Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор и анализ литературных данных 13
1.1. Взрывная, пожарная и экологическая опасность канализационных систем и очистных сооружений 13
1.2. Способы очистки производственных сточных вод нефтеперерабатывающих заводов, предприятий химической и нефтехимической промышленности, предприятий строительной индустрии и железнодорожного транспорта в РФ и за рубежом 19
1.2.1. Характеристика производственных стоков исследуемых предприятий 19
1.2.2. Состав канализационных очистных сооружений по очистке производственных сточных вод на исследуемых объектах 31
1.3. Предварительный анализ взрывопожарной и экологической опасности очистных сооружений рассматриваемых групп предприятий 41
1.4. Потери нефти, нефтепродуктов и других веществ на исследуемых объектах 43
1.5. Оценка взрывопожарной опасности производств по действующей нормативно-технической документации 45
1.6. Обзор исследований взрывоопасных зон у зданий, сооружений и наружных установок 48
Выводы по главе 1 53
ГЛАВА 2. Методы и средства экспериментальных исследований 56
2.1. Методика исследований 56
2.2. Средства измерения концентраций парогазовоздушных смесей, температур и скоростей движения воздуха и стоков 58
2.3. Характеристика объектов для проведения экспериментальных исследований 61
2.4. Определение концентраций парогазовоздушных смесей в различных зонах канализационных очистных сооружений исследуемых предприятий 82
2.5. Определение концентраций парогазовоздушных смесей внутри воздушных зон канализационных очистных сооружений закрытого типа 101
2.6. Определение концентраций парогазовоздушных смесей в воздушных зонах канализационных насосных станций различного назначения 104
2.7. Определение концентраций парогазовоздушных смесей в воздушных зонах метантенков 109
2.8. Определение скоростных и температурных параметров воздуха и производственных сточных вод в очистных сооружениях 110
Выводы по главе 2 115
ГЛАВА 3. Исследование факторов, влияющих на концентрации парогазовоздушных смесей 118
3.1. Изменение концентрации паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей по высоте и длине воздушных зон внутри очистных сооружений 118
3.2. Влияние температуры окружающей среды на температуру производственных сточных вод и изменение концентраций парогазовоздушных смесей в воздушных зонах очистных сооружений 125
3.3. Поля концентраций парогазовоздушных смесей на территории канализационных очистных сооружений 129
3.4. Поля концентраций парогазовоздушных смесей на прилегающей к насосным станциям территории 143
3.5. Определение интенсивности движения воздуха и естественной вентиляции внутри воздушных зон канализационных очистных сооружений 145
3.6. Определение концентраций парогазовоздушных смесей внутри воздушных зон канализационных очистных сооружений при отсутствии в них естественной вентиляции 148
3.7. Экспериментальное обоснование разрывов между очистными сооружениями на нефтеперерабатывающих заводах 149
Выводы по главе 3 154
ГЛАВА 4. Оценка взрывопожарнои и экологической опасности канализационных очистных сооружений 156
4.1. Метод оценки взрывной и пожарной опасности канализационных очистных сооружений производств, применяющих легковоспламеняющиеся и горючие жидкости 156
4.2. Оценка взрывопожарной опасности канализационных очистных сооружений 177
4.3. Оценка взрывопожарной опасности канализационных насосных станций различного назначения 186
4.4. Оценка взрывопожарной опасности метантенков 192
4.5. Оценка экологической опасности канализационных очистных сооружений исследованных предприятий 193
4.6. Рекомендации по снижению взрывной, пожарной и экологической опасности при проектировании и эксплуатации канализационных очистных сооружений исследованных предприятий 196
Выводы по главе4 198
ГЛАВА 5. Обеспечение взрывопожаробезопасности при эксплуатации нефтеловушек и отстойников 200
5.1. Причины возникновения взрывоопасных ситуаций при эксплуатации нефтеловушек и отстойников 200
5.2. Основные свойства легких фракций нефтепродуктов, приводящие к образованию взрывоопасных смесей с воздухом 203
