Охорона праці - Москальова В.М - 5.8. Як здійснюється обгрунтування категорії приміщень і будинків за вибухопожежною небезпекою?

Яка методика розрахунку надлишкового тиску вибуху для горючих газів, парів легкозаймистих речовин і горючих рідин?

1. Надлишковий тиск вибуху АР, кПа, для індивідуальних горючих речовин, які в своєму складі містять атоми С, Н, О, N. СІ, Вг, 1, ¥, визначається за формулою:

дє ґтгп - максимальний тиск вибуху стехіометричної газоповітряної або пароповітряної суміші у замкненому об’ємі, що визначається експериментально або за довідковими даними. У разі відсутності даних допускається приймати Рпюх = 900 кПа;

Рп — початковий тиск, кПа (допускається приймати рівним 101 кПа);

т — маса горючого газу (ГГ) або парів легкозаймистих речовин (ЛЗР) і горючих рідин (ГР), що вийшли у результаті розрахункової аварії в приміщення; кг;

г — коефіцієнт участі горючої речовини у вибуху; може бути розрахований на основі характеру розподілу газів і парів у об’ємі приміщення ;

уя—вільний об’єм приміщення, м ;

р,н— густина газу, парів рідини, кг/м ; сєт — стехіометрична концентрація ГР або парів ЛЗР і ГР, (% об’єму), шо обчислюється за формулою:

Таблиця 5.16. Коефіцієнти участі горючої речовини у вибуху

Лс. п„, п0, пх- число атомів відповідно С, Н, О і галоїдів у молекулі горючого; к„ - коефіцієнт, що враховує негерметичність приміщення та недіабатичність процесу горіння. Допускається приймати к„ ~3.

2. Розрахунок АР для індивідуальних речовин, крім зазначених у п. 1, а також для сумішей, може бути виконаний за формулою:

де Нт —питома теплота згоряння, Дж/кг;

р, - густина повітря до вибуху, кг/м3, при початковій температурі То (К);

с — питома теплоємність повітря, Д(к/(кг*К) (допускається приймати рівною 1,0Ь103);

к/ - див. п. 1 (також допускається приймати рівним 3).

3. Маса т (кг) газу, що надійшов у приміщення при розрахунковій аварії, визначається за формулою:

де Уп - об’єм газу, що вийшов з апарату, м3; Ут - об’єм газу, що вийшов з трубопроводів, м3; При цьому:

де Рі - тиск в апараті, кПа; V - об’єм апарата, м^;

Де Уга| - об’єм газу, що вийшов з трубопроводів до його відключення, м3; - об’єм газу, що вийшов з трубопроводів після його відключення, м3;

де Я - витрачання газу, яке визначається залежно від тиску у трубопроводі, його діаметра, температури газу і т. ін., м3/с;

Т- розрахунковий час відключення трубопроводів (с), визначається у кожному конкретному випадку стосовно реальної обстановки;

де Р2 - максимальний тиск у трубопроводі за технологічним регламентом, кПа; г - внутрішній діаметр трубопроводів, м;

1,2...п - порядковий номер під’єднаних до апарата трубопроводів. Ь-довжина трубопроводів від аварійного апарата до засувки, м. 4. Маса парів рідини т, що надійшли у приміщення за наявності кількох джерел випаровування, визначається з виразу:

де пір - маса рідини, що випарувалася з поверхні розливу, кг; Гос - маса рідини, що випарувалася з поверхні відкритих ємкостей, кг,

Шф- маса рідини, що випарувалася з пофарбованої поверхні (чи іншої свіжо нанесеної речовини), кг;

При цьому кожна із складових маси газу визначається за формулою:

де И7 - інтенсивність випаровування, кг/(с"м );

ґ„ - площа випаровування, м , що визначається згідно з вказівками у підрозділі 6.1 залежно від маси рідини, яка вийшла у приміщення.

Інтенсивність випаровування IV визначається за довідковими та експериментальними даними. За їх відсутності допускається для ЛЗР розраховувати и/ за формулою:

де т| - коефіцієнт, який приймається за табл. 5.16 у залежності від швидкості і температури повітряного потоку над поверхнею випаровування; М— молекулярна маса;

Р, - тиск насиченої пари при розрахунковій температурі рідини, який визначається за довідковими даними, кПа

Таблиця 5.16. Значення коефіцієнтів n

Як визначити категорії будинків за вибухопожежною і пожежною небезпекою?

Будинок відноситься до категорії А, якщо сумарний об’єм приміщень категорії А у ньому перевищує 5% об’єму будинку.

Будинок відноситься до категорії Б, якщо одночасно виконані дві умови:

а) будинок не відноситься до категорії А;

б) сумарний об’єм приміщень категорій А і Б перевищує 5% сумарного об’єму будинку.

Будинок відноситься до категорії В, якщо одночасно виконано дві умови: а) будинок не відноситься до категорій А або Б;

б)сумарний об’єм приміщень категорій А, Б і В перевищує 5% (10%, якщо відсутні приміщення категорій А і Б) сумарного об’єму будинку.

Будинок відноситься до категорії Г, якщо одночасно виконано дві умови: а) будинок не відноситься до категорій А, Б або В;

б) сумарний об’єм приміщень категорій Б, В і Г перевищує 5% сумарного об’єму будинку.

Будинок відноситься до категорії Д якщо він не відноситься до категорій А. Б, В і Г;

Яка послідовність розрахунку надлишкового тиску вибуху?

1. Встановлення довідкових даних з характеристики властивостей горючих речовин: хімічна формула, молекулярна маса, тиск насиченої пари, температура спалаху, інтенсивність випаровування, нижня межа вибуху.

2. Вибір найбільш несприятливого варіанту аварії.

3. Визначення маси горючих речовин, які можуть надійти у приміщення під час аварії, що випарувались: з поверхні розливу; з відкритих ємкостей; з інших поверхонь.

Тривалість випаровування рідин можна визначити за формулою

де т - маса рідини, кг;

й7- інтенсивність випаровування, кг/(с*м2);

/•"- площа, з якої випаровується рідина, м .

4. Визначення коефіцієнта участі речовини у вибуху і стехіометричного коефіцієнта.

5. Розрахунок надлишкового тиску вибуху.

6. Висновок про віднесення приміщення до певної категорії з вибухонебезпечності.

Примітка. Замінивши т на тпао (рпюх - Рц) на іРпах і АР на та розв’язавши відносно тпюх , отримаємо формулу для визначення максимально можливої маси горючої речовини, при якій приміщення не належатиме до категорії А:

АРооп приймають рівним 5 кПа.

Приклад 1. У виробничому приміщенні внаслідок аварії з ємкості, в якій може бути до 2 кг ацетону, він може пролитися на підлогу і випаруватися. Об’єм приміщення 1300 м3, площа підлоги 175 м2. Аварійна вентиляція не працює. Температура повітря у приміщенні +25°С, швидкість руху повітря 0.25 м/с. Інші приміщення у будинку загальною площею 850 м2 відносяться до категорії В. Визначити категорію приміщення та категорію будинку за вибухопожежною небезпекою.