Пожарная опасность электрических кабельных линий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

кабельный пожарный легковоспламеняющийся

Данная курсовая работа изложена на 30 листах, содержит 2 рисунка, список использованных источников из 24 наименований.

Ключевые слова: кабельные линии, пожароопасность, пожаростойкость, пожар, взрыв, вероятность возникновения пожара, легковоспламеняющаяся жидкость, пожарная безопасность.

Целью данной курсовой работы является:

- ознакомиться с классификацией и методами определения пожарной опасности электрических кабельных линий;

- изучить параметры, характеризующие пожарную опасность распространения пожара на РВС с ЛВЖ, расположенного рядом с горящим РВС;

- провести расчет параметров, характеризующих пожарную опасность распространения пожара на РВС с ЛВЖ, расположенного рядом с горящим РВС.

В данной работе представлены общие сведения о классификации и методах определения пожарной опасности электрических кабельных линий, произведен расчет пожарной опасности РВС.



Содержание

Обозначения и сокращения

Введение

1. Классификация и методы определения пожарной опасности электрических кабельных линий

1.1 Общая характеристика кабельных линий и их виды

1.2 Методы определения пожарной опасности электрических кабельных линий

2. Параметры, характеризующие пожарную опасность распространения пожара на РВС с ЛВЖ, расположенного рядом с горящим РВС

3. Расчет параметров, характеризующих пожарную опасность распространения пожара на РВС с ЛВЖ, расположенного рядом с горящим РВС

Заключение

Список использованных источников



Обозначения и сокращения

РВС резервуар вертикальный стальной;

ЛВЖ легковоспламеняющаяся жидкость;

КЛ кабельная линия;

ПРГ предел распространения горения;

ГОСТ Государственный стандарт;

ПОТ Правила по охране труда;

ССБТ - система стандартов безопасности труда;

t - температура;

U - напряжение;

ЭИМ - электроизоляционные материалы.



Введение

Среди проблем защиты производственных зданий и сооружений наиболее актуальной проблемой является охрана опасных объектов от нежелательных событий, таких как, пожар и взрыв.

Зачастую происходят пожары на предприятиях из-за не приведения в соответствие с фактическим и требуемым уровнями взрывопожарной безопасности. Оценка пожаровзрывоопасности опасных объектов необходима для решения вопросов их безопасности и с целью снижения пожаров и приносимого ими ущерба.

Целью курсовой работы определение устойчивости технологической системы «РВС-ЛВЖ».

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- рассмотреть классификацию и методы определения пожарной опасности электрических кабельных линий;

- оценить параметры, характеризующие пожарную опасность распространения пожара на РВС с ЛВЖ, расположенного рядом с горящим РВС;

- произвести расчет параметров, характеризующих пожарную опасность распространения пожара на РВС с ЛВЖ, расположенного рядом с горящим РВС при воздействии времени 15 минут.



1. Классификация и методы определения пожарной опасности электрических кабельных линий

1.1 Общая характеристика кабельных линий и их виды

Вопреки мнению большинства пользователей, кабель представляет собой не просто многофункциональный провод, а является сложной системой с внутренними источниками тепла и с производными зажигания (при возникновении аварийных ситуаций). В связи с этим проверка кабеля на прочность, токсичность, огнестойкость и т. д. является обязательной и требует тщательного подхода.

Кабельные линии, прокладываемые по городским или промышленным территориям, в большинстве случаев являются закрытыми сооружениями, причем чаще всего подземными. Вследствие этого они защищены от воздействия ветра и гололедных нагрузок, однако подвержены другим отрицательным внешним воздействиям. При прокладке кабелей в грунте ими являются наличие влаги, химическая агрессивность почвы, наличие блуждающих токов, возможность механических повреждений механизмами при проведении земляных работ, дополнительный нагрев от проложенных вблизи теплотрасс или других источников теплоты и т.п. В связи с этим конструкции как собственно кабеля, так и кабельной линии в целом должны предусматривать защиту от указанных воздействий. Поэтому поверх электрической изоляции кабеля накладывается металлическая оболочка, которая, в свою очередь, имеет те или иные защитные покровы, в том числе в ряде случаев и металлическую броню для защиты от механических повреждений.