5.3. Некоторые расчетные данные, характеризующие возможность возникновения взрывоопасных ситуаций при эксплуатации нефтеловушек и отстойников 210
5.3.1. Описание сопутствующих процессов при функционировании нефтеловушек и отстойников 211
5.3.2. Случай испарения легких фракций нефтепродуктов в замкнутое пространство 213
5.3.3. Случай функционирования нефтеловушек при малых скоростях движения воздушной среды 215
5.3.4. Определения значения поперечной скорости движения воздуха, предотвращающей образование взрывоопасной концентрации паров легких фракций над очистными сооружениями 216
5.3.5. Определение длины выклинивания слоя легких фракций нефтепродуктов 221
Выводы по главе 5 222
ГЛАВА 6. Оценка экономической эффективности результатов проведенных исследований 223
Выводы по главе 6 236
Основные выводы 237
Список литературы
- Способы очистки производственных сточных вод нефтеперерабатывающих заводов, предприятий химической и нефтехимической промышленности, предприятий строительной индустрии и железнодорожного транспорта в РФ и за рубежом
- Определение концентраций парогазовоздушных смесей в различных зонах канализационных очистных сооружений исследуемых предприятий
- Влияние температуры окружающей среды на температуру производственных сточных вод и изменение концентраций парогазовоздушных смесей в воздушных зонах очистных сооружений
- Оценка экологической опасности канализационных очистных сооружений исследованных предприятий
Способы очистки производственных сточных вод нефтеперерабатывающих заводов, предприятий химической и нефтехимической промышленности, предприятий строительной индустрии и железнодорожного транспорта в РФ и за рубежом
В сентябре 1998 г. в ОАО «Рязанский НПЗ» на установке первичной переработки нефти AT - 6 произошла разгерметизация трубопровода с керосином. В результате истечения керосин попал в колодец промышленной канализации, где он загорелся. Установка была остановлена. Пожар удалось ликвидировать через 1 час [4].
В декабре 1998 г. в ОАО «Ангарская нефтехимическая компания» на химическом заводе, в цехе по переработке нефти, при сливе конденсата в приемный колодец произошел хлопок, после чего конденсат загорелся [5].
В июле 1999 г. в ОАО «Крекинг» на установке гидроочистки, на участке примыкания цеховой канализации к общезаводской сети, в результате разгерметизации холодильника, углеводородный газ попал в канализацию, где произошел хлопок. Сорвало крышки нескольких колодцев, у последнего из них образовалась воронка диаметром более 3,5 м [6].
В январе 2002 г. на ОАО «Московский НПЗ» [7] из-за загазованности колодца промышленной канализации произошла вспышка паров нефтепродуктов с последующим пожаром.
В декабре 2002 г. в ОАО «Саратоворгсинтез» НК «Лукойл» на участке хранения промывных и других загрязненных стоков производства синильной и нитрилакриловой кислот из-за разгерметизации трубопровода перекачки органических стоков в резервуар промежуточного хранения промывных и загрязненных вод произошел их разлив в обвалование резервуара с образованием загазованности парами этих кислот. При этом были травмированы три человека, двое из них - смертельно [193].
В [104] отмечается возможность образования взрывоопасных смесей газов: в колодцах, камерах на сетях, насосных станциях, в помещениях ме-тантенков и в других помещениях и сооружениях, а также газообразных веществ общетоксического и другого вредного воздействия (сероводород, метан, пары бензина, эфира, углекислый газ, озон и др.).
Во многих исследованиях [2, 112, 114, 133] показана взрывопожар-ная опасность промышленных сточных вод. В частности, указывается, что сточные воды в результате испарения, химических и биохимических реакций всегда выделяют значительное количество газов, поэтому канализационные системы могут являться источником отравлений и взрывов. Большое количество пожаро- и взрывоопасных, а также ядовитых газов и паров, могут выделять производственные химически загрязненные стоки. В самотёчных коллекторах, а также в приемных резервуарах и других сооружениях канализационной системы, вследствие небольших их объемов могут быстро образовываться (особенно в условиях аварийного режима) взрывоопасные смеси легколетучих горючих веществ с воздухом.
