.
Площадь разлива ацетона принимаем равной 116 м2.
Скорость испарения (Wисп), кг??с-1??м, равна
Масса паров ацетона (Мп), кг, образующихся при аварийном разливе равна
Следовательно, принимаем, что весь разлившийся ацетон, кг, за время аварийной ситуации, равное 3600 с, испарится в объем помещения, т. е.
Стехиометрическая концентрация паров ацетона при ??=4 равна
Концентрация насыщенных паров получается равной
Отношение Сн/(1,9??Сст)>1, следовательно, принимаем Z=0,3.
Свободный объем помещения, м3
Время испарения, ч, составит
.
Коэффициент получается равным
Максимально возможная масса ацетона, кг
Поскольку mп(91,9 кг)<mmax(249,8 кг), то помещение в целом относится к невзрывопожароопасным.
Расстояния Xн.к.п.в, Yн.к.п.в и Zн.к.п.в составляют при уровне значимости Q=5??10-2
где
4.3. Заключение
Таким образом, взрывобезопасные расстояния составляют соответственно Rб>7,85 м и Zб>3 м.
Взрывоопасная зона с размерами Rб??7,85 м и Zб??3 м относится к классу В-1а. Схематически взрывоопасная зона изображена на черт. 9.
1 - помещение; 2 - аппарат; 3 - взрывоопасная зона
Черт. 9
5. Определить категорию производства, в котором находится участок обработки зерна и циклон для определения зерновой пыли в системе вентиляции.
5.1. Данные для расчета
Масса зерновой пыли, скапливающейся в циклоне mа, составляет 20000 г. Производительность циклона q по пыли составляет 100 г??мин-1. Время ?? автоматического отключения циклона не более 2 мин. Свободный объем помещения Vсв, равен 10000 м3. Остальные исходные данные: mx=500 г; ??1=1; п=14; Kу=0,6; Кл=1; Кв.з=1; Q=16700 кДж??кг-1; То=300 К; Ср=1,0 кДж??кг-1; То=300 К; Cр=l,0 кДж??кг-1; ??в=1,29 кг??м-3; Рдоп=25 кПа; Ро=101 кПа; Z=1,0.
5.2. Расчет
Масса отложившейся пыли к моменту очередной уборки г, составит
Расчетная масса пыли, г, участвующей в образовании взрывоопасной смеси, равна
Максимально возможную массу горючей пыли, кг, вычисляем по формуле
5.3. Заключение
Значение mр не превышает mmax, следовательно, помещение не относится к взрывопожароопасным.
6. Рассчитать вероятность возникновения пожара от емкостного пускорегулирующего аппарата (ПРА) для люминесцентных ламп на W=40 Вт и U=220 В.
6.1. Данные для расчета приведены в табл. 13.
В результате испытаний получено:
Таблица 13
|
Температура оболочки в наиболее нагретом месте при работе в аномальных режимах, К |
|||
|
Параметр |
Длительный пусковой режим |
Режим с короткозамкнутым конденсатором |
Длительный пусковой режим с короткозамкнутым конденсатором |
|
Т |
375 |
380 |
430 |
|
?? |
6,80 |
5,16 |
7,38 |
6.2. Расчет
Расчет возникновения пожара от ПРА ведем по приложению 5, ПРА является составной частью изделия с наличием вокруг него горючего материала (компаунд, клеммная колодка); произведение вероятностей Q(ПР)хQ(НЗ) обозначим через Q(аi); тогда из приложения 5 можно записать
где Qа - нормативная вероятность возникновения пожара при воспламенении аппарата, равная 10-6;
Q(B) - вероятность воспламенения аппарата или выброса из него пламени при температуре поверхности ПРА (в наиболее нагретом месте), равной или превышающей критическую;
Q(аi) - вероятность работы аппарата в i-м (пожароопасном) режиме;
Qi(Ti) - вероятность достижения поверхностью аппарата (в наиболее нагретом месте) критической (пожароопасной) температуры, которая равна температуре воспламенения (самовоспламенения) изоляционного материала;
k - число пожароопасных аномальных режимов работы, характерное для конкретного исполнения ПРА.
Для оценки пожарной опасности проводим испытание на десяти образцах ПРА. За температуру в наиболее нагретом месте принимаем среднее арифметическое значение температур в испытаниях
Дополнительно определяет среднее квадратическое отклонение
Вероятность (Q(Ti)) вычисляем по формуле (156) приложения 5
где ??i - безразмерный параметр, значение которого выбирается по табличным данным, в зависимости от безразмерного параметра ??i, в распределении Стьюдента.
Вычисляем (??i) по формуле
где Tк - критическая температура.
