Wyniki 1-9 spośród 9 dla zapytania: authorDesc:"Rafał Porowski"

Explosion venting in the industry. State of the art Odciążanie skutków wybuchów w przemyśle. Przegląd stanu wiedzy DOI:10.15199/62.2016.11.2


  A review, with 21 refs., of methods, stands. and equipment. Odciążanie skutków wybuchu zapobiega nieoczekiwanym wysokim przyrostom ciśnienia wewnątrz aparatów i urządzeń procesowych, zapewniając tym samym odprowadzenie skutków wybuchu w bezpieczne miejsce, zazwyczaj na przestrzeń otwartą (na zewnątrz budynków), bez szkód dla życia i zdrowia ludzi oraz dla otoczenia. Słabe konstrukcyjnie miejsca w ściankach aparatów oraz urządzeń procesowych lub w konstrukcji budynków powinny być tak zaprojektowane, aby otworzyły się we wczesnym stadium wybuchu. W wyniku tego materiał palny oraz produkty spalania zostają uwolnione do otoczenia, a nadciśnienie powstałe wewnątrz aparatu zostaje zredukowane do odpowiedniego poziomu. Wartość tego ciśnienia nazywana jest zredukowanym ciśnieniem wybuchu, Pred. Na rys. 1 przedstawiono standardowy wykres zależności przyrostu ciśnienia w czasie dla zjawiska wybuchu w zamkniętej przestrzeni. Krzywa A przedstawia przyrost ciśnienia dla typowego wybuchu w zbiorniku, gdzie ciśnienie wzrasta do 15-20 bar, czyli wartości ciśnienia zazwyczaj większej niż standardowe urządzenia i aparaty procesowe są w stanie wytrzymać1). Podczas procesu odciążania przyrost ciśnienia zostaje ograniczony do wartości Pred, co przedstawia krzywa C na rys. 1. Wartość tego ciśnienia zależy przede wszystkim od rozmiarów i miejsca lokalizacji otworów odciążających, jak również od wartości ciśnienia otwierającego zaprojektowane urządzenie odciążające. Odpowiednie wyliczenie powierzchni odciążającej zapewnia zredukowanie ciśnienia wybuchu do wartości poniżej wytrzymałości konstrukcyjnej chronionego urzą-dzenia. Na etapie projektowania, podczas szacowania wytrzymałości aparatu bierze się szczególnie pod uwagę te wszystkie części, które są najbardziej narażone na oddziaływanie ciśnienia wybuchu (drzwiczki rewizyjne, zawory suwakowe). Dlatego też wytrzymałość najsłabszej części urządzenia procesowego jest potraktowana jako wytrzymałość o[...]

Metodyka obliczeń średnicy oraz czasu trwania BLEVE-fireball


  Jednym z najbardziej niszczycielskich zdarzeń jakie mogą mieć miejsce w przemyśle jest wybuch par wrzącej cieczy BLEVE (boiling liquid expanding vapor explosion). Przy bardziej niekorzystnym rozwoju sytuacji, w przypadku skroplonego łatwo palnego gazu może dojść do zjawiska firewall, objawiającego się wybuchem uwolnionych do otoczenia par tworzących mieszaninę palną w zakresie granic wybuchowości. Od początku lat czterdziestych XX w. doszło do ok. 100 udokumentowanych zdarzeń tego typu, które pochłonęły ponad tysiąc ofiar śmiertelnych, ok. 10 tys. rannych oraz straty liczone w bilionach dolarów. Stąd też niezwykle ważnym zagadnieniem jest właściwe oszacowanie parametrów tego zjawiska. A case study on b. liq. expanding vapor explosion and fireball after a railway accident with liq. PrH-BuH mixt. was given. A release of 10-12 t of the mixt. took place, the tank car contained 8-10 t of the mixt. during the explosion. The fireball duration was 15 s. The fire was extinguished after about 3 h. Two people were deadly injured during the explosion and fire. An inadequacy of common Champagne model in describing the fireball course was stated. Wzrastająca wielkość przewozów, produkcji oraz magazynowania materiałów niebezpiecznych pociąga za sobą coraz większe ryzyko zajścia zdarzenia o skutkach poważnej katastrofy przemysłowej mimo wzrostu poziomu zabezpieczeń. Dotyczy to szczególnie dynamicznie rozwijającego się sektora paliwowego. Odpowiedzią na wzrost ryzyka musi być coraz lepszy poziom wyszkolenia jednostek ratowniczych1), właściwy poziom reagowania kryzysowego2-5) w przypadku zaistnienia takich zdarzeń oraz zdolność do przewidywania ich przebiegu i rozmiaru6). aSzkoła Główna Służby Pożarniczej, Warszawa; bCentrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej, Józefów Tomasz Węsierskia,*, Rafał Porowskib Metodyka obliczeń średnicy oraz czasu trwania BLEVE-fireball Methods for determination of duration and maximum fireball diamete[...]

