3. Объем Vж и площадь разлива Fи поступившего в помещение при расчетной аварии уайт-спирита согласно п.3.2 НПБ 105-95 составят:

Vж = Va = 0,003 м3 = 3 л;

Fи =1,0 ?? 3 = 3 м2

4. Определяем давление Рн насыщенных паров уайт-спирита при расчетной температуре tp = 35 °С:

Pн = 0,87 кПа.

5. Интенсивность испарения W уайт-спирита составит

W = 10-6 ?? 1,0 ?? ?? 0,87 = 1,056 ?? 10-5 кг ?? м-2 ?? с-1.

6. Масса паров уайт-спирита т, поступивших в помещение, будет равна

m = 1,056 ?? 10-5 ?? 3 ?? 3600 = 0,114 кг.

7. Избыточное давление взрыва ??Р согласно формуле (22) Пособия составит

кПа

8. Расчетное избыточное давление взрыва менее 5 кПа. Помещение отделения консервации и упаковки станков не относится к категории Б. Согласно п. 2.2 и табл. 1 НПБ 105-95 проведем проверку принадлежности помещения к категориям В1 - В4.

9. В соответствии с п. 3.20 НПБ 105-95 определим пожарную нагрузку Q и удельную пожарную нагрузку g:

G3 = m3 = 538 кг; G4 = m4 = 24 кг; G5 = m5 = 1650 кг;

Q = 538 ?? 42,744 +24 ?? 13,272 + 1650 ?? 20,583 = 57277 МДж;

S = F3 + F4 = 1,035 + 24,0 = 25,035 м2;

g = Q / S = 57277/25,035 = 2288 МДж ?? м-2

10. Удельная пожарная нагрузка более 2200 МДж ?? м-2. Помещение отделения консервации и упаковки станков согласно табл. 4 НПБ 105-95 относится к категории В1.

Пример 18

1. Исходные данные.

1.1. Помещение первичных и вторичных смесителей, насосов и фильтров. В этом помещении осуществляется приготовление смеси для пропитки гидроизоляционных материалов и производится ее подача насосами в пропиточные ванны производственных линий, находящиеся в другом помещении. В качестве компонентов смеси используются битум БНК 45/190, полипропилен и наполнитель (тальк). Всего в помещении находится 8 смесителей: 6 смесителей объемом Va = 10 м3 каждый, из которых каждые два заполнены битумом, а один пустой; 2 смесителя объемом Va = 15 м3 каждый. Все смесители обогреваются диатермическим маслом (алпотерм-1), подаваемым из помещения котельной и имеющем температуру t = 210 °С. Температура битума и смеси в смесителях t = 190°С. Смесь состоит из битума БНК 45/190 - 8 тонн, полипропилена -1 тонна, тальк -1 тонна. Полипропилен подается в единичной таре в виде гранул массой m1 = 250 кг. В 1 тонне гранулированного полипропилена содержится до 0,3 кг пыли. Полипропилен загружается из тары в бункер смесителя объемом Va = 1 м3. Количество полипропилена в бункере т2 = 400 кг, следовательно, пыли в этом бункере в грануляте содержится т3 = 0,12 кг.

Полипропилен и его сополимеры в процессе переработки при его нагревании выше температуры t = 150 °С могут выделять в воздух летучие продукты термоокислительной деструкции, содержащие органические кислоты, карбонильные соединения, оксид углерода. При этом на 1 тонну сырья выделяется 1,7 кг газообразных продуктов (в пересчете на уксусную кислоту).

Размеры помещения LxSxH = 24х36х12 м. Объем помещения Vп = 10368 м3 Свободный объем помещения Vcв = 0,8 ?? 10368 = 8294,4 м3 Площадь помещения F = 864 м2

