Пожарная безопасность технологических процессов (часть 1)

 

МЕТОДЫ РАСЧЕТА КРИТЕРИЕВ В3PЫBOПОЖAPHOЙ ОПАСНОСТИ ПОМЕЩЕНИЙ.

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ РАСЧЕТНОГО ВАРИАНТА

В основу метода определения категорий помещений положено несколько критериев.

В качестве расчетного выбирают наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором во взрыве участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий взрыва.

Количество поступивших в помещение веществ, которые могут образовать взрывоопасные газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется исходя из следующих предпосылок:

1. Происходит расчетная авария одного из аппаратов и в помещение поступает всё содержимое;
2. Все содержимое аппарата поступает в помещение;
3. Происходит одновременно утечка веществ из питающих и отводящих трубопроводов в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов.

Расчетное время отключения трубопроводов следует принимать равным:

  • времени срабатывания системы автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;
  • 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;
  • 300 с - при ручном отключении.

Не допускается использование технических средств для отключения трубопроводов, для которых время отключения превышает приведенные выше значения.

Под "временем срабатывания" и "временем отключения" следует понимать промежуток времени от начала возможного поступления горючего вещества из трубопровода (перфорация, разрыв, изменение номинального давления и другие случаи) до полного прекращения поступления газа или жидкости в помещение. Быстродействующие клапаны-отсекатели должны автоматически перекрывать подачу газа или жидкости при нарушении электроснабжения.

В исключительных случаях в установленном порядке допускается превышение приведенных выше значений времени отключения трубопроводов специальным решением соответствующих органов центрального управления (министерств или ведомств) по согласованию с центральным органом государственного пожарного надзора.

4. Происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости; площадь испарения при разливе на пол определяется (при отсутствии справочных данных), исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих 70 % и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,5 м2, а остальных жидкостей - на 1 м2 пола помещения.

Происходит также испарение жидкости из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей.

5. Длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.

Количество пыли, которое может образовать взрывоопасную смесь, определяется из следующих предпосылок:

  1. Расчетной аварии предшествовало пыленакопление в производственном помещении, происходящее в условиях нормального режима работы (например, вследствие пылевыделения из негерметичного производственного оборудования) между плановыми уборками пыли, определяемое экспериментально технологами. При отсутствии экспериментальных данных технологов допускается принимать пыленакопление равное 5% от расчетного количества пыли, выделившейся из технологического оборудования при аварии.
  2. В момент расчетной аварии произошла плановая (ремонтные работы) или внезапная разгерметизация одного из технологических аппаратов, за которой последовал аварийный выброс в помещение всей находившейся в аппарате пыли.

Свободный объем помещения определяется как разность
между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием с погрешностью не более 7%.

Расчёт избыточного давления взрыва

Избыточное давление взрыва DР для горючих газов, паров ЛВЖ и ГЖ, а также горючих пылей и волокон определяется с помощью нескольких расчетных формул (в зависимости от состава горючих компонентов).

В расчете учитывают:

  • свойства горючих веществ (величину стехиометрической концентрации и максимальное давление взрыва при этой концентрации, плотность, теплоту сгорания, молекулярную массу и т.п.),
  • количество горючих веществ, участвующих во взрыве,
  • температуру и давление в аппарате перед его аварией,
  • плотность, теплоемкость и начальную температуру воздуха в помещении,
  • свободный объем помещения и другие параметры, влияющие на величину избыточного давления взрыва.

Категорию помещения устанавливают путем сравнения найденного в расчетах избыточного давления взрыва DР в помещении с нормативным, принятым равным 5 кПа.

Если DР расчетное больше 5 кПа, то категория помещения взрывоопасная (А или Б) в зависимости от свойств веществ и материалов, находящихся в помещении.

Если DР расчетное меньше или равно 5 кПа, то категория помещения пожароопасная, т.е. В.

B случае, когда определить величину DР не представляется возможным, следует принимать ее превышающей 5 кПа.

Расчетное избыточное давление взрыва D Р для гибридных взрывоопасных смесей, содержащих ГГ (пары) и пыли, определяется по формуле

DР = DP1 + DР2

где DP1 - давление взрыва, вычисленное для ГГ (пара), Па;

2 - давление взрыва, вычисленное для горючей пыли, Па.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИЙ B1-B4 ПОМЕЩЕНИЙ

Определение пожароопасной категории помещения осуществляется путем сравнения максимального значения пожарной нагрузки на любом из участков с величиной удельной пожарной нагрузки.

При пожарной нагрузке, включающей в себя различные сочетания (смесь) горючих жидкостей, твердых горючих веществ и материалов в пределах пожароопасного участка, пожарная нагрузка Q (МДж) определяется из соотношения

Q =

где Gi - количество i-го материала пожарной нагрузки, кг;

- низшая теплота сгорания i-ro материала пожарной нагрузки, МДж×кг -1

Удельная пожарная нагрузка g (МДж×м-2) определяется из соотношения

g = Q / S

где S - площадь размещения пожарной нагрузки, м2 (но не менее 10 м2).

Таблица 4.

Категория

Удельная пожарная нагрузка на участке, МДж*м-2

Способ размещения

В1

более 2200

Не нормируется

В2

1401-2200

По примечанию 2

В3

181-1400

По примечанию 2

В4

1-180

Способ размещения участков пожарной нагрузки определяется согласно примечанию 1

Примечания.

1. В помещениях категорий В1-В4 допускается наличие нескольких
участков с пожарной нагрузкой, не превышающей значений, приведенных в таблице 4. В помещениях категории В4 расстояния между этими участками должны быть более предельных. Рекомендуемые значения предельных расстояний (Iпр) в зависимости от величины критической плотности падающих лучистых потоков qкр (кВт м-2) для пожарной нагрузки, состоящей из твердых горючих и трудногорючих материалов приведены в приложении Г.

Величины Iпр, приведенные в таблице 5, рекомендуются при условии, если Н > 11 м; если Н < 11 м, то предельное расстояние определяется как I = Iпр + (11-H), где Iпр определяется по таблице 5, а Н - минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки до нижнего пояса ферм перекрытия (покрытия), м.

3начения qкр для некоторых материалов пожарной нагрузки приведены в таблице 6.

Если пожарная нагрузка состоит из различных материалов, то значение q кр определяется по материалу с минимальным значением qкр .

Для материалов пожарной нагрузки с неизвестными значениями qкр значения предельных расстояний принимаются I ³ 12 м.

Для пожарной нагрузки, состоящей из ЛВЖ или ГЖ, рекомендуемое расстояние (Iпр) между соседними участками размещения (разлива) пожарной нагрузки рассчитывается по формулам:

Iпр³15 м при Н³11, (32)

Iпр ³ 26 - Н при Н < 11 (33)

2. Если при определении категорий В2 или В3 количество пожарной
нагрузки Q, определенное по пункту 7.2, превышает или равно Q ³ 0,64g Н2, то
помещение будет относиться к категориям В1 или В2 соответственно.

3. Помещения площадью менее 10 м2 независимо от обращающихся в них пожароопасных веществ и материалов следует относить к категории В4.

 

Таблица 5.

qкр,

кВт м-2

до 5

свыше 5 до10

свыше 10 до 15

свыше 15 до 20

свыше 20 до 25

свыше 25 до 30

свыше 30 до 40

свыше 40 до 50

Iпр, м

12

8

6

5

4

3,8

3,2

2,8