---

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 ?? 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 ?? 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 tp, °C:

- в помещении tп = 39 [1];

- в сушильной камере tк = 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 Wc = 10-6 ?? ?? 3,0 = 3,1919 ?? 10-5.

1.4. Пожароопасные свойства [5]:

Температура вспышки, °С:

- сольвент tвсп = 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 Vп = 264,7 ?? 30,54 ?? 15,75 = 127322,0 м3

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

Fобщ = 264,7 ?? 30,54 = 8083,94 м2

1.5.3. Площади встроенных помещений:

- тамбур (ось В/1) F1,встр = 1,75 ?? 3,49 = 6,11 м2;

- ПСУ (оси К-К/1) F2,встр = 1,97 ?? 6,61 = 13,02 м2;

- помещения (оси Л/З-Р/1) F3,встр = 82,76 ?? 6,55 = 542,08 м2;

- помещения (оси У-Х1) F4,встр = 50,04 ?? 6,55 = 327,76 м2;

- суммарная площадь встроенных помещений:

Fвстр = F1,встр + F2,встр + F3,встр + F4,встр = 6,11 + 13,02 + 542,08 + 327,76 = 888,97 м2

1.5.4. Площадь окрасочного пролета без встроенных помещений:

Fоп = Fобщ - Fвстр = 8083,94 - 888,97 = 7194,97 м2.

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

Vбвп = 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):

V1,встр = 1,95 ?? 27,05 ?? 9,25 = 487,91 м3;

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

V2,встр = 5,47 ?? 23,99 ?? 9,25 = 1213,83 м3;

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

V1,встр = 23,92 ?? 7,27 ?? 9,25 - 13,02 ?? 9,25 = 1488,12 м3;

- венткамера (отм. 6,500, оси Р/1-У):

V1,встр = 5,43 ?? 6,55 ?? 9,25 = 328,99 м3;

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

V5,встр = 0,72 ?? 27,0 ?? 9,25 = 179,82 м3;

- суммарный объем встроенных помещений:

V1-5,встр = V1,встр + V2,встр + V3,встр + V4,встр + V5,встр = 3698,67 м3.

1.5.7. Объем окрасочного пролета без объема V1-5,встр:

V1 = Vбвп - V1-5,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):

V1,пер = 10,5 ?? 6,55 ?? 3,72= 255,84 м3;

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

V2,пep = 6,5 ?? 6,55 ?? 9,25 = 393,82 м3;

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

V3,пер = 5,08 ?? 6,55 ?? 3,72 = 123,78 м3;

- помещения (отм. 7,800, оси Ф-Х):

V4,пep = 23,1 ?? 6,55 ?? 7,95 - 5,82 ?? 2,72 ?? 2,82 = 1158,23 м3;

- тамбур (отм. 3,74, ось В/1):

V5,пep = 1,75 ??3,49 ?? 2,26 = 13,80 м3;

- ПСУ (отм. 3,040, оси К-К/1):

V6,пep = 1,97 ?? 6,61 ?? 2,96 = 38,54 м3;

- общий объем над встроенными помещениями:

V1-6,пep = V1,пep + V2,пep + V3,пep + V4,пep + V5пep + V6,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):

Vб = (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:

Vп = V1 + V1-6,пep + Vб = 109622,11 + 1984,01 + 659,95 = 112266,07 м3.

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

Vсв = 0,8 ?? Vп = 0,8 ?? 112266,07 = 89812,86 м3 ?? 89813 м3.

1.5.12. Толщина слоя лакокрасочных материалов:

- грунт ФЛ-03 ??г = 15 мкм;

- эмаль МЛ-152 ??э = 20 мкм.

1.5.13. Расход лакокрасочных материалов:

- грунт ФЛ-03К Gг,фп = 3,97 г ?? м-2 ?? мкм-1;

- эмаль МП-152 Gэ = 4,2 г ?? м -2 ?? мкм-1.

1.5.14. Содержание горючих растворителей в лакокрасочных материалах:

- грунт ФЛ-03К ??г,фп = 67 % (масс.);

- эмаль МЛ-152 ??э = 78 % (масс.).