Производительность насоса с диатермическим маслом (аллотерм-1) n1 = 170 м3 ?? ч-1 = 0,0472 м3 ?? с-1 = 71,5 кг ?? с-1. Всего в системе циркуляции диатермического масла находится m4 = 15 т масла. Максимальная длина подводящих и отводящих трубопроводов с диатермическим маслом между ручными задвижками и смесителями l1 = 19 м, Диаметр d1 = 150 мм. Производительность насоса, подающего смесь в пропиточную ванну, n2 = 10 м3 ?? ч-1 = 0,00278 м3 ?? с-1 = 2,78 кг ?? с-1 (по битуму с полипропиленом 2,5 кг ?? с-1), а отводящего смесь в смесители из ванн n3 = 5 м3 ?? ч-1 = 0,00139 м3 ?? с-1 = 1,39 кг ?? с-1 (по битуму с полипропиленом 1,25 кг ?? с-1) Максимальная длина подводящих и отводящих трубопроводов со смесью между ручными задвижками и смесителями L2 = 15 м, диаметр d2 = 150 мм = 0,15 м. Производительность насоса, перекачивающего битум из резервуара, расположенного в другом помещении, в смесители, n4 = 25 м3 ?? ч-1 = 0,007 м3 ?? с-1 = 7 кг ?? с-1 Максимальная длина подводящего трубопровода между ручной задвижкой и смесителем L3 = 20 м, диаметр d3 =150 мм = 0,15м.

По данным технологического регламента с 1 тонны гранулированного полипропилена при загрузке в смеситель в помещение поступает 30 г (0,03 кг) содержащейся в грануляте пыли. Текущая влажная пылеуборка производится не реже 1 раза в смену, генеральная влажная пылеуборка не реже 1 раза в месяц. Производительность по перерабатываемому полипропилену n5 = 1,65 т ?? ч-1 Доли выделяющейся в объем помещения пыли, оседающей на труднодоступных и доступных для уборки поверхностях, соответственно ??1 = 0,2 и ??2 = 0,8.

1.2. Тальк - негорючее вещество. Температура вспышки битума БНК 45/190 tвсп = 212 °С, аллотерма-1 tвсп = 214 °С. Плотность жидкости битума ??ж = 1000 кг ?? м-3, аллотерма-1 ??ж = 1514 кг ?? м-3. Теплота сгорания битума по формуле Басса Hт = = 50460 - 8,545 ?? ??ж = 41915 кДж ?? кг-1 = 41,92 МДж ?? кг-1, аллотерма-1 Нт = = 50460 - 8,545 ?? 1514 = 37523 кДж ?? кг-1 = 37,52 МДж ?? кг-1, полипропилена Hт = = 44000 кДж ?? кг-1 = 44,0 МДж ?? кг-1

2. Обоснование расчетного варианта аварии.

При определении избыточного давления взрыва в качестве расчетного принимается наиболее неблагоприятный по последствиям взрыва из двух вариантов аварии. За первый вариант аварии принимается разгерметизация бункера при загрузке полипропилена в смеситель. За второй вариант принимается разгерметизация трубопровода на участке между смесителем и задвижкой перед насосом, перекачивающим смесь из ванны в смеситель.

2.1. Разгерметизация бункера при загрузке полипропилена в смеситель. Расчет проводим в соответствии с пп. 3.13 - 3.17 НПБ 105-95.

2.1.1. Интенсивность пылеотложений n6 в помещении при загрузке в бункера смесителей полипропилена из тары по исходным данным составит

n6 = 0,03 ?? 1,65 = 0,0495 кг ?? ч-1.

2.1.2. Масса пыли M1, выделяющейся в объем помещения за время (30 дней = 720 ч) между генеральными пылеуборками (??1 = 0,2; ?? = 0), будет равна

M1 = 0,0495 ?? 720 ?? 0,2 = 7,128 кг.

2.1.3. Масса пыли М2, выделяющейся в объем помещения за время (8 ч) между текущими пылеуборками (??2 = 0,8; ?? = 0), будет равна

М2 = 0,0495 ?? 8 ?? 0,8 = 0,317 кг.

2.1.4. Масса отложившейся в помещении к моменту аварии пыли mп (Кг = 1,0; Ку = 0,7) и масса взвихрившейся пыли твз (Квз =0,9) составят:

mп = (1/0,7) ?? (7,128 + 0,317) = 10,636 кг;

mвз = 10,636 ?? 0,9 = 9,572 кг.

2.1.5. Масса пыли maв поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, будет равна

maв = m3 = 0,12 кг.

2.1.6. Расчетная масса взвешенной в объеме помещения пыли т, образовавшейся в результате аварийной ситуации, составит

т = 9,572 + 0,12 = 9,692 кг.

2.2. Разгерметизация трубопровода на участке между смесителем и задвижкой перед насосом, перекачивающим смесь из ванны в смеситель. Расчет проводим в соответствии с п. 3.2 НПБ 105-95 и исходными данными.

2.2.1. Масса вышедшей из смесителя (Va = 15 м3) и трубопровода смеси при работающем насосе mсм будет равна (q = n3; Та = 300 с)

кг.

