ar-net.ru 1.2. Расчет
Возникновение взрыва в компрессоре обусловлено одновременным появлением в цилиндре горючего газа, окислителя и источника зажигания.
По условиям технологического процесса в цилиндре компрессора постоянно обращается этилен, поэтому вероятность появления в компрессоре горючего газа равна единице
Появление окислителя (воздуха) в цилиндре компрессора возможно при заклинивании всасывающего клапана. В этом случае в цилиндре создается разряжение, обуславливающее подсос воздуха через сальниковые уплотнения. Для отключения компрессора при заклинивании всасывающего клапана имеется система контроля давления, которая отключает компрессор через 10 с после заклинивания клапана. Обследование показало, что за год наблюдалось 10 случаев заклинивания клапанов. Тогда вероятность разгерметизации компрессора равна
Анализируемый компрессор в течение года находился в рабочем состоянии 4000 ч, поэтому вероятность его нахождения под разряжением равна
. Откуда вероятность подсоса воздуха в компрессор составит значение
. Таким образом, вероятность появления в цилиндре компрессора достаточного количества окислителя в соответствии с формулой (44) приложения 3 равна
. Откуда вероятность образования горючей среды в цилиндре компрессора в соответствии с формулой (40) приложения 3 будет равна
. Источником зажигания этиленовоздушной смеси в цилиндре компрессора могут быть только искры механического происхождения, возникающие при разрушении узлов и деталей поршневой группы из-за потери прочности материала или при ослаблении болтовых соединений.
Статистические данные показывают, что за анализируемый период времени наблюдался один случай разрушения деталей поршневой группы, в результате чего в цилиндре компрессора в течение 2 мин наблюдалось искрение. Поэтому вероятность появления в цилиндре компрессора фрикционных искр в соответствии с формулами (42 и 47) приложения 3 равна
. Оценим энергию искр, возникающих при разрушении деталей поршневой группы компрессора. Зная, что скорость движения этих деталей составляет 20 
, а их масса равна 10 кг и более, найдем энергию соударения (E) Дж, по формуле
, а их масса равна 10 кг и более, найдем энергию соударения (E) Дж, по формуле
. Известно, что фрикционные искры твердых сталей при энергиях соударения порядка 1000 Дж поджигают метановоздушные смеси с минимальной энергией зажигания 0,28 мДж.
Минимальная энергия зажигания этиленовоздушной смеси равна 0,12 мДж, а энергия соударения тел значительно превышает 1000 Дж, следовательно:
. Тогда вероятность появления в цилиндре компрессора источника зажигания в соответствии с формулой (46) приложения 3 равна
. Таким образом, вероятность взрыва этиленовоздушной смеси внутри компрессора будет равна
. Наблюдение за производством показало, что трижды за год (m-3) отмечалась разгерметизация коммуникаций с этиленом и газ выходил в объем помещения. Рассчитаем время образования взрывоопасной концентрации в локальном облаке, занимающем 5% объема цеха.
Режим истечения этилена из трубопровода при разгерметизации фланцевых соединений вычисляют из выражения
, где 
- атмосферное давление, Па;
- атмосферное давление, Па;
- рабочее давление в трубопроводах с этиленом, Па;
- критическое отношение. То есть истечение происходит со звуковой скоростью w, равной
. Площадь щели F при разгерметизации фланцевого соединения трубопровода диаметром 150 мм и толщиной щели 0,5 мм равна
. Расход этилена - g через такое отверстие будет равен
. Тогда время образования локального взрывоопасного облака, занимающего 5% объема цеха при работе вентиляции, будет равно
;
. Учитывая, что из всей массы этилена, вышедшего в объем помещения, только 70% участвуют в образовании локального взрывоопасного облака, время образования этого облака и время его существования после устранения утечки этилена будет равно: 
.
. Время истечения этилена при имевших место авариях за анализируемый период времени было равно 4,5, 5 и 5,5 мин. Тогда общее время существования взрывоопасного облака, занимающего 5% объема помещения и представляющего опасность при взрыве для целостности строительных конструкций и жизни людей, с учетом работы аварийной вентиляции будет равно
. Откуда вероятность появления в объеме помещения, достаточного для образования горючей смеси количества этилена, равна
. Учитывая, что в объеме помещения постоянно имеется окислитель, получим
. Тогда вероятность образования горючей смеси этилена с воздухом в объеме помещения будет равна
.