1.5.15. Расход растворителя на единицу площади окрашиваемых поверхностей тракторов:

- сольвент (грунт ФЛ-03К) Gрфп = 2,66 г ?? м-2 ?? мкм-1;

- сольвент (эмаль МЛ-152) Gpэ = 3,276 г ?? м-2 ?? мкм-1

1.5.16. Производительность конвейера по площади нанесения лакокрасочных материалов:

- линия окрашивания тракторов в серийном исполнении

nк,с = 407,3 м2 ?? ч-1 = 6,79 м2 ?? мин-1 = 0,1131 м2 ?? с-1;

- линия окрашивания тракторов в экспортном исполнении

nк,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

nр,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

nр,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

nр,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 dг = 0,219 м и общей длиной участков трубопроводов Lг = 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 Та = 3600 с = 1 ч [2] с учетом коэффициента избытка лакокрасочных материалов Ки = 2 составит:

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

mэс = 2 ?? nр,эc ?? Ta = 2 ?? 26,6863 ?? 1 = 53,3726 кг;

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

тгэ = 2 ?? nр,фп ?? Та = 2 ?? 4,0678 ?? 1 = 8,1236 кг;

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

mээ = 2 ?? nр,э ?? Та = 2 ?? 6,6699 ?? 1 = 13,3398 кг.

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

mрб = Wс ?? Fбк ?? Та = 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 Vбк = 60 л = 0,06 м3 и трубопроводов диаметром dбко = dбкп = 0,04 м и длиной (Lбко + Lбкп) = 312 м, составит

mбк = Ки ?? nрэ ?? ??а + [Vбк + 0,785 ?? ( ?? Lбко + ?? Lбкп)] ?? ??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 Fи,бк (м2) с поверхности разлившейся из бака и трубопровода эмали МЛ-152 будет равна

м2

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

трбб = трб + Wс ?? Fи,бк ?? Та = 26,0658 + 3,1919 ?? 10-5 ?? 458,6 ?? 3600= 78,7628 м.

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

трк = mэс + mгэ + mээ = 53,3726 + 8,1236 + 13,3398 = 74,836 кг.

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

2.3. Разгерметизация красконагнетательного бака, остановка конвейера.

2.3.1. Масса растворителя трбб (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

Fго = 260 м2;

тгэо = Ки ?? Gрфп ?? Fго ?? ??г = 2 ?? 2,66 ?? 10-3 ?? 260 ?? 15 = 20,7480 кг;

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

Fгс = 227,5 м2;

тгэс = Gрфп ?? Fгс ?? ??г = 2,66 ?? 10-3 ?? 227,5 ?? 15 = 9,0772 кг;

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

Fэо =305,5 м2;

mэоэ = Ки ?? Gрэ ?? Fэо ?? ??э = 2 ?? 3,276 ?? 10-3 ?? 305,5 ?? 20 = 40,0327 кг;

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

Fэcэ = 500,5 м2;

тэсэ = Gpэ ?? Fэсэ ?? ??э = 3,276 ?? 10-3 ?? 500,5 ?? 20 = 32,7928 кг;

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

Fэос = 533 м2;

тэос = Ки ?? Gрэ ?? Fэос ?? ??э = 2 ?? 3,276 ?? 10-3 ?? 533 ?? 20 = 69,8443 кг;

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

Fэсс = 1092 м2;

т эсс = Gрэ ?? Fэcс ?? ??э = 3,276 ?? 10-3 ?? 1092 ?? 20 = 71,5478 кг.

2.4. Разгерметизация трубопровода, подающего природный газ в теплогенераторы, остановка конвейера.

24.1. Масса газа , поступающего из трубопровода (п. 2.1.2).

2.4.2. Масса растворителя, испаряющегося с окрашенных поверхностей и со свободной поверхности (пп. 2.3.2 и 2.1.4).

3. Расчет избыточного давления взрыва ??Р для различных вариантов аварийных ситуаций проводится согласно формуле (1) НПБ 105-95.

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

Расчетное избыточное давление взрыва менее 5 кПа, следовательно, при данном варианте аварийной ситуации помещение малярно-сдаточного цеха не относится к категориям А и Б.