2.2.2. Масса полипропилена тпр в массе mсм составит, исходя из соотношения битума, полипропилена и талька, как 8:1:1:

тпр = (1/10) ?? mсм = (1/10) ?? 15682 = 1568,2 кг.

2.2.3. Масса летучих углеводородов m, выделяющихся при термоокислительной деструкции из полипропилена, входящего в состав разлившейся смеси (из 1 тонны полипропилена выделяется 1,7 кг газообразных продуктов), будет равна

m = 0,0017 ?? mпр = 0,0017 ?? 1568,2 = 2,7 кг.

3. Избыточное давление взрыва ??Р для двух расчетных ва риантов аварии определяем по формулам (22) и (43) Пособия.

3.1. Избыточное давление взрыва ??Р при аварийной ситуации, связанной с разгерметизацией бункера при загрузке полипропилена в смеситель,составит

кПа

3.2. Избыточное давление взрыва ??Р при аварийной ситуации, связанной с разгерметизацией трубопровода на участке между смесителем и задвижкой перед насосом, перекачивающим смесь из ванны в смеситель, составит

кПа

4. Расчетное избыточное давление взрыва для каждого из вариантов аварии менее 5 кПа. Помещение первичных и вторичных смесителей, насосов и фильтров не относится к категории А или Б. Согласно п. 2.2 и табл. 1 НПБ 105-95 проведем проверку принадлежности помещения к категориям В1 - В4.

5. Учитывая, что в помещении находится достаточно большое количество горючих веществ, проведем для упрощения расчет только по битуму и смеси, находящихся в 4 смесителях объемом Va = 10 м3 каждый и в 2 смесителях объемом Va = 15 м3 каждый. При этом количество циркулирующего диатермического масла не принимается во внимание. Также для упрощения расчет проведем с использованием единой теплоты сгорания для всех компонентов и веществ по битуму, равной = 41,92 МДж ?? кг-1.

6. В соответствии с п. 3.20 НПБ 105-95 определим пожарную нагрузку Q и удельную пожарную нагрузку g:

G = 4 ?? 10 ?? 1000 + 2 ?? 15 ?? 0,9 ?? 1000 = 67000 кг;

Q = 67000 ?? 41,92 = 2808640 МДж;

S = F = 864 м2;

g = 2808640 / 864 = 3251 МДж ?? м-2

7. Удельная пожарная нагрузка более 2200 МДж ?? м-2 Помещение первичных и вторичных смесителей, насосов и фильтров согласно табл. 4 НПБ 105-95 относится к категории В1.

6.7. Примеры расчетов категорий зданий по взрывопожарной и пожарной опасности

6.7.1. Здания категории А

Пример 19

1. Исходные данные. Производственное шестиэтажное здание. Общая площадь помещений здания F = 9000 м2. В здании находятся помещения категории А суммарной площадью FA = 400 м2.

2. Определение категории здания.

Суммарная площадь помещений категории А составляет 4,44 % и не превышает 5 % площади всех помещений здания, но более 200 м2.Согласно п. 4.1 НПБ 105-95 здание относится к категории А.

Пример 20

1. Исходные данные. Производственное трехэтажное здание. Общая площадь помещений здания F = 20000 м2. В здании находятся помещения категории А суммарной площадью FA=2000 м2. Эти помещения оборудованы установками автоматического пожаротушения.

2. Определение категории здания.

Суммарная площадь помещений категории А, оборудованных установками автоматического пожаротушения, составляет 10 % и не превышает 25 % площади всех помещений здания, но более 1000 м2 Согласно п. 4.1 НПБ 105-95 здание относится к категории А.

6.7.2. Здания категории Б

Пример 21

1. Исходные данные.

Производственное шестиэтажное здание. Общая площадь помещений здания F = 32000 м2. Площадь помещений категории А составляет FA = 150 м2, категории Б - FБ = 400 м2, суммарная категорий А и Б - FА,Б = 550 м2

2. Определение категории здания.

Суммарная площадь помещений категории А составляет 0,47 % и не превышает 5 % площади всех помещений здания и 200 м2. Согласно п. 4-1 НПБ 105-95 здание не относится к категории А. Суммарная площадь помещений категорий А и Б составляет 1,72 % и не превышает 5 % площади всех помещений здания, но более 200 м2. Согласно п. 4.2 НПБ 105-95 здание относится к категории Б.

Пример 22

1. Исходные данные.