Explosion suppression in the chemical industry Tłumienie wybuchów w przemyśle chemicznym DOI:10.15199/62.2015.4.21


  A brief review, with 9 refs., of methods and devices used for suppresion of gas and dust explosions. Przedstawiono opis działania systemów tłumienia wybuchów w przemyśle chemicznym wraz z krótką charakterystyką poszczególnych elementów tych systemów. Dokonano przeglądu dotychczasowego stanu wiedzy w tym zakresie i wyników badań doświadczalnych, jak również wskazano na najważniejsze zasady projektowania systemów tłumienia wybuchów. Pierwszy patent na system tłumienia wybuchu pochodzi z 1912 r. i przypisuje się go pewnej niemieckiej firmie1). Określano go wówczas jako "szybki suchy proszkowy środek gaszący". W latach czterdziestych XX w. brytyjskie siły powietrzne odkryły, że 80% całkowitych strat samolotów bojowych powstało z powodu pożarów. Opierając się na tym spostrzeżeniu, w wymaganiach wojskowych określono lekki system o wysokiej skuteczności gaszenia do ochrony silników samolotów i ich systemów paliwowych. Podobnie w Niemczech, w wyniku szybko rozwijającej się techniki systemy tłumienia wybuchu oparto na trzech zasadach, mówiących że (i) środek gaśniczy znajduje się trwale pod ciśnieniem w butli, (ii) w instalacji chronionej musi być zapewniona duża średnica otworu wlotowego, oraz (iii) zastosowany jest zawór natychmiastowej reakcji w celu gwałtownego uwolnienia środka tłumiącego za pomocą ładunku pirotechnicznego. Zasady te w połączeniu z systemem detekcji płomienia lub wzrostu ciśnienia tworzą podstawę współczesnych automatycznych systemów tłumienia wybuchu instalowanych w urządzeniach i aparatach procesowych stosowanych w przemyśle. Tłumienie wybuchu polega zatem na wykryciu zjawiska w początkowym stadium jego rozwoju, zaraz po zapłonie, a następnie na natychmiastowym wyładowaniu środka tłumiącego z taką szybkością, aby ugasić płomienie zanim zdąży powstać duży przyrost ciśnienia. Obecnie1) szybkośćwyładowania środka tłumiącego do chronionego urządzenia procesowego wynosi 75-300 ms. Zapobiega to zarówno powstawaniu wy[...]

Analiza wybranych metod obliczeniowych w zakresie oddziaływania fali wybuchu chemicznego


