Дослідження параметрів вибухонебезпечних зон резервуарів зі світлими нафтопродуктами

Кулаков Олег Вікторович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-5236-1949

Катунін Альберт Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-2171-4558

Михайловська Юлія Валеріївна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-1090-5033

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2022-35-10

Ключові слова: вибухонебезпечна зона, резервуар, світлі нафтопродукти, швидкість вітру, швидкість витоку

Анотація

Досліджено класи та розміри вибухонебезпечних зон резервуарів зі світлими нафтопродуктами залежно від умов їх зберігання: всередині резервуару, навколо дихального клапану, що не виключає виток небезпечних парів з резервуару у атмосферу та при аварійній некатастрофічній розгерметизації резервуару. Розрахунки здійснювалися трьома методами: розрахунковим методом визначення гіпотетичного об’єму, розрахунковим методом з використанням номограм та детермінованим методом. Розрахунки, виконані детермінованим методом, не відповідають результатам, отриманим з використанням розрахункових методів. Розрахунки, проведені методом визначення гіпотетичного об’єму, дають більш високі розміри вибухонебезпечних зон у порівнянні з отриманими методом з використанням номограм. Класи та розміри зон за детермінованим методом є фіксованими та незалежними від умов навколишнього середовища. Всередині резервуару має місце вибухонебезпечна зона класу 0. Навколо дихального клапану резервуару залежно від швидкості руху парів через отвір клапану при різних швидкостях вітру за нормальних умов за розрахунковими методами час існування вибухонебезпечної зони є максимальним за відсутності примусового розсіювання вибухонебезпечної суміші. При збільшенні швидкості руху парів через отвір дихального клапану збільшення радіусу вибухонебезпечної зони відбувається за логарифмічним законом. Зміна температури призводить до незначної зміни радіусу. При розгерметизації резервуару збільшення радіусу вибухонебезпечної зони при збільшення швидкості витоку відбувається також за логарифмічним законом. Радіус зони, отриманий методом визначення гіпотетичного об’єму майже у два рази перевищує радіус, розрахований методом з використанням номограм. Максимально можливий радіус становить 20 м та 9 м, відповідно, при швидкості витоку бензину 10 кг/с. Детермінованим методом радіус зафіксований на рівні 3 м для усіх умов витоку.

Посилання

1. Кулаков О. В., Катунін А. М., Ляшевська О. І. Особливості визначення класів і розмірів вибухонебезпечних зон, що створюються навколо зовнішніх установок. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2021. № 33. С. 167–180. URL: http://pes.nuczu.edu.ua/uk/arkhiv-nomeriv/15-33/111-kulakov-o-v-katunin-a-m-lyashevska-o-i-osoblivosti-viznachennya-klasiv-i-rozmiriv-vibukhonebezpechnikh-zon-navkolo-zovnishnikh-ustanovok-s-168-181
2. International Electrotechnical Commission (IEC). HIS Markit Standards Store. URL: http://www.iec.ch/
3. National Fire Protection Association (NFPA). URL: https://www.nfpa.org
4. British Standards Institution (BSI). URL: https://www.bsigroup.com/
5. IEC 60079-10-1: 2020. Explosive atmospheres – Part 10-1: Classification of areas – Explosive gas atmospheres. Geneva. 2020. 236 p. URL: https://webstore.iec.ch/publication/63327
6. ANSI/NFPA 70. National Electrical Code. 2020 editor. URL: https://www.nfpa.org/codes-and-standards/all-codes-and-standards/list-of-codes-and-standards/detail?code=70
7. ANSI/NFPA 497. Recommended Practice for the Classification of Flammable Liquids, Gases, or Vapors and of Hazardous (Classified) Locations for Electrical Installations in Chemical Process Areas. 2021 editor. National Fire Protection Association. URL: http:/www.nfpa.org/
8. ANSI/API RP 505. Recommended Practice for Classification of Locations for Electrical Installations at Petroleum Facilities Classified as Class I, Zone 0, Zone 1, and Zone 2. 2018 editor. American Petroleum Institute, Washington, DC. 177 р. URL: http:/www.nfpa.org/
9. EI 15. Model code of safe practice Part 15: Area classification code for instal-lations handling flammable fluids. 2015 editor. Energy Institute, London, UK. URL: https://publishing.energyinst.org/
10. Bozek A. Application of IEC 60079-10-1 edition 2.0 for Hazardous Area Classification. 2017. Petroleum and Chemical Industry Technical Conference (PCIC), Calgary, AB, Canada. 18–20 Sept. 2017. P. 451–460. doi: 10.1109/TIA.2017.2785258
11. Webber D., Ivings M., Santon R. Ventilation theory and dispersion modelling applied to hazardous area classification. Journal of Loss Prevention in the Process In-dustries. 2011. Vol. 24. № 5. P. 612–621. doi: 10.1016/j.jlp.2011.04.002
12. Tommasini R., Pons E., Palamara F. Area classification for explosive atmos-pheres: Comparison between European and North American approaches. IEEE transactions on industry applications. 2014. Vol. 50. № 5. P. 3128–3134. doi: 10.1109/TIA.2014.2306980
13. Estellito R., Moreira L., Leao H. Area classification is not a copy-and-paste process: performing reliable hazardous area classification studies. IEEE IAS Industry Applications Magazine. 2016 (Jan/Feb). Vol. 22. P. 28–39. doi: 10.1109/ МИАС.2015.2458335
14. Dong L., Zuo H., Hu L., Yang B., Li L., Wu L. Simulation of heavy gas dis-persion in a large indoor space using CFD model. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2017. Vol. 46. P. 1–12. doi:10.1016/j.jlp.2017.01.012
15. Cheng C., Tan W., Liu L. Numerical simulation of water curtain application for ammonia release dispersion. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2014 (July). Vol. 30. P. 105–112. doi: 10.1016/j.jlp.2014.05.003
16. IEC 62305-1: 2010. Protection against lightning – Part 1: General principles. Geneva. 2010. 137 p. URL: https://webstore.iec.ch/publication/6793
17. IEC 62305-2: 2010. Protection against lightning – Part 2: Risk management. Geneva. 2010. 171 p. URL: https://webstore.iec.ch/publication/6794
18. IEC 62305-3: 2010. Protection against lightning − Part 3: Physical damage to structures and life hazard. Geneva. 2010. 313 p. URL: https://webstore.iec.ch/publication/6795
19. IEC 62305-4: 2010. Protection against lightning − Part 4: Electrical and electronic systems within structures. Geneva. 2010. 178 p. URL: https://webstore.iec.ch/publication/6796
20. ISO/IEC 80079-20-1: 2017. Explosive atmospheres – Part 20-1: Material characteristics for gas and vapour classification – Test methods and data. Geneva. 2017. 167 p. URL: https://www.iso.org/standard/69556.html