Производственное двухэтажное здание. Общая площадь помещений здания F = 15000 м2. Площадь помещений категории А составляет FА = 800 м2, категории Б - FБ = 600 м2, суммарная категорий А и Б - FАБ = 1400 м2. Помещения категорий А и Б оборудованы установками автоматического пожаротушения.

2. Определение категории здания.

Суммарная площадь помещений категории А, оборудованных установками автоматического пожаротушения, составляет 5,33 % и не превышает 25 % площади всех помещений здания и 1000 м2. Согласно п. 4.1 НПБ 105-95 здание не относится к категории А. Суммарная площадь помещений категорий А и Б, оборудованных установками автоматического пожаротушения, составляет 9,33 % и не превышает 25 % площади всех помещений здания, но более 1000 м2. Согласно п. 4.2 НПБ 105-95 здание относится к категории Б.

6.7.3. Здания категории В

Пример 23

1. Исходные данные.

Производственное восьмиэтажное здание. Общая площадь помещений здания F = 40000 м2. В здании отсутствуют помещения категорий А и Б. Площадь помещений категорий В1 - В3 составляет FВ = 8000 м2.

2. Определение категории здания.

Суммарная площадь помещений категорий В1 - В3 составляет 20 % площади всех помещений здания, что более 10 %. Согласно п. 4.3 НПБ 105-95 и экспресс-информации Минстроя России и ГУГПС МВД России [6] здание относится к категории В.

Пример 24

1. Исходные данные.

Производственное трехэтажное здание. Общая площадь помещений здания F = 12000 м2. Площадь помещений категорий А и Б составляет FА,Б = 180 м2, категорий В1 - В3 - FВ = 5000 м2, суммарная категорий А, Б, В1 - В3 - FА,Б,В = 5180 м2.

_________

* Совместное письмо Минстроя России от 25.12.95 г. № СП-601/13 и ГУГПС МВД России от 18,12.95 г. № 20/2.2/2449.

2. Определение категории здания.

Суммарная площадь помещений категорий А и Б составляет 1 5 % площади всех помещений здания и не превышает 200 м2. Согласно пп. 4.1 и 4.2 НПБ 105-95 здание не относится к категории д или Б. Суммарная площадь помещений категорий А, Б, В1 - В3 составляет 43,17 % площади всех помещений здания, что более 5 %. Согласно п. 4.3 НПБ 105-95 и экспресс-информации Минстроя России и ГУГПС МВД России [6] здание относится к категории В.

Пример 25

1. Исходные данные.

Производственное двухэтажное здание. Общая площадь помещений здания F = 20000 м2. Площадь помещений категорий А и Б составляет FА,Б = 900 м2, категорий В1 - В3 - FВ = 4000 м2, суммарная категорий А, Б, В1 - В3 - FА,Б,В = 4900 м2. Помещения категорий А, Б, В1 - В3 оборудованы установками автоматического пожаротушения.

2. Определение категории здания.

Суммарная площадь помещений категорий А и Б, оборудованных установками автоматического пожаротушения, составляет 4,5 % и не превышает 25 % площади всех помещений здания и 1000 м2. Согласно пп. 4.1 и 4.2 НПБ 105-95 здание не относится к категории А или Б. Суммарная площадь помещений категорий А, Б, В1 - В3 составляет 24,5 % и не превышает 25 % площади всех помещений здания, но более 3500 м2. Согласно п. 4.3 НПБ 105-95 и экспресс-информации Минстроя России и ГУГПС МВД России [6] здание относится к категории В.

6.7.4. Здания категории Г

Пример 26

1. Исходные данные.

Производственное шестиэтажное здание. Общая площадь помещений здания F = 30000 м2. Помещения категорий А и Б в здании отсутствуют. Площадь помещений категорий В1 - В3 составляет FВ = 1800 м2, категории Г - FГ = 2000 м2, суммарная площадь помещений категорий В1 - В3, Г - FВ,Г = 3800 м .

2. Определение категории здания.

Суммарная площадь помещений категорий В1 - В3 составляет 6 % и не превышает 10 % площади всех помещений здания. Согласно п. 4.3 НПБ 105-95 здание не относится к категории В. Суммарная площадь помещений категорий В1 - В3, Г составляет 12,67 % площади всех помещений здания, что более 5 %. Согласно пп. 4.3 и 4.4 НПБ 105-95 и экспресс-информации Минстроя России и ГУГПС МВД России [6] здание относится к категории Г.