ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля

7,15

7

3,50

4,20

4,85

5,50

6,10

6,7

7,2

7,70

8

3,65

4,40

5,20

5,80

6,40

7,0

7,6

8,10

10

4,10

5,00

5,70

6,50

7,20

7,9

8,5

9,10

12

4,40

5,40

6,20

7,00

7,80

8,5

9,2

9,80

16

5.00

6,00

6,90

7,80

8,70

9,5

10,3

-

W_в = 4 м/с

4

-

2,40

2,80

3,1

3,50

3,8

4,1

4,4

5

-

2,80

3,10

3,5

3,90

4,3

4,6

5,0

6

2,42

2,92

3,36

3,8

4,25

4,6

5,0

5,4

7

2,60

3,16

3,60

4,1

4,60

5,0

5,4

5,8

8

2,70

3,30

3,80

4,3

4,80

5,2

5,6

6,0

9

2,90

3,45

4,00

4,5

5,00

5,5

5,9

6,3

10

3,10

3,74

4,30

4,9

5,40

5,9

6,4

6,8

12

3,30

4,10

4,70

5,1

5,90

6,4

6,9

7,4

15

3,60

4,40

5,00

5,7

6,30

6,9

7,4

8,0

W_в = 6 м/с

4

-

-

1,84

2,10

2,30

2,54

2,75

2,90

6

-

1,95

2,25

2,57

2,82

3,10

3,34

3,60

8

-

2,20

2,52

2,90

3,20

3,50

3,80

4,00

10

2,10

2,50

2,85

3,16

3,60

4,00

4,30

4,60

12

2,20

2,65

3,06

3,40

3,85

4,20

4,60

4,90

15

2,42

2,90

3,86

3,82

4,25

4,60

5,00

5,35

В вертикальной графе даны значения давления пара, в горизонтальной - диаметры отверстий, а в пересечении горизонтальных и вертикальных граф высоты паровых завес (высота защищаемых зон) в метрах.

Таблица составлена для скоростей ветра 2, 3, 4 и 6 м/с. При больших скоростях ветра указанные величины следует принимать такими же, что и для 6 м/с. Таблица дает возможность оценить необходимое значение давления пара и соответствующий ему диаметр отверстий для обеспечения требуемой высоты завесы (высоты защищаемого объекта).

Для одного и того же давления пара высота завесы будет тем больше, чем больше диаметр отверстий. Однако с увеличением диаметра будет увеличиваться расход пара. Следует подбирать давление пара и диаметр отверстий таким образом, чтобы были обеспечены требуемая высота завесы и наиболее экономичный отбор пара Диаметр отверстий следует принимать наименьшим из возможного (но не менее 3 мм) для каждого давления пара.

Пример - Расчет параметров паровой завесы для технологической трубчатой печи (радиантно-конвекционной с вертикальным движением газов).

Данные для расчета.

Периметр защищаемой зоны Р = 20 м, высота защищаемой зоны Н = 6 м. В коллектор завесы имеется возможность подать перегретый пар давлением до р₁ = 12·10⁵ Па. Средняя температура наиболее холодного периода времени t_в = -15 °С (r_в = 1,36 кг/м³). Атмосферное давление р₂ 10⁵ Па. Скорость ветра W_в = 2 м/с. Коллектор завесы удобно расположить на бетонных опорах высотой h_б = 0,2 м, а высоту верхней кромки ограждения над коллектором завесы принять равной h = 0,5 м.

Расчет.

Используя данные таблицы Н.1, определяем, что для защищаемой зоны высотой 6 м и давлением пара до 12·10⁵ Па при скорости ветра 2 м/с целесообразно принять: р₁ = 10⁶ Па и d₀ = 3 мм (в таблице для высоты завесы 6,15 м соответствует наименьший диаметр отверстия d₀ = 3 мм и давление р₁ = 10⁶ Па). Удельный объем пара при р₁ = 10⁶ Па равен V₁ =0,2 м³/кг.

Расстояние X от коллектора до защищаемого объекта:

Длина коллектора завесы L_кол

Удельный расход пара из отверстий коллектора r₀ W₀:

Диаметр отверстий на коллекторе d₀:

Расстояние между отверстиями l:

Количество отверстий n:

Диаметр коллектора завесы D_кол:

Расход пара G_п:

Общая высота ограждения h_огр:

h_огр = h + h_б = 0,5 + 0,2 = 0,7 м.

