CC BY
6где J - момент одной ветви относительно оси 1-1, см4, принимаемый по справочникам в зависимости от номера прокатного профиля;
/]Расч - расчётная площадь сечения ветви, см2;
а- расстояние от оси ветви 1-1 до свободной оси стержня у см, (рис. 2).
Гибкость отдельной ветви относительно собственной оси 1-1 определяют по формуле:
^1 = ¡1 / г,
где ¡1 - расстояние между приваренными планками в свету, см;
Г - радиус ширины сечения ветви относительно оси 1-1, см, принимаемый по справочникам в зависимости от номера прокатного профиля.
Среди двух значений Хх и ^пр в расчётах используют максимальную величину. При проектировании стоек следует стремиться, чтобы эти значения приблизительно были равными.
Таким образом, представленная методика оценки несущей способности металлических конструкций существующих подвалов и расчета их усиления дает возможность на практике просто и эффективно проводить реальные расчеты по усилению металлических конструкций подвалов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ларионов В. И, Шульгин В Н Определение несущей способности и расчет усиления элементов конструкций подвалов. Учебно-методическое пособие. - М.: ВИА, 1989. - 150 с.
2. Шульгин В. Н, Ларионов В. И Способы усиления и расчет элементов подвалов. Учебное пособие. - Новогорск: АГЗ МЧС России, 2000. - 163 с.
3. Шульгин В. Н Теоретические основы инженерной защиты населения. Монография. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2007. - 556 с.
БЕЗОПАСНОСТЬ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА
УДК 614.841
А. П. Петров
доктор технических наук, профессор, профессор кафедры пожарной безопасности технологических процессов Академии ГПС МЧС России
A. Petrov
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОБРАЗОВАНИЯ ГОРЮЧЕЙ КОНЦЕНТРАЦИИ В РЕЗЕРВУАРАХ С НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ
В статье рассмотрены вопросы аналитической оценки возможности образования горючей концентрации в резервуарах при хранении нефти и нефтепродуктов.
Ключевые слова: горючая концентрация, нефтяные резервуары, нефть и нефтепродукты.
ANALYTICAL ESTIMATION OF FORMATION OF COMBUSTIBLE CONCENTRATION IN TANKS WITH OIL AND MINERAL OIL
In this article questions of an analytical estimation of possibility of formation of combustible concentration in tanks at storage of oil and mineral oil are considered.
Keywords: combustible concentration, oil tanks, oil and mineral oil.
Для обеспечения пожарной безопасности при хранении нефти и нефтепродуктов в резервуарах решающее значение имеет вопрос предотвращения образования горючей паровоздушной концентрации в его внутреннем газовом пространстве. В инженерной практике решение этого вопроса напрямую связано с аналитической оценкой возможности образования горючей концентрации.
При неподвижном уровне жидкости концентрация в паровоздушном пространстве резервуара близка к концентрации насыщенного пара 05. Эта концентрация определяется давлением насыщенного пара Р5 и общим (атмосферным барометрическим) давлением Робщ в свободном объеме аппарата:
0_ р1 Р)бщ. 0)
Давление насыщенного пара Р5 для индивидуальных жидкостей может быть найдено из справочной литературы или определено расчетным путем по формуле Антуана
в
А-
Рэ= 10 0+7, (2)
где А, В С - константы Антуана, которые даны в справочной литературе; Т- рабочая температура жидкости.
Однако нефть и нефтепродукты являются неоднородными по своему составу и представляют собой сложную смесь взаиморастворимых углеводородных жидкостей. Поэтому формула Антуана (2) для определения давления насыщенного пара Р5 этих жидкостей не может быть использована. Хотя для некоторых нефтей (главным образом легких) и нефтепродуктов иногда в справочной литературе приводятся константы Антуана по интегральным химическим формулам веществ. Понятно, что использование этих данных на практике весьма ограничено.
В такой ситуации целесообразно использовать зависимости, в которых давление насыщенного пара связано не только с температурой жидкости, но и с параметрами (константами), характеризующими индивидуальные свойства жидкостей. Например, можно использовать зависимость, предложенную В. П. Сучковым [1], в которой используются рабочая температура жидкости Тж и температура вспышки их паров Твпп в закрытом тигле, принятые в °С:
р _ехр[6,908 + 0,0433(7^ -0,9247всп + 2,055)]
' 1047 + 7,48 7Сп .
