ГОСТ Р 12.3.047-98 - Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля
М.2.9 Выбрать сечение отходящих от поддона трубопроводов fт из условия fт > f.
Пример
Данные для расчета
В производственном помещении вертикально установлен цилиндрический аппарат диаметром 1,5 м и заполнен толуолом. Аппарат имеет четыре патрубка. Сечения патрубков и высоты уровней жидкости над ними представлены в таблице М.2.
Таблица М.2
|
Номер патрубка |
Hi, м |
si, м2 |
Номер патрубка |
Hi, м |
si, м2 |
|
1 2 |
1,0 2,5 |
3,1 · 10-3 0,5 · 10-3 |
3 4 |
4,0 6,0 |
1,13 · 10-2 0,785 · 10-2 |
Нормативная интенсивность подачи воды от системы пожаротушения равна 0,5 кг/(м2 · с). Скорость выгорания толуола W = 3,47 · 10-2 кг/(м2 · с). Давление в аппарате равно атмосферному. Предполагается под аппаратом установить поддон с высотой борта L = 0,3 м. Необходимо определить площадь поддона Fп и площадь сливного отверстия f
Расчет
Определим начальные расходы жидкости через патрубки N1—N4.
Q1 = js1 
= 0,65 · 3,1 · 10-3 
= 8,93 · 10-3 м3/с;
Q2 = 0,65 · 0,5 ·
10-3 
= 2,28 · 10-3 м3/с;
Q3 = 0,65 · 1,13 · 10-2 
= 6,5 ·
10-2 м3/с;
Q4 = 0,65 · 0,785 ·
10-2 
= 5,54 · 10-2 м3/с;
Максимальный расход жидкости осуществляется через патрубок N3, поэтому для дальнейшего расчета принимаем
Qmax = 6,5 · 10-2 м3/с, s = 1,13 · 10-2 м2, Н0 = 4 м.
Рассчитаем площадь поперечного сечения аппарата
Fа =p D2 / 4 = p 1,54/ 4 = 1,77 м2,
и, принимая сторону квадратного поддона большей на 1 м диаметра аппарата, найдем площадь поддона
Fп = (D + 1)2 = 6,25 м2.
Определим т
Так как т > 1, дальнейший расчет проводим по М.2.8. Вычислим с учетом скорости выгорания толуола объем воды, поступающий в поддон в единицу времени
м3/c
Так как Р = 0, то напор, создаваемый сжатыми газами над поверхностью жидкости Нр = 0. Определим b:
По таблице М.1 находим а = 0,75.
Рассчитаем площадь сливного отверстия f
м2.
ПРИЛОЖЕНИЕ Н
(рекомендуемое)
МЕТОД РАСЧЕТА ПРОТИВОПОЖАРНЫХ ПАРОВЫХ ЗАВЕС
Н.1 Общие требования
Противопожарная паровая завеса предназначена для предотвращения контакта горючих газовых смесей, образующихся при авариях на предприятиях нефтехимической и газовой промышленности, с источниками зажигания (например нагревательными печами). Завеса должна обладать достаточными плотностью и дальнобойностью, исключающими проскок горючей смеси в защищаемую зону объекта. Выполнение этих требований достигается оптимальной компоновкой конструкции устройства, воспроизводящего завесу, и расчетом параметров завесы. Метод включает только расчет устройства, воспроизводящего паровую завесу. Расчет магистрального паропровода проводится по общеизвестным методам.
1 — защищаемый объект; 2 — ограждение; 3 — опора коллектора; 4 — коллектор; 5 — дренажный вентиль; h — высота верхней кромки ограждения над коллектором; hб — высота опоры; X— расстояние от коллектора до защищаемой стороны объекта; Х1 — расстояние от ограждения до коллектора
Рисунок H.1 — Схема устройства для создания паровой завесы
H.1.1 Устройство для создания паровой завесы (рисунок Н.1) представляет собой кольцевой трубчатый коллектор, вдоль оси которого по всей верхней части просверлены отверстия одинакового диаметра на равном расстоянии друг от друга. Диаметр и длину коллектора, количество и диаметр отверстий определяют расчетом.
Н.1.2 Коллектор располагается на металлических, бетонных или кирпичных опорах, высота которых должна быть не менее 0,2 м.
