Реферат: Утечка газа в аварийных режимах
3.3.2. Определение количества вредных веществ, выделяющихся из оборудования, работающего под разряжением
Оборудование, токсичная среда в котором находится под разрежением до 103 Па, является источником загрязнения воздушной среды. При разрежении больше 1000 Па оборудовани е рассматривается, как вакуумное, и к его герметичности предъявляются повышенн ые требования.
Поскольку к оборудованию, работающему под разрежением, не предъявлялись требования относительно его герметичности, то оно не подвергалось испытаниям на плотность. Несмотря на разрежение, в результате молекулярной диффузии через неплотности навстречу потоку воздуха, происходит вынос вредных веществ в окружающую среду, особенно, если в оборудовании концентрации высокотоксичных веществ в 105 раз и более превышают предельно допустимые.
Например, согласно производственным исследованиям из ванн электролиза хлора при недостаточной их герметизации даже при разрежении 40 - 60 Па может выделяться до 70 г/ч хлора на одну ванну. Необходимый воздухообмен для удаления этого количества хлора составляет около 70000 м3 /ч. При хорошей герметизации выделение хлора снижается в 3—4 раза.
Таким образом, герметизация оборудования способствует значительному сокращению капитальных и эксплуатационных расходов на вентиляцию, и обеспечению в цехах требуемой сани тарными нормами чистоты воздушной среды.
В.М. Эльтерманом были выведены формулы, позволяющие определить количество вредных веществ, проникающих из оборудования навстречу потоку воздуха вследствие тур булентного или диффузионного переноса вещества.
Количество газа вытекающего из оборудования под разряжением определяется по следующей формуле:
,
G - количество вредных веществ выделяющихся из оборудования (г/с);
F - площадь отверстия в корпусе оборудования (м2 );
а - длинна канала (м);
v - скорость воздуха (м/с);
С0 - концентрация вредного газа в оборудовании (г/м3 );
D - коэффициент диффузии газа в воздухе (м2 /с).
Нужно отметить, что при стационарном потоке бесконечной длины расход вредного газа из оборудования равен нулю. Если бы в помещени и, где установлено оборудование, была совершенно невозмущенная воздушная среда, то поле концентраций вредных веществ, создающееся вокруг источников их выделения, не нарушалось бы, и расход вещества равнялся бы нулю. Но так как в вентилируемых помещениях воздух всегда подвижен, и воздушная среда в них турбулизуется приточными и тепловыми струями, то течение у всасывающего отверстия нарушается, и поле концентраций вокруг оборудования размывается. В результате этого концентрация вредных веществ вблизи оборудования снижается, из оборудования в помещение поступают вредные вещества.
Определение максимальных концентраций при кратковременном выделении вредных веществ из наземных источников
При авариях (разрывах трубопроводов, по которым транспортируется газ с большим содержанием вредных веществ, взрывах цистерн с вредными веществами, разливе на почве легкокипящих и летучих жидкостей) выделяется на несколько порядков больше вредных веществ, чем при нормальной работе оборудования. Как правило, такое выделение происходит кратковременно. Авария ликвидируется в течение одного-двух часов, разлившаяся химиче ская жидкость также в короткий срок собирается или сливается в закрытые емкости, или покрывается каким-либо изолирующим материалом, препятствующим ее испарению.
Главной Геофизической обсерваторией под руководством М. Е. Берлянда разработан метод расчета максимальных концентраций вредных веществ от наземных кратковременных источников.
3.4.1. Определение максимальных концентраций для точечного источника
,
Cм - максимальная концентрация при кратковременном выделении вредных веществ для точечного источника (мг/м3 );
A - константа, по предварительным расчетам A = 0.11;
M - мощность выброса (мг/с);
t - определяемая технологами возможная продолжительность аварии с большими выделениями вредных веществ (с);
x - расстояние от источника (м).
3.4.2. Определение максимальных концентраций для линейного источника
,
Cм - максимальная концентрация при кратковременном выделении вредных веществ для линейного источника (мг/м3 );
A - константа, по предварительным расчетам A = 0.17;