Значение (Тк) применительно для ПРА вычисляем по формуле
где Tдj, Tвj - температура ; j-го аппарата (в наиболее нагретом месте), соответственно, при появлении первого дыма и при «выходе» аппарата из строя (прекращении тока в цепи).
Значение Q(B) вычисляем по формуле (155) приложения 5 при п=10.
Значение критической температуры (Tк) составило 442,1 К, при этом из десяти испытуемых аппаратов у двух был зафиксирован выброс пламени (m=1 Q(B)=0,36).
Результаты расчета указаны в табл. 14.
Таблица 14
|
Параметр |
Длительный пусковой режим (i=1) |
Режим с короткозамкнутым конденсатором (i=2) |
Длительный пусковой режим с короткозамкнутым конденсатором (i=3) |
|
|
0,06 |
0,1 |
0,006 |
|
|
30,9 |
37,8 |
4,967 |
|
|
1 |
1 |
0,99967 |
|
|
0 |
0 |
0,00033 |
6.3. Заключение
Таким образом, расчетная вероятность возникновения пожара от ПРА равна Qп=l (0,06??0+0,l??0+0,006??0,00033)??0,36=7,1??10-7, что меньше 1??10-6,. т. е. ПРА пожаробезопасен.
ПРИЛОЖЕНИЕ 7
Справочное
ТРЕБОВАНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПО СОВМЕСТНОМУ ХРАНЕНИЮ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ
Требования предназначаются для всех предприятий, организаций и объектов независимо от их ведомственной подчиненности, имеющих склады или базы для хранения веществ и материалов.
Требования не распространяются на взрывчатые и радиоактивные вещества и материалы, которые должны храниться и перевозиться по специальным правилам.
Ведомственные документы, регламентирующие пожарную безопасность при хранении веществ и материалов, должны быть приведены в соответствии с настоящими Требованиями.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Возможность совместного хранения веществ и материалов определяется на основании количественного учета показателей пожарной опасности, токсичности, химической активности, а также однородности средств пожаротушения.
1.2. В зависимости от сочетания свойств, перечисленных в п. 1.1, вещества и материалы могут быть совместимыми или несовместимыми друг с другом при хранении.
1.3. Несовместимыми называются такие вещества и материалы, которые при хранении совместно (без учета защитных свойств тары или упаковки);
увеличивают пожарную опасность каждого из рассматриваемых материалов и веществ в отдельности;
вызывают дополнительные трудности при тушении пожара;
усугубляют экологическую обстановку при пожаре (по сравнению с пожаром отдельных веществ и материалов, взятых в соответствующем количестве);
вступают в реакцию взаимодействия друг с другом с образованием опасных веществ.
1.4. По потенциальной опасности вызывать пожар, усиливать опасные факторы пожара, отравлять среду обитания (воздух, воду, почву, флору, фауну и т. д.), воздействовать на человека через кожу, слизистые оболочки дыхательных путей путем непосредственного контакта или на расстоянии как при нормальных условиях, так и при пожаре, вещества и материалы делятся на разряды:
безопасные;
малоопасные;
опасные;
особоопасные.
В зависимости от разряда вещества и материала назначаются условия его хранения (см. п. 1.5-1.9).
1.5. К безопасным относят негорючие вещества и материалы в негорючей упаковке, которые в условиях пожара не выделяют опасных (горючих, ядовитых, едких) продуктов разложения или окисления, не образуют взрывчатых или пожароопасных, ядовитых, едких, экзотермических смесей с другими веществами.
Безопасные вещества и материалы следует хранить в помещениях или на площадках любого типа (если это не противоречит техническим условиям на вещество) .
1.6. К малоопасным относят такие горючие и трудногорючие вещества и материалы, которые не относятся к безопасным (п. 1.5) и на которые не распространяются требования ГОСТ 19433.
Малоопасные вещества разделяют на следующие группы:
а) жидкие вещества с температурой вспышки более 90 °С;
б) твердые вещества и материалы, воспламеняющиеся от действия газовой горелки в течение 120 с и более;
в) вещества и материалы, которые в условиях специальных испытаний способны самонагреваться до температуры ниже 150 оС за время более 24 ч при температуре окружающей среды 140 °С;
г) вещества и материалы, которые при взаимодействии с водой выделяю воспламеняющиеся газы с интенсивностью менее 0,5 дм3 кг-1??ч-1;
д) вещества и материалы ядовитые со среднесмертельной дозой при введении в желудок более 500 мг??кг-1 (если они жидкие) или более 2000 мг??м-1 (если они твердые) или со среднесмертельной дозой при нанесении на кожу более 2500 мг??кг-1 или со среднесмертельной дозой при вдыхании более 20 мг??дм-3;
е) вещества и материалы слабые едкие и (или) коррозионные со следующими показателями: время контакта, в течение которого возникает видимый некроз кожной ткани животных (белых крыс) более 24 ч, скорость коррозии стальной (Ст3) и алюминиевой (А6) поверхности менее 1 мм в год.