В работе [33] указывается на возможную загазованность канализационных колодцев метаном, парами бензина, керосина и др. Причем содержание паров и газов может изменяться в самых широких пределах.
В результате гниения в канализационных сетях образуются вредные газы, а при определенных их концентрациях в смеси с воздухом образуются взрывоопасные смеси, которые могут явиться причиной разрушений и несчастных случаев [32, 71, 79,126].
Ряд авторов [17, 123, 136] отмечает, что промышленная канализация НПЗ является источником большого загрязнения атмосферы; над загрязненными стоками содержатся углеводороды и другие горючие вещества. Сточные воды, загрязненные нефтепродуктами, попадают вначале в промышленную канализацию, затем в нефтеловушки, выделяя при своем движении пары легковоспламеняющихся и горючих жидкостей. Большое количество нефти и нефтепродуктов теряется в результате испарения в системах канализации, нефтеловушках, нефтеотделителях и др., в результате чего может создаться взрывоопасная загазованность [62, 121,280].
По данным [138], сточные воды нефтепромыслов содержат определенное количество нефти. Загазованность очистных сооружений в данном случае является следствием повышенного содержания в нефти легких углеводородов (метана, этана, пропана и т.д.), выделяющихся из нефтепри-месей сточных вод наряду с другими газами (сероводорода, углекислого газа и др.).
Сооружения внешней канализации находятся в неблагоприятных условиях [189], поскольку их взрывопожарная опасность связана с поступлением сточных вод, содержащих всплывающие горючие жидкости или выделяющих в атмосферу различные газы, а также пары горючих жидкостей, образующих с воздухом взрывоопасные смеси. Опасная загазованность воздуха характеризуется величиной концентрации в нем газов или паров и зависит от вида выделяющихся в воздух веществ.
Положительным и общим в рассмотренных работах является вывод о необходимости проведения долговременных экспериментальных исследований по выявлению основных факторов, определяющих качественно-количественные показатели загазованности канализационных очистных сооружений.
К сожалению, данных по определению степени загазованности воздушных зон рассматриваемых сооружений явно недостаточно. В связи с этим во многих случаях не представляется возможным правильно оценить взрывную, пожарную и экологическую опасность очистных и ряда других сооружений производственной канализации.
Определение концентраций парогазовоздушных смесей в различных зонах канализационных очистных сооружений исследуемых предприятий
Очистные сооружения предприятий химической и нефтехимической промышленности. На основании данных химических анализов по горючим и вредным веществам, содержащимся в производственных сточных водах предприятий химической и нефтехимической промышленности было принято целесообразным при выполнении экспериментальных исследований обследовать следующие предприятия: Энгельсское производственное объединение «Химволокно», Северодонецкое производственное объединение «Азот» и Тольяттинский завод синтетического каучука (СК).
Процесс очистки стоков Энгельсского п/о «Химволокно» состоит из трех частей: механической очистки, включающей в себя два технологических потока - промышленный и хозяйственно-бытовой сток; биологической очистки и сбраживания осадка.
В состав механический очистки химических стоков входят горизонтальные песколовки, первичные радиальные отстойники диаметром 24 м, усреднитель и смеситель.
В состав биологической очистки входят аэротенки. Затем стоки поступают на дезинфекцию, а сырой осадок поступает в метантенкн и на иловые площадки. Укрупненная схема очистки производственных стоков приведена на рис. 2.4. в водоем или канализационный коллектор
Сточные воды Тольяттинского завода синтетического каучука проходят механическую очистку - раздельно для производственных и хозяйственно-бытовых стоков и совместную биологическую очистку. Производственные стоки очищаются в песколовках, полимерловушках, отстойниках. Далее производственные стоки смешиваются с хозяйственно-бытовыми (х/б) и поступают в аэраторы, а затем - в аэротенкн. Из аэротенков стоки поступают во вторичные отстойники. Песколовки промстоков железобетонные (ж/б), горизонтальные, 2-камерные, длиной 9 м, шириной 1,25 м. Первичные отстойники промстоков радиальные, ж/б, диаметр отстойника -20 м, рабочая глубина 3,1м. Аэротенки ж/б, размером 54x18x5 м; имеют три коридора. Вторичные отстойники радиальные, ж/б, диаметром 20 м и рабочей глубиной 3,1 м. Концентрация летучих нефтепродуктов в промстоках составляет 180 - 280 мгл-1.
