Пособие по применению нпб 105-95 “определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности” при рассмотрении проектно-сметной документации

В данном помещении минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки до покрытия Н составляет около 6,5 м.

Определим, выполняется ли условие

Q ³ 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 ³ 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 ³ 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 ³ 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 ³ 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 ³ 346 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 DР = 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

g = Q / S = 10365,8 / 10 = 1036,6 МДж · м^-2

В соответствии с табл. 4 НПБ 105-95 помещения с данной удельной пожарной нагрузкой следует отнести к категории В3.

Определим, выполняется ли условие

Q ³ 0,64 · g · H²

После подстановки численных значений получим

0,64 · g · H² = 0,64 · 1036,6 · 6² = 23883,3 МДж.

Так как Q = 10365,8 МДж и условие Q ³ 23883,3 МДж не выполняется, помещение следует отнести к категории В3.

Так как номограммы для смеси горючих материалов нет, для оценки категории данного помещения воспользуемся номограммой рис. 30 Пособия, как номограммой для веществ с наиболее близкой теплотворной способностью к рассматриваемым.

Предельное значение площади размещения пожарной нагрузки составит

0,64 · Н² = 0,64 · 6² = 23 м²

Точка пересечения значений массы горючего материала и S = 10 м² лежит в области, соответствующей категории В3, левее прямой S = 23 м². Следовательно, помещение относится к категории В3.

6.6. Помещения с горючими газами, легковоспламеняющимися жидкостями, горючими жидкостями, пылями, твердыми веществами и материалами

Пример 16

1. Исходные данные.

1.1. Помещение малярно-сдаточного цеха тракторосборочного корпуса. В помещении цеха производится окрашивание и сушка окрашенных тракторов на двух конвейерных линиях. В сушильных камерах в качестве топлива используется природный газ. Избыток краски из окрасочных камер смывается водой в коагуляционный бассейн, из которого после отделения от воды краска удаляется по трубопроводу за пределы помещения для дальнейшей ее утилизации.

1.2. Используемые вещества и материалы:

- природный газ метан (содержание 99,2 % (об.));

- грунт ГФ-0119 ГОСТ 23343-78;

- эмаль МЛ-152 ГОСТ 18099-78;

- сольвент ГОСТ 10214-78 или ГОСТ 1928-79 (наиболее опасный компонент в составе растворителей грунта и эмали).

1.3. Физико-химические свойства веществ и материалов [5]:

Молярная масса, кг · кмоль^-1;

- метан =16,04:

- сольвент =113,2.

Расчетная температура t_p, °C:

- в помещении t_п = 39 [1];

- в сушильной камере t_к = 80.

Плотность жидкости, кг · м^-3:

- сольвента = 850.

Плотность газов и паров, кг · м³:

- метана ;

- сольвента ; .

Парциальное давление насыщенных паров при температуре 39 °С [5], кПа:

- сольвента

=3,0

Интенсивность испарения при 39 °С, кг · м² · с^-1;

- сольвент W_c = 10^-6 · · 3,0 = 3,1919 · 10^-5.

1.4. Пожароопасные свойства [5]:

Температура вспышки, °С:

- сольвент t_всп = 21.

Нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПР), % (об.):

- метан = 5,28;

- сольвент = 1,0.

Стехиометрическая концентрация, % (об.):

- метан = 9,36;

- сольвент = 1,80 ( ).

1.5. Размеры помещений и параметры технологического процесса.

1.5.1. Общие размеры цеха: L = 264,7 м, S = 30,54 м, Н = 15,75 м.

