Приложение 3. Приказ МЧС России от 26.06.2024 N 533 "Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах" (Зарегистрировано в Минюсте России 02.09.2024 N 79360)

1. Рассматривается резервуар, находящийся в обваловании (рисунок П3.1).

Вводятся следующие допущения:

истечение через отверстие однофазное;

резервуар имеет постоянную площадь сечения по высоте;

форма и линейные размеры отверстия на величину массового расхода не влияют;

толщина стенки не учитывается;

поверхность жидкости внутри резервуара горизонтальна;

температура жидкости остается постоянной в течение времени истечения.

Массовый расход жидкости G (кг/с) через отверстие во времени t (с) определяется по формуле:

, (П3.1)

где G0 - массовый расход в начальный момент времени, кг/с, определяемый по формуле:

, (П3.2)

где - плотность жидкости, кг/м3;

g - ускорение свободного падения (9,81 м/с2);

- коэффициент истечения;

Ahol - площадь отверстия, м2;

hhol - высота расположения отверстия, м;

AR - площадь сечения резервуара, м2;

h0 - начальная высота столба жидкости в резервуаре, м.

Высота столба жидкости в резервуаре h (м) в зависимости от времени t определяется по формуле:

, (П3.3)

2. Условия перелива струи жидкости (при h0 > hhol) через обвалование определяется по формуле:

, (П3.4)

где H - высота обвалования, м;

L - расстояние от стенки резервуара до обвалования, м.

Рисунок П3.1. Схема для расчета истечения жидкости
из отверстия в резервуаре

Количество жидкости m (кг), перелившейся через обвалование за полное время истечения, определяется по формуле:

, (П3.5)

где tpour - время, в течение которого жидкость переливается через обвалование, с (время, в течение которого выполняется условие (П3.4).

Величина tpour определяется по формуле:

, (П3.6)

где a, b, c - параметры, которые определяются по формулам:

, м/с2; (П3.7)

, м/с; (П3.8)

, м. (П3.9)

3. В случае если жидкость в резервуаре находится под избыточным давлением (Па), величина мгновенного массового расхода G0 (кг/с) определяется по формуле:

. (П3.10)

Для определения количества жидкости, перелившейся через обвалование, и времени перелива следует проинтегрировать соответствующую систему уравнений, где величина может быть переменной.

II. Метод оценки параметров процесса при истечении сжатого
или сжиженного газа из отверстия в резервуаре.

4. Массовая скорость истечения сжатого газа из отверстия в резервуаре определяется по формулам:

докритическое истечение:

; (П3.11)

; (П3.12)

сверхкритическое истечение:

; (П3.13)

, (П3.14)

где G - массовый расход, кг/с;

Pа - атмосферное давление, Па;

PV - давление газа в резервуаре, Па;

- показатель адиабаты газа;

Ahol - площадь отверстия, м2;

- коэффициент истечения (при отсутствии данных принимается равным 0,8);

- плотность газа в резервуаре при давлении PV, кг/м3.

5. Массовая скорость истечения паровой фазы GV (кг/с) определяется по формуле:

, (П3.15)

где - коэффициент истечения;

Ahol - площадь отверстия, м2;

PC - критическое давление сжиженного газа, Па;

M - молярная масса, кг/моль;

R - универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж/(К·моль);

TC - критическая температура сжиженного газа, К;

PR = PV / PC - безразмерное давление сжиженного газа в резервуаре;

PV - давление сжиженного газа в резервуаре, Па.

Массовую скорость истечения паровой фазы можно также определять по формулам (П3.11) - (П3.14).

Массовая скорость истечения жидкой фазы GL (кг/с) определяется по формуле:

, (П3.16)

где - плотность жидкой фазы, кг/м3;

- плотность паровой фазы, кг/м3;

TR = T / TC - безразмерная температура сжиженного газа;

T - температура сжиженного газа в резервуаре, К.