Расстояние от ограждения до коллектора Х₁:

= 0,25 · 0,5 = 0,125 м.

Длина ограждения L_огр:

ПРИЛОЖЕНИЕ П (рекомендуемое)

МЕТОД РАСЧЕТА ФЛЕГМАТИЗИРУЮЩИХ КОНЦЕНТРАЦИЙ (ФЛЕГМАТИЗАЦИЯ В ПОМЕЩЕНИЯХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ АППАРАТАХ).

П.1. Для обеспечения взрывобезопасности технологического оборудования и производственных помещений осуществляют флегматизацию горючих парогазовых смесей в указанных объемах с помощью различных газообразных добавок. Количественно флегматизация характеризуется минимальной флегматизирующей концентрацией флегматизатора С_ф.

П.2. С_ф, (% об.), для горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, рассчитывают по формуле

(П.1)

где С_г - концентрация горючего в точке флегматизации, % об. (С_г = 100/[1 + 2,42(т_С + 0,5т_Н - т_О) + V_ф]);

V_ф - число молей флегматизатора, приходящееся на один моль горючего в смеси, соответствующей по составу точке флегматизации:

(П.2)

- стандартная теплота образования горючего газа, кДж/моль.

П.3. Предельно допустимую взрывобезопасную концентрацию флегматизатора С_рф, (% об.), рассчитывают по формуле

С_рф = С_ф К, (П.3)

где

П.4. Разность энтальпий флегматизатора определяют в соответствии с приведенными в таблице П.1 данными.

Таблица П.1

Флегматизатор

, кДж/моль

Флегматизатор

, кДж/моль

N₂

34,9

CF₂ClBr

449,0

Н₂О

43,6

СF₃Вг

573,0

СО₂

55,9

СFС1₃

142,0

C₂F₃Cl₃

218,0

CCl₄

170,0

SF₆

150,0

CF₄

90,0

CHF₂Cl

110,0

С₃Н₄F₃Cl

208,0

C₂F₂Cl₂

170,0

С₃Н₈

216,0

C₂F₄Br₂

830,0

C₂F₅Cl

200,0

C₂F₄Cl₂

200,0

Пример - Расчет концентрации горючего С_г и разбавителя С_ф в экстремальной точке области воспламенения при флегматизации пропана С₃Н₈ диоксидом углерода.

Разность , равная 55,9 кДж/моль, берут из таблицы П.1. По формуле (П.2) вычисляют V_ф с учетом того, что теплота образования пропана - минус 103,85 кДж/моль, а адиабатическая температура горения составов, отвечающих экстремальным точкам, равна 1400 К:

Находим С_г и С_ф по формулам (П.1):

С_г = 100/[1 + 2,42 (3 + 4) + 7,96] = 3,86 % (об.);

С_ф = 3,86 · 7,96 = 30,7 % (об.).

ПРИЛОЖЕНИЕ Р (рекомендуемое)

ВЫБОР РАЗМЕРОВ ОГНЕГАСЯЩИХ КАНАЛОВ ОГНЕПРЕГРАДИТЕЛЕЙ.

P.1. Для предотвращения распространения пламени из аварийного оборудования в смежные с ним, а также проскока пламени через сбросные и дыхательные клапаны в емкости с горючими веществами необходимо предусматривать устройства огнепреграждения (далее - огнепреградители). Конструкция огнепреградителя обеспечивает свободный проход газа через пористую среду, в то же время не допускает проскок пламени в защищаемый объем из аварийного пространства.

Р.2. Основным расчетным параметром конструкции огнепреградителя является критический диаметр канала огнепреграждаюшего элемента. Пламегасящую способность следует рассчитывать по каналу максимальных поперечных размеров, поскольку пламя, в первую очередь, пройдет именно по этому каналу.

Р.2.1. Диаметр канала в насадке из одинаковых шариков может приниматься в зависимости от диаметра шариков следующим образом (таблица Р.1):

Таблица Р.1

Диаметр шарика, мм

Диаметр канала, мм

Диаметр шарика, мм

Диаметр канала, мм

2

1,0

7

4,0

3

2,0

8

5,0

4

2,5

9

6,3

5

3,0

15

10

6

3,6

Р.2.2. Диаметр канала огнепреградителя в виде беспорядочно засыпанных колец Рашига может приниматься в зависимости от размера колец Рашига согласно таблице Р.2:

Таблица Р.2

Размер колец Рашига, мм

Диаметр канала, мм

Размер колец Рашига, мм

Диаметр канала, мм

15Ч15

10

25Ч25

20

18Ч18

15

35Ч35

25

Р.3. Для огнепреградителей с гранулированными насадками рекомендуется, чтобы поперечный размер корпуса огнепреградителя превышал размер одной гранулы не менее чем в 20 раз, а высота слоя насадки превышала диаметр ее канала не менее чем в 100 раз.