Объем помещения V_п = 264,7 · 30,54 · 15,75 = 127322,0 м³

1.5.2. Площадь окрасочного пролета со встроенными помещениями на отметке 0,00:

F_общ = 264,7 · 30,54 = 8083,94 м²

1.5.3. Площади встроенных помещений:

- тамбур (ось В/1) F_1,встр = 1,75 · 3,49 = 6,11 м²;

- ПСУ (оси К-К/1) F_2,встр = 1,97 · 6,61 = 13,02 м²;

- помещения (оси Л/З-Р/1) F_3,встр = 82,76 · 6,55 = 542,08 м²;

- помещения (оси У-Х1) F_4,встр = 50,04 · 6,55 = 327,76 м²;

- суммарная площадь встроенных помещений:

F_встр = F_1,встр + F_2,встр + F_3,встр + F_4,встр = 6,11 + 13,02 + 542,08 + 327,76 = 888,97 м²

1.5.4. Площадь окрасочного пролета без встроенных помещений:

F_оп = F_общ - F_встр = 8083,94 - 888,97 = 7194,97 м².

1.5.5. Объем окрасочного пролета с площадью F_оп, и высотой Н:

V_бвп = 7194,97 · 15,75 = 113320,78 м³

1.5.6. Объемы встроенных помещений на отм. 6,500:

- венткамера (отм. 6,500, ось В/1, консоль):

V_1,встр = 1,95 · 27,05 · 9,25 = 487,91 м³;

- венткамера (отм. 6,500, оси Х/Х1, консоль):

V_2,встр = 5,47 · 23,99 · 9,25 = 1213,83 м³;

- венткамера (отм. 6,500, оси И/2-К/2):

V_1,встр = 23,92 · 7,27 · 9,25 - 13,02 · 9,25 = 1488,12 м³;

- венткамера (отм. 6,500, оси Р/1-У):

V_1,встр = 5,43 · 6,55 · 9,25 = 328,99 м³;

- венткамера (отм. 6,500, оси П/2-У, консоль):

V_5,встр = 0,72 · 27,0 · 9,25 = 179,82 м³;

- суммарный объем встроенных помещений:

V_1-5,встр = V_1,встр + V_2,встр + V_3,встр + V_4,встр + V_5,встр = 3698,67 м³.

1.5.7. Объем окрасочного пролета без объема V_1-5,встр:

V₁ = V_бвп - V_1-5,встр = 113320,78 - 3698,67 = 109622,11 м³.

1.5.8. Объемы над встроенными помещениями на отм. 12,030:

- венткамеры (отм. 12,030, оси Л/3-М/1):

V_1,пер = 10,5 · 6,55 · 3,72= 255,84 м³;

- помещения (отм. 6,500, оси М/1-М/3):

V_2,пep = 6,5 · 6,55 · 9,25 = 393,82 м³;

- венткамеры (отм. 12,030, оси М/3-Н/1):

V_3,пер = 5,08 · 6,55 · 3,72 = 123,78 м³;

- помещения (отм. 7,800, оси Ф-Х):

V_4,пep = 23,1 · 6,55 · 7,95 - 5,82 · 2,72 · 2,82 = 1158,23 м³;

- тамбур (отм. 3,74, ось В/1):

V_5,пep = 1,75 ·3,49 · 2,26 = 13,80 м³;

- ПСУ (отм. 3,040, оси К-К/1):

V_6,пep = 1,97 · 6,61 · 2,96 = 38,54 м³;

- общий объем над встроенными помещениями:

V_1-6,пep = V_1,пep + V_2,пep + V_3,пep + V_4,пep + V_5пep + V_6,пep = 1984,01 м³

1.5.9. Объем бассейна коагуляции на отм. -2,500 и 0,00 (L = 80,5 м, S = 3,60¸6,40 м, Н = 2,10¸2,20 м):

V_б = (1,90 · 6,40 + 2,40 · 5,00 + 1,40 · 4,00 + 6,40 · 3,10 + 66,4 · 2,60 + 2,0 · 2,50) · 2,20 + 76,20 · 1,00 · 2,10 = 659,95 м³.

1.5.10. Объем помещения окрасочного участка малярно-сдаточного цеха:

V_п = V₁ + V_1-6,пep + V_б = 109622,11 + 1984,01 + 659,95 = 112266,07 м³.

1.5.11. Свободный объем помещения окрасочного участка малярно-сдаточного цеха:

V_св = 0,8 · V_п = 0,8 · 112266,07 = 89812,86 м³ » 89813 м³.

