Критический размер частиц взрывоопасной взвеси сахарной пыли d* = 200 мкм.
2. Обоснование расчетного варианта аварии.
Аварийная ситуация, которая сопровождается наибольшим выбросом горючего материала в объем помещения, связана с разгерметизацией смесителя, как емкости, содержащей наибольшее количество горючего материала. Процесс разгерметизации может быть связан со взрывом взвеси в смесителе: в процессе перемешивания в объеме смесителя создается взрывоопасная смесь горючего порошка с воздухом, зажигание которой возможно разрядом статического электричества или посторонним металлическим предметом, попавшим в аппарат при загрузке исходных компонентов; затирание примесного материала между шнеком и корпусом смесителя приводит к его разогреву до температур, достаточных для зажигания пылевоздушной смеси.
Взрыв пыли в объеме смесителя вызывает ее выброс в объем помещения и вторичный взрыв. Отнесение помещения к категории Б зависит от величины расчетного избыточного давления взрыва.
3. Расчет избыточного давления взрыва ??Р производится по формуле (4) НПБ 105-95, где коэффициент участия пыли во взрыве Z рассчитывается по формуле (14) НПБ 105-95 (для d??200 мкм F = 10 % = 0,1) и составляет
Z = 0,5 ?? F = 0,5 ?? 0,1 = 0,05.
По формуле (43) Пособия получаем
кПа
4. Расчетное избыточное давление взрыва превышает 5 кПа, следовательно, помещение фасовки пакетов с сухим растворимым напитком относится к категории Б.
Пример 8
1. Исходные данные.
1.1. Складское помещение мукомольного комбината для хранения муки в бумажной таре по 5 кг. Свободный объем помещения Vсв = 500 м3 Значительное количество мелкодисперсной муки в таре по отношению к объему помещения и ежесменная пылеуборка в помещении позволяют пренебречь пылеотложениями на полу, стенах и других поверхностях.
1.2. Единственным взрывопожароопасным веществом в помещении является мука: мелкодисперсный продукт (дисперсность менее 100 мкм). Теплота сгорания Нт = 18000 кДж??кг-1. Критический размер частиц взрывоопасной взвеси мучной пыли d* = 250 мкм.
2. Обоснование расчетного варианта аварии.
Аварийная ситуация с образованием пылевоздушного облака может быть связана с разрывом тары одного из пакетов с мукой, в результате которого его содержимое (5 кг) образует взрывоопасную взвесь.
3. Определение избыточного давления взрыва ??Р по номограмме (рис. 28 Пособия).
Коэффициент участия пыли во взрыве Z согласно п. 3.12 НПБ 105-95 составляет 0,5. Определение избыточного давления взрыва может быть произведено по номограмме (рис. 28 Пособия) с учетом значения теплоты сгорания. Параметр m / Vcв = 5 / 500 = 0,01 кг??м-3 = 10 г??м-3. Отсюда по номограмме (Нт = 18 000 кДж ?? кг -1) получаем ??Р > 8,0 кПа.
4. Расчетное избыточное давление взрыва превышает 5 кПа, следовательно, складское помещение мукомольного комбината относится к категории Б.
6.4. Помещения с горючими жидкостями
При определении категории помещений в нижеприведенных примерах учитываются следующие положения НПБ 105-95:
- в качестве расчетного выбирался наиболее неблагоприятный вариант аварии, при котором участвует аппарат, имеющий наибольшую пожарную нагрузку (п. 3.1);
- в процессе аварии все содержимое аппарата поступает в помещение и образует пожарную нагрузку (п. 3.2);
- площадь пожарной нагрузки определяется с учетом особенностей технологии, под площадью пожарной нагрузки понимается площадь разлива ГЖ из агрегата, ограниченная бортиками, поддонами, сливными емкостями и др.
Пример 9
Цех разделения, компрессии воздуха и компрессии продуктов разделения воздуха. Машинное отделение. В помещении находятся горючие вещества (турбинные, индустриальные и другие масла с температурой вспышки выше 61 °С), которые обращаются в центробежных и поршневых компрессорах. Количество масла в компрессоре составляет 15 кг. Количество компрессоров 5.
