IX. Размеры факела при струйном горении

28. При струйном истечении сжатых горючих газов, паровой и жидкой фазы СУГ и СНГ, ЛВЖ и ГЖ под давлением возникает опасность образования диффузионных факелов.

Длина факела L_F,м, при струйном горении определяется по формуле

L_F = KG^0,4,                                                          (П4.71)

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 равным 15.

Длина факела при струйном истечении горючих жидкостей определяется дальностью (высотой) струи жидкости.

Ширина факела D_F, м, при струйном горении определяется по формуле

D_F = 0,15L_F.                                                   (П4.72)

29. 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 L_F 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 секторе 30° с радиусом, равным длине факела;

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

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

- тепловое излучение от вертикальных факелов может быть определено по формулам (П4.52), (П4.54)-(П4.57.7) и (П4.62), принимая L равным L_F, d равным D_F, q равным 0, а E_f по формулам (П4.53)-(П4.53.2) или табл. П4.4 в зависимости от вида топлива. При отсутствии данных и невозможности рассчитать E_f по представленным формулам допускается эту величину принимать равной 200 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 (сектор 30°, ограниченный радиусом, равным L_F);

- при мгновенном воспламенении струи газа возможность формирования волн давления допускается не учитывать.

X. Пожар в котловане

При разрыве подземного газопровода может реализоваться горение относительно низкоскоростного вертикального или наклонного шлейфа ("колонны") газа, образовавшегося в результате смешения двух струй газа" истекающих из концов разорвавшегося трубопровода в едином грунтовом котловане (как правило, в "твердых" грунтах с высокой связностью) [17].

В данном случае пламя пожара моделируется в виде цилиндрического твердого теплового излучателя. Геометрические параметры пламени (длина цилиндра пламени , м; эффективный диаметр очага пожара , м, определяются путем решения следующей системы уравнений относительно переменных  и :

;                                     (П4.73)

;                                            (П4.74)

,                                              (П4.75)

где Q_ф - общее тепловыделение пожара, кВт;

 - низшая теплота сгорания метана, кДж/кг;

G - суммарный массовый расход газа при его аварийном истечении из двух концов разрушенного газопровода на заданный момент времени t (отсчет времени - от момента разрушения газопровода) или его осреднение за заданный промежуток времени Dt, кг/с.

Угловой коэффициент облучен кости для данного вида горения рассчитывается по формулам:

,                                             (П4.76)

где F_V, F_H - факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок соответственно, которые определяются по формулам:

 (П4.77)

(П4.78)

;                                           (П4.79)

;                                              (П4.80)

;                                                 (П4.81)

,                                               (П4.82)

где r - расстояние от геометрического центра пожара в котловане до облучаемого объекта, м;

d = , м.