  Przemysł chemiczny jest nieodłącznie związany ze stosowanymi tam substancjami niebezpiecznymi, w tym również o właściwościach palnych oraz wybuchowych. Aby dobrze poznać zagrożenia związane z tymi substancjami, konieczne jest analizowanie ich potencjalnych efektów fizycznych, do których należy również zjawisko wybuchu. Dokonano analizy najczęściej stosowanych metod obliczeniowych w zakresie oddziaływania fali wybuchu mieszanin paliwowo-powietrznych, jak również wykazano zasadnicze różnice pomiędzy tymi metodami. Trinitrotoluene equivalent, multienergetic and Baker- Strehlow methods for calcn. of blast effects were presented and compared. Zjawisko wybuchu w przemyśle chemicznym jest znane nie od dziś, o czym świadczą liczne awarie przemysłowe, o których od czasu do czasu dowiadujemy się poprzez środki masowego przekazu oraz liczne publikacje branżowe1, 2). Przemysł chemiczny związany jest nieodłącznie ze stosowanymi, produkowanymi czy też magazynowanymi tam substancjami niebezpiecznymi, w tym również substancjami o właściwościach palnych oraz wybuchowych. Proces uwolnienia i formowania się mieszaniny palnej można modelować przy wykorzystaniu analizy właściwości fizykochemicznych oraz odpowiedniego aparatu matematycznego3, 4). Zjawisko wybuchu może spowodować poważne skutki stwarzające zagrożenie dla życia i zdrowia ludzi oraz destrukcyjnie wpływające na konstrukcje budowlane, aparaty i urządzenia procesowe. Powoduje tym samym potężne szkody materialne oraz zanieczyszczenie środowiska. Wybuchom mieszanin paliwowo-powietrznych towarzyszy gwałtowny wzrost ciśnienia oraz powstawanie i rozprzestrzenianie się fali wybuchu. Kształt fali ciśnienia w pobliżu źródła wybuchu zależy od typu wybuchu. Początkowy kształt fali ciśnienia różni się znacznie w przypadku wybuchów materiałów wybuchowych, materiałów nuklearnych czy też fizycznych lub chemicznych wybuchów mieszanin gazowo-powietrznych. Do typowych wybuchów chemicznych zalicza [...]

Analysis of mechanisms of hydrogen spontaneous ignition during its release into atmosphere. Analiza mechanizmów samozapłonu wodoru przy jego uwolnieniu do atmosfery


  A review, with 29 refs. of H2 spontaneous ignition mechanisms including electrostatic discharges, diffusive ignition, fast adiabatic compression, Joule-Thomson effect and hot surface ignition.Według światowych prognoz energetycznych przewiduje się, że po wyczerpaniu zasobów paliw kopalnych, powszechnie stosowanym paliwem zostanie wodór. Ze względu na swoje właściwości, wodór wymaga przesyłania i składowania pod dużym ciśnieniem przy pomocy instalacji wykonanych z materiałów o specjalnych właściwościach, przede wszystkim o podwyższonej wytrzymałości i odporności na działanie wodoru mogącego wnikać w strukturę metalu. Już w latach dwudziestych XX w. stwierdzono, że wypływający pod dużym ciśnieniem wodór może się zapalić bez bezpośredniego źródła zapłonu. Do wodoru przylgnęło zatem miano "samozapalającego się". Rosnące ceny ropy naftowej i nieunikniony kryzys paliwowy skłaniają ludzkość do szukania alternatywnych źródeł energii1). Poza czynnikiem ekonomicznym niezmiernie ważny jest czynnik ekologiczny. Postuluje się, że emisja ditlenku węgla i związków azotu powstałych w procesach spalania paliw kopalnych przyczynia się do powiększenia tzw. dziury ozonowej, a tym samym do zmian klimatycznych mających kolosalne znaczenie dla ludzkości. Nowoczesne paliwo powinno być więc nie tylko tanie, łatwo dostępne i bezpieczne, ale również w jak najmniejszym stopniu szkodliwe dla środowiska. "Czystym" ekologicznie paliwem wydaje się być wodór, którego produktem spalania (w tlenie) jest woda. Należy zaznaczyć, że wodór jest tylko nośnikiem energii, a do jego wytworzenia konieczne są nakłady energii z innych źródeł. Ze względu na kurczące się zasoby paliw kopalnych nieuniknione wydaje się więc być wprowadzenie wodoru, jako podstawowego paliwa przyszłości we współdziałaniu z odnawialnymi źródłami energii i/lub energią atomową2). [...]

Analysis of boilover phenomenon during fires of petroleum flammable liquids stored in tanks. Analiza zjawiska boilover podczas pożarów cieczy naftopochodnych magazynowanych w zbiornikach