Определим категорию помещения для наименее опасного случая, когда количество масла в каждом из компрессоров составляет 15 кг, а другая пожарная нагрузка отсутствует.
В соответствии с п. 3.20 НПБ 105-95 пожарная нагрузка определяется из соотношения
,
где Gi - количество i-го материала пожарной нагрузки, кг; - низшая теплота сгорания i-го материала пожарной нагрузки, МДж ?? кг -1.
Низшая теплота сгорания для турбинного масла составляет 41,87 МДж ?? кг -1. Пожарная нагрузка будет равна Q = 15 ?? 41,87 =628 МДж.
Согласно технологическим условиям площадь размещения пожарной нагрузки составляет 6 - 8 м2. В соответствии с п. 3.20 НПБ 105-95 принимаем площадь размещения пожарной нагрузки S = 10 м2. Удельная пожарная нагрузка составит
g = Q / S = 628 / 10 = 62,8 МДж ?? м-2
В соответствии с табл. 4 НПБ 105-95 помещения с данной удельной пожарной нагрузкой могут быть отнесены к категории В4 (g ?? 180 МДж ?? м-2) при условии, что способ ее размещения удовлетворяет необходимым требованиям, изложенным в примечании 1.
Для пожарной нагрузки, состоящей из ЛВЖ и ГЖ, расстояния между участками разлива пожарной нагрузки должны быть больше предельных.
В помещении минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки до нижнего пояса ферм Н составляет около 9 м. При этих условиях (Н < 11 м) предельное расстояние Iпр должно удовлетворять неравенству
Iпр > 26 - Н или при Н = 9 м Iпр > 17 м.
Поскольку данное условие для машинных отделений не выполнимо (расстояния между агрегатами не более 6 м), эти помещения следует отнести к категории В3. В соответствии с табл. 4 НПБ 105-95 проведем проверку соответствия этого помещения категории В3 по примечанию 2. Определим, выполняется ли условие
Q ?? 0,64 ?? g ?? H2
После подстановки численных значений получим
0,64 ?? g ?? Н2 = 0,64 ?? 62,8 ?? 92 = 3255,6 МДж.
Так как Q = 628 МДж и условие Q ?? 3255,6 МДж не выполняется, помещение следует отнести к категории В3.
Определим категорию помещения с помощью номограмм. Согласно процедуре определения категории помещения, схематически представленной на номограмме рис. 29 Пособия, воспользуемся номограммой на рис. 30 Пособия для данного конкретного случая. Значение предельной площади размещения пожарной нагрузки вычисляем из соотношения
0,64 ?? Н2 = 0,64 ?? 92 = 51,84 м2.
Точка пересечения значений массы горючего материала и S = 10 м2 лежит на данной номограмме в области категории В3 левее прямой S = 51,84 м2, поэтому данное помещение относится к категории В3.
Пример 10
Определим категорию помещения для другого случая, когда количество масла в одном из компрессоров (имеющем наибольшее количество масла) составляет 1200 кг.
В соответствии с п. 3.20 НПБ 105-95 пожарная нагрузка будет равна
Q = 1200 ?? 41,87 = 50244 МДж.
Согласно технологическим условиям площадь размещения пожарной нагрузки будет составлять 30 м2 В соответствии с п. 3.20 НПБ 105-95 принимаем площадь размещения пожарной нагрузки S = 30 м2. Удельная пожарная нагрузка составит
g = Q / S = 50244 / 30 = 1674,8 МДж ?? м -2
В соответствии с табл. 4 НПБ 105-95 помещения с данной удельной пожарной нагрузкой могут быть отнесены к категории В2 при условии, что способ ее размещения удовлетворяет необходимым требованиям, изложенным в примечании 2.
В данном помещении минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки до покрытия Н составляет около 6,5 м.
Определим, выполняется ли условие
Q ?? 0,64 ?? g ?? Н2.
После подстановки численных значений получим
0,64 ?? g ?? Н2 = 0,64 ?? 1674,8 ?? 6,52 = 45286,6 МДж.
