Страница 2: НАПБ Б.03.002-2007. Норми визначення категорій приміщень, будинків та зовнішніх установок за вибухопожежною та пожежною небезпекою (32980)

Примітка 1. Площа окремих ділянок для твердих і рідких важкогорючих, горючих та легкозаймистих речовин, що утворюють пожежну навантагу, визначають за розмірами проекції їх площі розміщення (складування), а також площі розливу під час розрахункових аварій на горизонтальну поверхню підлоги.

Примітка 2. Приміщення відноситься до категорії В, якщо його площа менше або дорівнює 10 м2 і в ньому знаходяться (обертаються) горючі матеріали і речовини, що утворюють пожежну навантагу, за умови, що приміщення не відноситься до категорії А і Б.

7. Методи розрахунку критеріїв вибухопожежної небезпеки приміщень

7.1. Вибір та обґрунтування розрахункового варіанта

7.1.1. При розрахунку значень критеріїв вибухопожежної небезпеки, як розрахунковий, слід вибирати найбільш несприятливий варіант аварії або період нормальної роботи апаратів, при якому у вибуху бере участь найбільша кількість речовин і матеріалів, найбільш небезпечних щодо наслідків вибуху.

7.1.2. Кількість речовин, які потрапили до приміщення і які можуть утворювати вибухонебезпечні газоповітряні, пилоповітряні або пароповітряні суміші, визначається, виходячи з наступних передумов:

а) відбувається розрахункова аварія одного з апаратів відповідно до пункту 7.1.1.;

б) увесь вміст апарата потрапляє до приміщення;

в) відбувається одночасно витікання речовин з трубопроводів, які живлять апарат по прямому і зворотному потоках, протягом часу, який необхідний для перекривання трубопроводів.

Розрахунковий час перекривання трубопроводів визначається у кожному конкретному випадку, виходячи з реальної обстановки, і має бути мінімальним з урахуванням паспортних даних на запірні пристрої, характеру технологічного процесу та виду розрахункової аварії.

Розрахунковий час перекривання трубопроводів слід приймати таким, що дорівнює:

часу спрацювання (приведення в дію) системи автоматики відключення (перекривання) трубопроводів – згідно з паспортними даними установки, якщо ймовірність відмови системи автоматики не перевищує 10-6 на рік або забезпечується резервування її елементів;

120 с, якщо ймовірність відмови системи автоматики перевищує 10-6 на рік та у системі автоматики не забезпечується резервування її елементів;

300 с, у разі ручного відключення (перекривання).

Не допускається використання технічних засобів для перекривання трубопроводів, для яких час перекривання перевищує наведені вище значення.

Швидкодіючі клапани-відсікачі повинні автоматично перекривати подавання газу (рідини) у разі порушення електрозабезпечення або при спрацюванні автоматичної пожежної сигналізації.

г) відбувається випаровування з поверхні рідини, що розлилася; площа випаровування, у разі розливу на підлогу, визначається (у разі відсутності довідникових даних) виходячи з розрахунку, що 1 л сумішей та розчинів, які містять 70% і менше (по масі) розчинників, розливається на площі 0,5 м2, а інших рідин – на 1 м2 підлоги приміщення;

д) відбувається також випаровування рідини з відкритої поверхні ємностей технологічного обладнання та з поверхонь, на які за технологічним процесом нанесена горюча рідина, що на час аварії знаходиться у стадії висихання;

є) тривалість випаровування рідини приймається рівною часу її повного випаровування, але не більше 3600 с.

7.1.3. Кількість пилу, який може утворювати вибухонебезпечну суміш, визначають, виходячи з таких передумов:

а) розрахунковій аварії передувало накопичення пилу у виробничому приміщенні, яке відбувалося в умовах нормального режиму роботи (наприклад, внаслідок виділення пилу з негерметичного виробничого обладнання);

б) у момент розрахункової аварії відбулась планова (ремонтні роботи) або позапланова розгерметизація одного з технологічних апаратів, в результаті якої відбувся аварійний викид у приміщення усього пилу, що знаходився в апараті.

7.1.4. Вільний об’єм приміщення визначають як різницю між геометричним об’ємом приміщення (з урахуванням підвісних стель у разі їх наявності) і об’ємом, який займає технологічне обладнання. Якщо вільний об’єм приміщення визначити неможливо, допускається приймати його рівним 80% від загального об’єму приміщення.

7.1.5. Якщо під час аварійної ситуації можливе виділення ГГ, парів ЛЗР, ГР, горючого пилу та волокон, надлишковий тиск вибуху у приміщенні слід визначати як суму надлишкових тисків вибуху, які розраховані окремо для ЛЗР, ГГ, ГР, горючого пилу та волокон.