  Fundamentals of the boilover phenomenon and a review of methods for its prevention. Dokonano analizy literaturowej w zakresie badań nad zjawiskiem boilover. Zjawisko to stwarza wysokie zagrożenie podczas pożarów cieczy palnych magazynowanych w zbiornikach. Opisano mechanizmy prowadzące do powstania boilover oraz zjawiska towarzyszące. Dokonano również przeglądu prac naukowych obejmującego badania eksperymentalne oraz obliczenia numeryczne. Wskazano zasady prawidłowego projektowania i doboru systemów ochrony przeciwpożarowej w przemyśle. Zajmując się zagrożeniem pożarowym i wybuchowym, jakie niesie ze sobą przechowywanie cieczy palnych ropopochodnych w zbiornikach, należy zdać sobie sprawę, z jakiego rodzaju konstrukcjami ma się do czynienia. Rozpatrując zbiorniki, w których może dojść do zjawiska boilover należy wziąć pod uwagę te zbiorniki, których średnica wewnętrzna przekracza 20 m1, 2). Jeden z najbardziej poważnych pożarów zbiorników przechowujących substancje ropopochodne zdarzył się 18 grudnia 1982 r. w małym mieście w Wenezueli, kilkanaście kilometrów na północny-zachód od Caracas3, 4). W zbiorniku pokrytym dachem przechowywane było paliwo do urządzeń wytwarzających prąd elektryczny. Wymiary zbiornika wynosiły: 55 m średnica i 51 m wysokość. W odległości ok. 67 m znajdował się zbiornik bliźniaczy. Każdy z tych zbiorników wyposażony był w stałą instalację gaśniczą pianową oraz system detekcji wycieku paliwa i pożaru. Poprzedniego dnia ok. 11.30 wskaźnik temperatury magazynowanej cieczy zasygnalizował jej wzrost do ok. 88°C, którą obniżono schładzając zbiornik. Rankiem następnego dnia ok. 6.00 trzyosobowy personel przeprowadzał rutynowe czynności kontrolne. Jeden z mężczyzn wszedł na dach. Po ok. 2 min nastąpił wybuch, który zniszczył zadaszenie i zbiornik stanął w płomieniach. Wskutek tego zdarzenia 2 osoby zginęły. [...]

Experimental study on flammability limits of fuel vapors at elevated temperatures. Badanie granic wybuchowości par cieczy palnych w podwyższonych temperaturach


  Flammability limits of EtOH, MeOH, BuOH and EtMeCHOH in air were detd. at 40-120°C under std. conditions. Przedstawiono wyniki doświadczalnych badań granic wybuchowości metanolu, etanolu, 1-butanolu oraz 2-butanolu w temperaturach początkowych 40-120°C. Badania przeprowadzono wg metody B opisanej w PN-EN 1839. Dodatkowo przedstawiono przegląd stanu dotychczasowej wiedzy w zakresie metod określania granic wybuchowości na potrzeby bezpieczeństwa w transporcie i magazynowaniu ciekłych substancji palnych. Inżynieria bezpieczeństwa zajmuje się problematyką zapobiegania pożarom i awariom oraz oceną zagrożeń, jakie są stwarzane przez substancje niebezpieczne stosowane w obiektach przemysłowych, zapobiegając potencjalnym skutkom poważnych awarii1). W celu ochrony przed wybuchem w przemyśle należy stosować odpowiednie środki zapobiegające powstawaniu atmosfer wybuchowych określone w normie2). Stanowi ona ogólne wytyczne w zakresie ochrony przed wybuchem. Identyfikacja zagrożeń to m.in. ocena danej substancji w kategoriach właściwości palnych, podatności na zapłon oraz właściwości charakteryzujących dynamikę wybuchu3). Każda z tych kategorii zawiera zestaw parametrów informujących o przebiegu procesu spalania, o możliwości zapoczątkowania pożaru lub wybuchu oraz o dynamice wybuchu po wstąpieniu zapłonu4). W kategorii "właściwości palne" parametry istotne w przemyśle chemicznym to m.in. graniczne stężenie tlenu, temperatura zapłonu oraz granice wybuchowości5, 6). Z uwagi na bezpieczeństwo transportu i magazynowania substancji niebezpiecznych, parametry te często stosowane są jako kryterium bezpieczeństwa w kartach charakterystyk paliw ciekłych. Główną przyczyną powstawania zagrożeń [...]