Так как Q = 50244 МДж и условие Q ?? 45286,6 МДж выполняется, помещение следует отнести к категории В1.
Пользуясь номограммой рис. 30 Пособия, определим, что точка пересечения значения массы горючего материала и S = 30 м2 лежит в области, соответствующей категории В2, правее прямой S = 0,64 ?? Н2 = 0,64 ?? 6,522 = 27 м2, соответствующей предельной площади размещения пожарной нагрузки. Значит, это помещение относится к категории В1.
Пример 11
Определим категорию помещения, приведенного в примере 9, для другого случая, когда количество масла в одном из компрессоров (имеющем наибольшее количество масла) составляет 1200 кг.
В соответствии с п. 3.20 НПБ 105-95 пожарная нагрузка будет равна
Q = 1200 ?? 41,87 = 50244 МДж.
Согласно технологическим условиям площадь размещения пожарной нагрузки составляет 26 м2. В соответствии с п. 3.20 НПБ 105-95 принимаем площадь размещения пожарной нагрузки S=26 м2. Удельная пожарная нагрузка составит
g = Q / S = 50244 / 26 = 1932,5 МДж ?? м -2
В соответствии с табл. 4 НПБ 105-95 помещения с данной удельной пожарной нагрузкой могут быть отнесены к категории В2 при условии, что способ ее размещения удовлетворяет необходимым требованиям, изложенным в примечании 2.
В данном помещении минимальное расстояние Н от поверхности пожарной нагрузки до покрытия составляет около 6,5 м.
Определим, выполняется ли условие
Q ?? 0,64 ?? g ?? Н2.
После подстановки численных значений получим
0,64 ?? g ?? Н2 = 0,64 ?? 1932,5 ?? 92 = 100181 МДж.
Так как Q = 50244 МДж и условие Q ?? 100181 МДж не выполняется, помещение следует отнести к категории В2.
Пользуясь номограммой рис. 30 Пособия, определим, что точка пересечения значений массы горючего материала и S = 26 м2 лежит в области, соответствующей категории В2, левее прямой S = 0,64 ?? Н2 = 0,64 ?? 92 = 51,84 м2. Значит, это помещение относится к категории В2.
Пример 12
Определим категорию того же помещения (пример 11) для случая, когда количество масла в одном из компрессоров (имеющем наибольшее количество масла) составляет 7000 кг.
В соответствии с п. 3.20 НПБ 105-95 пожарная нагрузка будет равна
Q = 7000 ?? 41,87 = 293090 МДж.
Согласно технологическим условиям площадь размещения пожарной нагрузки составляет 130 м2. В соответствии с п. 3.20 НПБ 105-95 принимаем площадь размещения пожарной нагрузки S = 130 м2. Удельная пожарная нагрузка составит
g = Q / S = 293090 / 130 = 2254,5 МДж ?? м-2.
В соответствии с табл. 4 НПБ 105-95 помещение с данной удельной пожарной нагрузкой следует отнести к категории В1. Этот же результат определяется с помощью номограммы рис. 30 Пособия.
6.5. Помещения с твердыми горючими веществами и материалами
Пример 13
Складское здание. Складское здание представляет собой многостеллажный склад, в котором предусмотрено хранение на металлических стеллажах негорючих материалов в картонных коробках. В каждом из десяти рядов стеллажей содержится десять ярусов, шестнадцать отсеков, в которых хранится по три картонные коробки весом 1 кг каждая. Верхняя отметка хранения картонной тары на стеллажах составляет 5 м, а высота нижнего пояса до отметки пола 7,2 м. Длина стеллажа составляет 48 м, ширина 1,2 м, расстояние между рядами стеллажей - 2,8 м.
Согласно исходным данным площадь размещения пожарной нагрузки в каждом ряду составляет 57,6 м2.
Определим полное количество горючего материала (картон) в каждом ряду стеллажей:
10 ярусов ?? 16 отсеков ?? 3 коробки ?? 1 кг = 480 кг.
