Полное меню
А.2.2 Расчет DР для индивидуальных веществ, кроме упомянутых в п. А.2.1, а также для смесей может быть выполнен по формуле где Нт - теплота сгорания, Дж×кг–1; rв - плотность воздуха при начальной температуре Т0, кг×м–3; Сp - теплоемкость воздуха, Дж×кг–1×К–1 (допускается принимать равной 1,01×103, Дж×кг–1×К–1); Т0 - начальная температура воздуха, К. А.2.3 В случае обращения в помещении горючих газов, легковоспламеняющихся или горючих жидкостей при определении массы m, входящей в формулы (А.1) и (А.4), допускается учитывать работу аварийной вентиляции, если она обеспечена резервными вентиляторами, автоматическим пуском при превышении предельно допустимой взрывобезопасной концентрации и электроснабжением по первой категории надежности по Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), при условии расположения устройств для удаления воздуха из помещения в непосредственной близости от места возможной аварии. Допускается учитывать постоянно работающую общеобменную вентиляцию, обеспечивающую концентрацию горючих газов и паров в помещении, не превышающую предельно допустимую взрывобезопасную концентрацию, рассчитанную для аварийной вентиляции. Указанная общеобменная вентиляция должна быть оборудована резервными вентиляторами, включающимися автоматически при остановке основных. Электроснабжение указанной вентиляции должно осуществляться не ниже чем по первой категории надежности по ПУЭ. При этом массу m 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, (А.5) где А - кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, с–1; Т - продолжительность поступления горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в объем помещения, с (принимается по п. А.1.2). А.2.4 Масса m (кг), поступившего в помещение при расчетной аварии газа определяется по формуле m=(Va+Vт)ρг, (А.6) где Vа - объем газа, вышедшего из аппарата, м3; Vт - объем газа, вышедшего из трубопроводов, м3. При этом Va=0,01·Р1V, (А.7) где P1 - давление в аппарате, кПа; V - объем аппарата, м3; Vт=V1т+V2т, (А.8) где V1т - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м3; V2т - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м3; V1т=qT, (А.9) где q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., м3×с–1; Т - время, определяемое по п. А.1.2, с; V2т=0,01·πP2(r12L1+r22L2+…+rn2Ln), (А.10) где P2 - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа; r1, 2,…, n - внутренний радиус трубопроводов, м; L1, 2,…, n - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м. А.2.5 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., (А.11) где mр - 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 формуле (А.11) определяется по формуле m=WFиТ, (А.12) где W - интенсивность испарения, кг×с–1×м–2; Fи - площадь испарения, м2, определяемая в соответствии с А.1.2 в зависимости от массы жидкости mп, вышедшей в помещение. Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле (А.11) введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работ. А.2.6 Массу mп, кг, вышедшей в помещение жидкости, определяют в соответствии с А.1.2. А.2.7 Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для не нагретых выше расчетной температуры (окружающей среды) ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле (А.13) где h - коэффициент, принимаемый по таблице А.2 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения; Рн - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости tр, определяемое по справочным данным, кПа. Значение коэффициента h в зависимости от скорости и температуры воздушного потока
А.2.8 Масса паров m (кг), при испарении жидкости, нагретой выше расчетной температуры, но не выше температуры кипения жидкости, определяется по соотношению где Cж - удельная теплоемкость жидкости при начальной температуре испарения, Дж×кг–1×К–1; Lисп - удельная теплота испарения жидкости при начальной температуре испарения, определяемая по справочным данным, Дж∙кг–1. При отсутствии справочных данных допускается рассчитывать Lисп по формуле где В, Са - константы уравнения Антуана, определяемые по справочным данным для давления насыщенных паров, измеряемого в кПа; Та - начальная температура нагретой жидкости, К; М - молярная масса жидкости, кг∙кмоль–1. Формулы (А.14) и (А.15) справедливы для жидкостей, нагретых от температуры вспышки и выше при условии, что температура вспышки жидкости превышает значение расчетной температуры. А.3 Расчет избыточного давления взрыва для горючих пылей А.3.1 Расчет избыточного давления DР, кПа, производится по формуле (А.4), где коэффициент Z участия взвешенной пыли в горении рассчитывают по формуле Z=0,5F, (А.16) где F - массовая доля частиц пыли размером менее критического, с превышением которого аэровзвесь становится неспособной распространять пламя. В отсутствие возможности получения сведений для оценки величины F допускается принимать F=1. А.3.2 Расчетную массу взвешенной в объеме помещения пыли m (кг), образовавшейся в результате аварийной ситуации, определяют по формуле (А.17) где твз - расчетная масса взвихрившейся пыли, кг; тав - расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, кг; ρст - стехиометрическая концентрация горючей пыли в аэровзвеси, кг×м–3 ; Vав - расчетный объем пылевоздушного облака, образованного при аварийной ситуации в объеме помещения, м3. В отсутствие возможности получения