Пожежонебезпека резервуарів з горючими рідинами

Резервуари з летючими горючими рідинами являють собою об'єкт виключної вибухо- і пожежонебезпеки. При витрачанні залитої в резервуар горючої рідини звільнене простір заповнює атмосферне повітря, вільно входить через дихальний клапан. При цьому над поверхнею горючої рідини утворюється паровоздушная суміш, яка в залежності від летючості палива і температури резервуара може ставати вибухонебезпечною. При такій системі експлуатації безпеку резервуарів грунтується по суті не на першому, а тільки на другому принципі. До імпульсам, здатним ініціювати горіння вибухових пароповітряних сумішей, іноді утворюються в дуже великих обсягах, відносяться розряди статичної електрики і можливе нагрівання стінок резервуара. Найбільш небезпечними об'єктами поразки випромінюванням палаючого резервуара виявляються такі ж сусідні резервуари, які часто зібрані в резервуарні парки [1]. Для оцінки ефективності захисних заходів визначимо, як швидко нагрівається резервуар потоком променевої енергії факела над таким же палаючим резервуаром і як раціонально запобігати загоряння сусідніх резервуарів.^[1]

Визначимо швидкість підвищення температури dT / dt циліндричного резервуара об'ємом V при рівних висоті і діаметрі, заповненого горючою рідиною щільністю r і питомою теплоємністю с, отстоящего на відстані r від аналогічного палаючого резервуара. Приймаємо, що температура швидко вирівнюється у всьому вмісті резервуара. Очевидно, що

(5.7)

де q r - повний потік променевої енергії, що падає на резервуар в одиницю часу.

Вважаємо, що відбивна здатність поверхні стінки резервуара дорівнює нулю. Повний тепловий потік, що сприймається опромінюваним резервуаром, визначається поверхнею його вертикального перетину, рівний d 2 = (6V / π) 2/3, q r = q 1 d 2, де q 1 - тепловий потік, що сприймається одиницею поверхні резервуара.

Тоді

(5.8)

Швидкість нагрівання лише слабо (~ 1 / С1 / 3) залежить від обсягу резервуара, вона в основному визначається безразмерyим відстанню між взаємодіючими об'єктами. Беручи з = 2,1 Дж / (г • К), р = 0,8 г / см3, знаходимо швидкість нагрівання опромінюється резервуара залежно від його ємності і безрозмірного відстані х (табл. 5.3).

Таблиця 5.3

Швидкість нагрівання опромінюється резервуара, ° С / год

Швидкість радіаційного нагрівання резервуарів практично довільних розмірів дуже невелика. Для відстані 2,5 діаметра резервуара, коли потік променистого тепла небезпечний щодо загоряння деревини, швидкість нагрівання реальних ємностей нс перевищує 10 ° С / год, опромінюваний резервуар істотно не розігрівається. Це обумовлено великою масою тіла, що нагрівається. Навряд чи можливі й істотні місцеві перегріви рідини: виникнення в ній помітного градієнта температури призведе до появи конвективних потоків, що усувають неоднорідність. Однак практика підтверджує можливість підпалювання рідини в резервуарі при його опроміненні факелом від сусіднього зруйнованого сховища пального. Причина цього полягає в утворенні вибухової пароповітряної суміші в резервуарі над поверхнею летючої горючої рідини і розігріві частин корпусу опромінюється резервуара і його комунікацій, що знаходяться вище рівня рідини. Очевидно, що ці частини обладнання, не охолоджувані рідким пальним, можуть нагріватися випромінюванням факела до температури ініціювання горіння вибухової пароповітряної суміші.

З викладеного випливає, що вибухо-та пожежобезпечність сховищ горючих рідин можна гарантовано забезпечити, тільки не допускаючи утворення в них вибухових сумішей. Для цього слід виключити введення в резервуар атмосферного повітря, який необхідно замінити технічним азотом або (у його оотсутствіе) сумішшю інертних газів з обмеженим вмістом O2. Допустимий склад атмосфери над поверхнею горючої рідини визначається граничною концентрацією кисню Y.

Особливий режим резервуара з горючою рідиною

Деякі легколетучие горючі рідини за певних умов можна передавлює атмосферним повітрям, не розбавляючи його азотом. Такий режим можливий при високому тиску пара горючої рідини, достатній для утворення невибухових сумішей, в яких вміст горючої перевищує pmax вже при температурі нижче кімнатної. Цей метод може бути застосований в теплу пору року, при жаркому кліматі або в приміщеннях, що обігріваються. Він особливо доцільний тоді, коли стиснене азот або суміш інертних газів взагалі недоступні, наприклад при розливі з цистерн на нестаціонарних майданчиках.

Для здійснення такої операції необхідно на всьому її протязі контролювати температуру рідини в резервуарі: вона не повинна опускатися нижче критичної позначки, яке тим більше, чим вище загальний тиск над поверхнею рідини. Подається повітря повинен до входу в резервуар насичуватися парою пального. Для цього сто доцільно пропускати через насадок колони, заповнену кільцями Рашига, зрошувану заливається в резервуар рідиною. Для досягнення повноти насичення бажано, щоб температура колони кілька перевищувала температуру основного резервуара. Гранична безпечна температура передавливания повітрям Т кр визначається значенням pmax повітряних сумішей даної горючої, залежністю тиску насиченої пари від температури і сумарним тиском. У табл. 5.4 наведені мінімальні безпечні температури (° С) для передавливания повітрям бензолу, ацетону, етилового ефіру і етилової суміші Р-9 (вона використовується як антидетонаційної добавки до моторних палив, її основним летючим компонентом є бромистий етил) при загальному тиску 0,1 і 0,2 МПа.

Таблиця 5.4

Мінімальні безпечні температури для передавливания повітрям деяких речовин, ° С

Значення Т кр досить помірні для практичного використання такого способу. Для забезпечення запасу надійності температуру передавлюють рідини слід підтримувати на 5-6 ° С вище Т кр.

• [1] Хітрін Л. Я. Запалювання газових сумішей в потоці накоченим тілом // Доповіді АН СРСР. 1955. Т. 103. С. 277-294.