Кабельная линия (далее КЛ) как электроустановка состоит из следующих элементов: собственно силового кабеля (или кабелей), оборудования для соединения и секционирования участков кабеля и присоединения концов кабеля к аппаратуре и к шинам распределительных устройств (кабельная арматура), а также аппаратуры подпитки маслом или газом (для масло- и газонаполненных кабелей). Кабели могут прокладываться не только в земляных траншеях, но и в различных кабельных сооружениях - в коллекторах, туннелях, каналах, блоках, шахтах, в кабельных этажах и двойных полах, по эстакадам и в галереях. Кабельная арматура иногда вместе с аппаратурой подпитки может размещаться в кабельных колодцах или камерах. В специальных зданиях располагаются автоматические подпитывающие установки маслонаполненных кабельных линий высокого давления. Таким образом, кабельная линия, в особенности при номинальных напряжениях 110 кВ и более, представляет собой достаточно сложное техническое сооружение.

Испытания кабелей - это совокупность действий по установлению соответствия характеристик изделия регламентируемым нормам и требованиям. Причем еще пару десятилетий назад тестирования не отличались особой сложностью, тогда как в современное время они представляют собой многоэтапный комплекс работ [1].

Для определения главной характеристики кабеля - предела распространения горения, который свидетельствует о воспламеняемости проводов, специалисты имитируют участок кабельной линии с конкретным объемом горючей массы [1].

Кабельная электрическая линия - линия для передачи электроэнергии или отдельных импульсов ее, состоящая из одного или нескольких паралелльных кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами (заделками) и крепежными деталями, а для маслонаполненных линий, кроме того, с подпитывающими аппаратами и системой сигнализации давления масла [1].

Предел распространения горения - это максимальное расстояние в любую сторону от зоны действия внутреннего или внешнего источника зажигания, на которое распространяется горение [1].

Зона действия источника зажигания - это пространство, за которым тепловой поток от источника зажигания не может вызвать нагрев кабеля до состояния, при котором протекает процесс пиролиза материалов изоляции и защитных элементов кабеля [1].

Предел пожаростойкости - это минимальное время, в течение которого КЛ выполняет свои функции.

Классификация кабельных линий в основном соответствует классификации ее главных элементов, т.е. кабелей. Основными признаками этой классификации являются [2]:

- род тока;

- значение номинального напряжения U_ном;

- число токоведущих элементов;

- материал токоведущих элементов;

- электроизоляционный материал (ЭИМ);

- характер пропитки и способ увеличения электрической прочности бумажной изоляции;

- материал оболочек;

- уровнь пожарной опасности КЛ.

Итак, по роду тока различаются силовые кабели переменного и постоянного тока. Кабели переменного тока по величине U_ном делятся на кабели низкого (до 1 кВ), среднего (1-35 кВ) и высокого напряжения (110 кВ и выше). По числу токоведущих элементов различают кабели одно-, двух-, трех-и четырехжильные. Двух- и четырехжильные кабели используются в сетях с номинальным напряжением до 1 кВ. Последние применяются в четырехпроводных сетях переменного тока, поэтому четвертая жила выполняет функцию нулевого провода и ее сечение обычно меньше сечения фазных жил. Одножильные и преимущественно трехжильные кабели используются в сетях с U_ном= 3-35 кВ. Кабели более высоких напряжений, как правило, одножильные.

По материалу токоведущих элементов различают кабели с медными, алюминиевыми и натриевыми жилами. В последнее время в связи с дефицитностью и высокой стоимостью меди при U_ном < 35 кВ преимущественно изготовляются кабели с алюминиевыми жилами. Кабели с натриевыми жилами на сегодня еще не получили широкого распространения, и их ограниченное количество находится в стадии экспериментальных исследований и опытной эксплуатации.

Электрическая изоляция токопроводящих жил (ТПЖ) рассматриваемых традиционных конструкций кабелей может быть реализована с использованием различных электроизоляционных материалов (ЭИМ). В настоящее время промышленность выпускает кабели с бумажной пропитанной, пластмассовой ирезиновой изоляцией. Последние изготовляются в ограниченном количестве на напряжения до 1 кВ. Производство кабелей с пластмассовой изоляцией в настоящее время расширяется, поскольку они имеют ряд преимуществ по сравнению с кабелями с бумажной пропитанной изоляцией, основными из которых являются простота изготовления, большее удобство монтажа и эксплуатации, а также большие допустимые температуры нагрева в стационарных режимах, при перегрузках и коротких замыканиях.

Бумажная электрическая изоляция кабелей с номинальным напряжением до 35 кВ для увеличения электрической прочности пропитывается составами различной вязкости. При этом различают кабели, пропитанные нормально, обедненно и нестекающим составом. При U_ном > 110 кВ вязкая пропитка не обеспечивает требуемой электрической прочности изоляции при экономически приемлемых габаритах кабеля. Поэтому для таких кабелей увеличение электрической прочности достигается заполнением бумажной изоляции маслом или газом под давлением. В первом случае кабели получили названиемаслонаполненных, во втором -газонаполненных.

