Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Развитие нефтяной, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, снабжение нефтепродуктами промышленных, энергетических, транспортных и сельскохозяйственных предприятий требует обеспечения пожарной безопасности. Резервуары и резервуарные парки с ЛВЖ по устройству молниезащиты относятся к сооружениям II категории и подлежат молниезащите на всей территории России, а молниеотводы предусматриваются с зонами типа Б (п. 3 табл. 1 [5]).
Ожидаемое количество N поражений таких технологических устройств молнией, не оборудованных молниезащитой, определяют по формуле (12).
, (12)
где и - cоответственно ширина и длина защищаемого парка резервуаров, имеющего в плане прямоугольную форму; - наибольшая высота ёмкости (резервуара) с нефтепродуктом; - среднее число ударов молнии в 1 км2 земной поверхности (в месте расположения парка резервуаров), определяется из формулы (13).
, (13)
где - средняя продолжительность гроз в часах (рис.1).
Для Краснодарского края как видно из рис.1 средняя продолжительность гроз в год составляет 80 часов.
Тогда плотность ударов молнии на 1 км2 земной поверхности составит: .
Для отдельных резервуаров, их групп или резервуарного парка в целом за величины и принимаем стороны прямоугольника, в который могут быть вписаны все резервуары.
Рис. 1. Карта среднегодовой продолжительности гроз в грозо-часах на территории России, стран ближнего зарубежья и стран Балтии
При этом расстояние между ними в пределах одной группы или между группами резервуаров по всей промышленной площадке принимают равным 6Н (рис. 2).
Рис.2 Схема определения величин и
для парка резервуаров Рис.3 Схема определения величин и
для одиночных резервуаров
Величину защитного уровня hx для резервуарных парков с вместимостью 10, 15 и 20 тыс.мЗ прини мают с учетом наибольшей высоты резервуара (Н) и высоты зоны взрывоопасное™ над крышей, равной 5 м. Так, высоту защитного уровня для резервуаров РВС-700 принимают равной 14 м (hx = Н + 5 = 8,9 + 5 = 13,9 м) ; защитный уровень hx для резервуаров типа РВС-240 равен 12,5 м.
3.1. Количество опасных поражений молнией резервуаров, оборудованных молниезащитой.
В п. 4.1 [5] приведены степени надежности, которыми обладают зоны защиты молниеотводов. С учетом этого коэффициенты надежности для определения опасных поражений будут для зоны защиты типа А равны β1 = 0,005, для зоны защиты типа Б равны β2 = 0,05. Следовательно, количество опасных поражений N для зданий и сооружений, требующих зону защиты типа А, будет равно
, (14)
а для сооружений и объектов, требующих зону защиты типа Б
, (15)
где - ожидаемое число поражений объекта молнией за год.
Определим N – ожидаемое число поражений объекта молнией за год по формуле (16). Для прямоугольного объекта (в плане нефтебазы) максимальной высотой резервуаров , длиной L и шириной S область стягивания - прямоугольник со сторонами и , за вычетом площади скругленных углов, приблизительно равной .
, (16)
.
Вероятность поражений резервуаров молнией определим по формуле Пуассона:
, (17)
где Т – нормативный (20 лет) или промежуточный срок эксплуатации резервуара, год.
3.2.Сравнительный расчет вероятностей поражения молнией отдельно стоящих резервуаров и резервуарного парка с нефтепродуктами.
Для отдельно стоящих резервуаров (рис. 3) принимаем: hx = 14 м; = L = d = 10,4 м (для РВСП-700) и hx = 12,5 м и = L = d = 7,6 м (для РВСП-240). Подставляя эти данные в формулу (16) при округлённом значении =6, получим значения N для отдельно стоящих резервуаров:
РВСП-700 , N = 0,044,
РВСП-240, N= 0,034.
С учетом коэффициентов надежности зон защиты по формулам (14) и (15) получаем соответствующие значения опасных поражений N' :
для РВСП-700 и ;
для РВСП-240 и .
Вероятность поражения резервуаров молнией за один год и за 20 лет определяем по формуле (17):
за один год для РВСП-700 величина и , а для резервуаров РВСП-240 и ;
за 20 лет - для РВСП-700 величина и , а для резервуаров РВСП-240 и .
Для рассматриваемого парка резервуаров ожидаемое число поражений объекта молнией за год равно .
С учетом коэффициентов надежности зон защиты по формулам (14) и (15) получаем соответствующие значения опасных поражений N' в пределах группы резервуаров для разных типов защит:
и .
Тогда за один год для резервуарного парка величина вероятностей поражения молнией составит и .
За 20 лет для резервуарного парка величина вероятностей поражения молнией составит и .
Результаты вышеприведённых вычислений, по определению вероятностей поражений резервуаров молнией и подобных вычислений для резервуарного парка приведены в таблице 4.
Таблица 4
Вероятность поражения прямым ударом молнии резервуаров
|
Варианты расчёта |
Зона защиты типа А |
Зона защиты типа Б |
Номера рисунков |
||
|
1 год |
За 20 лет |
1 год |
За 20 лет |
||
|
Отдельно стоящие резервуары |
|||||
|
РВСП-240 |
Рис. 3 |
||||
|
РВСП-700 |
Рис. 3 |
||||
|
В пределах группы резервуаров |
Рис. 2 |
Из данных табл. 4 видно, что вероятность поражения резервуаров прямыми ударами молнии при варианте с зонами защиты типа А на порядок ниже, чем при варианте с зонами защиты типа Б.
Сравнительная оценка экономической целесообразности устройства молниезащиты с зонами защиты типа A и Б [4] показывает, что при установке молниеприемников на резервуарах разница общих расходов на устройство молниезащиты с зонами типа А и Б незначительная. При их защите отдельно стоящими молниеотводами разница затрат на устройство молниезащиты с теми же зонами уже весьма значительна.
Таким образом, учитывая статистику пожаров в резервуарных парках от прямых ударов молнии (8,93% общего их числа за последние 30 лет по России) и данные табл. 4 можно сделать вывод, что предусматриваемая нормами [4] молниезащита для них (типа РВСП-240, РВСП-700) молниеотводами с зонами типа Б недостаточно эффективна.
Оценка капитальных вложений и затрат металла и железобетона на сооружение молниеотводов с зонами защиты типа А и Б позволяет сделать следующие выводы:
а) расход металла и железобетона и общие затраты при выпол-
нении молниезащиты отдельно стоящими молниеотводами пре-
вышают такие же затраты при устройстве молниеприемников на
самих резервуарах;
б) стоимость и затраты металла (при отсутствии затрат железо-
бетона) при варианте молниезащиты молниеприемниками, уста-
новленными на самих резервуарах, для зон защиты типа А и Б
отличаются весьма незначительно;
в) в проектной практике молниезащиту резервуаров типа
PBC-700 целесообразно предусматривать молниеотвода-
ми с зонами типа А, расположенными на резервуарах, что позво-
лит повысить надежность молниезащиты на порядок и более, чем
при молниеотводах с зонами типа Б с несущественной разницей
экономических затрат;
г) в особо ответственных случаях (при соответствующем обос-
новании) еще большая степень надежности молниезащиты резервуарных парков может быть достигнута отдельно стоящими молниеотводами с зонами типа А, хотя экономические затраты при этом могут существенно повышаться по сравнению с вариантом расположения молниеприемников на резервуарах.