сведений для расчета Vав допускается принимать т=твз+тав. (А.18) А.3.3 Расчетную массу взвихрившейся пыли mвз определяют по формуле твз=Квзтп, (А.19) где Квз - доля отложившейся в помещении пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. При отсутствии экспериментальных сведений о величине Квз допускается принимать Квз=0,9; mп - масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии, кг. А.3.4 Расчетную массу пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, mав, определяют по формуле тав=(тап+qТ)Кп, (А.20) где mап - масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение из аппарата, кг; q - производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, кг×с–1; Т - время отключения, определяемое по п. А.1.2 (в), с; Кп - коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата в помещение. При отсутствии экспериментальных данных о величине Кп допускается принимать: - Кп=0,5 - для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм; - Кп=1,0 - для пылей с дисперсностью менее 350 мкм. Величину mап принимают в соответствии с А.1.1 и А.1.3. А.3.5 Массу отложившейся в помещении пыли к моменту аварии определяют по формуле (А.21) где Кг - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли; Ку - коэффициент эффективности пылеуборки. Принимают равным 0,6 при сухой и 0,7 - при влажной пылеуборке (ручной). При механизированной вакуумной пылеуборке для ровного пола Ку принимают равным 0,9; для пола с выбоинами (до 5% площади) - 0,7; m1 - масса пыли, оседающей на труднодоступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между генеральными уборками, кг; m2 - масса пыли, оседающей на доступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между текущими уборками, кг. Под труднодоступными для уборки площадями подразумевают такие поверхности в производственных помещениях, очистка которых осуществляется только при генеральных пылеуборках. Доступными для уборки местами являются поверхности, пыль с которых удаляется в процессе текущих пылеуборок (ежесменно, ежесуточно и т.п.). А.3.6 Масса пыли mi (i=1; 2), оседающей на различных поверхностях в помещении за межуборочный период, определяется по формуле mi=Mi(1-α)βi, (i=1; 2), (А.22) где - масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между генеральными пылеуборками, кг; М1j - масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг; - масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между текущими пылеуборками, кг; М2j - масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг; a - доля выделяющейся в объем помещения пыли, которая удаляется вытяжными вентиляционными системами. При отсутствии экспериментальных данных о величине a полагают a=0; b1, b2 - доли выделяющейся в объем помещения пыли, оседающей соответственно на труднодоступных и доступных для уборки поверхностях помещения (b1+b2=1). При отсутствии сведений о коэффициентах b1 и b2 допускается принимать b1=1, b2=0. А.3.7 Мi (i=1; 2) могут быть также определены экспериментально (или по аналогии с действующими образцами производств) в период максимальной загрузки оборудования по формуле . (А.23) где G1j, G2j - интенсивность пылеотложений соответственно на труднодоступных F1j (м2) и доступных F2j (м2) площадях, кг×м–2×с–1; t1, t2 - промежуток времени соответственно между генеральными и текущими пылеуборками, с. А.4 Определение избыточного давления для смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли Расчетное избыточное давление DР для гибридных смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли, определяется по формуле ΔР=ΔР1+ΔР2, (А.24) где DР1 - избыточное давление, вычисленное для горючего газа (пара) в соответствии с А.2.1 и А.2.2; DР2 - избыточное давление, вычисленное для горючей пыли в соответствии с А.3.1. А.5 Определение избыточного давления для веществ и материалов, способных сгорать при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом с образованием волн давления Расчетное избыточное давление DР для веществ и материалов, способных сгорать при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом, определяют по А.2.2, полагая Z=1 и принимая в качестве Нт энергию, выделяющуюся при взаимодействии (с учетом сгорания продуктов взаимодействия до конечных соединений), или экспериментально в натурных испытаниях. В случае, когда определить величину DР не представляется возможным, следует принимать ее превышающей 5 кПа. Приложение Б
|
Категория помещения |
Удельная пожарная нагрузка g на участке, МДж×м–2 |
Способ размещения |
В1 |
Более 2200 |
Не нормируется |
В2 |
1401–2200 |
В соответствии с Б.2 |
В3 |
181–1400 |
В соответствии с Б.2 |
В4 |
1–180 |
На любом участке пола помещения площадь каждого из участков пожарной нагрузки не более 10 м2. Способ размещения участков пожарной нагрузки определяется согласно Б.2 |
Б.2 При пожарной нагрузке, включающей в себя различные сочетания (смесь) легковоспламеняющихся, горючих, трудногорючих жидкостей, твердых горючих и трудногорючих веществ и материалов в пределах пожароопасного участка пожарная нагрузка Q, МДж, определяется по формуле
(Б.1)
где Gi - количество i-того материала пожарной нагрузки, кг;
QpHi - низшая теплота сгорания i-того материала пожарной нагрузки, МДж×кг–1.
Удельная пожарная нагрузка g, МДж×м–2, определяется из соотношения
где S - площадь размещения пожарной нагрузки, м2 (но не менее 10 м2).