1.5.12. Толщина слоя лакокрасочных материалов:

- грунт ФЛ-03 d_г = 15 мкм;

- эмаль МЛ-152 d_э = 20 мкм.

1.5.13. Расход лакокрасочных материалов:

- грунт ФЛ-03К G_г,фп = 3,97 г · м^-2 · мкм^-1;

- эмаль МП-152 G_э = 4,2 г · м ^-2 · мкм^-1.

1.5.14. Содержание горючих растворителей в лакокрасочных материалах:

- грунт ФЛ-03К j_г,фп = 67 % (масс.);

- эмаль МЛ-152 j_э = 78 % (масс.).

1.5.15. Расход растворителя на единицу площади окрашиваемых поверхностей тракторов:

- сольвент (грунт ФЛ-03К) G_рфп = 2,66 г · м^-2 · мкм^-1;

- сольвент (эмаль МЛ-152) G_pэ = 3,276 г · м^-2 · мкм^-1

1.5.16. Производительность конвейера по площади нанесения лакокрасочных материалов:

- линия окрашивания тракторов в серийном исполнении

n_к,с = 407,3 м² · ч^-1 = 6,79 м² · мин^-1 = 0,1131 м² · с^-1;

- линия окрашивания тракторов в экспортном исполнении

n_к,э = 101,8 м² · ч^-1 = 1,70 м² · мин^-1 = 0,0283 м² · с^-1.

1.5.17. Производительность конвейера по массе растворителя, содержащегося в нанесенных лакокрасочных материалах:

- нанесение грунта ФЛ-03К (сольвент), окрашивание тракторов в экспортном исполнении

n_р,фп = 101,8 · 15 · 2,66 · 10^-3 = 4,0618 кг · ч^-1 = 0,001128 кг · с^-1;

- нанесение эмали МЛ-152 (сольвент), окрашивание тракторов в экспортном исполнении

n_р,э = 101,8 · 20 · 3,276 · l0^-3 · 6,6699 кг · ч^-1 = 0,001853 кг · с^-1;

- нанесение эмали МЛ-152 (сольвент), окрашивание тракторов в серийном исполнении

n_р,эс = 407,3 · 20 · 3,276 · 10^-3 = 26,6863 кг · ч^-1 = 0,007413 кг · с^-1.

2. Обоснование расчетных вариантов аварии.

2.1. Разгерметизация трубопровода, подающего природный газ в теплогенераторы, при работающем конвейере.

2.1.1. Расход газа метана в подводящем трубопроводе при давлении = 178,4кПа:

= 714 кг · ч^-1 = 0,19844 кг · с^-1.

2.1.2. Масса газа , поступающего из трубопроводов диаметром d_г = 0,219 м и общей длиной участков трубопроводов L_г = 1152 м согласно п. 3.2 в) и 3.8 НПБ 105-95 составит

= 0,19844 · 300 + 0,01 · 3,14 · 178,4 · · 1152 · 0,626 = 107,97 кг.

2.1.3. Масса растворителя, испаряющегося с окрашенных изделий, при работающем конвейере за время аварийной ситуации Т_а = 3600 с = 1 ч [2] с учетом коэффициента избытка лакокрасочных материалов К_и = 2 составит:

- линия окрашивания тракторов в серийном исполнении, окрашивание эмалью МЛ-152

m_эс = 2 · n_р,эc · T_a = 2 · 26,6863 · 1 = 53,3726 кг;

- линия окрашивания тракторов в экспортном исполнении, грунтование грунтом ФЛ-03К

т_гэ = 2 · n_р,фп · Т_а = 2 · 4,0678 · 1 = 8,1236 кг;

- линия окрашивания тракторов в экспортном исполнении, окрашивание эмалью МЛ-152

m_ээ = 2 · n_р,э · Т_а = 2 · 6,6699 · 1 = 13,3398 кг.