Как уже упоминалось, защита бумажной электрической изоляции кабелей от увлажнения при хранении и в процессе монтажа и дальнейшей эксплуатации линии обеспечивается наложением металлических оболочек. Кабели с такой изоляцией в нашей стране изготовляют в свинцовых и алюминиевых оболочках. В последнем случае оболочка может выполняться гладкой или гофрированной (для обеспечения требуемой гибкости). Неметаллические оболочки (из пластмассы или резины) применяются для кабелей с синтетической или резиновой изоляцией.

Из перечисленных выше разновидностей кабелей далее основное внимание будет уделено кабелям переменного тока среднего и высокого напряжений с бумажно-масляной изоляцией, как нашедшим сегодня наиболее широкое применение при построении систем электроснабжения крупных городов и промышленных предприятий, а также тем элементам, которые в совокупности с названными кабелями образуют кабельную линию электропередачи.

Надежность работы всей кабельной линии во многом определяется надежностью ее арматуры, т.е. муфт различного типа и назначения. Кабельные муфты высокого напряжения можно классифицировать по трем основным признакам.

По назначению муфты делятся на три основные группы - концевые, соединительные и стопорные, причем среди концевых выделяют открытые муфты и кабельные вводы в трансформаторы и аппараты высокого напряжения, а среди соединительных - собственно соединительные, ответвительные и соединительно-разветвительные муфты.

По виду электрической изоляции муфты делятся на две группы: со слоистой и с монолитной изоляцией. Слоистая изоляция выполняется путем намотки лент из кабельной бумаги, синтетической пленки или их композиции и заполняется той или иной изолирующей средой (маслом, газом) под избыточным давлением или без него. Монолитная изоляция образуется методом экструзии или спеканием ЭИМ в подогреваемых пресс-формах.

По роду тока различают муфты для кабелей переменного, постоянного и импульсного тока. Муфты кабелей переменного тока могут выполняться однофазными и трехфазными.

Пожарная безопасность КЛ определяется следующими показателями [1]:

- предел распространения горения;

- предел огнестойкости.

В зависимости от значений показателей пожарной опасности кабельные линии подразделяют на следующие классы [1]:

а) по пределу распространения горения:

- ПРГ1 - кабельные линии, предел распространения горения которых ограничен зоной действия источника зажигания;

- ПРГ2 - кабельные линии, распространение горения которых происходит по всей длине линии.

б) по пределу пожаростойкости:

- ПО1 - кабельные линии с пределом пожаростойкости менее 30 мин;

- ПО2 - кабельные линии с пределом пожаростойкости не менее 30 мин;

- ПО3 - кабельные линии с пределом пожаростойкости не менее 60 мин;

- ПО4 - кабельные линии с пределом пожаростойкости не менее 90 мин;

- ПО5 - кабельные линии с пределом пожаростойкости не менее 120 мин;

- ПО6 - кабельные линии с пределом пожаростойкости не менее 150 мин;

- ПО7 - кабельные линии с пределом пожаростойкости не менее 180 мин.

В обозначении кабельной линии первым ставят класс по пределу распространения горения, вторым - класс по пределу пожаростойкости. Класс КЛ определяется технологами совместно с электриками проектной или эксплуатирующей организации.

1.2 Методы определения пожарной опасности электрических кабельных линий

Пожарная опасность кабельных линий - это вероятность возникновения и развития пожара. Электрические линии со слаботочными кабелями часто приводят к возгоранию, причем огонь с одного провода перекидывается на остальные, образуя сильное пламя. Наибольшая опасность - угроза для людей, их жизням, здоровью, имуществу, материальным ценностям.

Пожарную безопасность кабельных линий характеризуют два основных показателя [2]:

- предел распространения горения - наибольшее расстояние, на которое распространяется горение, в каждую из сторон от области действия наружного или внутреннего источника зажигания;

- предел огнестойкости Способность распространять горение определяется по величине удельного количества теплоты сгорания, указанного в таблице показатель сопротивляемости конструкции или материала огню.

Установление вышеуказанной характеристики осуществляется несколькими методами.

1) Метод установления предела распространения горения КЛ путем расчета. Процесс предполагает вычисление удельной теплоты сгорания кабельной линии и сравнение полученной величины с табличными значениями минимума и максимума данной характеристики, представленные в таблице 1.