Н.1.3 Расстояние от коллектора до защищаемого объекта определяют расчетом.
Н.1.4 Коллектор должен иметь дренажные вентили для спуска конденсата или атмосферных осадков.
Н.1.5 Вдоль оси коллектора устанавливают жесткое газонепроницаемое ограждение (листовое железо или кирпичная стена) для предотвращения проскока горючей смеси между отдельными струями в начальном участке завесы. Верхняя кромка ограждения должна быть на 0,4—0,6 м выше коллектора. Расстояние между коллектором и ограждением определяют расчетом. Проемы в ограждениях должны быть постоянно закрыты плотными дверями.
Н.1.6 Траектория струи завесы должна превышать защищаемую зону. Высоту завесы над защищаемой зоной определяют расчетом. Для высоких объектов завеса может быть выполнена многосекционной в вертикальном направлении.
Н.1.7 Для обеспечения равномерной раздачи пара по длине коллектора необходимо, чтобы отношение суммарной площади отверстий к площади поперечного сечения коллектора было меньше или равно 0,3.
Н.1.8 Температуру воздуха при расчете принимать равной средней для наиболее холодного (зимнего) периода времени, характерного данному географическому району.
Н.1.9 Скорость ветра при расчете принимать равной средней скорости для наиболее ветренного периода, характерного данному географическому району.
Н.2 Порядок расчета параметров паровой завесы
Исходными величинами для расчета параметров завесы принимают:
- давление и удельный объем пара в коллекторе завесы;
- скорость ветра;
- плотность (температура) воздуха;
- высота и периметр защищаемой зоны объекта;
- высота верхней кромки ограждения над коллектором;
- высота опоры коллектора.
Рассчитывают следующие величины.
Н.2.1 Расстояние X, м, от коллектора завесы до защищаемого объекта
Х=0,25Н, (Н.1)
где Н— высота защищаемой зоны объекта, м.
Н.2.2 Длина коллектора Lкол, м
Lкол = Р + 8X, (Н.2)
где Р — периметр защищаемого объекта, м.
Н.2.3 Удельный расход пара из отверстий коллектора r0 W0, кг/(м2 · с)
,
(Н.3)
где r0 — плотность пара, кг/м3;
W0 — скорость выхода пара, м/с;
р1 — давление пара в коллекторе. Па;
V1 — удельный объем пара в коллекторе, м3/кг;
p2 — атмосферное давление, Па;
К — показатель адиабаты пара (для перегретого пара принять К = 1,3, для насыщенного пара К = 1,135).
Н.2.4 Диаметр отверстий на коллекторе d0, м
,
(Н.4)
где rв — плотность воздуха, кг/м3;
Wв — скорость ветра, м/с.
Если по условиям расчета задается диаметр отверстий, то следует определить высоту завесы Нз, м
,
(Н.5)
Н.2.5 Расстояния между отверстиями l, м
(Н.6)
где h — высота верхней кромки ограждения над коллектором, м.
Н.2.6 Количество отверстий n, шт.
,
(Н.7)
Н.2.7 Диаметр коллектора Dкол, м
, (H.8)
Н.2.8 Расход пара Gп, кг/с:
.
(H.9)
где j — коэффициент расхода пара через отверстие (j от 0,6 до 0,8).
Н.2.9 Общая высота ограждения hогр, м:
hогр = h + hб. (Н.10)
где hб — высота опоры коллектора, м.
Н.2.10 Расстояние от ограждения до коллектора Х1, м:
Х1 = 0,25А. (Н.11)
Н.2.11 Длина ограждения Lогр, м:
Lогр = Lкол +8X1. (H.12)
Указанный порядок расчета проводят после ориентировочного выбора значений давления пара и диаметра отверстий в коллекторе по таблице Н.1.
