|
|
Якщо відома швидкість надходження горючих парів або газів у виробниче приміщення при пошкодженні або аварії апарата, можна визначити проміжок часу, протягом якого концентрація горючої речовини в приміщеннях досягне вибухонебезпечних меж. При цьому необхідно розрізняти два випадки: за наявності та за відсутності повітрообміну у виробничому приміщенні.
Розглянемо загальний випадок, коли у приміщенні об’ємом V гарантований повітрообмін кратністю n в 1/год. При цьому частка парів або газів, що будуть виходити під час аварії, буде рівномірно розподілятися у всьому об’ємі приміщення і частково безперервно буде відводитися із виробничого приміщення назовні, в результаті чого зростання концентрації горючих речовин до небезпечних меж дещо сповільниться.
Кількість повітря, що поступає до приміщення, можна розрахувати за формулою:
 (4.12)
Складемо рівняння матеріального балансу для даного випадку відносно горючих речовин у повітрі виробничого приміщення. Воно буде мати наступний вид: приріст кількості горючої речовини у повітрі виробничого приміщення буде дорівнювати кількості горючих речовин, що поступають із пошкодженого апарата до приміщення, за винятком кількості горючих речовин, що викидаються із приміщення, або:
V dφ = q dτ – α φ dτ (4.13)
V dφ = (q – α φ) dτ (4.14)
 (4.15)
де V – об’єм приміщення, м3;
dφ – приріст концентрації горючої речовини за час dτ;
q – інтенсивність надходження горючої речовини до виробничого приміщення з пошкодженого апарата, м3/с.
Інтегруючи диференціальне рівняння 4.15, одержимо:
 (4.16)
де А - постійна величина, що визначається за початковими умовами.
Якщо в момент початку аварії (τ=0) концентрація горючої речовини φ в повітрі виробничого приміщення дорівнює нулю, тоді інтегрування рівняння 4.15 в межах від  = 0 до  =  дає:
 (4.17)
де τ – тривалість наростання вибухонебезпечних концентрацій в приміщенні, с;
α – кількість повітря, що поступає до приміщення, або продуктивність вентиляційної системи, м3/с;
q – інтенсивність надходження парів або газів до приміщення з пошкодженого апарата, м3/с;
Якщо ж виробниче приміщення не має примусової вентиляції або вентиляція не надійна (відсутній резервний вентилятор, не здійснюється живлення електродвигунів від двох незалежних джерел), створюються найбільш сприятливі умови для утворення вибухонебезпечних концентрацій при пошкодженнях та аваріях технологічних апаратів і трубопроводів. В цьому випадку кількість горючої речовини, що виходить назовні з обладнання за проміжок часу dτ, дорівнює приросту кількості горючої речовини в повітрі приміщення за той же проміжок часу dτ:
qdτ = Vdφ (4.18)
Після інтегрування цього рівняння одержимо:
 (4.19)
Тривалість утворення вибухонебезпечних концентрацій може бути визначена відносно повного об’єму виробничого приміщення. Але, враховуючи те, що для створення небезпечного (для виробничої будівлі) надлишкового тиску достатньо утворення вибухонебезпечної суміші лише в незначній частці об’єму приміщення (наприклад, в 5%), за розрахунковий об’єм необхідно приймати саме цю частку об’єму.
Аналіз аварій, що мали місце, та розрахунків свідчить про те, що при пошкодженні технологічного обладнання з горючими газами тривалість зростання концентрації горючої речовини у повітрі (до небезпечних меж) виробничого приміщення може рахуватися секундами. При значних аварійних витоках парів та газів наявність навіть самої потужної вентиляції не може запобігти утворенню вибухонебезпечної суміші в приміщенні.
Слід відзначити, що підвищення концентрацій у виробничих приміщеннях в результаті розливу та наступного випаровування легкозаймистих рідин, проходить значно повільніше (в залежності від швидкості випаровування рідини), ніж при витоку газів.
|