6. При квазимгновенном разрушении резервуара (внезапный, в течение секунд или долей секунд, распад резервуара на приблизительно равные по размеру части) часть хранимой в резервуаре жидкости может перелиться через обвалование.

7. Ниже представлена математическая модель, позволяющая оценить долю жидкости, перелившейся через обвалование при квазимгновенном разрушении резервуара. Приняты следующие допущения:

рассматривается плоская одномерная задача;

временем разрушения резервуара не учитывается;

жидкость является невязкой;

трение жидкости о поверхность земли отсутствует;

поверхность земли является плоской, горизонтальной.

Система уравнений, описывающих движение жидкости, имеет вид:

, (П3.17)

где h - высота столба жидкости над фиксированным уровнем, м;

hG - высота подстилающей поверхности над фиксированным уровнем, м;

u - средняя по высоте скорость движения столба жидкости, м/с;

x - координата вдоль направления движения жидкости, м;

t - время, с;

g - ускорение свободного падения (9,81 м/с2).

Граничные условия (рисунок П3.2) имеют вид:

; (П3.18)

; (П3.19)

; (П3.20)

; (П3.21)

где a - высота обвалования.

Массовая доля жидкости Q(%), перелившейся через обвалование к моменту времени T, определяется по формуле:

, (П3.22)

где uN - средняя по высоте скорость движения столба жидкости при x = b, м/с;

hN = высота столба жидкости при x = b, м;

h0 - начальная высота столба жидкости в резервуаре, м;

R - ширина резервуара, м.

График расчетной и экспериментальной зависимостей массовой доли перелившейся через обвалование жидкости Q от параметра a/h0 представлен на рисунке П3.3.

Рисунок П3.2. Типичная картина движения жидкости в обваловании при квазимгновенном разрушении резервуара:

Рисунок П3.3. Зависимость доли перелившейся
через обвалование жидкости Q от параметра a/h0: 1 - расчет;
2 - эксперимент

8. Количество поступивших в окружающее пространство горючих веществ, которые могут образовать взрывоопасные газопаровоздушные смеси или проливы горючих сжиженных газов, ЛВЖ и ГЖ на подстилающей поверхности, определяется исходя из следующих предпосылок:

а) происходит расчетная авария одного из резервуаров (аппаратов) или трубопровода;

б) все содержимое резервуара (аппарата, трубопровода) или часть продукта (при соответствующем обосновании) поступает в окружающее пространство. При этом в случае наличия на объекте нескольких аппаратов (резервуаров) расчет следует проводить для каждого резервуара (аппарата);

в) при разгерметизации резервуара (аппарата) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих резервуар по прямому и обратному потоку в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов. Расчетное время отключения трубопроводов определяется в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки, и должно быть минимальным исходя из паспортных данных на запорные устройства и их надежности, характера технологического процесса и вида расчетной аварии.

При отсутствии данных для оценки массы горючих веществ, поступающих в окружающее пространство в результате возникновения пожароопасных ситуаций, для сценария последующего воспламенения расчетное время отключения технологических трубопроводов следует принимать равным:

времени срабатывания системы автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов;

120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;

300 с при ручном отключении;

г) в качестве расчетной температуры при пожароопасной ситуации с наземно расположенным оборудованием следует принимать максимально возможную температуру воздуха в соответствующей климатической зоне, а при пожароопасной ситуации с подземно расположенным оборудованием - температуру грунта, условно равную максимальной среднемесячной температуре окружающего воздуха в наиболее теплое время года;

д) длительность испарения жидкости с поверхности пролива принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с. Для проливов жидкости до 20 кг время испарения следует принимать равным 900 с.

9. Допускается использование показателей пожаровзрывоопасности для смесей веществ и материалов по наиболее опасному компоненту.

10. Масса жидкости, поступившей в окружающее пространство при разгерметизации резервуара, определяется по формуле:

, (П3.23)

где ma - масса жидкости, кг;

- плотность жидкости, кг/м3;

VR - объем жидкости в резервуаре, м3.