Таблица - 1 Способность распространения горения по величине удельного количества теплоты сгорания

Тип кабелей в прокладке	Вид прокладки	Количество рядов, слоев кабелей или рядов пучков кабелей в прокладке, шт.	Удельная теплота сгорания прокладок, распространяющих горение кДж/см3
			Уmin	Уmax
1. Серийные	Вертикальная	1	3,56	16,80
		2 и более	0,46	16,80
	Горизонтальная	2 и более	0,70	8,40
2. Кабель индексом «НГ»	Вертикальная	2 и более	2,00	4,50
	Горизонтальная	2 и более	2,50	4,00

Примечание - Уmin и Уmax получены экспериментально

Расчет удельной теплоты сгорания КЛ проводят по формуле:

, (1.1)

где W_i - теплота сгорания 1 метра кабеля i -го типоразмера, кДж/см³, определяемая по ГОСТ 147-74 (СТ СЭВ 1463-78) «Топливо твердое. Метод определения высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания;

n - общее количество кабелей в прокладке;

B - расстояние между кабелями в ряду, см;

N - количество рядов;

Н - расстояние между рядами, см;

d_cp - среднеарифметическое значение диаметров кабелей в прокладке, см, которое определяют по формуле:

, (1.2)

где d_i - диаметр i -го кабеля в КЛ, см;

n - число кабелей в КЛ.

Если выполняется неравенство У _max > У > У _min , то такая КЛ относится к линии, распространяющей горение.

2) Метод нахождения предела пожаростойкости КЛ с помощью проведения испытаний.

Для его осуществления необходимы:

- пять образцов кабелей с огнезащитным покрытием;

- высоковольтный источник питания;

- газовая горелка;

- устройство для поддержания образца в конце испытаний.

Тестирование проводится следующим образом: расположенный горизонтально по отношению к газовой горелке образец подключается к источнику питания и подвергается воздействию горелки вместе с поданным напряжением. Как только нарушится изоляция, все приборы удаляются и усилия должны быть сняты. Испытание заключается в следующем: необходимо установить время от начала теста до первой пробоины в изоляции.

Результатом данного метода является среднее арифметическое значение времени, полученное после исследований всех пяти образцов.



2. Параметры, характеризующие пожарную опасность распространения пожара на РВС с ЛВЖ, расположенного рядом с горящим РВС

Одним из опасных условий пожара горящего резервуара для рядом расположенного резервуара считается тепловое излучение от факела пламени. Анализ стабильности технологической системы «РВС-ЛВЖ», находящейся вблизи с пылающим резервуаром, к теплу пожара считается одним из приоритетных вопросов в нормировании противопожарной защиты [3].

Устойчивое состояние резервуара с ЛВЖ обеспечивается при выполнении следующих двух условий [3]:

- текущая температура стенки t_w не достигает опасного значения, равного температуре самовоспламенения паров ЛВЖ t_св;

- рабочие напряжения _р, возникающие в элементах оболочки резервуара под действием избыточного давления паров внутри резервуара, не достигают предела прочности _ПЧ.

Опасность взрыва внутри резервуара с ЛВЖ возникает при выполнении следующих двух условий [3]:

- текущая температура стенки t_w достигает или превышает опасное значение, равное температуре самовоспламенения паров t_св;

- концентрация паров ЛВЖ _р внутри резервуара входит в область взрывоопасных значений;

Опасность факельного горения паров, выходящих из дыхательного клапана резервуара, характеризуется возможностью выполнения следующих двух условий [3]:

- текущая температура стенки t_w достигает или превышает опасное значение, равное температуре самовоспламенения паров t_св.

- до и в процессе нагрева жидкости концентрация паров _р внутри резервуара превышает верхний концентрационный предел распространения пламени;

Резервуары с ЛВЖ, расположенные рядом с горящим резервуаром иногда взрываются, а иногда в течение всего пожара остаются невредимыми. В отдельных случаях наблюдается факельное горение в местах выхода паров из резервуара или происходит механическое разрушение резервуара из-за повышения давления вследствие интенсивного кипения ЛВЖ.

Термические и геометрические параметры факела пожара:

1) Максимальную среднеповерхностную плотность излучения, Втм^-2, которую факел пламени горящей ЛВЖ имеет в штиль, можно определить по следующей формуле:

q_ф = (335 + 7112 / d_р) m_выг10³, (2.1)

где d_р - диаметр горящего резервуара, м;

m_выг - массовая скорость выгорания ЛВЖ, кгс^-1м^-2.

2) В условиях штиля форму факела пламени рассматривают в виде качающегося цилиндра. Высоту факела пламени, м, определяют по формуле

(2.2)

где _в - плотность воздуха, кгм^-3 (допускается принимать 1,2 кгм^-3);

- ускорение свободного падения, равное 9,81 мс^-2.