7.2. Розрахунок надлишкового тиску вибуху для горючих газів, парів легкозаймистих та горючих рідин

7.2.1. Надлишковий тиск вибуху ΔР для індивідуальних горючих речовин, які складаються з атомів С, Н, О, N, Cl, Br, I, F визначається за формулою:

(1)

де Pmax - максимальний тиск вибуху стехіометричної газоповітряної або пароповітряної суміші у замкнутому об’ємі, який визначається дослідним шляхом або приймається за довідниковими даними згідно з вимогами пункту 5.4. У разі відсутності таких даних, допускається приймати Pmax таким, що дорівнює 900 кПа;

Ро - початковий тиск, кПа (допускається приймати таким, що дорівнює 101 кПа);

m - маса ГГ або парів ЛЗР та ГР, що потрапили в результаті розрахункової аварії до приміщення, яку визначають для ГГ за формулою (6), а для парів ЛЗР та ГР за формулою (11), кг;

Z - коефіцієнт участі ГГ або парів у вибуху, який може бути розрахований на підставі характеру розподілення газів і парів в об’ємі приміщення згідно з додатком до цих Норм. Допускається приймати значення Z за таблицею 2;

Vвільн - вільний об’єм приміщення, м3;

ρг,п - густина газу або пари при розрахунковій температурі tp, кгּм-3, що визначається за формулою:

......ZODCHIYTEMPTEMPБАНАТОВИКФедьковуОтправкиRabotaКатегорійність3ведення відгуків.doc (2)

де М - молярна маса, кгּкмоль-1;

Vо – мольний об’єм, що дорівнює 22,413 м3ּкмоль-1;

tp - розрахункова температура, оС;

Сст - стехіометрична концентрація ГГ або парів ЛЗР та ГР, % (об.), що визначається за формулою:

(3)

де - стехіометричний коефіцієнт кисню в реакції згоряння (при розрахунку β атоми азоту не враховуються);

nc, nн, no, nx – число атомів С, Н, О та галогенів у молекулі ГГ або парів ГР;

Кн - коефіцієнт, що враховує негерметичність приміщення й неадіабатичність процесу горіння. Допускається приймати Кн рівним 3.

Негерметичність приміщення обумовлена постійно відкритими прорізами в огороджувальних конструкціях приміщення.

Як розрахункову температуру слід приймати максимально можливу температуру повітря в даному приміщенні у відповідній кліматичній зоні або максимально можливу температуру повітря за технологічним регламентом з урахуванням можливого підвищення температури у разі аварійної ситуації.

Таблиця 2. Значення коефіцієнта (Z) участі ГГ або парів ЛЗР у вибуху

7.2.2. Розрахунок ΔР для будь-яких індивідуальних речовин, крім тих, що наведені в пункті 7.2.1, та сумішей, може бути виконаний за формулою:

(4)

де m - маса ГГ або парів ЛЗР та ГР, що потрапили в результаті розрахункової аварії до приміщення, яку визначають для ГГ за формулою (6), а для парів ЛЗР та ГР за формулою (11), кг,

Нт - теплота згоряння, Джּкг-1;

Ро - початковий тиск, кПа (допускається приймати таким, що дорівнює 101 кПа);

Z - коефіцієнт участі ГГ або парів у вибуху, який може бути розрахований на підставі характеру розподілення газів і парів в об’ємі приміщення згідно з додатком. Допускається приймати значення Z за таблицею 2;

Vвільн - вільний об’єм приміщення, м3;

ρп - густина повітря до вибуху при початковій температурі Tо, кгּм-3;

Ср - теплоємність повітря, Джּкг-1ּК-1 (допускається приймати рівною 1,01·103 Джּкг-1 ∙ К-1);

Tо- початкова температура повітря, К.

7.2.3. У разі обертання у приміщенні ГГ, ЛЗР або ГР, під час визначення значення маси m, яке входить до формул (1) і (4), допускається враховувати роботу аварійної вентиляції, якщо вона забезпечена резервними вентиляторами, автоматичним пуском у разі перевищення максимально допустимої вибухобезпечної концентрації речовин у повітрі та електрозабезпеченням за першою категорією надійності (ПУЕ) за умови розміщення пристроїв для видалення повітря з приміщення у безпосередній близькості від місця можливої аварії (апарата, установки тощо).