Физико-химическая очистка производственных стоков Северодонецкого п/о «Азот» включает в себя усреднители ж/б прямоугольной формы, длиной 27 м, шириной 20 м, глубиной 2,6 м; отстойники - ж/б, горизонтальные двухсекционные длиной 28 м, шириной 6,5 м и глубиной 4 м. Далее происходит совместная биологическая очистка производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод в аэротенках и вторичных отстойниках. По результатам проведенных химических анализов в производственных стоках, поступающих на физико-химическую очистку, содержатся спирты - до 150 мг-л-1, винилацетат - до 172 мг-л-1, уксусная кислота - до 4896 мгл"1 и др.
Очистные сооружения предприятий железнодорожного транспорта. В настоящее время вопрос категорирования очистных сооружений предприятий железнодорожного транспорта по взрывопожарнои опасности разработан недостаточно.
В [168] дается оценка взрывопожарнои опасности некоторых сооружений очистки промстоков предприятий железнодорожного транспорта. Однако, в большинстве случаев оценка очистных сооружений по взрыво-пожароопасности произведена без соответствующих экспериментальных или теоретических обоснований.
На основании данных химических лабораторий по анализу нефтепродуктов и других горючих веществ в промышленных сточных водах предприятий железнодорожного транспорта, было принято целесообразным обследовать следующие предприятия: вагонное н локомотивное депо "Люблино", Московские вагоноремонтный и локомотиворемонтный заводы, Саратовские промывочно-пропарочную станцию и шпалопропиточный завод, Ленинградские локомотивное и вагонное депо, локомотивное депо станции "Саратов-2".
Сточные воды локомотивных и вагонных депо образуются при обмывке кузовов, колесных пар и узлов локомотивов и вагонов, а также тележек. Эти воды загрязнены в основном темными нефтепродуктами. Большое количество их попадает в сточные воды с охлаждающей эмульсией от металлорежущих станков, сбросе использованных растворителей (керосина, дизельного топлива, ацетона и т.п.), при промывке колесных пар и тележек. По данным химических анализов в промышленных стоках содержится от 180 до 700 мг-л _1 нефтепродуктов. Однако при залповых выпусках из моечных машин и ванн количество темных нефтепродуктов в сточных водах значительно увеличивается и достигает 3 г-л _1. Промышленные стоки локомотивных и вагонных депо проходят очистку в отстойниках, нефтеловушках и флотаторах.
На Московских локомотиворемонтном и вагоноремонтном заводах сточные воды образуются при обмывке кузовов локомотивов, вагонов, тележек и колесных пар, различных деталей и узлов локомотивов, от производственного оборудования, от мытья полов в ремонтных цехах и от других операций. Количество нефтепродуктов в промышленных стоках на входе в очистные сооружения изменяется от 60 до 1740 мг-л-1. Сточные воды заводов перед сбросом в канализацию проходят очистку в отстойниках, нефтеловушках, затем во флотаторах.
Производственные сточные воды на Саратовской промывочно-пропарочной станции в основном образуются при промывке и пропарке цистерн из-под различных нефтепродуктов и других наливных грузов. Основную массу составляют сточные воды от промывки цистерн из-под темных нефтепродуктов, содержащих наибольшее количество загрязнений: нефти, масел, мазута и т.п. Количество нефтепродуктов в промышленных стоках станции колеблется от 200 мг-л -1 до 20 г-л \ Кроме основных загрязнений сточные воды содержат фенолы и различные химикаты.