3) Опасные конструктивные элементы резервуара, расположенные рядом с горящим резервуаром, могут быть нагреты до температуры самовоспламенения, и послужить источником зажигания взрывоопасной паровоздушной смеси.

4) Плотность падающего теплового потока от факела горящего резервуара на элемент конструкции облучаемого резервуара, расположенной по нормали к основанию факела пожара, Втм^-2.

q_w = q_{ф н}. (2.3)

5) Коэффициент облученности _н для элементарной площадки соседнего резервуара, расположенного по нормали к основанию факела пламени, определяем на основании расчетной схемы, показанной на рисунке 1, по формуле:

(2.4)

B₁ = x₁/2y₁ ; (2.5)

C₁ = h_ф/y₁. (2.6)

1 горящий РВС; 2 соседний РВС; dF_w элемент конструкции резервуара, расположенный по нормали к основанию факела пламени; l_р расстояние между резервуарами; y₁ расчетное расстояние между пламенем и элементарной площадкой с учетом фактора видимости; x₁ расчетная ширина пламени с учетом фактора видимости.

Рисунок 1 - Расчетная схема к определению температуры элемента конструкции РВС, расположенного рядом с горящим РВС



6) Значения x₁ и y₁ определяют по следующим формулам:

(2.7)

(2.8)

Возможность и продолжительность нагрева элемента конструкции резервуара до температуры самовоспламенения.

7) Максимальная температура элемента конструкции резервуара:

(2.9)

где t_f - температура окружающей среды, ^оС.

Если выполняется условие:

(2.10)

то делают заключение о том, что элемент конструкции облучаемого резервуара может послужить источником зажигания, и определяют текущую температуру.

8) Коэффициент теплоотдачи, Втм^-2 К^-1:

. (2.11)

9) Температура элемента конструкции через ,с, облучения, ^oC,

(2.12)

где c_w - теплоемкость материала конструкции, Джкг^-1К^-1 (для стали, c_w = 500 Джкг^-1К^-1);

_w - плотность материала конструкции, кгм^-3 (для стали, _w = 7800 кгм^-3);

_w - толщина стенки резервуара, м.

Температура поверхностного слоя ЛВЖ в РВС, расположенном рядом с горящим РВС.

В основу формирования нагретого поверхностного слоя ЛВЖ в резервуаре, расположенном рядом с горящим резервуаром положена следующая модель.

Тепловой поток от факела пламени приводит к интенсивному нагреву боковой поверхности соседнего резервуара, расположенного рядом с горящим.

В пристенном пограничном слое появляются подъемные силы, которые заставляют слой более нагретой ЛВЖ подниматься вдоль корпуса резервуара и растекаться по поверхности основной массы ЛВЖ.

Это существенно влияет на температуру поверхностного слоя ЛВЖ.

Одновременно к этому всплывшему слою ЛВЖ передается тепло от стенок, ограничивающих газовое пространство резервуара, от крыши и парового пространства. В процессе теплообмена поверхностный слой ЛВЖ отдает часть тепла на испарение жидкости, а также нижележащим слоям путем теплопроводности.

Количество тепла, подводимого к поверхностному слою ЛВЖ:

9) Количество тепла, выносимое на поверхность ЛВЖ пограничным всплывающим тепловым слоем ЛВЖ от теплообмена с облучаемой стенкой, которая контактирует с ЛВЖ, определяют в следующей последовательности:

10) Коэффициент облученности для элементарной площадки облучаемой стенки, контактирующей с ЛВЖ (рисунок 2):

h_р - высота РВС; h_ж - уровень взлива ЛВЖ; d_р - диаметр РВС; l_р - расстояние между РВС; h_ф - высота факела;y₂ - расчетное расстояние между пламенем и облучаемой площадкой с учетом фактора видимости; х₂ - расчетная ширина c учетом фактора видимости.

