - коэффициент участия горючих паров растворителя РМЛ-315 в горении, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно приложению Д [12]. Допускается принимать значение Z по таблице А.1 [12], согласно которой он равен 0,3 – для легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, нагретых до температуры вспышки и более;
- стехиометрическая концентрация (в % объём.) газа метана СН4. Ранее была определена в подразделе 2.1 данной курсовой работы и равна 9,36 %;
- стехиометрическая концентрация (в % объём.) паров растворителя РМЛ-315. Ранее была определена в подразделе 2.1 данной курсовой работы и равна 2,52 %;
- значение плотности газа метана СН4 внутри окрасочно-сушильного цеха с расчётной температурой 31 ºС. Ранее было определено в подразделе 2.1 данной курсовой работы и равно 0,643 кг/м3;
- значение плотности паров растворителя РМЛ-315 внутри окрасочно-сушильного цеха с расчётной температурой 31 ºС. Ранее было определено в подразделе 2.1 данной курсовой работы и равно 3,803 кг/м3;
- значение плотности паров растворителя РМЛ-315 внутри сушильных камер с расчётной температурой 80 ºС. Ранее было определено в подразделе 2.1 данной курсовой работы и равно 3,276 кг/м3.
Подставив соответствующие значения в формулу (30) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение избыточного давления взрыва (DР) при данном расчётном варианте аварии - разгерметизации трубопровода, подающего природный газ в теплогенераторы, при работающем конвейере
DР= ×[ =0,3093×[2,950+2,7573+1,154]= 0,3093×6,861=2,12 кПа.
Расчётное давление взрыва (DР) не превышает 5 кПа при данном варианте аварии – разгерметизации трубопровода, подающего природный газ в теплогенераторы, при работающем конвейере.
2.2.2 Расчётный вариант аварии – разгерметизация красконагнетательного бака при работающем конвейере.
Расчёт избыточного давления взрыва (DР) при данном расчётном варианте аварии - разгерметизации красконагнетательного бака при работающем конвейере, буду проводить по видоизменённой формуле (29), указанной ниже
DР= × [ (31),
где Рmax - максимальное давление, развиваемое при сгорании стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объёме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с требованиями пункта 4.3 [12]. При отсутствии данных согласно пункту А.2.1 [12] допускается принимать Рmax равным 900 кПа;
Р0 - начальное давление, кПа. При отсутствии данных согласно пункту А.2.1 [12] допускается принимать Р0 равным 101 кПа;
Vсв. - свободный объем помещения, в м3. Ранее был определён в подразделе 2.1 данной курсовой работы и равен 86105,58 м3;
Кн - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Согласно пункту А.2.1 [12] допускается принимать Кн равным трем;
Zп.рм -315 - коэффициент участия горючих паров растворителя РМЛ-315 в горении, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно приложению Д [12]. Допускается принимать значение Z по таблице А.1 [12], согласно которой он равен 0,3 – для легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, нагретых до температуры вспышки и более;
- стехиометрическая концентрация (в % объём.) паров растворителя РМЛ-315. Ранее была определена в подразделе 2.1 данной курсовой работы и равна 2,52 %;
- значение плотности паров растворителя РМЛ-315 внутри окрасочно-сушильного цеха с расчётной температурой 31 ºС. Ранее было определено в подразделе 2.1 данной курсовой работы и равно 3,803 кг/м3;
- значение плотности паров растворителя РМЛ-315 внутри сушильных камер с расчётной температурой 80 ºС. Ранее было определено в подразделе 2.1 данной курсовой работы и равно 3,276 кг/м3;
mёмк, - масса паров растворителя РМЛ-315, испаряющегося из остатков грунта Э-ВА-0112 и/или эмали МЛ-1120 на свободной поверхности коагуляционного бассейна в окрасочно-сушильный цех с расчётной температурой 31 ºС. Ранее была определена в подпункте 9.1.2 данной курсовой работы и равна 88,085 кг;
- масса паров растворителя РМЛ-315, испаряющегося с окрашенных грунтом Э-ВА-0112 и эмалью МЛ-1120 изделий при работающем конвейере в окрасочно-сушильный цех. Ранее была определена в подпункте 9.1.2 данной курсовой работы и равна 31,752 кг;
mрр - масса растворителя РМЛ-315, испаряющегося на свободной поверхности разлива эмали МЛ-1120 (в кг), согласно выполненному в подпункте 9.2.1 данной курсовой работы расчёту она равна 191,584 кг.