Низшая теплота сгорания для картона составляет 13,4 МДж ?? кг-1. Пожарная нагрузка будет равна
Q = 480 ?? 13,4 = 6432 МДж.
Удельная пожарная нагрузка составит
g = Q / S = 6432 / 57,6 = 111,7 МДж ?? м 2
Это значение соответствует категории В4. Однако площадь размещения пожарной нагрузки превышает 10 м2. Поэтому к категории В4 данное помещение отнести нельзя. В соответствии с табл. 4 НПБ 105-95 помещение может быть отнесено к категории 83 при условии, что способ размещения пожарной нагрузки удовлетворяет необходимым требованиям, изложенным в примечании 2.
В данном помещении минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки до покрытия Н составляет около 2,2 м.
Определим, выполняется ли условие
Q ?? 0,64 ?? g ?? Н2
После подстановки численных значений получим
0,64 ?? g ?? Н2 = 0,64 ?? 111,7 ?? 2,22 = 346 МДж.
Так как Q = 6432 МДж и условие Q ?? 346 МДж выполняется, помещение следует отнести к категории В2.
Пользуясь номограммой рис. 38 Пособия, определим, что точка пересечения значений массы горючего материала и S = 57,6 м2 лежит в области, соответствующей категории В3, правее прямой S = 0,64 ?? H2 = 0,64 ?? 2,22 = 3,1 м2 (предельная площадь размещения пожарной нагрузки). Значит, это помещение относится к категории В2.
Пример 14
Производственная лаборатория. В помещении лаборатории находятся: шкаф вытяжной химический, стол для микроаналитических весов, два стула. В лаборатории можно выделить один участок площадью 10 м2, на котором расположены стол и два стула, выполненные из дерева. Общая масса древесины на этом участке составляет около 47 кг.
Низшая теплота сгорания для древесины составляет 13,8 МДж ?? кг-1 Пожарная нагрузка будет равна
Q = 13,8 ?? 47 = 648,6 МДж.
Площадь размещения пожарной нагрузки составляет 2,5 м2. В соответствии с п. 3.20 НПБ 105-95 принимаем площадь размещения пожарной нагрузки S = 10 м2. Удельная пожарная нагрузка составит
g = Q / S = 648,6 / 10 = 64,9 МДж м -2.
В соответствии с табл. 4 НПБ 105-95 помещения с данной удельной пожарной нагрузкой следует отнести к категории В4.
Поскольку в помещении лаборатории нет других участков с пожарной нагрузкой, помещение относится к категории В4.
Пример 15
Помещение гаража. Основную пожарную нагрузку автомобиля составляет резина, топливо, смазочные масла, искусственные полимерные материалы. Среднее значение количества этих материалов для грузового автомобиля следующее: резина - 118,4 кг, дизельное топливо - 120 кг, смазочные масла - 18 кг, пенополиуретан - 4 кг, полиэтилен -1,8 кг, полихлорвинил - 2,6 кг, картон - 2,5 кг, искусственная кожа - 9 кг. Общая масса горючих материалов 276,3 кг. Как показано выше в примере 5, для дизельного топлива ??Р = 0, т. е. помещение не относится к категориям А и Б
Низшая теплота сгорания составляет: для смазочного масла - 41,87 МДж ?? кг-1, резины - 33,52 МДж ?? кг-1, дизельного топлива - 43,59 МДж ?? кг-1, пенополиуретана - 24,3 МДж ?? кг-1, полиэтилена - 47,14 МДж ?? кг-1, полихлорвинила - 14,31 МДж ?? кг-1, картона 13,4 МДж ?? кг-1, искусственной кожи - 17,76 МДж ?? кг-1. Пожарная нагрузка будет равна
Q = 18 ?? 41,87 + 118,4 ?? 33,52 + 120 ?? 43,59 + 4 ?? 24,3 + 1,8 ?? 47,14 + 2,5 ?? 13,4 + 9 ?? 17,76 +
+ 2,6 ?? 14,31 = 10365,8 МДж.
Минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки до покрытия Н составляет 6 м. Площадь размещения пожарной нагрузки S = 10 м2. Удельная пожарная нагрузка составит