Масса жидкости, поступившей самотеком при полном разрушении наземного или надземного трубопровода, выходящего из резервуара, определяется по формулам:

, (П3.24)

где

, (П3.25)

где

, (П3.26)

где GL - начальный расход жидкости, истекающей из резервуара через разгерметизированный трубопровод, кг/с;

- коэффициент истечения;

- расчетное время отключения трубопроводов, связанных с местом разгерметизации, с;

dP - диаметр трубопроводов, м (в случае различных диаметров трубопроводов, связанных с местом разгерметизации, объем выходящей жидкости рассчитывается для каждого трубопровода в отдельности);

Li - длина i-го участка трубопровода от запорного устройства до места разгерметизации, м;

n - число участков трубопроводов, связанных с местом разгерметизации;

- напор столба жидкости в резервуаре, Па;

hL - высота столба жидкости (от верхнего уровня жидкости в резервуаре до уровня места разгерметизации), м;

g - ускорение свободного падения, м/с2 (g = 9,81).

11. При проливе на неограниченную поверхность площадь пролива FПР (м2) жидкости определяется по формуле:

FПР = fр · Vж, (П3.27)

где fр - коэффициент разлития, м-1 (при отсутствии данных следует принимать равным 5 м-1 при проливе на неспланированную грунтовую поверхность, 20 м-1 при проливе на спланированное грунтовое покрытие, 150 м-1 при проливе на бетонное или асфальтовое покрытие);

Vж - объем жидкости, поступившей в окружающее пространство при разгерметизации резервуара, м3.

При оценке площади пролива допускается при соответствующем обосновании использовать другие модели растекания жидкости.

12. В случае наполнения резервуара масса паров определяется по формуле:

, (П3.28)

где

, (П3.29)

где mV - масса выходящих паров ЛВЖ, кг;

- плотность паров ЛВЖ, кг/м3;

PH - давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа, определяемое по справочным данным;

P0 - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101);

VR - геометрический объем паровоздушного пространства резервуара (при отсутствии данных следует принимать равным геометрическому объему резервуара), м3;

M - молярная масса паров ЛВЖ, кг/кмоль;

V0 - мольный объем, равный 22,413 м3/кмоль;

t0 - расчетная температура, °C.

13. Масса паров ЛВЖ при испарении со свободной поверхности в резервуаре определяется по формуле:

, (П3.30)

где GV - расход паров ЛВЖ, кг/с, который определяется по формуле:

GV = FR · W, (П3.31)

где - время поступления паров из резервуара, с;

FR - максимальная площадь поверхности испарения ЛВЖ в резервуаре, м2;

W - интенсивность испарения ЛВЖ, кг·м-2·с-1 (определяется в соответствии с разделом VIII настоящего приложения).

14. Радиус RНКПР (м) и высота ZНКПР (м) зоны, ограничивающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени (далее - CНКПР), при неподвижной воздушной среде определяется по формулам:

для горючих газов (далее - ГГ)

; (П3.32)

, (П3.33)

для паров ЛВЖ

; (П3.34)

, (П3.35)

где mГ - масса ГГ, поступившего в открытое пространство при пожароопасной ситуации, кг;

- плотность ГГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг/м3;

mП - масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время испарения, указана в пункте 8 настоящего приложения, кг;

- плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре, кг/м3;

CНКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени ГГ или паров, % об.

15. За начало отсчета горизонтального размера зоны, ограничивающей область концентраций, превышающих CНКПР при неподвижной воздушной среде, принимают геометрический центр пролива, а в случае если RНКПР меньше габаритных размеров пролива - внешние габаритные размеры пролива.

16. Методика количественной оценки параметров воздушных волн давления при сгорании газо-, паровоздушного облака (далее - облако) распространяется на случаи выброса ГГ, паров или пыли в атмосферу на производственных объектах.