Рисунок 2 - Расчетная схема

; (2.13)

11) Вспомогательные величины, необходимые для расчета коэффициента облученности, определяют по формулам:

; (2.14)

. (2.15)

12) Площадь облучаемой стенки резервуара, м², ограничивающей жидкость,

f₁ = x₂ h_ж . (2.16)

13) Количество тепла, выносимое на поверхность ЛВЖ вдоль нагретой стенки пограничным всплывающим тепловым слоем, в единицу времени, Вт:

Q₁ = 0,86 q_{ф 1} f₁ . (2.17)

14) Количество тепла, получаемого поверхностным слоем ЛВЖ при теплообмене с облучаемой стенкой, ограничивающей газовое пространство, определяют в следующей последовательности:

15) Коэффициент облученности для элементарной площадки облучаемой стенки, ограничивающей газовое пространство резервуара:

. (2.18)

16) Площадь облучаемой стенки резервуара, м², ограничивающей газовое пространство:

f₂ = x₂ (h_р - h_ж). (2.19)

17) Количество тепла, получаемое поверхностным слоем ЛВЖ при теплообмене с облучаемой стенкой, в единицу времени, Вт:

Q₂ = 0,47 q_{ф 2} f₂ . (2.20)

18) Количество тепла, получаемого поверхностным слоем ЛВЖ при теплообмене с крышей облучаемого резервуара, в единицу времени определяют в следующей последовательности:

Коэффициент облученности для элементарной площадки облучаемой крыши резервуара:

. (2.21)

Вспомогательные величины В₂ и С₂ рассчитывают по формулам:

. (2.22)

. (2.23)

19) Площадь крыши резервуара принимают равной площади поверхности зеркала испарения ЛВЖ, м²:

. (2.24)

20) Количество тепла, получаемого поверхностным слоем ЛВЖ от теплообмена с крышей облучаемого резервуара, в единицу времени, Вт:

Q₃ = 0,28 q_{ф 3} f₃ . (2.25)

Температура поверхностного слоя ЛВЖ.

21) Температуру поверхностного слоя ЛВЖ, ^оС, через , с, облучения определяют по формуле:

, (2.26)

где c_п - теплоемкость паровоздушной смеси, Джкг^-1К^-1 (допускается принимать с_п = 1010 Джкг^-1К^-1);

_п - плотность паровоздушной смеси, кгм ^-3 (допускается принимать _п = 1,21 кгм ^-3);

c_ж - теплоемкость ЛВЖ, Джкг^-1К^-1 (допускается принимать с_ж = 2000 Джкг^-1К^-1);

_ж - плотность ЛВЖ, кгм -³ ;

t_ж - температура основной массы ЛВЖ в резервуаре, ^оС;

h_р - высота резервуара, м;

h_ж - уровень взлива ЛВЖ в резервуаре, м.

Среднее значение приведенного коэффициента теплоотдачи _пр составляет 33,6 Втм^-2К^-1, а характерная толщина теплового поверхностного слоя _ж = 0,053 м.



3. Расчет параметров, характеризующих пожарную опасность распространения пожара на РВС с ЛВЖ, расположенного рядом с горящим РВС

Расчет параметров, характеризующих пожарную опасность распространения пожара на РВС с ЛВЖ, расположенного рядом с горящим РВС при воздействии 15 минут, будет рассчитан по методике, изложенной выше. Исходные данные представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Исходные данные

Данные о горящем резервуаре РВС-300
диаметр, dp	7,6 м
высота, hp	6,0 м
наименование ЛВЖ	Октан
Данные о резервуаре РВС-300 , размещенном вблизи с пылающим резервуаром
диаметр, dp	7,6 м
высота, hp	6,0 м
толщина стенки верхнего пояса резервуара, w	0,003 м
расстояние между резервуарами, lp	2,0 м
наименование ЛВЖ	Октан
плотность ЛВЖ, ж	702,5 кгм-3
уровень взлива ЛВЖ в резервуаре, hж	4,0 м
температура окружающей среды, tf	24 oC
температура основной массы ЛВЖ, tж	24 oC
температура самовоспламенения, tсв	215 oC

Температура локального участка стенки резервуара, расположенного рядом с горящим резервуаром:

1) Максимальная среднеповерхностная плотность излучения, которую факел пламени горящей ЛВЖ имеет в штиль:

q_ф = (335 + 7112 / d_р) m_выг10³ = (335 + 7112 / 7,6) 7,89·10^-2 Ч10³=1271Ч78,9=100265 (Втм^-2).

2) Высота факела пламени:

(м).

3) Коэффициент облученности _н для элементарной площадки соседнего резервуара, расположенного по нормали к основанию факела пламени:

Значения x₁ и y₁ определяем по следующим формулам:

(м);

(м).

4) Далее по формулам 2.5 и 2.6 находим B₁ и C₁:

B₁ =5,7/2Ч8,8=0,32;

C₁ =16,2/8,8=1,84.

5) Подставим полученные данные в формулу 4, и посчитаем коэффициент облученности:

6) Плотность падающего теплового потока от факела горящего резервуара на элемент конструкции облучаемого резервуара, расположенной по нормали к основанию факела пожара:

q_w = q_фЧн=1002650,227=22760 (Втм^-2).