1.7. К малоопасным относятся также негорючие вещества и материалы по п. 1.6 в горючей упаковке.
Малоопасные вещества и материалы допускается хранить в помещениях всех степеней огнестойкости (кроме V степени).
1.8. К опасным относятся горючие и негорючие вещества и материалы, обладающие свойствами, проявление которых может привести к взрыву, пожару, гибели, травмированию, отравлению, облучению, заболеванию людей и животных, повреждению сооружений, транспортных средств. Опасные свойства могут проявляться как при нормальных условиях, так и при аварийных, как у веществ в чистом виде, так и при взаимодействии их с веществами и материалами других категорий по ГОСТ 19433.
Опасные вещества и материалы необходимо хранить в складах I и II степени огнестойкости.
1.9. К особоопасным относятся такие опасные (см. п. 1.8) вещества и материалы, которые несовместимы с веществами и материалами одной с ними категории по ГОСТ 19433.
Особоопасные вещества и материалы необходимо хранить в складах I и II степени огнестойкости преимущественно в отдельно стоящих зданиях.
2. УСЛОВИЯ СОВМЕСТНОГО ХРАНЕНИЯ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ
2.1. Вещества и материалы, относящиеся к разряду особоопасных, при хранении необходимо располагать так, как указано в табл. 15.
2.2. Вещества и материалы, относящиеся к разряду опасных, при хранении необходимо располагать так, как указано в табл. 16.
2.3. В порядке исключения допускается хранение особоопасных и опасных веществ и материалов в одном складе. При этом их необходимо располагать так, как указано в табл. 17.
2.4. В одном помещении склада запрещается хранить вещества и материалы, имеющие неоднородные средства пожаротушения.
ПРИЛОЖЕНИЕ 8
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ ПЛОЩАДИ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ
Настоящий метод предназначен для определения безопасной площади разгерметизации (такая площадь сбросного сечения предохранительного устройства, вскрытие которой в процессе сгорания смеси внутри оборудования, например, аппарата, позволяет сохранить последний от разрушения или деформации) технологического оборудования, в котором обращаются, перерабатываются или получаются горючие газы, жидкости, способные создавать с воздухом или друг с другом взрывоопасные смеси, сгорающие ламинарно или турбулентно во фронтальном режиме. Разгерметизация - наиболее распространенный способ пожаровзрывозащиты технологического оборудования, заключающийся в оснащении его предохранительными мембранами и (или) другими разгерметизирующими устройствами с такой площадью сбросного сечения, которая достаточна для того, чтобы предотвратить разрушение оборудования от взрыва и исключить последующее поступление всей массы горючего вещества в окружающее пространство, т. е. вторичный пожар.
Метод не распространяется на системы, склонные к детонации или объемному самовоспламенению.
1. СУЩНОСТЬ МЕТОДА
Безопасную площадь разгерметизации определяют по расчетным формулам на основе данных о параметрах технологического оборудования, условиях ведения процесса и показателях пожаровзрывоопасности веществ.
Метод устанавливает зависимость безопасной площади разгерметизации от объема и максимально допустимого давления внутри него, давления и температуры технологической среды, термодинамических и термокинетических параметров горючей смеси, условий истечения, степени турбулизации.
2. ФОРМУЛЫ ДЛЯ РАСЧЕТА БЕЗОПАСНОЙ ПЛОЩАДИ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ
2.1. Безопасную площадь разгерметизации технологического оборудования с газопаровыми смесями определяют по следующим безразмерным критериальным соотношениям:
(158)
для оборудования, рассчитанного на максимальное относительное давление взрыва (при одновременном выполнении условия в знаменателе формулы (158) сомножитель отсутствует), и
(159)
для оборудования, выдерживающего давление взрыва в диапазоне относительных значений .
В формулах (158) и (159) приняты следующие обозначения (индексы i, u, e, m относятся соответственно к начальным параметрам, параметрам горючей смеси, характеристикам горения в замкнутом сосуде, максимальным допустимым значениям). Комплекс подобия
(160)
т. е. представляет собой с точностью до постоянного множителя произведение двух отношений - эффективной площади разгерметизации к внутренней поверхности сферического сосуда равного объема и скорости звука в исходной смеси к начальной нормальной скорости пламени. В выражении для комплекса подобия W (160):