Основными структурными элементами алгоритма расчетов являются:

определение ожидаемого режима сгорания облака;

расчет максимального избыточного давления и импульса фазы сжатия воздушных волн давления для различных режимов;

определение дополнительных характеристик взрывной нагрузки;

оценка поражающего воздействия.

Исходными данными для расчета параметров волн давления при сгорании облака являются:

вид горючего вещества, содержащегося в облаке;

концентрация горючего вещества в смеси CГ,

стехиометрическая концентрация горючего вещества с воздухом CСТ,

масса горючего вещества, содержащегося в облаке MТ, с концентрацией между нижним и верхним концентрационным пределом распространения пламени;

удельная теплота сгорания горючего вещества EУД,

скорость звука в воздухе C0 (обычно принимается равной 340 м/с);

информация о степени загроможденности окружающего пространства;

эффективный энергозапас горючей смеси E, который определяется по формуле:

. (П3.36)

При расчете параметров сгорания облака, расположенного на поверхности земли, величина эффективного энергозапаса удваивается.

17. Допускается величину Mт принимать равной массе горючего вещества, содержащегося в облаке, с коэффициентом Z участия горючего вещества во взрыве. При отсутствии данных коэффициент Z следует принимать равным 0,1. При струйном стационарном истечении горючего газа величину Mт следует рассчитывать принимая стационарным распределение концентраций горючего газа в струе.

18. Ожидаемый режим сгорания облака зависит от типа горючего вещества и степени загроможденности окружающего пространства.

19. Вещества, способные к образованию горючих смесей с воздухом, по степени своей чувствительности к возбуждению взрывных процессов разделены на четыре класса:

класс 1 - особо чувствительные вещества (размер детонационной ячейки менее 2 см);

класс 2 - чувствительные вещества (размер детонационной ячейки лежит в пределах от 2 до 10 см);

класс 3 - среднечувствительные вещества (размер детонационной ячейки лежит в пределах от 10 до 40 см);

класс 4 - слабочувствительные вещества (размер детонационной ячейки больше 40 см).

20. Классификация наиболее распространенных в промышленном производстве горючих веществ приведена в таблице П3.1. В случае если вещество не внесено в классификацию, его следует классифицировать по аналогии с имеющимися в списке веществами, а при отсутствии информации о свойствах данного вещества, его следует отнести к классу 1, то есть рассматривать наиболее опасный случай.

Таблица П3.1

Классификация горючих веществ по степени чувствительности
к возбуждению взрывных процессов

21. При оценке масштабов поражения волнами давления должно учитываться различие химических соединений по теплоте сгорания, используемой для расчета полного запаса энерговыделения. Для типичных углеводородов принимается в расчет значение удельной теплоты сгорания EУД0 = 44 МДж/кг. Для иных горючих веществ в расчетах используется удельное энерговыделение . Здесь - корректировочный параметр. Для условно выделенных классов горючих веществ величины параметра представлены в таблице П3.2.

Таблица П3.2

Значения корректировочного параметра
для различных горючих веществ

22. Характеристики загроможденное окружающего пространства разделяются на четыре класса:

класс I - наличие длинных труб, полостей, каверн, заполненных горючей смесью, при сгорании которой возможно ожидать формирование турбулентных струй продуктов сгорания, имеющих размеры не менее трех размеров детонационной ячейки данной смеси. Если размер детонационной ячейки для данной смеси неизвестен, то минимальный характерный размер струй принимается равным 5 см для веществ класса 1, 20 см для веществ класса 2, 50 см для веществ класса 3 и 150 см для веществ класса 4;

класс II - сильно загроможденное пространство: наличие полузамкнутых объемов, высокая плотность размещения технологического оборудования, лес, большое количество повторяющихся препятствий;

класс III - средне загроможденное пространство: отдельно стоящие технологические установки, резервуарный парк;

класс IV - слабо загроможденное и свободное пространство.