7) Максимальная температура элемента конструкции резервуара:

(^оС).

Так как условиевыполняется, то считаем, что элемент конструкции облучаемого резервуара может послужить источником зажигания, и определяют текущую температуру.

8) Коэффициент теплоотдачи:

(Втм^-2 К^-1).

9) Температура элемента конструкции через 15 минут (900с), облучения:

Температура поверхностного слоя ЛВЖ в РВС, расположенном рядом с горящим РВС:

10) Вспомогательные величины, необходимые для расчета коэффициента облученности, определяем по формулам:

(м).

(м).

11) Далее в формулу 2.13 подставляем полученные данные и находим коэффициент облученности для элементарной площадки облучаемой стенки, контактирующей с ЛВЖ:

12) Площадь облучаемой стенки резервуара, ограничивающей жидкость:

f₁ = x₂ h_ж=4,6Ч4,0=18,4 (м²).

13) Количество тепла, выносимое на поверхность ЛВЖ вдоль нагретой стенки пограничным всплывающим тепловым слоем, в единицу времени находим по формуле 2.14:

Q₁ = 0,86Ч100265Ч0,14Ч18,4=222123 (Вт).

14) Коэффициент облученности для элементарной площадки облучаемой стенки, ограничивающей газовое пространство резервуара, вычисляем по формуле 2.15:

.

15) Площадь облучаемой стенки резервуара, ограничивающей газовое пространство:

f₂ = x₂ (h_р h_ж)=4,6(6,04,0)=9,2 (м²).

16) Количество тепла, получаемое поверхностным слоем ЛВЖ при теплообмене с облучаемой стенкой, в единицу времени, находим по формуле 20:

Q₂ = 0,47Ч100265Ч0,36Ч9,2=156076 (Вт).

17) Коэффициент облученности для элементарной площадки облучаемой крыши резервуара находим по формуле 2.21, но для начала определяем вспомогательные величины:

18) Подставляя полученные данные в формулу 2.21, считаем коэффициент облученности для элементарной площадки облучаемой крыши резервуара:

19) Площадь крыши резервуара принимают равной площади поверхности зеркала испарения ЛВЖ:

(м²).

20) Количество тепла, получаемого поверхностным слоем ЛВЖ от теплообмена с крышей облучаемого резервуара, в единицу времени, вычисляем по формуле 2.25:

Q₃ = 0,28Ч100265Ч0,1Ч45,3=127176 (Вт).

21) Температуру поверхностного слоя ЛВЖ, через 15 минут (900с), облучения определяем по формуле 2.21:

(^оС).

В ходе расчетов, мы получили значения:

- температура элемента конструкции через 15 минут (900с), облучения составила 203 ^оC;

- температура поверхностного слоя ЛВЖ, через 15 минут (900с), облучения составила 243 ^оC.

Данные говорят о возможном возникновении опасного события, а именно, вероятности возникновения пожара или взрыва конструкции.



Заключение

В данной курсовой работе мы изучили классификацию и методы определения пожарной опасности электрических кабельных линий, ознакомились с соответствующими нормативными документами.

Поставленная перед нами цель - определение устойчивости технологической системы «РВС-ЛВЖ» - была достигнута путем расчета параметров, характеризующих пожарную опасность распространения пожара на РВС с ЛВЖ, расположенного рядом с горящим РВС при воздействии времени 15 минут.

В ходе расчетов, мы получили значения:

- температура элемента конструкции через 15 минут (900с), облучения составила 203 ^оC;

- температура поверхностного слоя ЛВЖ, через 15 минут (900с), облучения составила 243 ^оC.

Данные говорят о возможном возникновении опасного события, а именно, вероятности возникновения пожара или взрыва конструкции.



Список использованных источников

1 Классификация и методы определения пожарной опасности электрических кабельных сетей [Текст]: НПБ 242-97 - Введ. 1997-10-01. - М.: Стандартинформ, 2008. - 11 с.

2 Определение пожарной опасности электрических кабельных линий [Электронный ресурс]. URL: http://komplexsafety.ru/news/opredeleniya-pozharnoy-opasnosti-elektricheskih-kabelnyh-liniy.html (дата обращения: 06.10.2016).

3 Сучков, В.П. Пособие по применению методов оценки пожарной опасности технологических систем, используемых при анализе пожарных рисков [Текст]: учеб. пособие для вузов / В.П. Сучков - М.: Академия ГПС, 2009. - 156с.