В помещениях категорий В1-В4 допускается наличие нескольких участков с пожарной нагрузкой, не превышающей значений, приведенных в таблице Б.1. В помещениях категории В4 расстояния между этими участками должны быть более предельных. В таблице Б.2 приведены рекомендуемые значения предельных расстояний lпр в зависимости от величины критической плотности падающих лучистых потоков qкр, кВт×м–2, для пожарной нагрузки, состоящей из твердых горючих и трудногорючих материалов. Значения lпр, приведенные в таблице Б.2, рекомендуются при условии, если Н>11 м; если Н<11 м, то предельное расстояние определяется как
l=lпр+(11–Н),
где lпр - определяется из таблицы Б.2;
Н - минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки до нижнего пояса ферм перекрытия (покрытия), м.
Значения предельных расстояний lпр в зависимости от критической плотности падающих лучистых потоков qкр
qкр, кВт×м–2 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
40 |
50 |
lпр, м |
12 |
8 |
6 |
5 |
4 |
3,8 |
3,2 |
2,8 |
Значения qкр для некоторых материалов пожарной нагрузки приведены в таблице Б.3.
Таблица Б.3
Значения qкр для некоторых материалов пожарной нагрузки
Материал |
qкр, кВт×м–2 |
Древесина (сосна влажностью 12%) |
13,9 |
Древесно-стружечные плиты (плотностью 417 кг×м–3) |
8,3 |
Торф брикетный |
13,2 |
Торф кусковой |
9,8 |
Хлопок-волокно |
7,5 |
Слоистый пластик |
15,4 |
Стеклопластик |
15,3 |
Пергамин |
17,4 |
Резина |
14,8 |
Уголь |
35,0 |
Рулонная кровля |
17,4 |
Сено, солома (при минимальной влажности до 8%) |
7,0 |
Если пожарная нагрузка состоит из различных материалов, то qкр определяется по материалу с минимальным значением qкр.
Для материалов пожарной нагрузки с неизвестными значениями qкр предельные расстояния принимаются lпр³12 м.
Для пожарной нагрузки, состоящей из ЛВЖ или ГЖ, расстояние lпр между соседними участками размещения (разлива) пожарной нагрузки допускается рассчитывать по формулам:
lпр³15 м при Н³11 м, (Б.3)
lпр³26-H при Н<11 м. (Б.4)
Если при определении категорий В2 или В3 количество пожарной нагрузки Q, определенное по формуле (Б.2), отвечает неравенству
Q³0,64gтH2, (Б.5)
то помещение будет относиться к категориям В1 или В2 соответственно.
Здесь
gт=2200 МДж×м–2 при 1401 МДж·м–2£g£2200 МДж×м–2,
gт=1400 МДж×м–2 при 181 МДж×м–2£g£1400 МДж×м–2 и
(Измененная редакция. Изм. № 1)
В.1 Методы расчета критериев пожарной опасности для горючих газов и паров
В.1.1 При невозможности расчета пожарного риска выбор расчетного варианта следует осуществлять с учетом годовой частоты реализации и последствий тех или иных аварий. В качестве расчетного для вычисления критериев пожарной опасности наружных установок, в которых находятся (обращаются) горючие газы, пары, следует принимать вариант аварии, для которого произведение годовой частоты реализации этого варианта Qw и расчетного избыточного давления DР при сгорании газо-, паровоздушных смесей в случае реализации указанного варианта максимально, то есть:
G=QwDP=max. (В.1)
Расчет величины G производится в следующей последовательности:
а) рассматриваются различные варианты аварий и из статистических данных или на основе годовой частоты аварий со сгоранием газо-, паровоздушных смесей определяются Qwi для этих вариантов;
б) для каждого из рассматриваемых вариантов определяются по изложенной ниже методике значения расчетного избыточного давления DPi;
в) вычисляются величины
Gi=QwiDPi
для каждого из рассматриваемых вариантов аварии, среди которых выбирается вариант с наибольшим значением Gi;
г) в качестве расчетного для определения критериев пожарной опасности принимается вариант, в котором величина Gi максимальна. При этом количество горючих газов, паров, вышедших в атмосферу, рассчитывается, исходя из рассматриваемого сценария аварии с учетом В.1.3-В.1.9.
В.1.2 При невозможности реализации метода по В.1.1 в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в образовании горючих газо-, паровоздушных смесей участвует наибольшее количество газов, паров, наиболее опасных в отношении последствий сгорания этих смесей. В этом случае количество газов, паров, вышедших в атмосферу, рассчитывается в соответствии с В.1.3-В.1.9.
В случае если использование расчетных методов не представляется возможным, допускается определение значений критериев пожарной опасности на основании результатов соответствующих научно-исследовательских работ, согласованных и утвержденных в установленном порядке.
В.1.3 Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие газовоздушные, паровоздушные смеси определяется, исходя из следующих предпосылок:
а) происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно В.1.1 или В.1.2 (в зависимости от того, какой из подходов к определению расчетного варианта аварии принят за основу);
б) все содержимое аппарата поступает в окружающее пространство;
в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат по прямому и обратному потоку в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов.
Расчетное время отключения трубопроводов определяется в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки, и должно быть минимальным с учетом паспортных данных на запорные устройства, характера технологического процесса и вида расчетной аварии.