23. Для оценки воздействия сгорания облака возможные режимы сгорания разделяются на шесть классов по диапазонам скоростей их распространения следующим образом:

класс 1 - детонация или горение со скоростью фронта пламени 500 м/с и более;

класс 2 - дефлаграция, скорость фронта пламени 300 - 500 м/с;

класс 3 - дефлаграция, скорость фронта пламени 200 - 300 м/с;

класс 4 - дефлаграция, скорость фронта пламени 150 - 200 м/с;

класс 5 - дефлаграция, скорость фронта пламени определяется по формуле:

u = k1 · M1/6, (П3.37)

где k1 - константа, равная 43;

M - масса горючего вещества, содержащегося в облаке, кг;

класс 6 - дефлаграция, скорость фронта пламени определяется по формуле:

u = k1 · M1/6, (П3.38)

где k2 - константа, равная 26;

M - масса горючего вещества, содержащегося в облаке, кг.

24. Ожидаемый режим сгорания облака определяется по таблице П3.3, в зависимости от класса горючего вещества и класса загроможденности окружающего пространства.

Таблица П3.3

Классы загроможденности окружающего пространства

При определении максимальной скорости фронта пламени для режимов сгорания 2 - 4 классов дополнительно рассчитывается видимая скорость фронта пламени по соотношению (П3.37). В том случае если полученная величина больше максимальной скорости, соответствующей данному классу, она принимается по формуле (П3.37). Скорость фронта пламени для классов 5 или 6 не должна превышать значения нижней границы диапазона скорости фронта пламени класса 4.

25. Параметры воздушных волн давления (избыточное давление и импульс фазы сжатия I+) в зависимости от расстояния от центра облака рассчитываются исходя из ожидаемого режима сгорания облака.

26. Для класса 1 режима сгорания облака рассчитывается соответствующее безразмерное расстояние по формуле:

Rx = R / (E / P0)1/3, (П3.39)

где R - расстояние от центра облака, м;

P0 - атмосферное давление, Па;

E - эффективный энергозапас смеси, Дж.

Величины безразмерного давления Px и импульс фазы сжатия Ix определяются по формулам (для газопаровоздушных смесей):

ln(Px) = -0,9278 - 1,5415 · ln(Rx) + 0,1953 ·
(ln(Rx))2 - 0,4818 · (ln(Rx))3 (П3.40)

(П3.41)

Зависимости П3.40 и П3.41 справедливы для значений Rx, больших величины Rx = 0,2 и меньших Rx = 50. В случае если , величина Px полагается равной 18,6, а величина Ix полагается равной 0,53.

Размерные величины избыточного давления и импульса фазы сжатия определяются по формулам:

; (П3.42)

I+ = Ix · P02/3 · E1/3 / C0. (П3.43)

27. Для классов 2 - 6 режима сгорания облака рассчитывается безразмерное расстояние Rx от центра облака по формуле (П2.39).

Рассчитываются величины безразмерного давления (Px1) и импульса фазы сжатия Ix1 по формулам:

; (П3.44)

; (П3.45)

, (П3.46)

где - степень расширения продуктов сгорания (при отсутствии данных для газопаровоздушных смесей следует принимать равным 7, для пылевоздушных смесей 4);

u - видимая скорость фронта пламени, м/с.

В случае дефлаграции пылевоздушного облака величина эффективного энергозапаса умножается на коэффициент .

Формулы (П3.44), (П3.45) справедливы для значений Rx больших величин Rкр1 = 0,34, в случае если Rx < Rкр1, в формулы (П3.44), (П3.45) вместо Rx подставляется величина Rкр1.

Далее по соотношениям (П3.40) и (П3.41) вычисляются величины Px2 и Ix2, которые соответствуют режиму детонации. Окончательные значения Px и Ix выбираются из условий: Px = min(Px1, Px2); Ix = min(Ix1, Ix2);

Размерные величины избыточного давления и импульса фазы сжатия определяются по формулам (П3.42), (П3.43).