Подставив соответствующие значения в формулу (31) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение избыточного давления взрыва (DР) при данном расчётном варианте аварии - разгерметизации красконагнетательного бака при работающем конвейере
DР= × [ =0,037×[23,162+9,693+50,377]= 0,037×83,232=3,08 кПа.
Расчётное давление взрыва (DР) не превышает 5 кПа при данном варианте аварии – разгерметизации красконагнетательного бака при работающем конвейере.
2.2.3 Расчётный вариант аварии – разгерметизация красконагнетательного бака, остановка конвейера.
Расчёт избыточного давления взрыва (DР) при данном расчётном варианте аварии - разгерметизации красконагнетательного бака, остановке конвейера, буду проводить по видоизменённой формуле (29), указанной ниже
DР= × [ (32),
где Рmax - максимальное давление, развиваемое при сгорании стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объёме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с требованиями пункта 4.3 [12]. При отсутствии данных согласно пункту А.2.1 [12] допускается принимать Рmax равным 900 кПа;
Р0 - начальное давление, кПа. При отсутствии данных согласно пункту А.2.1 [12] допускается принимать Р0 равным 101 кПа;
Vсв. - свободный объем помещения, в м3. Ранее был определён в подразделе 2.1 данной курсовой работы и равен 86105,58 м3;
Кн - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Согласно пункту А.2.1 [12] допускается принимать Кн равным трем;
Zп.рм -315 - коэффициент участия горючих паров растворителя РМЛ-315 в горении, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно приложению Д [12]. Допускается принимать значение Z по таблице А.1 [12], согласно которой он равен 0,3 – для легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, нагретых до температуры вспышки и более;
- стехиометрическая концентрация (в % объём.) паров растворителя РМЛ-315. Ранее была определена в подразделе 2.1 данной курсовой работы и равна 2,52 %;
- значение плотности паров растворителя РМЛ-315 внутри окрасочно-сушильного цеха с расчётной температурой 31 ºС. Ранее было определено в подразделе 2.1 данной курсовой работы и равно 3,803 кг/м3;
- значение плотности паров растворителя РМЛ-315 внутри сушильных камер с расчётной температурой 80 ºС. Ранее было определено в подразделе 2.1 данной курсовой работы и равно 3,276 кг/м3;
mёмк, - масса паров растворителя РМЛ-315, испаряющегося из остатков грунта Э-ВА-0112 и/или эмали МЛ-1120 на свободной поверхности коагуляционного бассейна в окрасочно-сушильный цех с расчётной температурой 31 ºС. Ранее была определена в подпункте 9.1.2 данной курсовой работы и равна 88,085 кг;
mрр, - масса паров растворителя РМЛ-315, испаряющегося на свободной поверхности разлива эмали МЛ-1120 при неработающем конвейере. Ранее была определена в подпункте 9.2.1 данной курсовой работы и составляет 191,584 кг;
mсв.окр - масса растворителя (в кг) РМЛ-315, испаряющегося в составе грунта Э-ВА-0112 и эмали МЛ-1120 с окрашенных изделий при неработающем конвейере. Ранее была определена в подпункте 9.3.3 данной курсовой работы и составляет 102,495 кг.
Подставив соответствующие значения в формулу (32) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение избыточного давления взрыва (DР) при данном расчётном варианте аварии - разгерметизации красконагнетательного бака, остановке конвейера
DР= × [ =0,0368×[23,162+50,377+31,287 =0,0368×104,826=3,858 кПа.