Расчетное время отключения трубопроводов следует принимать равным:
- времени срабатывания систем автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов (но не более 120 с);
- 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;
- 300 с при ручном отключении;
г) происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости; площадь испарения при разливе на горизонтальную поверхность определяется (при отсутствии справочных или иных экспериментальных данных), исходя из расчета, что 1 литр смесей и растворов, содержащих 70% и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,10 м2, а остальных жидкостей - на 0,15 м2;
д) происходит также испарение жидкостей из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей;
е) длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.
В.1.4 Масса газа m, кг, поступившего в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле
m=(Vа+Vт)ρг, (В.2)
где Va - объем газа, вышедшего из аппарата, м3;
Vт - объем газа вышедшего из трубопровода, м3;
rг - плотность газа, кг×м–3.
При этом
Va=0,01·P1V, (В.3)
где Р1 - давление в аппарате, кПа;
V - объем аппарата, м3;
Vт=V1т+V2т, (В.4)
где V1т - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м3;
V2т - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м3;
V1т=gT, (В.5)
где g -расход газа, определяемый по технологическому регламенту в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., м3×с–1;
Т - время, определяемое по В.1.3, с;
V2т=0,01·πP2(r12L1+r22L2+…+rn2Ln), (В.6)
где Р2 - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа;
r - внутренний радиус трубопроводов, м;
L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.
В.1.5 Масса паров жидкости m, кг, поступивших в окружающее пространство при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, открытые емкости и т.п.), определяется из выражения
m=mр+mемк+mсв.окр.+mпер, (В.7)
где mр - 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;
mпер - масса жидкости, испарившейся в окружающее пространство в случае ее перегрева, кг.
При этом каждое из слагаемых (mр, mемк, mсв.окp) в формуле (В.7) определяют из выражения
m=WFиT, (В.8)
где W - интенсивность испарения, кг×с–1×м–2;
Fи - площадь испарения, м2, определяемая в соответствии с В.1.3 в зависимости от массы жидкости mп, вышедшей в окружающее пространство;
Т - продолжительность поступления паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в окружающее пространство согласно В.1.3, с.
Величину mпер определяют по формуле (при Та>Ткип)
где mп - масса вышедшей перегретой жидкости, кг;
Ср - удельная теплоемкость жидкости при температуре перегрева жидкости Та, Дж×кг–1×К–1;
Та - температура перегретой жидкости в соответствии с технологическим регламентом в технологическом аппарате или оборудовании, К;
Ткип - нормальная температура кипения жидкости, К;
Lисп - удельная теплота испарения жидкости при температуре перегрева жидкости Та, Дж×кг–1.
Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле (В.7) введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работы.
В.1.6 Масса mп вышедшей жидкости, кг, определяют в соответствии с В.1.3.
В.1.7 Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для не нагретых выше расчетной температуры (окружающей среды) ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле
(В.10)
где М - молярная масса, кг×кмоль–1;
Рн - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, определяемое по справочным данным, кПа.
В.1.8 Масса паров жидкости, нагретой выше расчетной температуры, но не выше температуры кипения жидкости, определяется в соответствии с А.2.8 (приложение А).
В.1.9 Для сжиженных углеводородных газов (СУГ) при отсутствии данных допускается рассчитывать удельную массу испарившегося СУГ mСУГ из пролива, кг×м–2, по формуле
где М - молярная масса СУГ, кг×моль–1;
Lисп - мольная теплота испарения СУГ при начальной температуре СУГ Тж, Дж×моль–1;
Т0 - начальная температура материала, на поверхность которого разливается СУГ, К;
Тж - начальная температура СУГ, К;
lтв - коэффициент теплопроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, Вт×м–1×К–1;
- коэффициент температуропроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, м2×с–1;
Ств - теплоемкость материала, на поверхность которого разливается СУГ, Дж×кг–1×К–1;
rтв - плотность материала, на поверхность которого разливается СУГ, кг×м–3;
t - текущее время, с, принимаемое равным времени полного испарения СУГ, но не более 3600 с;
- число Рейнольдса;
U - скорость воздушного потока, м×с–1;
- характерный размер пролива СУГ, м;
nв - кинематическая вязкость воздуха, м2×с–1;
lв - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт×м–1×К–1.
Формула (В.11) справедлива для СУГ с температурой Тж£Ткип. При температуре СУГ Тж>Ткип дополнительно рассчитывается масса перегретых СУГ mпер по формуле (В.9).
В.2 Расчет горизонтальных размеров зон, ограничивающих газо- и паровоздушные смеси с концентрацией горючего выше НКПР, при аварийном поступлении горючих газов и паров не нагретых легковоспламеняющихся жидкостей в открытое пространство.
В.2.1 Горизонтальные размеры зоны RНКПР, м, ограничивающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени (СНКПР) по ГОСТ 12.1.044, вычисляют по формулам:
- для горючих газов (ГГ):
- для паров не нагретых легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ):
, (В.13)
где mг - масса поступивших в открытое пространство ГГ при аварийной ситуации, кг;
rг - плотность ГГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг×м–3 ;
СНКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени ГГ или паров ЛВЖ, % (объемных);
К - коэффициент, принимаемый равным К=Т/3600 для ЛВЖ;
mп - масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 3600 с, кг;
rп - плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг×м–3;
Рн - давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа;
Т - продолжительность поступления паров ЛВЖ в открытое пространство, с;
M - бмолярная масса, кг×кмоль–1;
V0 - мольный объем, равный 22,413 м3×кмоль–1;
tр - расчетная температура, °С. В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в соответствующей климатической зоне или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры tр по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61°С.