28. Избыточное давление и импульс I+ в волне давления, образующиеся при взрыве резервуара с перегретой ЛВЖ, ГЖ или сжиженным газом в очаге пожара, определяются по формулам:

; (П3.47)

; (П3.48)

, (П3.49)

где r - расстояние от центра резервуара, м;

Eeff - эффективная энергия взрыва, рассчитываемая по формуле:

Eeff = k · Cp · m · (T - Tb), (П3.50)

где k - доля энергии волны давления (при отсутствии данных следует принимать равной 0,5);

Cp - удельная теплоемкость жидкости (при отсутствии данных следует принимать равной 2000 Дж/(кг·К);

m - масса ЛВЖ, ГЖ или сжиженного газа, содержащаяся в резервуаре, кг;

T - температура жидкой фазы, К;

Tb - нормальная температура кипения, К.

29. При наличии в резервуаре предохранительного устройства (клапана или мембраны) величина T определяется по формуле:

, (П3.51)

где Pval - давление срабатывания предохранительного устройства;

A, B, CA - константы уравнения зависимости давления насыщенных паров жидкости от температуры (константы Антуана), определяемые по справочным источникам информации. Единицы измерения Pval (кПа, мм рт. ст., атм) должны соответствовать используемым константам Антуана.

30. Интенсивность теплового излучения q (кВт/м2) для пожара пролива ЛВЖ, ГЖ, сжиженного природного газа (далее - СПГ) или СУГ определяется по формуле:

, (П3.52)

где Ef - среднеповерхностная интенсивность теплового излучения пламени, кВт/м2;

Fq - угловой коэффициент облученности;

- коэффициент пропускания атмосферы.

31. Значение Ef принимается на основе имеющихся экспериментальных данных или по таблице П3.4.

Таблица П3.4

Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени
в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость
выгорания для некоторых жидких топлив

При использовании данных, представленных в таблице П3.4 для диаметров очага менее 10 м или более 50 м Ef принимается такой же, как и для очагов диаметром 10 м и 50 м соответственно.

При отсутствии данных для нефти и нефтепродуктов величину Ef (кВт/м2) следует определять по формуле:

Ef = 140 · e-0,12·d + 20 (1 - e-0,12·d), (П3.53)

где d - эффективный диаметр пролива, м.

При отсутствии данных для однокомпонентных жидкостей величину Ef (кВт/м2) следует определять по формуле:

, (П3.53.1)

где m' - удельная массовая скорость выгорания, кг/(м2 с);

HСГ - удельная теплота сгорания, кДж/кг;

L - длина пламени, м.

При отсутствии данных для однокомпонентных жидкостей величину m' (кг/(м2 с) следует определять по формуле:

, (П3.53.2)

где Lg - удельная теплота испарения жидкости, кДж/кг;

CP - удельная теплоемкость жидкости, кДж/(кг·К);

Tb - температура кипения жидкости при атмосферном давлении, К;

Ta - температура окружающей среды, К.

Для многокомпонентных смесей жидкостей допускается определение значений Ef и m' по компонентам, для которых величины Ef и m' максимальны.

32. Угловой коэффициент облученности Fq определяется по формуле:

, (П3.54)

где FV, FH - факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок соответственно, определяемые для площадок, расположенных в 90° секторе в направлении наклона пламени, по следующим формулам:

, (П3.55)

, (П3.56)

, (П3.57)

, (П3.57.1)

, (П3.57.2)

, (П3.57.3)

, (П3.57.4)

, (П3.57.5)

, (П3.57.6)

, (П3.57.7)

где X - расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта, м;

d - эффективный диаметр пролива, м;

L - длина пламени, м;

- угол отклонения пламени от вертикали под действием ветра.

Для площадок, расположенных вне указанного сектора, а также в случаях отсутствия ветра факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок рассчитываются по формулам (П3.55) - (П3.57.7) и (П3.59.1), принимая .

Эффективный диаметр пролива d (м) рассчитывается по формуле:

, (П3.58)

где F - площадь пролива, м2.

