ВЗРЫВ РАСШИРЯЮЩИХСЯ ПАРОВ ВСКИПАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ

8.9.4.

Понятие взрыва расширяющихся паров вскипающей жидкости (английский термин BLEVE - сокращ. от Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion) ввел в 60-х годах американец Уилбер Уоллс [Stinton.1981]. Этот термин использовался Директоратом по безопасности и надежности (SRD) в оценке риска нефтехимического комплекса на о. Канви (Великобритания) [Canvey,1981]. В этом докладе термин "BLEVE" определяется следующим образом : "BLEVE - это взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости. Такое событие может произойти тогда, когда сосуд под давлением находится в зоне пожара. Нагревание сосуда приводит к вскипанию жидкости и повышению давления в нем. Хотя выпускной клапан может предохранить резервуар от превышения давления в нем сверх проектного, в обычных условиях, однако, часть стенок резервуара, находящаяся выше уровня жидкости, будет перегреваться и терять прочность. В конце концов резервуар разрывается и содержимое диспергируется взрывным образом. Если в резервуаре содержалось воспламеняющееся вещество, то при разрыве произойдет мгновенное зажигание с образованием огневого шара. Хотя разрыв резервуара сопровождается ударной волной, способной нанести определенные повреждения, основную опасность при таком событии несут в себе тепловое воздействие (для сжиженных воспламеняющихся газов) и разлет осколков сосуда".

Это определение несовершенно в том отношении, что оно точно не устанавливает, каково содержимое сосуда - сжиженный газ или что-либо другое. Подобные явления могут также возникать в баллоне со сжатым газом, хотя в этом случае не будет происходить мгновенного испарения. Охваченные огнем бочки с летучими жидкостями также могут разорваться, и в момент разрыва содержимое можно считать сжиженным газом.

Представленный выше сценарий состоит из четырех стадий: а) охват пламенем сосуда под давлением; б) действие пламени ослабляет несмоченные участки стенки и приводит к их разрушению; в) последующий после этого разрыв из-за повышения давления приводит к выбросу сжиженного газа, который тут же испаряется; г) пары от мгновенного испарения жидкости зажигаются и образуют огневой шар.

Понятие "взрыв" включает только стадию в). Зарегистрировано достаточно много случаев аварий со стадиями а) - в), которые возникали от взрыва паровых и особенно жаротрубных котлов. В последних происходящее падение уровня воды ниже уровня верха жаровой трубы либо из-за неправильного режима эксплуатации, либо из-за небрежности оператора будет приводить к появлению несмоченных участков на стенке и к аварии, включающей стадии а) и в). Однако такой направленный внутрь взрыв может возникнуть и по другим причинам, например из-за нарастания слоя накипи на внутренней стороне жаровой трубы или из-за повреждения металла. В таких случаях стадия б) будет отсутствовать.

Взрывы котлов, происходящие по указанным и подобным им причинам, вызывают тяжелые последствия, если рассматривать только ближайшее к ним окружение. Нам не удалось найти какую-либо общую монографию по взрывам котлов, но есть книга, посвященная взрывам паровозных котлов в Великобритании [Hewison,1983]. После ознакомления с ней стало ясно, что при взрыве происходит сильное местное воздействие избыточного давления и паровоз может быть отброшен реактивной силой на многие метры.

Это же справедливо для разрыва контейнеров любых сжиженных газов, вызванного повышением давления. Хотя избыточное давление от взрыва паровых облаков может распространяться на многие километры, максимальное избыточное давление (абсолютное), по-видимому, не будет превышать 0,2 МПа. При разрыве в точке, непосредственно примыкающей к сосуду, пик избыточного давления будет близок к максимальному давлению хранения; но, вероятно, на расстоянии, равном нескольким радиусам сосуда, давление во фронте ударной волны падает до атмосферного. Пропан при абсолютном давлении 1 МПа будет образовывать, по теоретическим соображениям, облако, объем которого приблизительно в 80 раз превышает начальный объем пропана при атмосферном давлении и радиус которого приблизительно в 4,5 раза больше его начального радиуса (при равномерном распределении).

содержание .. 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 ..