Р.4. Критический диаметр канала огнепреграждаюшего элемента для сбросных огнепреградителей на резервуарах определяется выражением

(Р.1)

где R - универсальная газовая постоянная;

Т - начальная температура газовой горючей смеси, К;

l - теплопроводность горючей смеси, Вт/(мК);

S_u - нормальная скорость распространения пламени, м/с;

С_p - теплоемкость газовой горючей смеси при постоянном давлении, Дж/(кг·К);

р - давление горючей смеси, Па.

Численные значения критических диаметров пламягасяших каналов для некоторых наиболее распространенных в промышленности стехиометрических смесей с воздухом при атмосферном давлении и комнатной температуре приведены в таблице Р.3:

Таблица Р.3

Смеси

d, мм

Смеси

d, мм

Аммиак NН₃ (при Т = 425 К)

22,10

Метанол СН₄О

2,70

Анилин С₆Н₇N (при Т = 375 К)

2,84

Метилацетилен С₃Н₄

2,05

Ацетальдегид С₂Н₄О

3,08

Оксид углерода СО

3,04

Ацетилен С₂Н₂

0,85

Оксид этилена C₂H₄O

1,60

Ацетон С₃Н₆O

2,45

Пентан С₅Н₁₂

2,49

Бензин А-72

2,80

Пропан С₃Н₈

2,60

Бензол С₆Н₆

2,66

Пропилен С₃Н₆

2,38

Бутан С₄Н₁₀

2,49

Сероводород СS₂

0,75

Винилацетат С₄Н₆O₂

5,34

Стирол С₈Н₈

2,66

Винилацетилен С₄H₄

1,43

Толуол С₇Н₈

3,78

Винилхлорид С₂Н₃Cl

2,70

Уайт-спирит

2,45

Водород Н₂

0,89

Уксусная кислота С₂Н₄О

5,59

Гексан С₆Н₁₄

2,50

Циклогексан С₆Н₁₂

2,66

Гептан С₇Н₁₆

3,08

Циклопентан С₅Н₁₀

4,63

Изобутан С₄Н₁₀

2,74

Этан С₂Н₆

4,63

Изопентан С₅Н₁₂

2,49

Этанол С₂Н_бО

2,97

Метан СН₄

3,50

Этилен С₂Н₄

1,75

Р.5. Для случая, если пламя движется по трубопроводу со скоростью большей, чем нормальная скорость, допускается пользоваться выражением (Р.1), только при этом необходимо пользоваться не нормальной скоростью пламени, а фактической (видимой).

ПРИЛОЖЕНИЕ С (обязательное)

ВОДЯНОЕ ОРОШЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ АППАРАТОВ.

C.1. Для предотвращения увеличения масштаба аварии при пожаре технологическое оборудование производственных предприятий должно быть защищено от теплового излучения установками водяного орошения (пожарными лафетными стволами, стационарными установками тепловой защиты).

С.2. Пожарные лафетные стволы устанавливаются для защиты:

- наружных взрыво- и пожароопасных установок (для защиты аппаратуры и оборудования, содержащих горючие газы, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости);

- шаровых и горизонтальных (цилиндрических) резервуаров со сжиженными горючими газами, легковоспламеняющимися и горючими жидкостями в сырьевых, товарных и промежуточных складах (парках);

- железнодорожных сливоналивных эстакад и речных причалов с СУГ, ЛВЖ и ГЖ.

С.2.1. Лафетные стволы устанавливают со стационарным подключением к водопроводной сети высокого давления. В случаях, если водопровод не обеспечивает необходимого напора и расхода воды, необходимых для одновременной работы двух стволов, то они должны быть оборудованы устройствами для подключения передвижных пожарных насосов. Лафетные стволы следует устанавливать с насадкой диаметром не менее 28 мм. Напор у насадки должен быть не менее 0,4 МПа.