Длина пламени L (м) определяется по формулам:

при u* >= 1

; (П3.59)

при u* < 1

; (П3.59.1)

где

(П3.60)

где m' - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг/(м2·с);

- плотность окружающего воздуха, кг/м3;

- плотность насыщенных паров топлива при температуре кипения, кг/м3;

w0 - скорость ветра, м/с;

g - ускорение свободного падения (9,81 м/с2).

Угол отклонения пламени от вертикали под действием ветра рассчитывается по формуле:

. (П3.61)

33. Коэффициент пропускания атмосферы для пожара пролива определяется по формуле:

. (П3.62)

В случае существенной разницы размеров пролива в различных направлениях (ширина пролива, его протяженность), форму пламени при горении аппроксимируют набором цилиндров с диаметром, равным ширине пролива. Суммарное излучение от совокупности цилиндров будет соответствовать излучению от пролива сложной формы.

34. Интенсивность теплового излучения q (кВт/м2) для огненного шара определяется по формуле (П3.52).

Величина Ef определяется на основе имеющихся экспериментальных данных. При отсутствии экспериментальных данных следует принимать Ef равной 350 кВт/м2 для углеводородных топлив (кроме СПГ), 450 кВт/м2 для СПГ, 330 кВт/м2для сжиженного водорода.

35. Значение Fq определяется по формуле:

, (П3.63)

где H - высота центра огненного шара, м;

DS - эффективный диаметр огненного шара, м;

r - расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром огненного шара, м.

Эффективный диаметр огненного шара DS (м) определяется по формуле:

DS = 6,48 · m0,325, (П3.64)

где m - масса мгновенно испарившегося продукта, поступившего в окружающее пространство, которую допускается определять по формулам, изложенным в пункте 40 настоящего приложения, кг.

Величину H допускается принимать равной Ds.

36. Коэффициент пропускания атмосферы для огненного шара рассчитывается по формуле:

. (П3.65)

37. В случае образования паровоздушной смеси в незагроможденном технологическим оборудованием пространстве и его зажигании относительно слабым источником (в частности, искрой) сгорание этой смеси происходит, как правило, с небольшими видимыми скоростями пламени. При этом амплитуды волны давления малы и могут не приниматься во внимание при оценке поражающего воздействия. В этом случае реализуется так называемый пожар-вспышка, при котором зона поражения высокотемпературными продуктами сгорания паровоздушной смеси практически совпадает с максимальным размером облака продуктов сгорания (то есть поражаются в основном объекты, попадающие в это облако).

38. Радиус воздействия высокотемпературных продуктов сгорания паровоздушного облака при пожаре-вспышке RF определяется формулой:

RF = 1,2 · RНКПР, (П3.66)

где RНКПР - горизонтальный размер взрывоопасной зоны, определяемой в соответствии с пунктами 14 и 15 настоящего приложения.

39. Интенсивность испарения W (кг/(м2·с) для ненагретых жидкостей с определяется по формуле:

, (П3.67)

где - коэффициент, принимаемый для помещений по таблице П3.5 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения. При проливе жидкости вне помещения допускается принимать ;

M - молярная масса жидкости, кг/кмоль;

PH - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, кПа.

Таблица П3.5

Значения коэффициента при различных температурах
и скоростях воздушного потока

40. При выбросе перегретой жидкости или сжиженного газа из оборудования, в котором вещество находится под давлением, часть продукта за счет внутренней энергии мгновенно испаряется, образуя облако аэрозоля. Массовая доля мгновенно испарившегося вещества определяется по формуле:

, (П3.68)

где CP - удельная теплоемкость вещества, Дж/(кгК);

Ta - температура вещества в оборудовании, К;

Tb - температура кипения вещества при атмосферном давлении, К;

Lg - удельная теплота парообразования вещества, Дж/кг.

Принимается, что при вся масса перегретой жидкости или сжиженного газа, находящаяся в оборудовании, за счет взрывного характера испарения переходит в облако аэрозоля.