2.1.4. Масса растворителя т_рб (кг), испаряющегося со свободной поверхности бассейна коагуляции F_бк = 226,84 м² за время аварийной ситуации Т_а = 3600 с [2], составит

m_рб = W_с · F_бк · Т_а = 3,1919 · 10^-5 · 226,84 · 3600 = 26,0658 кг.

2.2. Разгерметизация красконагнетательного бака при работающем конвейере.

2.2.1. Масса растворителя, поступающего в помещение при аварийной ситуации из красконагнетательного бака V_бк = 60 л = 0,06 м³ и трубопроводов диаметром d_бко = d_бкп = 0,04 м и длиной (L_бко + L_бкп) = 312 м, составит

m_бк = К_и · n_рэ · t_а + [V_бк + 0,785 · ( · L_бко + · L_бкп)] · j_э · =

= 2 · 0,007413 · 300 + [ 0,06 + 0,785 · (0,04² · 156 + 0,04² · 156)] · 0,78 · 850 = 304,04 кг.

2.2.2. Площадь испарения F_и,бк (м²) с поверхности разлившейся из бака и трубопровода эмали МЛ-152 будет равна

м²

2.2.3. Масса растворителя т_рбб (кг), испаряющегося со свободной поверхности бассейна коагуляции и с поверхности разлившейся эмали МЛ-152 из красконагнетательного бака, будет равна

т_рбб = т_рб + W_с · F_и,бк · Т_а = 26,0658 + 3,1919 · 10^-5 · 458,6 · 3600= 78,7628 м.

2.2.4. Масса растворителя т_рк (кг), испаряющегося с окрашенных изделий при работающем конвейере (п. 2.1.3), составит

т_рк = m_эс + m_гэ + m_ээ = 53,3726 + 8,1236 + 13,3398 = 74,836 кг.

2.2.5. Масса паров растворителя m_п,р (кг), поступившего в объем помещения при аварийной ситуации, будет равна m_п,р = т_рбб ⁺ т_рк = 78,7628 + 74,836 = 153,5988 кг.

2.3. Разгерметизация красконагнетательного бака, остановка конвейера.

2.3.1. Масса растворителя т_рбб (кг), испаряющегося со свободной поверхности бассейна и с поверхности разлившейся эмали МП-152 из красконагнетательного бака (п. 2.2.3).

2.3.2. Площадь окрашиваемых поверхностей, находящихся на технологических линиях окраски тракторов в экспортном и серийном исполнении, и масса растворителя, содержащегося в лакокрасочных материалах, нанесенных на эти поверхности, составят:

- участок нанесения грунта ФЛ-03К, линия окрашивания тракторов в экспортном исполнении

F_го = 260 м²;

т_гэо = К_и · G_рфп · F_го · d_г = 2 · 2,66 · 10^-3 · 260 · 15 = 20,7480 кг;

- участок сушки грунта ФЛ-03К, линия окрашивания тракторов в экспортном исполнении

F_гс = 227,5 м²;

т_гэс = G_рфп · F_гс · d_г = 2,66 · 10^-3 · 227,5 · 15 = 9,0772 кг;

- участок нанесения эмали МЛ-152, линия окрашивания тракторов в экспортном исполнении

F_эо =305,5 м²;

m_эоэ = К_и · G_рэ · F_эо · d_э = 2 · 3,276 · 10^-3 · 305,5 · 20 = 40,0327 кг;

- участок сушки эмали МЛ-152, линия окрашивания тракторов в экспортном исполнении

F_эcэ = 500,5 м²;

т_эсэ = G_pэ · F_эсэ · d_э = 3,276 · 10^-3 · 500,5 · 20 = 32,7928 кг;

- участок нанесения эмали МЛ-152, линия окрашивания тракторов в серийном исполнении

F_эос = 533 м²;

т_эос = К_и · G_рэ · F_эос · d_э = 2 · 3,276 · 10^-3 · 533 · 20 = 69,8443 кг;

- участок сушки эмали МЛ-152, линия окрашивания тракторов в серийном исполнении

F_эсс = 1092 м²;