4 Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения [Текст]: ГОСТ 12.1.044-89. - Введ. 1991-01-01. - М.: Стандартинформ, 2006. - 99 с.

5 Правила по охране труда при эксплуатации нефтебаз и автозаправочных станций [Текст]: ПОТ Р О-112-001-95 - 1995. Введ. 1995-18-09. - М.: Министерство топлива и энергетики РФ, 1995. - II, 123 с.

6 Пожарная безопасность. Общие требования [Текст]: ГОСТ 12.1.004-91. - Введ. 1992-06-30. - М.: Стандартинформ, 2006. - 68 с.

7 Демидов, П.Г. Горение и свойства горючих веществ [Текст]: учеб. пособие для вузов / П.Г. Демидов, В.А. Шандыба, П.П. Щеглов. - М.: Химия, 1981. - 248 с.

8 Баратов А.Н. Пожарная безопасность. Взрывобезопасность: справочное издание [Текст]: учеб. пособие для вузов / А.Н. Баратов, Е.Н. Щеглов, Е.А. Корольченко - М.: Химия, 1987. - 272 с.

9 Шароварников, А.Ф. Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов [Текст]: монография / А.Ф. Шароварников, В.П. Молчанов. - М.: Издательский дом «Калан», 2002. - 448 с.

10 Голотин, Г.И. Теория горения и взрыва: конспект лекций / Г.И. Голотин; под ред. А.В. Хашковского. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 1999. - Ч. I. - 84 с.

11 Белов, С.В. Безопасность жизнедеятельности [Текст]: учеб. пособие для вузов / С.В. Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков и др. - М.: Высш. шк., 2007. - 616 с.

12 Голотин, Г.И. Теория горения и взрыва [Текст]: учеб. пособие к практическим занятиям / Голотин Г.И. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2000.- 82 с.

13 Андреев, К.К. Теория взрывчатых веществ [Текст]: учеб. пособие для химико-технологических специальностей вузов / К.К. Андреев, А.Ф. Беляев. - М.: Оборонгиз, 1960. - 560 с.

14 Сучков, В.П. Актуальные проблемы обеспечения устойчивости к возникновению и развитию пожара технологий хранения нефти и нефтепродуктов [Текст] / В.П. Сучков // Транспорт и хранение нефтепродуктов.- 1995. - №3. С. 30-37.

15 Пожарная безопасность зданий и сооружений [Текст]: СНиП 21-01-97 - Введ. 1997-01-21. - М.: Стандартинформ, 2009. - 68 с.

16 Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности (с Изменением №1) [Текст]: СП 12.13130.2009. - Введ. 2011-01-02. - М.: Стандартинформ, 2009. - 37 с.

17 Технический регламент о требованиях пожарной безопасности (с изменениями и дополнениями) [Текст]: федер. закон от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ // Собрания законодательства Российской Федерации. - 2008. - № 14. - Ст. 51. - С.35.

18 Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения [Текст]: учеб. пособие для вузов / А.И. Баратов, А.Я. Корольченко, Г.Н. Кравчук и др. - М.: Химия, 1990. - 496 с.

19 Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть [Текст]: ГОСТ ГОСТ 30244-94 - Введ. 1996-01-01. - М.: Стандартинформ, 2006. - 86 с.

20 Баратов, А.Н. Пожарная безопасность. Взрывобезопасность [Текст]: Справ. изд. / А.Н. Баратов, Е.Н. Иванов, А.Я. Корольченко - М.: Химия, 1987. - 272с.

21 Баратов, А.Н. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения [Текст]: Справ. изд.: в 2 кн./ А.Н. Баратов, А.Я. Корольченко - М.: Химия, 1990. - 320с.

22 Бубырь, Н.Ф. Производственная и пожарная автоматики. Ч. II. Пожарная автоматика [Текст]: учеб. пособие к практическим занятиям / Н.Ф. Бубырь - М.: ВИПТШ, 1986. - 296c.

22 Собурь, С.В. Пожарная безопасность электроустановок [Текст]: учебное пособие для вузов / С.В. Собурь, - М.: ПожКнига, 2004. - 280с.

23 Теребнев, В.В. Основы пожарного дела [Текст]: учебное пособие для вузов / В.В. Теребнев, Н.С. Артемьев, К.В. Шадрин. - М.: Центр Пропаганды, 2006. - 328с.

24 Абдурагимов, М.В. Физико-химические основы развития и тушения пожаров [Текст]: учебное пособие для вузов / М.В. Абдурагимов, В.Ю. Говоров, В.Е. Макаров. - М.: ВИПТШ, 1980. - 90c.

Размещено на Allbest.ru