(Измененная редакция. Изм. № 1)
В.2.2 За начало отсчета горизонтального размера зоны принимают габаритные внешние размеры аппаратов, установок, трубопроводов и т.п. Во всех случаях значение RНКПР должно быть не менее 0,3 м для ГГ и ЛВЖ.
В.3 Расчет избыточного давления и импульса волны давления при сгорании смесей горючих газов и паров с воздухом в открытом пространстве
В.3.1 Исходя из рассматриваемого сценария аварии, определяют массу m, кг, горючих газов и (или) паров, вышедших в атмосферу из технологического аппарата в соответствии с В.1.3-В.1.9.
В.3.2 Избыточное давления DР, кПа, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей, рассчитывают по формуле
, (В.14)
где Р0 - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);
r - расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м;
mпр - приведенная масса газа или пара, кг, рассчитанная по формуле
, (В.15)
где Qсг - удельная теплота сгорания газа или пара, Дж×кг–1;
Z - коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который допускается принимать равным 0,1;
Q0 - константа, равная 4,52×106 Дж×кг–1;
M - масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.
В.3.3 Импульс волны давления i, Па×с, рассчитывают по формуле
. (В.16)
В.4 Метод расчета критериев пожарной опасности для горючих пылей
В.4.1 В качестве расчетного варианта аварии для определения критериев пожарной опасности для горючих пылей следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в горении пылевоздушной смеси участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий такого горения.
В.4.2 Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие пылевоздушные смеси, определяют, исходя из предпосылки о том, что в момент расчетной аварии произошла плановая (ремонтные работы) или внезапная разгерметизация одного из технологических аппаратов, за которой последовал аварийный выброс в окружающее пространство находившейся в аппарате пыли.
В.4.3 Расчетная масса пыли, поступившей в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле
(В.17)
где М - расчетная масса поступившей в окружающее пространство горючей пыли, кг;
Мвз - расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;
Мав - расчетная масса пыли, поступившей в результате аварийной ситуации, кг;
ρст - стехиометрическая концентрация горючей пыли в аэровзвеси, кг×м–3 ;
Vав - расчетный объем пылевоздушного облака, образованного при аварийной ситуации, м3.
В отсутствие возможности получения сведений для расчета Vав допускается принимать
М=Мвз+Мав. (В.18)
В.4.4 Мвз определяют по формуле
Мвз=КгКвзМп, (В.19)
где Кг - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;
Квз - доля отложенной вблизи аппарата пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. В отсутствие экспериментальных данных о величине Квз допускается принимать Квз=0,9;
Мп - масса отложившейся вблизи аппарата пыли к моменту аварии, кг.
В.4.5 Мав определяют по формуле
Мав=(Мап+qТ)·Кп, (В.20)
где Мап - масса горючей пыли, выбрасываемой в окружающее пространство при разгерметизации технологического аппарата, при отсутствии ограничивающих выброс пыли инженерных устройств следует принимать, что в момент расчетной аварии происходит аварийный выброс в окружающее пространство всей находившейся в аппарате пыли, кг;
q - производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, кг×с–1;
Т - расчетное время отключения, определяемое в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки. Следует принимать равным времени срабатывания системы автоматики, если вероятность ее отказа не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов (но не более 120 с); 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов; 300 с при ручном отключении, с;
Кп - коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата. В отсутствие экспериментальных данных о Кп допускается принимать:
- 0,5 - для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм;
- 1,0 - для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.
В.4.6 Исходя из рассматриваемого сценария аварии, определяют массу M горючей пыли, поступившей в результате аварии в окружающее пространство в соответствии с В.4.1-В.4.5, кг.
В.4.7 Избыточное давление DР для горючих пылей рассчитывают в следующей последовательности:
а) определяют приведенную массу горючей пыли mпр, кг, по формуле:
mпр=MZHт/Hт0, (В.21)
где M - масса горючей пыли, поступившей в результате аварии в окружающее пространство, кг;
Z - коэффициент участия пыли в горении, значение которого допускается принимать равным 0,1. В отдельных обоснованных случаях величина Z может быть снижена, но не менее чем до 0,02;
Hт - теплота сгорания пыли, Дж×кг–1;
Hт0 - константа, принимаемая равной 4,52×106 Дж×кг–1;
б) вычисляют избыточное расчетное давление DР, кПа, по формуле:
(В.22)
где Р0 - атмосферное давление, кПа;
r - расстояние от центра пылевоздушного облака, м. Допускается отсчитывать величину r от геометрического центра технологической установки.