Влияние температуры окружающей среды на температуру производственных сточных вод и изменение концентраций парогазовоздушных смесей в воздушных зонах очистных сооружений
Как было установлено в результате экспериментальных исследований (см. гл. 2.6) на территории канализационных насосных станций существует определенная загазованность. Это относится, в первую очередь, к насосным производственных сточных вод предприятий железнодорожного транспорта: шпалопропиточных заводов - до 150 мг-м "3 и промывочно-пропарочных станций - до 1000 мг-м-3; химической и нефтехимической промышленности - до 300 мг-м-3 и нефтеперерабатывающих заводов: насосные промстоков, ловушечного продукта и при прудах отстоя стоков -до 1000 мг-м"3.
По результатам натурных исследований построены поля концентраций ПГВС на территории канализационных станций производственных сточных вод нефтеперерабатывающих заводов (рис. 3.20).
Загазованность территории насосной станции показана линиями равных концентраций. Концентрации ПГВС на рис. 3.20 показаны в мг-м"3.
Из рис. 3.20 видно, что максимальная загазованность образуется на территории, непосредственно прилегающей к самим канализационным насосным станциям, а также к их приемным резервуарам. Причем наибольшие полученные концентрации ПГВС характерны для летнего периода года.
На рис. 3.21 показано изменение значений концентраций ПГВС снаружи, на территории насосных станций (Св) в зависимости от расстояния от них в плане (Ьн)(на примере насосных станций промстоков НПЗ). Максимальные концентрации ПГВС, обнаруженные вблизи насосных, резко убывают с увеличением расстояния от них в плане.
Определение интенсивности движения воздуха и естественной вентиляции внутри воздушных зон канализационных очистных сооружений Вентилирование нефтеловушек, как и других сооружений станций механической очистки производственных стоков, производится путем естественной вентиляции.
Выше отмечалось, что в процессе очистки производственных стоков в нефтеловушках происходит испарение паров ЛВЖ и ГЖ с поверхности промстоков. Интенсивность испарения зависит от температуры самих стоков, а также от температуры воздуха. Концентрация ПВС увеличивается с повышением температуры окружающей среды.
Можно предположить, что в условиях отсутствия естественной вентиляции в воздушных зонах очистных сооружений концентрация паровоздушной смеси ЛВЖ и ГЖ будет иметь большие значения, т.к. при аэрации удаляется некоторое количество этих паров из воздушных зон очистных сооружений. Поэтому определение интенсивности естественной вентиляции в очистных сооружениях представляет практический интерес.
В процессе исследований определялась скорость выхода воздуха из воздушной зоны нефтеловушек через боковые "окна", в зависимости от скорости ветра снаружи нефтеловушек. Соответствующая схема нефтеловушки показана на рис.3.22. Господствующее направление ветра -rz& KБоковые "окна" Нефтеловушка Боковые "окна" Рис.3.22 Схема нефтеловушки с указанием "окон" в плане Скорость движения воздуха замерялась в вентиляционных боковых окнах на выходе из нефтеловушки. Одновременно замерялась скорость движения наружного воздуха. Полученные значения
Скорость движениянаружного воздуха(VHB),M-C_1 0,0 0,5 1,0 1,25 1,5 2,0 2,6 3,2 3,5 4,0 Скорость воздухав вытяжных "окнах"(VB),M-C_1 0,0 0,05 ОД 0,15 0,19 0,29 0,4 0,53 0,59 0,7 С увеличением скорости наружного ветра возрастает и скорость воздушного потока внутри нефтеловушки, что можно представить в виде графика (рис.3.23). A VB, м-с"1 Рис. 3.23. Изменение скорости воздушного потока внутри нефтеловушек в зависимости от скорости ветра Производительность естественной вентиляции зависит от скорости движения воздуха, от площади вентиляционных "окон" и их количества. На рис. 3.24 показана одна из схем боковых вентиляционных "окон" с основными размерами в см.