Зависимость (3) апробирована для многих нефтей и нефтепродуктов. Она показала хорошую сходимость с результатами газового анализа проб паров нефти, взятых из резервуаров при неподвижном уровне жидкости, когда устанавливалась насыщенная концентрация.
Таким образом, опасность образования горючей концентрации при хранении нефти в резервуарах может быть оценена путем проверки двух условий (условий опасности):
а) наличия над зеркалом жидкости паровоздушного объема;
б) выполнения зависимости
СНпв <Сs _ С < СВпв, (4)
где С - рабочая (фактическая) концентрация паров жидкости в резервуаре; СНПВ и СВПВ - соответственно, нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения (распространения пламени).
Концентрационные пределы воспламенения для жидкостей приведены в справочниках. Они могут быть также определены экспериментально или расчетным путем.
Из соотношения (3) видно, что рабочая (фактическая) концентрация паров жидкости в резервуаре зависит от Тсп, т. е. от её компонентного состава, и от Тж. Поэтому, если температура жидкости в резервуаре изменяется во времени (например, в течение суток), то в зависимость (4) вместо рабочей концентрации Сследует подставлять интервал её изменения.
Условие опасности (4) может быть применимо для оценки возможности образования горючей концентрации в аппаратах с неподвижным уровнем жидкости, когда в них образуется насыщенная концентрация паров. Это условие остается справедливым также и при наполнении, так как подъем уровня жидкости в аппаратах с дыхательными устройствами не изменит насыщенную концентрацию паровоздушной смеси над зеркалом жидкости. Однако при опорожнении таких аппаратов состояние насыщения газового пространства парами жидкости нарушается за счет поступления через дыхательную арматуру дополнительного количества воздуха. Концентрация при этом уменьшается и после завершения откачки она становиться равной конечной концентрации Ск. В этом случае для богатых (выше СПВ до откачки), насыщенных смесей, она может стать взрывоопасной. В таком случае оценку горючести среды по условию (4) проводить нельзя, поэтому предлагается осуществлять ее по соотношению:
Снпв ^ (С_ Ск) < СВпв, (5)
где С - рабочая (фактическая) для данного момента времени концентрация паров жидкости, равная конечной концентрации Ск которая установится сразу после завершения операции откачки.
Действительную рабочую концентрацию Ск в этом случае можно определить экспериментально путем отбора пробы и проведения газового анализа, что не всегда представляется возможным.
В инженерной практике концентрацию Ск можно определить аналитическим путем, в частности, исходя из того, что для данной рабочей температуры жидкости всегда справедливо неравенство Ск < 0Э за счет разбавления насыщенной концентрации 0Э при поступлении в газовое
пространство аппарата воздуха через дыхательную арматуру:
1/св
Ск_ (С _ Сs) //-, (6)
г
где Сн - начальная концентрация паров (до начала операции откачки), равная насыщенной концентрации; /св - начальный свободный объем аппарата до откачки; /св - конечный свободный объем аппарата после откачки, равный
/св + / , (7)
н отк.ж 5 ' '
где /тк.ж - объем откачанной (слитой) жидкости.
Из соотношения (6) видно, что концентрация паров в аппарате после откачки уменьшится пропорционально увеличению свободного объема аппарата.
Из сказанного можно сделать следующие выводы.
1. Для оценки возможности образования горючей среды в аппаратах с изменяющимся уровнем нефти и нефтепродуктов при осуществлении операции слива целесообразно использовать условие опасности (5).
2. Для предупреждения образования горючей среды во всем свободном объеме резервуаров, в которых при неподвижном уровне жидкостей насыщенные концентрации их паров превышают верхний концентрационный предел распространения пламени, целесообразно установить предельное (безопасное) значение объема сливаемой жидкости, чтобы Ск оставалось выше СВПВ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Сучков В. П. Расчет давления насыщенных паров дизельных топлив по температуре вспышки // Вестник Академии Государственной противопожарной службы. - 2006. - № 5. - С. 48-52.