В.4.8 Импульс волны давления i, Па×с, вычисляют по формуле:
(В.23)
В.5 Метод расчета интенсивности теплового излучения
В.5.1 Интенсивность теплового излучения рассчитывают для двух случаев пожара (или для того из них, который может быть реализован в данной технологической установке):
- пожар проливов ЛВЖ, ГЖ, СУГ, СПГ (сжиженный природный газ) или горение твердых горючих материалов (включая горение пыли);
- «огненный шар».
Если возможна реализация обоих случаев, то при оценке значений критерия пожарной опасности учитывается наибольшая из двух величин интенсивности теплового излучения.
В.5.2 Интенсивность теплового излучения q, кВт×м–2, для пожара пролива жидкости или при горении твердых материалов рассчитывают по формуле
q=EfFqτ, (В.24)
где Еf - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт×м–2;
Fq - угловой коэффициент облученности;
t - коэффициент пропускания атмосферы.
Еf принимают на основе имеющихся экспериментальных данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив указанные данные приведены в таблице В.1.
ТаблицаВ.1
Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания для некоторых жидких углеводородов
Углеводороды |
Еf, кВт×м–2 |
М, кг×м–2×с–1 |
||||
d=10 м |
d=20 м |
d=30 м |
d=40 м |
d=50 м |
||
CПГ (метан) |
220 |
180 |
150 |
130 |
120 |
0,08 |
СУГ (пропан-бутан) |
80 |
63 |
50 |
43 |
40 |
0,10 |
Бензин |
60 |
47 |
35 |
28 |
25 |
0,06 |
Дизельное топливо |
40 |
32 |
25 |
21 |
18 |
0,04 |
Нефть |
25 |
19 |
15 |
12 |
10 |
0,04 |
Примечание - Для диаметров очагов менее 10 м или более 50 м следует принимать Еf такой же, как и для очагов диаметром 10 м и 50 м соответственно. |
При отсутствии данных допускается принимать величину Еf равной 100 кВт×м–2 для СУГ, 40 кВт×м–2 - для нефтепродуктов, 40 кВт×м–2 - для твердых материалов.
В.5.3 Рассчитывают эффективный диаметр пролива d, м, по формуле:
(В.25)
где F - площадь пролива, м2.
В.5.4 Вычисляют высоту пламени Н, м, по формуле:
(В.26)
где М - удельная массовая скорость выгорания жидкости, кг×м–2×с–1;
rв - плотность окружающего воздуха, кг×м-3;
g - ускорение свободного падения, g=9,81 м×с–2.
В.5.5 Определяют угловой коэффициент облученности Fq по формулам:
(В.27)
где FV, FH - факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок соответственно, которые определяют с помощью выражений:
(В.28)
(В.29)
(В.30)
(В.31)
(В.32)
(В.33)
где r - расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта, м.
Определяют коэффициент пропускания атмосферы по формуле
(В.34)
В.5.6 Интенсивность теплового излучения q, кВт×м–2 , для «огненного шара» рассчитывают по формуле В.24.
Еf определяют на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать Еf равным 450 кВт×м–2.
В.5.7 Fq вычисляют по формуле
(В.35)
где Н - высота центра «огненного шара», м;
Ds - эффективный диаметр «огненного шара», м;
r - расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара», м.
В.5.8 Эффективный диаметр «огненного шара» Ds рассчитывают по формуле
Ds=5,33m0,327, (В.36)
где m - масса горючего вещества, кг.
В.5.9 Н определяют в ходе специальных исследований. Допускается принимать Н равной Ds/2.
В.5.10 Время существования «огненного шара» ts, с, рассчитывают по формуле:
ts=0,92m0,303. (В.37)
В.5.11 Коэффициент пропускания атмосферы t рассчитывают по формуле
(В.38)
В.6 Метод расчета радиуса воздействия высокотемпературных продуктов сгорания газо- или паровоздушной смеси в открытом пространстве
Радиус воздействия высокотемпературных продуктов сгорания газо- или паровоздушной смеси в открытом пространстве RF, м, рассчитывают по формуле:
RF=1,2RНКПР, (В.39)
где RНКПР - горизонтальный размер зоны, ограничивающей область концентраций, превышающих CНКПР, определяемый по формуле (В.12).
В.7 Метод расчета длины факела при струйном горении горючих газов
Длина факела LФ, м, при струйном горении горючих газов рассчитывают по формуле:
Lф=KG0,4, (В.40)
где K - коэффициент, который при истечении сжатых газов принимается равным 12,5; при истечении паровой фазы СУГ или СПГ - 13,5; при истечении жидкой фазы СУГ или СПГ - 15;
G - расход горючего газа, кг×с–1.
Г.1 При оценке пожарного риска для наружной установки следует рассматривать следующие опасные факторы:
- избыточное давление и импульс волны давления при сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей на открытом пространстве;
- тепловое излучение при пожарах проливов горючих жидкостей и пожарах твердых материалов, реализации «огненного шара», струйном горении;
- воздействие высокотемпературных продуктов сгорания газо- или паровоздушной смеси в открытом пространстве.
Если для рассматриваемой наружной установки невозможна реализация какого-либо из указанных выше опасных факторов, то этот фактор при оценке потенциального риска не учитывается.