Расчётное давление взрыва (DР) не превышает 5 кПа при данном варианте аварии - разгерметизации красконагнетательного бака, остановке конвейера.
2.2.4 Расчётный вариант аварии – разгерметизация трубопровода, подающего природный газ в теплогенераторы, остановка конвейера.
Расчёт избыточного давления взрыва (DР) при данном расчётном варианте аварии - разгерметизации трубопровода, подающего природный газ в теплогенераторы, остановке конвейера, буду проводить по видоизменённой формуле (29), указанной ниже
DР= ×[ (30),
где Рmax - максимальное давление, развиваемое при сгорании стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объёме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с требованиями пункта 4.3 [12]. При отсутствии данных согласно пункту А.2.1 [12] допускается принимать Рmax равным 900 кПа;
Р0 - начальное давление, кПа. При отсутствии данных согласно пункту А.2.1 [12] допускается принимать Р0 равным 101 кПа;
Vсв. - свободный объем помещения, в м3. Ранее был определён в подразделе 2.1 данной курсовой работы и равен 86105,58 м3;
Кн - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Согласно пункту А.2.1 [12] допускается принимать Кн равным трем;
mсн4 - масса горючего газа метана СН4, вышедшего в результате расчётной аварии в окрасочно-сушильный цех с расчётной температурой 31 ºС. Ранее была определена в подпункте 9.1.1 данной курсовой работы и равна 35,51 кг;
mёмк, - масса паров растворителя РМЛ-315, испаряющегося из остатков грунта Э-ВА-0112 и/или эмали МЛ-1120 на свободной поверхности коагуляционного бассейна в окрасочно-сушильный цех с расчётной температурой 31 ºС. Ранее была определена в подпункте 9.3.3 (9.1.2) данной курсовой работы и равна 88,085 кг;
- масса паров растворителя РМЛ-315, испаряющегося с грунта Э-ВА-0112 и эмали МЛ-1120 окрашенных изделий при неработающем конвейере, определена в подпункте 9.3.3 данной курсовой работы и составляет 102,495 кг;
Zсн4 - коэффициент участия газа метана в горении, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно приложению Д [12]. Допускается принимать значение Z по таблице А.1 [12], согласно которой он равен 0,5 – для метана;
Zп.рм -315 - коэффициент участия горючих паров растворителя РМЛ-315 в горении, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно приложению Д [12]. Допускается принимать значение Z по таблице А.1 [12], согласно которой он равен 0,3 – для легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, нагретых до температуры вспышки и более;
- стехиометрическая концентрация (в % объём.) газа метана СН4. Ранее была определена в подразделе 2.1 данной курсовой работы и равна 9,36 %;
- стехиометрическая концентрация (в % объём.) паров растворителя РМЛ-315. Ранее была определена в подразделе 2.1 данной курсовой работы и равна 2,52 %;
- значение плотности газа метана СН4 внутри окрасочно-сушильного цеха с расчётной температурой 31 ºС. Ранее было определено в подразделе 2.1 данной курсовой работы и равно 0,643 кг/м3;
- значение плотности паров растворителя РМЛ-315 внутри окрасочно-сушильного цеха с расчётной температурой 31 ºС. Ранее было определено в подразделе 2.1 данной курсовой работы и равно 3,803 кг/м3;
- значение плотности паров растворителя РМЛ-315 внутри сушильных камер с расчётной температурой 80 ºС. Ранее было определено в подразделе 2.1 данной курсовой работы и равно 3,276 кг/м3.
Подставив соответствующие значения в формулу (30) и проведя необходимые вычисления, найду фактическое значение избыточного давления взрыва (DР) при данном расчётном варианте аварии - разгерметизации трубопровода, подающего природный газ в теплогенераторы, остановке конвейера
DР= ×[ = 0,3093×[2,95+2,76+3,73]=2,92 кПа.
Расчётное давление взрыва (DР) не превышает 5 кПа при данном варианте аварии - разгерметизации трубопровода, подающего природный газ в теплогенераторы, остановке конвейера.
Дата: 2019-03-05, просмотров: 296.