3.2. Разгерметизация красконагнетательного бака при работающем конвейере:

Расчетное избыточное давление взрыва менее 5 кПа, следовательно, при данном варианте аварийной ситуации помещение малярно-сдаточного цеха не относится к категориям А и Б.

3.3. Разгерметизация красконагнетательного бака, остановка конвейера:

Расчетное избыточное давление взрыва менее 5 кПа, следовательно при данном варианте аварийной ситуации помещение малярно-сдаточного цеха не относится к категориям А и Б.

3.4. Разгерметизация трубопровода, подающего природный газ в теплогенераторы, остановка конвейера:

Расчетное избыточное давление взрыва превышает 5 кПа, следовательно, при данном варианте аварийной ситуации помещение малярно-сдаточного цеха относится к категории А.

Пример 17

1. Исходные данные.

1.1. Помещение отделения консервации и упаковки станков В помещении производится обезжиривание поверхностей станков в водном растворе тринатрийфосфата с синтанолом ДС-10, обезжиривание отдельных деталей станков уайт-спиритом и обработка поверхностей станков (промасливание) индустриальным маслом И-50. Размеры помещения LxSxH = 54,0х12,0х12,7 м.

Объем помещения Vп = 8229,6 м3. Свободный объем помещения Vсв = 0,8 ?? 8229,6 = 6583,7 м3 ?? 6584 м3 Площадь помещения F = 648 м2. Обезжиривание станков раствором тринатрийфосфата (m1 = 20,7 кг) с синтанолом ДС-10 (m2 = 2,36 кг) осуществляется в ванне размером L1xS1xH1 = 1,5х1,0х1,0 м (F1 = 1,5 м2). Отдельные детали станков обезжириваются в вытяжном шкафу размером L2xS2xH2 = 1,2х0,8х2,85 м (F2 = 0,96 м2) уайт-спиритом который хранится в шкафу в емкости объемом Va = 3 л = 0,003 м3 (суточная норма). Обработка поверхностей станков производится в ванне с индустриальным маслом И-50 размером L3xS3xH3 = 1,15х0,9х0,72 м (F3 = 1,035 м2, V3 = 0,7452 м3) при температуре t = 140 °С. Масса индустриального масла И-50 в ванне m3 = 538 кг. Рядом с ванной для промасливания станков расположено место для упаковки станков размером L4xS4 = 6,0 х 4,0 м (F4 = 24,0 м2), на котором находится упаковочная бумага массой m4 = 24 кг и обшивочные доски массой m5 = 1650 кг.

1.2. Тринатрийфосфат - негорючее вещество. Брутто-формула уайт-спирита С10,5Н21,0. Молярная масса уайт-спирита М = 147,3 кг ?? кмоль-1. Константы уравнения Антуана для уайт-спирита: А = 7,13623; В = 2218,3; СA = 273,15. Температура вспышки уайт-спирита tвсп > 33 °С, индустриального масла И-50 tвсп = 200 °С, синтанола ДС-10 tвсп = 247 °С. Плотность жидкости при температуре t = 25 °С уайт-спирита ??ж = 790 кг ?? м-3, индустриального масла И-50 ??ж = 903 кг ?? м-3, сиктанола ДС-10 ??ж = 980 кг ?? м-3. Теплота сгорания уайт-спирита Нт = = 43,966 МДж ?? кг-1 = 4,397 ?? 107 Дж ?? кг-1, индустриального масла И-50 по формуле Басса = 50460 - 8,545 ?? ??ж =50460 - 8,545 ?? 903 = 42744 кДж ?? кг-1 = 42,744 МДж ?? кг-1, упаковочной бумаги = 13,272 МДж ?? кг-1, древесины обшивочных досок = 20,853 МДж ?? кг-1.

2. Обоснование расчетного варианта аварии.

При определении избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта аварии принимается разгерметизация емкости с уайт-спиритом. За расчетную температуру принимается максимальная абсолютная температура воздуха в данном районе (г. Вологда) согласно СНиП 2.01.01-82 tp = 35 °С. Плотность паров уайт-спирита при tp = 35 °С ??п = 147,3/(22,413 ?? (1 + 0,00367 ?? 35)) = 5,8240 кг ?? м-3. Длительность испарения по п. 3.2 е) НПБ 105-95 Т = 3600 с.