Условную вероятность Qdj(a) поражения человека при реализации j-того сценария развития аварии, как правило, вычисляют по значениям пробит-функции Pr. Взаимосвязь величины Рr и условной вероятности поражения устанавливается таблицей Г.1, между реперными точками которой возможна линейная интерполяция.
(Измененная редакция. Изм. № 1)
Таблица Г.1
Значения условной вероятности поражения человека в зависимости от величины пробит-функции Pr
Условная вероятность поражения, % |
Величина пробит-функции Pr |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
0 |
- |
2,67 |
2,95 |
3,12 |
3,25 |
3,36 |
3,45 |
3,52 |
3,59 |
3,66 |
10 |
3,72 |
3,77 |
3,82 |
3,87 |
3,92 |
3,96 |
4,01 |
4,05 |
4,08 |
4,12 |
20 |
4,16 |
4,19 |
4,23 |
4,26 |
4,29 |
4,33 |
4,36 |
4,39 |
4,42 |
4,45 |
30 |
4,48 |
4,50 |
4,53 |
4,56 |
4,59 |
4,61 |
4,64 |
4,67 |
4,69 |
4,72 |
40 |
4,75 |
4,77 |
4,80 |
4,82 |
4,85 |
4,87 |
4,90 |
4,92 |
4,95 |
4,97 |
50 |
5,00 |
5,03 |
5,05 |
5,08 |
5,10 |
5,13 |
5,15 |
5,18 |
5,20 |
5,23 |
60 |
5,25 |
5,28 |
5,31 |
5,33 |
5,36 |
5,39 |
5,41 |
5,44 |
5,47 |
5,50 |
70 |
5,52 |
5,55 |
5,58 |
5,61 |
5,64 |
5,67 |
5,71 |
5,74 |
5,77 |
5,81 |
80 |
5,84 |
5,88 |
5,92 |
5,95 |
5,99 |
6,04 |
6,08 |
6,13 |
6,18 |
6,23 |
90 |
6,28 |
6,34 |
6,41 |
6,48 |
6,55 |
6,64 |
6,75 |
6,88 |
7,05 |
7,33 |
- |
0,00 |
0,10 |
0,20 |
0,30 |
0,40 |
0,50 |
0,60 |
0,70 |
0,80 |
0,90 |
99 |
7,33 |
7,37 |
7,41 |
7,46 |
7,51 |
7,58 |
7,65 |
7,75 |
7,88 |
8,09 |
Г.2 Условную вероятность поражения человека избыточным давлением при сгорании газо-, паро-, пылевоздушных смесей на расстоянии r от эпицентра определяют в следующей последовательности:
- вычисляют избыточное давление DР и импульс i по методам, приведенным в приложении В;
- исходя из значений DР и i, вычисляют величину пробит-функции Pr по формулам:
Pr=5-0,26ln(V), (Г.1)
(Г.2)
где DР - избыточное давление, Па;
i - импульс волны давления, Па×с.
С помощью таблицы Г.1 определяют условную вероятность поражения человека. Например, при значении Pr=2,95 значение Qdj(a)=2%=0,02, а при Pr=8,09 значение Qdj(a)=99,9%=0,999.
Г.3 Условную вероятность поражения человека тепловым излучением при пожаре пролива горючей жидкости, пожаре твердого материала или «огненном шаре» определяют в следующей последовательности:
а) рассчитывают величину Pr по формуле
Pr=-12,8+2,56ln(tq1,33), (Г.3)
где t - эффективное время экспозиции, с;
q - интенсивность теплового излучения, кВт×м–2, определяемая в соответствии с приложением В.
Величину t находят:
1) для пожаров проливов горючих жидкостей и пожаров твердых материалов
(Г.4)
где t0 - характерное время обнаружения пожара, с (допускается принимать t=5 с);
х - расстояние от места расположения человека до зоны, где интенсивность теплового излучения не превышает 4 кВт×м–2, м;
u - скорость движения человека, м×с–1 (допускается принимать u=5 м×с–1);
2) для воздействия «огненного шара» величина t принимается в соответствии с приложением В.
б) с помощью таблицы Г.1 определяют условную вероятность поражения человека тепловым излучением.
В случае если радиус очага пожара при пожаре проливе, пожаре твердых материалов или реализации «огненного шара» больше или равен 30 м, условная вероятность поражения человека принимается равной 100%.
Г.4. Условную вероятность поражения человека при струйном горении вычисляют следующим образом:
- определяют длину факела по методу в соответствии с приложением В;
- в случае если Lф≥30 м, условная вероятность поражения принимается равной 6%;
- в случае если Lф<30 м, условная вероятность поражения принимается равной 0.
Г.5. Условную вероятность поражения человека в результате воздействия высокотемпературных продуктов сгорания газо- или паровоздушной смеси при реализации пожара-вспышки вычисляют следующим образом:
- определяют радиус воздействия высокотемпературных продуктов сгорания газо- или паровоздушной смеси в открытом пространстве по методу в соответствии с приложением В;
- в случае если RF³30 м, условная вероятность поражения принимается равной 100%;
- в случае если RF<30 м, условная вероятность поражения принимается равной 0.