Badanie efektywności kurtyn wodnych przy zwalczaniu par amoniaku podczas jego niekontrolowanego uwolnienia


  Kurtyny wodne są często stosowanym elementem zabezpieczenia instalacji technologicznych i magazynów, jak również są szeroko wykorzystywane w toku działań ratowniczogaśniczych podczas niekontrolowanego uwolnienia się toksycznych środków przemysłowych. Ich efektywność została wielokrotnie potwierdzona badaniami laboratoryjnymi oraz poligonowymi. W pracy określono wpływ wydajności strumienia wodnego oraz temperatury na efektywność działania kurtyn podczas zdarzeń z udziałem amoniaku. NH3 was removed from a test chamber by using a water curtain at 10-40°C, water flow 45-95 L/h and initial NH3 concn. 150-4950 ppm. A decrease in NH3 concn. from 4950 ppm down to 70 ppm was achieved after 200 s. Niekontrolowane uwolnienie się toksycznych środków przemysłowych może stać się przyczyną poważnej awarii przemysłowej1-5), wymagającej zaangażowania znacznych sił i środków, umiejętnego ich wykorzystania oraz reagowania zarówno na poziomie interwencyjnym6- 8), taktycznym9, 10), jak i strategicznym11, 12). Zważywszy na prostotę użytkowania oraz dostępność wody jako tradycyjnego środka podczas akcji ratowniczo-gaśniczych, badaniu skuteczności kurtyn wodnych poświęcono wiele uwagi13-21). Badano mechanizm ich działania zarówno pod kątem absorpcji powierzchniowej, jak i rozcieńczania uwzględniając takie parametry, jak rozmiar kropel i szybkość wypływu. Rozcieńczanie par gazu jest limitowane dostępną wydajnością prądu wodnego. W przypadku działania absorpcyjnego istotne jest miejsce położenia kurtyny względem przesuwającej się chmury gazu. Mając na uwadze najczęściej przewożone materiały niebezpieczne, badania skuteczności kurtyn przeprowadzono głównie względem par NH3 13-15), HF16), Cl2 17), LPG19), LNG20), a nawet CO2 21). Zaobserwowano, że kurtyny wodne z[...]

Wykorzystanie bezpłatnych narzędzi obliczeniowych do określania stref zagrożeń z udziałem substancji niebezpiecznych


  Dokonano analizy możliwości wykorzystania bezpłatnego oprogramowania komputerowego do oceny zagrożenia substancjami niebezpiecznymi na skutek ich niekontrolowanego uwolnienia w przemyśle chemicznym wraz z możliwością implementacji wyników obliczeń na mapach terenowych w celu zapewnienia lepszej wizualizacji wyników. W przemyśle chemicznym stosuje się wiele substancji niebezpiecznych, w tym również trujących, palnych oraz wybuchowych. Aby dobrze poznać zagrożenia związane z tymi substancjami konieczne jest określenie skali możliwego awaryjnego uwolnienia tych substancji oraz ich rozprzestrzenienia się, jak również przeanalizowanie efektów ich uwolnienia z urządzeń i instalacji przemysłowych, odnosząc się do rzeczywistych awarii w przemyśle1, 2). Program Aloha (areal locations of hazardous atmosphere)3) umożliwia przeprowadzenie obliczeń dotyczących awaryjnego uwolnienia substancji niebezpiecznych z urządzeń i aparatów procesowych wraz z wyświetleniem skali potencjalnych zagrożeń w bezpośrednim otoczeniu źródła uwolnienia. Wyniki takich obliczeń dają podstawę do podjęcia dalszych decyzji dotyczących niezbędnych działań mających na celu zmniejszenie skutków awarii. Program ten ze względu na prostą obsługę oraz szybkość obliczeń zalicza się do narzędzi wspomagających decyzje w sytuacjach mających znamiona awarii przemysłowej. Program ten umożliwia również implementację danych wejściowych do obliczeń niezawartych w menu, a uzyskanych za pomocą zewnętrznych metod obliczeniowych w zakresie właściwości fizykochemicznych substancji niebezpiecznych4) lub na podstawie badań doświadczalnych5). Niewątpliwą wadą programu Aloha jest brak możliwości bezpośredniego wyświetlania stref zagrożeń na mapach rzeczywistego miejsca awarii przemysłowej. Wymagane jest zatem dodatkowe oprogramowanie, które zaimplementuje wyniki na istniejącą mapę. Nie bez znaczenia jest tutaj spójność danych wynikowych (jednostki, skala mapy). Połączenie[...]

 Strona 1