§ 1.2. Аппараты с подвижным уровнем жидкости

К аппаратам с подвижным уровнем жидкости относятся, в частности, резервуары для хранения ЛВЖ и ГЖ, которые по условиям технологии периодически заполняются или опорожняются.

Если в газовом пространстве резервуара, работающего с неподвижным уровнем, достигнута насыщенная концентрация паров жидкости и это газовое пространство защищено от выветривания (например, дыхательным клапаном), то ни последующий длительный покой, ни движение уровня жидкости вверх не изменяют состав и состояние газовой среды в закрытом дышащем аппарате. В этих случаях сохраняет силу оценка горючести среды по температурным пределам воспламенения. Однако при снижении уровня жидкости в аппарат (через дыхательное устройство) поступает воздух и разбавляет насыщенные пары. Если концентрация паров в резервуаре была больше верхнего концентрационного предела воспламенения (была негорючей), то при откачке жидкости во всем объеме газового пространства или только в зоне притока воздуха паровоздушная смесь может становиться горючей. Смесь, находящаяся в области воспламенения, при откачке может разбавиться до пожаробезопасного состояния. При непрерывной циклической работе аппарата(чередование наполнения и опорожнения) может случиться так, что большую часть рабочего времени будет ненасыщенная концентрация паров. В этих случаях оценку горючести паровоздушной смеси необходимо выполнять только по соотношению

, (1.3)

где φ_р — изменяющаяся рабочая концентрация паров, определяемая расчетом или экспериментально.

Изменение среднеобъемных концентраций в наземном резервуаре с бензинам можно рассчитать по методике профессора Н. Н. Константинова [8J. При следующих исходных данных: объем резервуара 4600 м³; площадь поверхности жидкости

410 м²; предельная степень наполнения 0,9; производительность операций закачки и откачки бензина 470 м³/ч; время простоя между операциями 3 ч; упругость паров при рабочей температуре 20° С 0,063 МПа средняя концентрация паров в резервуаре всегда останется негорючей, так как даже ее минимальное значение (0,13) в конце опорожнения более чем в два раза превышает верхний предел воспламенения.

Однако в действительности вблизи дыхательных устройств (под крышей резервуара) могут образоваться пожаровзрывоопасные концентрации. На рис. 1.4 представлен график фактического изменения концентрации паров по высоте резервуара после окончания операции откачки бензина.

В крупных резервуарах объемом 10 тыс. м³, 20 тыс. м³ и более разбавление паровоздушной смеси происходит в основном в зоне притока воздуха. В таких резервуарах, как и в изотермических подземных или теплоизолированных резервуарах большого объема, с большой достоверностью следует полагать, что при опорожнений в них образуются локальные горючие концентрации.

Предотвращению образования горючей среды в закрытых аппа­ратах и емкостях с подвижным уровнем жидкости способствуют следующие технические решения:

а) ликвидация газового пространства путем применения пла­вающих крыш и понтонов;

б) введение негорючих (инертных) газов в газовое пространство аппарата;

в) уменьшение скорости изменения уровня жидкости путем увеличения числа одновременно опорожняемых аппаратов;

г) исключение или сокращение входа атмосферного воздуха в опорожняемый аппарат путем устройства газовой обвязки синхронно работающих аппаратов.