Д.1 Приведенные в приложении Д расчетные формулы применяются для случая 100m/(rг,пVсв)<0,5СНКПР [СНКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени газа или пара, % (объемных)] и помещений в форме прямоугольного параллелепипеда с отношением длины к ширине не более пяти.
Д.2 Коэффициент Z участия горючих газов и паров не нагретых выше температуры окружающей среды легковоспламеняющихся жидкостей при заданном уровне значимости рассчитывают по формулам:
- при ХНКПР и YНКПР
(Д.1)
- при ХНКПР и YНКПР
(Д.2)
где С0 - предэкспоненциальный множитель, % (объемных), равный:
- при отсутствии подвижности воздушной среды для горючих газов
(Д.3)
- при подвижности воздушной среды для горючих газов
(Д.4)
- при отсутствии подвижности воздушной среды для паров легковоспламеняющихся жидкостей
, (Д.5)
- при подвижности воздушной среды для паров легковоспламеняющихся жидкостей
, (Д.6)
где m - масса газа или паров ЛВЖ, поступающих в объем помещения, кг;
d - допустимые отклонения концентрации при задаваемом уровне значимости , приведенные в таблице Д.1;
ХНКПР, YНКПР, ZНКПР - расстояния по осям X, Y и Z от источника поступления газа или пара, ограниченные нижним концентрационным пределом распространения пламени соответственно, м; рассчитываются по формулам (Д.10)-(Д.12);
L, S - длина и ширина помещения соответственно, м;
F - площадь пола помещения, м2;
U - подвижность воздушной среды, м×с–1;
Сн - концентрация насыщенных паров при расчетной температуре tp, °С, воздуха в помещении, % (объемных).
Таблица Д.1
Допустимые отклонения концентрации d при заданном уровне значимости
Характер распределения концентраций |
|
d |
Для горючих газов при отсутствии подвижности воздушной среды |
0,1 |
1,29 |
0,05 |
1,38 |
|
0,01 |
1,53 |
|
0,003 |
1,63 |
|
0,001 |
1,70 |
|
0,000001 |
2,04 |
|
Для горючих газов при подвижности воздушной среды |
0,1 |
1,29 |
0,05 |
1,37 |
|
0,01 |
1,52 |
|
0,003 |
1,62 |
|
0,001 |
1,70 |
|
0,000001 |
2,03 |
|
Для паров легковоспламеняющихся жидкостей при отсутствии подвижности воздушной среды |
0,1 |
1,19 |
0,05 |
1,25 |
|
0,01 |
1,35 |
|
0,003 |
1,41 |
|
0,001 |
1,46 |
|
0,000001 |
1,68 |
|
Для паров легковоспламеняющихся жидкостей при подвижности воздушной среды |
0,1 |
1,21 |
0,05 |
1,27 |
|
0,01 |
1,38 |
|
0,003 |
1,45 |
|
0,001 |
1,51 |
|
0,000001 |
1,75 |
Д.3 Концентрация Сн может быть найдена по формуле
(Д.7)
где Рн - давление насыщенных паров при расчетной температуре (находят из справочной литературы), кПа;
Р0 - атмосферное давление, равное 101 кПа.
Уровень значимости выбирают, исходя из особенностей технологического процесса. Допускается принимать равным 0,05.
Д.4 Коэффициент Z участия паров не нагретых легковоспламеняющихся жидкостей при сгорании паровоздушной смеси может быть определен по графику, приведенному на рисунке Д.1.
Зависимость Z от Х
Рисунок Д.1
Значения Х рассчитывают по формуле
(Д.8)
где С* - величина, задаваемая соотношением
С*=φСст, (Д.9)
где j - эффективный коэффициент избытка горючего, принимаемый равным 1,9.
Расстояния ХНКПР, YНКПР и ZНКПР рассчитывают по формулам:
, (Д.10)
, (Д.11)
, (Д.12)
где K1 - коэффициент, принимаемый равным 1,1314 для горючих газов и 1,1958 - для легковоспламеняющихся жидкостей;
K2 - коэффициент, принимаемый равным 1 для горючих газов и K2=T/3600 - для легковоспламеняющихся жидкостей;
K3 - коэффициент, принимаемый равным 0,0253 для горючих газов при отсутствии подвижности воздушной среды; 0,02828 - для горючих газов при подвижности воздушной среды; 0,04714 - для легковоспламеняющихся жидкостей при отсутствии подвижности воздушной среды и 0,3536 - для легковоспламеняющихся жидкостей при подвижности воздушной среды;
Н - высота помещения, м.
При отрицательных значениях логарифмов расстояния ХНКПР, YНКПР и ZНКПР принимаются равными 0.
Ключевые слова: категории, помещения, здания, наружные установки, взрывопожарная опасность, пожарная опасность, пожарный риск
Расположен в: |
---|
Источник информации: https://internet-law.ru/stroyka/text/55322
На эту страницу сайта можно сделать ссылку:
На правах рекламы:
© Антон Серго, 1998-2024.
|
Разработка сайта |
|