При , оставшаяся часть жидкой фазы испаряется с поверхности пролива за счет потока тепла от подстилающей поверхности и воздуха.

41. Интенсивность испарения жидкости со свободной поверхности W (кг/(м2·с) определяется по формуле:

, (П3.69)

где - коэффициент теплопроводности материала, на поверхность которого разливается жидкость, Вт/(м·К);

CS - удельная теплоемкость материала, Дж/(кг·К);

- плотность материала, кг/м3;

T0 - начальная температура материала, К;

Tb - температура кипения вещества при атмосферном давлении, К;

t - текущее время с момента начала испарения, с (но не менее 10 с);

- коэффициент теплопроводности воздуха при температуре T0,

u - скорость воздушного потока над поверхностью испарения, м/с;

d - характерный диаметр пролива, м;

va - кинематическая вязкость воздуха при T0, м2/с.

42. При струйном истечении сжатых ГГ, паровой и жидкой фазы СУГ и СПГ, ЛВЖ и ГЖ под давлением возникает опасность образования диффузионных факелов.

Длина факела LF (м) при струйном горении (кроме водорода) определяется по формуле:

LF = K · G0,4, (П3.70)

где G - расход продукта, кг/с;

K - эмпирический коэффициент, который при истечении сжатых газов принимается равным 12,5, при истечении паровой фазы СУГ или СПГ равным 13,5, при истечении жидкой фазы СУГ и СПГ, ЛВЖ и ГЖ под давлением равным 15.

Длина факела LF (м) при струйном горении водорода определяется по формуле:

LF = 54 · (G · dhol)0,312, (П3.71)

где G - расход продукта, кг/с;

dhol - диаметр отверстия, м.

Ширина факела DF (м) при струйном горении определяется по формуле:

DF = kf · LF, (П3.72)

где kf - эмпирический коэффициент, который для водорода принимается равным 0,17, для других горючих веществ равным 0,15.

43. При проведении оценки пожарной опасности горящего факела при струйном истечении сжатых горючих газов, паровой и жидкой фазы СУГ, СПГ, ЛВЖ и ГЖ под давлением допускается принимать следующее:

зона непосредственного контакта пламени с окружающими объектами определяется размерами факела;

длина факела LF не зависит от направления истечения продукта и скорости ветра;

наибольшую опасность представляют горизонтальные факелы, условную вероятность реализации которых следует принимать равной 0,67;

поражение человека в горизонтальном факеле происходит в 30° секторе с радиусом, равным длине факела;

воздействие горизонтального факела на соседнее оборудование, приводящее к его разрушению (каскадному развитию аварии), происходит в 30° секторе, ограниченном радиусом, равным LF;

за пределами указанного сектора на расстояниях от LF до 1,5 LF тепловое излучение от горизонтального факела составляет 10 кВт/м2;

тепловое излучение от вертикальных факелов определяется по формулам (П3.52), (П.3.54) - (П3.57.7) и (П3.62), принимая L равным LF, d равным DF, равным 0, а Ef по формулам (П3.53) - (П3.53.2) или таблице П3.4 в зависимости от вида топлива. При отсутствии данных и невозможности рассчитать Ef по представленным формулам эту величину следует принимать равной 200 кВт/м2, для водородного газового факела - 33 кВт/м2, для факела жидкого водорода - 80 кВт/м2;

при истечении жидкой фазы СУГ или СПГ из отверстия с эквивалентным диаметром до 100 мм при мгновенном воспламенении происходит полное сгорание истекающего продукта в факеле без образования пожара пролива;

область возможного воздействия пожара-вспышки при струйном истечении совпадает с областью воздействия факела (30° сектор, ограниченный радиусом, равным LF);

при мгновенном воспламенении струи газа возможность формирования волн давления не учитывается;

факельное горение не учитывается при рассмотрении сценариев разгерметизации трубопроводных систем с ЛВЖ и ГЖ, в которых площадь аварийного отверстия разгерметизации превосходит 20% площади поперечного сечения трубопровода.