При цьому масу m ГГ або парів ЛЗР, або ГР, що нагріті до температури спалаху і вище, які потрапили в об’єм приміщення, слід розділити на коефіцієнт К, що визначають за формулою:

, (5)

де А - кратність повітрообміну, що створює аварійна вентиляція, с-1;

τ - тривалість потрапляння ГГ та парів ЛЗР і ГР до об’єму приміщення, с (приймається за пунктом 7.1.2).

7.2.4. Масу m, кг, газу, що потрапив до приміщення під час розрахункової аварії, визначають за формулою:

, (6)

де Va - об’єм газу, що вийшов з апарата, м3;

Vт - об’єм газу, що вийшов з трубопроводів, м3;

r, - густина газу при розрахунковій температурі tp, кгּм-3, що визначається за формулою (2).

При цьому

(7)

де Р1 - тиск в апараті, кПа;

V - об’єм апарата, м3;

Р0 - атмосферний тиск, що дорівнює 101,3 кПа.

, (8)

де V1т – об’єм газу, що вийшов з трубопроводу до його перекривання, м3;

V2т – об’єм газу, що вийшов з трубопроводу після його перекривання, м3;

, (9)

де q - витрата газу, яку визначають згідно з технологічним регламентом залежно від тиску у трубопроводі, його діаметру, температури газового середовища тощо, м3ּс-1;

τ - час, який визначають за пунктом 7.1.2, с;

V2т = (r21L1+r22L2+...+r2nLn)= 0,01∙Р2(r21L1+r22L2+...+r2nLn),(10)

де Р2 – максимальний тиск у трубопроводі за технологічним регламентом, кПа;

r – внутрішній радіус трубопроводів, м;

L – довжина трубопроводів від аварійного апарата до засувок, м;

Р0 – атмосферний тиск, що дорівнює 101,3 кПа.

7.2.5. Масу парів рідини m, які потрапили до приміщення при наявності декількох джерел випаровування (поверхня розлитої рідини, поверхня зі свіжнанесеною рідиною, відкриті ємності тощо), визначають за формулою:

, (11)

де mр - маса рідини, що випарувалася з поверхні розливу, кг;

тємн - маса рідини, що випарувалася з поверхонь відкритих ємностей, кг;

тсв - маса рідини, що випарувалася з поверхонь, на які була нанесена свіжа рідина, кг.

За цих умов кожну з складових у формулі (11) визначають за формулою:

, (12)

де W - інтенсивність випаровування, кгс-1м-2;

Fв - площа випаровування, м2, яку визначають відповідно до пункту 7.1.2 залежно від маси рідини тр, що потрапила до приміщення;

- тривалість випаровування, с.

У разі, якщо аварійна ситуація пов'язана з можливим надходженням рідини в розпиленому стані, то вона має бути врахована у формулі (11) шляхом введення додаткової складової, яка враховує загальну масу рідини, що надійшла від розпилювальних пристроїв, виходячи з тривалості їхньої роботи.

7.2.6. Маса рідини mр, кг, що потрапила до приміщення, визначається відповідно до пункту 7.1.2.

7.2.7. Інтенсивність випаровування W визначають за довідниковими та експериментальними даними. Для ЛЗР, які не нагріті вище температури навколишнього середовища, у разі відсутності таких даних, допускається розраховувати W за формулою:

(13)

де  - коефіцієнт, який приймають за таблицею 3 залежно від швидкості повітряного потоку, що створюється аварійною вентиляцією, та температури повітряного потоку над поверхнею випаровування (у разі відсутності аварійної вентиляції  дорівнює 1);

М - молярна маса, г∙моль-1 ;

Рн - тиск насиченої пари за розрахунковою температурою рідини tр, визначений за довідниковими даними відповідно до вимог пункту 5.4, кПа, або за формулою:

(14)

де: А, В, Са - константи Антуана (довідникові дані).

Коефіцієнт, який приймають залежно від швидкості повітряного потоку, що створюється аварійною вентиляцією, наведений у таблиці 3.

Таблиця 3. Значення коефіцієнта  залежно від швидкості повітряного потоку та температури повітря у приміщенні

7.3. Розрахунок надлишкового тиску вибуху для горючого пилу

7.3.1. Розрахунок надлишкового тиску вибуху Р, кПа, проводять за формулою (4), де коефіцієнт Z участі пилу у завислому стані (аерозоль) у вибуху розраховується за формулою:

, (15)

де F - масова частка частинок пилу розміром менше критичного. З перевищенням критичного розміру частинок пилу аерозоль стає вибухобезпечною, а саме такою, що нездатна поширювати полум'я. У разі відсутності можливості отримання даних щодо масової частки пилу розміром частинок менше критичного допускається приймати Z = 0,5.