Таблица Н.1— Изменение высоты завесы в зависимости от диаметра отверстий и давления пара
|
Р1 105Па |
d0, мм |
|||||||
|
|
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Wв = 2м/с |
||||||||
|
3 |
3,30 |
4,05 |
4,7 |
5,3 |
5,9 |
6,5 |
7,0 |
7,5 |
|
4 |
4,00 |
4,80 |
5,5 |
6,3 |
7,0 |
7,6 |
8,2 |
8,7 |
|
5 |
4,50 |
5,40 |
6,3 |
7,2 |
7,9 |
8,7 |
9,3 |
10,0 |
|
6 |
4,85 |
5,80 |
6,7 |
7,7 |
8,5 |
9,3 |
10,0 |
— |
|
7 |
5,25 |
6,30 |
7,3 |
8,3 |
9,2 |
10,0 |
— |
— |
|
8 |
5,50 |
6,60 |
7,6 |
8,7 |
9,5 |
— |
— |
— |
|
9 |
5,75 |
7,00 |
8,0 |
9,2 |
10,0 |
— |
— |
— |
|
10 |
6,15 |
7,40 |
8,5 |
9,8 |
— |
— |
— |
— |
|
12 |
6,70 |
8,00 |
9,3 |
11,0 |
— |
— |
— |
— |
|
14 |
7,10 |
8,50 |
10,0 |
— |
— |
— |
— |
— |
|
16 |
7,50 |
9,00 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
Wв = 3 м/с |
||||||||
|
4 |
2,60 |
3,20 |
3,70 |
4,20 |
4,60 |
5,0 |
5,5 |
5,80 |
|
5 |
3,00 |
3,60 |
4,15 |
4,80 |
5,25 |
5,7 |
6,2 |
6,60 |
|
6 |
3,20 |
3,90 |
4,50 |
5,15 |
5,70 |
6,2 |
6,7 |
7,15 |
|
7 |
3,50 |
4,20 |
4,85 |
5,50 |
6,10 |
6,7 |
7,2 |
7,70 |
|
8 |
3,65 |
4,40 |
5,20 |
5,80 |
6,40 |
7,0 |
7,6 |
8,10 |
|
10 |
4,10 |
5,00 |
5,70 |
6,50 |
7,20 |
7,9 |
8,5 |
9,10 |
|
12 |
4,40 |
5,40 |
6,20 |
7,00 |
7,80 |
8,5 |
9,2 |
9,80 |
|
16 |
5,00 |
6,00 |
6,90 |
7,80 |
8,70 |
9,5 |
10,3 |
— |
|
Wв = 4 м/с
|
||||||||
|
4 |
— |
2,40 |
2,80 |
3,1 |
3,50 |
3,8 |
4,1 |
4,4 |
|
5 |
— |
2,80 |
3,10 |
3,5 |
3,90 |
4,3 |
4,6 |
5,0 |
|
6 |
2,42 |
2,92 |
3,36 |
3,8 |
4,25 |
4,6 |
5,0 |
5,4 |
|
7 |
2,60 |
3,16 |
3,60 |
4,1 |
4,60 |
5,0 |
5,4 |
5,8 |
|
8 |
2,70 |
3,30 |
3,80 |
4,3 |
4,80 |
5,2 |
5,6 |
6,0 |
|
9 |
2,90 |
3,45 |
4,00 |
4,5 |
5,00 |
5,5 |
5,9 |
6,3 |
|
10 |
3,10 |
3,74 |
4,30 |
4,9 |
5,40 |
5,9 |
6,4 |
6,8 |
|
12 |
3,30 |
4,10 |
4,70 |
5,1 |
5,90 |
6,4 |
6,9 |
7,4 |
|
15 |
3,60 |
4,40 |
5,00 |
5,7 |
6,30 |
6,9 |
7,4 |
8,0 |
|
Wв = 6 м/с |
||||||||
|
4 |
— |
— |
1,84 |
2,10 |
2,30 |
2,54 |
2,75 |
2,90 |
|
6 |
— |
1,95 |
2,25 |
2,57 |
2,82 |
3,10 |
3,34 |
3,60 |
|
8 |
— |
2,20 |
2,52 |
2,90 |
3,20 |
3,50 |
3,80 |
4,00 |
|
10 |
2,10 |
2,50 |
2,85 |
3,16 |
3,60 |
4,00 |
4,30 |
4,60 |
|
12 |
2,20 |
2,65 |
3,06 |
3,40 |
3,85 |
4,20 |
4,60 |
4,90 |
|
15 |
2,42 |
2,90 |
3,86 |
3,82 |
4,25 |
4,60 |
.5,00 |
5,35 |
Полезная информация: