Методические указания для выполнения выпускной квалификационной работы Санкт-Петербург (стр. 6 из 10)
Методика определение категорий помещений по взрывопожарной и пожарной опасности
Общие методические основы определения категорий производственных и складских помещений по взрывопожарной и пожарной опасности установлены Нормами пожарной безопасности (НПБ 105-03). Категории помещений принимаются в соответствии с таблицей 5 путем последовательной проверки принадлежности помещения от высшей категории (А) к низшей (Д).
Таблица 5
| Категория помещения | Характеристика веществ и материалов, обращающихся в помещении |
| А взрывопожаро- опасная | Легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28оС, а также горючие газы в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых в помещении развивается расчетное избыточное давление взрыва DР, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа |
| Б взрывопожаро- опасная | Легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 оС , горючие жидкости, а также горючие пыли и волокна в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные паровоздушные и пылевоздушные смеси, при воспламенении которых в помещении развивается расчетное избыточное давление, превышающее 5 кПа |
| В1-В4 пожароопасная | Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), а также вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения в которых они обращаются не относятся к категориям А и Б. |
| Г | Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени. Горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива. |
| Д | Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии |
При наличии в помещении легковоспламеняющихся или горючих жидкостей (ЛВЖ, ГЖ), а также горючих пылей или волокон расчет критериев взрывопожарной опасности помещений начинают с определения максимального избыточного давления взрыва в помещении парогазовоздушных смесей, которые могут образоваться в результате принятой аварийной ситуации.
Для индивидуальных горючих веществ (газов и паров ЛВЖ и ГЖ), состоящих из атомов С, Н, О, N, Cl, Br, I, F, избыточное давление взрыва DР определяется по формуле:
,где Рmax - максимальное давление взрыва, определяемое по справочным данным. При отсутствии данных допускается принимать Рmax равным 900 кПа;
Ро- начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101,3 кПа);
m - масса горючего газа или паров ЛВЖ, ГЖ, кг;
Z - коэффициент участия горючего во взрыве (допускается принимать по таблице 6);
Vсв - свободный объем помещения, м3;
rг.п. - плотность газа или пара при расчетной температуре tр, кг/м3, вычисляемая по формуле:
,где М - молярная масса газа или пара, кг/кмоль;
Vо - молярный объем, равный 22,4 м3/кмоль;
tр - расчетная температура, равная максимально возможной температуре воздуха в помещении, °С;
Сст - стехиометрическая концентрация горючего вещества в воздухе, % (объемных), вычисляемая по формуле:
,где
- стехиометрический коэффициенткислорода в реакции горения;
nc, nн, nо, nх - число атомов С, Н,О и галоидов в молекуле горючего;
Кн - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиаба-
тичность процесса горения (допускается принимать равным 3).
Таблица 6
Значения коэффициента Z для различных видов горючего
| Вид горючего вещества | Значение Z |
| Водород | 1 |
| Горючие газы (кроме водорода) | 0,5 |
| ЛВЖ и ГЖ, нагретые до температуры вспышки и выше | 0,3 |
| ЛВЖ и ГЖ, нагретые ниже температуры вспышки, при наличии возможности образования аэрозоля | 0,3 |
| ЛВЖ и ГЖ, нагретые ниже температуры вспышки, при отсутствии возможности образования аэрозоля | 0 |
Для смесей горючих веществ и пылей расчет избыточного давления взрыва производится по формуле:
,где m - масса пыли или смеси горючих веществ, вышедших в помещение в результате аварии, кг;
Qн - теплота сгорания горючих веществ, Дж/кг.
Z - коэффициент участия пыли во взрыве, который рассчитывается по формуле:
Z=0,5 × F,
где F – массовая доля частиц пыли размером менее критического, с превышением которого аэровзвесь становится взрывобезопасной, то есть не способной распространять пламя. При отсутствии данных допускается для пылей принимать Z = 0,5.
r в - плотность воздуха до взрыва при начальной температуре, кг/м3;
Ср- теплоемкость воздуха, Дж/(кг К). Допускается принимать Ср = 1010 Дж/(кг. К).
То - начальная температура воздуха, К.
Ср - теплоемкость воздуха, Дж / кг • К ;
Т0 — начальная температура воздуха, К.
В случае обращения в помещении горючих газов, легковоспламеняющихся или горючих жидкостей при определении значения массы m допускается учитывать работу аварийной вентиляции, если она обеспечена резервными вентиляторами, автоматическим пуском при превышении предельно допустимой взрывобезопасной концентрации и электроснабжением по первой категории надежности (ПУЭ), при условии расположения устройств и для удаления воздуха из помещения в непосредственной близости от места возможной аварии.
При этом массу т горючих газов или паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, нагретых до температуры вспышки и выше, поступивших в объем помещения, следует разделить на коэффициент К, определяемый по формуле
К= АТ+ 1,
где А — кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, с-1;
Т — продолжительность поступления горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в объем помещения, с .
Масса т, кг, поступившего в помещение при расчетной аварии газа определяется по формуле
m =(Vа + V7 ) r r ,
где Vа — объем газа, вышедшего из аппарата, м3;
V7 — объем газа, вышедшего из трубопроводов, м3.
При этом
Va = 0,01 P1V ,
где Р1 — давление в аппарате, кПа;
V - объем аппарата, м3;
VТ = V1Т + V2Т ,
где V1т — объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м3;
V2Т— объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м3;
V1Т = qT
q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., м3 c-1;
Т— время, с;
V2Т = 0,01 π Р2 (г21 L1 + г22L2+ ... +r2n Ln),
где P2 -_ максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа;
r - внутренний радиус трубопроводов, м;
L — длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.
Масса паров жидкости m, поступивших в помещение при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, открытые емкости и т.п.), определяется из выражения
m = mp + mемк + mсв.окр. ,
где mp - масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;
mемк - масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг;
mсв.окр. - масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг.
При этом каждое из слагаемых в последней формуле определяется из выражения:
m = W Fи T,
где W — интенсивность испарения, кг/c ∙ м 2;
Fи — площадь испарения, м2, определяемая в зависимости от массы жидкости mи вышедшей в помещение.
Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств исходя из продолжительности их работ.
Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле
W = 10 –6 η
Pн