Схема боковых вентиляционных "окон" Кратность воздухообмена вычисляется по формуле [22, 29, 202]: где Wy - объем удаляемого воздуха за один час; Wn - свободный объем нефтеловушки (объем воздушной зоны), м3. Из уравнения (3.45) для конкретного типа нефтеловушек определена кратность воздухообмена; в нашем случае она колеблется в широком диапазоне: от 1,28 до 17,92. Полученные величины будут использованы в дальнейших расчетах. Определение концентрации парогазовоздушных смесей вігутрн воздушных зон канализационных очистных сооружений при отсутствии в них естественной вентиляции
Все проведенные замеры концентраций ПВС осуществлялись при наличии естественной вентиляции. В эксплуатационных условиях в зависимости от типов нефтеловушек возможно увеличение концентраций ПВС в воздушных зонах очистных сооружений вследствие частичного или полного отсутствия воздухообмена.
В случае полного отсутствия естественной вентиляции максимальные концентрации ПВС достаточно точно можно определить аналитически, воспользовавшись для этой цели расчетными зависимостями [163]: соответственно концентрации паров ЛВЖ и ГЖ в точке "А" при нормальных условиях работы вентиляции (аэрации) и при её отсутствии; і и І - соответственно кратность воздухообмена при наличии вентиляции и при ее отсутствии. Наибольшие концентрации паров во время экспериментальных замеров были получены внутри воздушных зон нефтеловушек при скорости воздуха внутри них 0,05 - 0,15 м-с "\ т.е. при кратности воздухообмена / = 1,28 - 2,56. При этом концентрации были равны 12,5 г-м"3.
Учитывая, что с поверхности производственных стоков испаряются легкие фракции пленки, при оценке взрывопожароопасности этих сооружений сравниваем полученные максимально возможные величины с НКПР для паров самого летучего компонента пленки - бензина, у которого НКПР составляет (по различным источникам) от 31 до 45 г м 3 [73,170,196]. Из сравнения полученных значений концентраций ПВС по (3.46) с величиной НКПР следует, что при кратности воздухообмена / = 1,28; КА составляет 40-50 % от НКПР; а при кратности і = 2,56; КА равна НКПР.
Полученные данные хорошо согласуются с результатами специально проведенного эксперимента по определению концентрации ПВС в закрытых очистных сооружениях при отсутствии в них естественной вентиляции (гл. 2.5) [164]. Отклонение значений концентраций ПВС рассчитанных аналитически и полученных экспериментально не превышает 1 - 1,5 %.
Оценка экологической опасности канализационных очистных сооружений исследованных предприятий
Применительно к рассматриваемым канализационным очистным сооружениям - нефтеловушкам это означает, что по истечении некоторого времени их эксплуатации, сначала в головной части (при молекулярной диффузии), а затем и над всей секцией (до первого нефтесборника), концентрация паров нефтепродуктов достигает взрывоопасной величины. Начиная с этого момента, чтобы не достигнуть такой ситуации, необходим отсос паров жидкости и поддержание их концентрации в допустимых пределах, т.е. необходима организация естественной или искусственной вентиляции пространства над нефтеловушкой. Подробнее ситуационные особенности работы нефтеловушек рассмотрены в следующем пункте (п. 53.).
При работе нефтеловушек, устраиваемых, как правило, по схеме, рассмотренной в п. 5.1, собственно нефть и нефтепродукты попадают в нее в диспергированном виде. Архимедовы силы заставляют их частицы всплывать, причем крупные частицы всплывают гораздо быстрее мелких и мельчайших. В результате на свободной поверхности потока воды образуется слой нефтепродуктов, движущийся со скоростью потока (обычно 3 -10 мм-с-1). Этот слой имеет некоторую толщину (обычно не более 10 см), которая является переменной по длине нефтеловушки (рис. 5.2):
Толщина h распределена вдоль нефтеловушки по некоторому закону. Можно было бы предположить, что из-за непрерывного поступления к слою и слияния с ним мелких частиц нефтепродуктов, толщина слоя долж 211 на была бы постепенно увеличиваться. Однако этот процесс нарушается из-за наличия в слое нефти и нефтепродуктов легких легкоиспаряемых фракций, например бензина и др. Их количество, как свидетельствуют результаты натурных обследований [164, 224], составляет примерно 5% от объема нефтепродуктов в промстоках. Эти фракции при равенстве размеров всплывают несколько быстрее, чем тяжелые фракции, поэтому можно предположить наличие тонкого слоя легких фракций на поверхности слоя нефти и нефтепродуктов. Поступающие к нему мелкие фракции или всплывающие из придонной зоны, продолжают всплывать и в слое нефтепродуктов и сливаются со слоем легких фракций. Суммарная его толщина не превышает 0,5 см.
Из слоя легких фракций начинается их испарение в окружающую среду. При этом в тонком слое у свободной поверхности быстро образуется слой насыщенный парами фракций с концентрацией насыщенных паров Кип- Через этот слой пары легких фракций распространяются в воздушный объем нефтеловушек. Со временем над нефтеловушкой образуется слой смеси воздуха с парами легких фракций нефтепродуктов (ПВС) переменной концентрации К = K(Z). За счет испарения легких фракций толщина их слоя (толщина общего слоя нефтепродуктов) несколько уменьшается.
Процесс перемещения слоя нефтепродуктов к нефтесборнику в первом приближении схематизируем следующим образом. На некотором расстоянии от начальной, входной части нефтеловушки будем считать слой нефтепродуктов, в основном сформированным, а легкие фракции расположены тонким слоем на его поверхности. С точки зрения пожарной и взры-вобезопасности, желательно обеспечить такие условия, при которых концентрация легких фракций в воздушной зоне нефтеловушки была бы меньше нижнего предела воспламенения, Кцклр, а слой легких фракций испарился бы полностью до нефтесборника. Последнее требование предусматривает понижение взрывопожароопасности в местах отведения нефтепродук 212 тов (тяжелых фракций), уловленных нефтесборниками. Рассмотрим с учетом свойств паров легких фракций возможности достижения этих целей.
Случай испарения легких фракций нефтепродуктов в замкнутое пространство Этот случай ближе всего подходит к хранению нефтепродуктов в закрытых емкостях, в которых по истечению некоторого времени пространство над свободной поверхностью нефтепродуктов будет заполнено смесыо воздуха с насыщенными парами легких фракций.
Если перейти к случаю, когда свободное воздушное пространство нефтеловушки заполнено неподвижным воздухом, то развитие ситуации с взрывоопасностью оценивается следующим образом.
Определим скорость испарения бензина в неподвижный воздух. Для расчетов примем следующие исходные данные: средний молекулярный вес паров бензина M6.cp-= 100; удельный вес бензина - 0,73; давление насыщенных паров при /=20С - Рб = 266 мм рт. ст. раз за час предотвратит образование взрывоопасной ПВС в воздушной зоне нефтеловушки. Нормами [104, 179] предусмотрена при расчете их веіітиляция, близкая к полученной величине — трех- пятикратная замена воздуха. По-видимому, они были разработаны из подобных оснований. Для условий примера, объем отсасываемого воздуха составил - 9-270 = 2430 м час-1 = 0,675 м3-с-1. Примерно к такому же результату придем, воспользовавшись данными А.Н.Баратова [18, 19], согласно которым для образования взрывоопасной концентрации в объеме 10м3 воздуха при температуре t +20С потребуется испарить 0,24 л бензина за 1,7 часа. При этом весовая скорость испарения бензина будет равна
Влияние скорости движения воздушной среды на скорость испарения в неё различных жидкостей учитывается, в основном, рядом эмпирических и полуэмпиричесюгх форлгул. Некоторые из них приведены выше. Режим движения воздуха в достаточно больших объемах, как правило, является турбулентным. Поэтому далее без особых оговорок используем эти формулы. Кроме того, будем предполагать, что при организации принудительной вентиляции воздушной зоны нефтеловушки выгоднее всего осуществлять поперечное по отношению движения потока в нефтеловушке движение воздуха со скоростью Vy. Определим значение скорости Vy над свободной
