---

10.1.2.2. За початок відліку горизонтального розміру зони приймають зовнішні габаритні розміри апаратів, установок, трубопроводів тощо. У всіх випадках значення R_нкмпповинно бути не менше 0,3 м для ГГ і ЛЗР.

10.1.3. Розрахунок надлишкового тиску та імпульсу хвилі тиску у разі згоряння сумішей горючих газів і парів з повітрям у відкритому просторі

10.1.3.1. Виходячи з розглянутого варіанту аварії, визначається маса m, кг, горючих газів і (або) парів, що потрапили до атмосфери з технологічного апарата відповідно до пунктів 10.1.1.3 - 10.1.1.7.

10.1.3.2. Величину надлишкового тиску Р, кПа, що розвивається у разі згоряння газопароповітряних сумішей, визначають за формулою:

Р=Р₀(0,8m_пр^0,33/r+3m_пр^0,66/r ²+5m_пр/r ³), (40)

де Р_о - атмосферний тиск, кПа (допускається приймати таким, що дорівнює 101 кПа);

r- відстань від геометричного центра газопароповітряної хмари, м;

m_пр - приведена маса газу або пари, кг, обчислюється за формулою:

m_пр=(Q_зг/Q₀)mZ, (41)

де Q_зг - питома теплота згоряння газу або пари, Джкг^-1;

Z- коефіцієнт участі горючих газів і парів у горінні, який допускається приймати рівним 0,1;

Q_о - константа, рівна 4,5210⁶ Джкг^-1;

m - маса горючих газів і (або) парів, які надійшли в результаті аварії до навколишнього простору, кг.

10.1.3.3. Величину імпульсу хвилі тиску і, Па·с, обчислюють за формулою:

i =123m_пр^0,66/r . (42)

де m_пр- приведена маса газу або пари, кг;

r- відстань від геометричного центра газопароповітряної хмари, м.

10.2. Метод розрахунку значень критеріїв пожежної небезпеки для горючого пилу

10.2.1. Як розрахунковий варіант аварії для визначення критеріїв пожежної небезпеки для горючого пилу слід вибирати найбільш несприятливий варіант аварії або період нормальної роботи апаратів, при якому в горінні пилоповітряної суміші бере участь найбільша кількість речовин або матеріалів, які є найбільш небезпечні щодо наслідків такого горіння.

10.2.2. Кількість речовин, які потрапили до приміщення з установки і можуть утворювати горючі пилоповітряні суміші, визначають, виходячи з того, що в момент розрахункової аварії відбулася планова (ремонтні роботи) або раптова розгерметизація одного з технологічних апаратів, за якої відбулося аварійне викидання до навколишнього середовища пилу, який обертався в апараті.

10.2.3. Розрахункову масу пилу, що надійшов до навколишнього простору у разі розрахункової аварії, визначають за формулою:

m_р =m_зв +m_ав, (43)

де m_р - розрахункова маса горючого пилу, який надійшов до навколишнього простору, кг;

m_зв - розрахункова маса пилу, який перейшов у стан аерозолю, кг;

m_ав - розрахункова маса пилу, який надійшов в результаті аварійної ситуації, кг.

10.2.4. Величина m_зв визначається за формулою:

m_зв=К_г К_впm_п, (44)

де К_г - частка горючого пилу в загальній масі відкладень пилу;

К_вп - частка відкладеного поблизу апарата пилу, який здатен перейти у стан аерозолю в результаті аварійної ситуації. У разі відсутності експериментальних даних про величину К_вп допускається приймати К_вп = 0,9;

m_п - маса пилу, який відклався поблизу апарата до моменту аварії, кг.

10.2.5. Величина m_ав визначається за формулою:

m_ав=(m_ап +qτ)К_п, (45)

де m_ап – маса горючого пилу, що викидається до навколишнього простору у разі розгерметизації технологічного апарата, кг, у разі відсутності обмежуючих викид пилу інженерних пристроїв слід вважати, що у момент розрахункової аварії відбувається аварійне викидання у навколишній простір усього пилу, який знаходився в апараті;

q- витрата, з якою продовжується надходження пилоподібних речовин до аварійного апарата по трубопроводах до моменту їх перекривання, кгс^-1;

τ - розрахунковий час перекривання, с, який визначається у кожному конкретному випадку, виходячи з реальної обстановки, слід приймати таким, що дорівнює часу спрацьовування системи автоматики, якщо ймовірність її відмовлення не перевищує 0,000001 на рік або забезпечується резервування її елементів (але не більше 120 с); 120 с, у разі якщо ймовірність відмовлення системи автоматики перевищує 0,000001 на рік і не забезпечується резервування її елементів; 300 с у разі ручного перекривання;

К_п - коефіцієнт пилення, який представляє собою відношення маси пилу у стані аерозолю до всієї маси пилу, який вийшов з апарата. У разі відсутності експериментальних даних щодо значення К_п допускається приймати його: 0,5 - для пилу з дисперсністю не менше 350 мкм; 1,0 - для пилу з дисперсністю менше 350 мкм.

10.2.6. Надлишковий тиск Р для горючого пилу розраховується у такий спосіб:

визначають приведену масу горючого пилу m_пр, кг, за формулою:

m_пр=mZH_т/H_то, (46)

де m - маса горючого пилу, який надійшов в результаті аварії до навколишнього простору, кг;

Z - коефіцієнт участі пилу в горінні, значення якого допускається приймати рівним 0,1. В окремих обґрунтованих випадках величина Z може бути знижена, але не менше ніж до 0,02;

H_т - теплота згоряння пилу, Джкг^-1;

H_то - константа, яка приймається рівною 4,610⁶ Джкг^-1;

обчислюють розрахунковий надлишковий тиск Р, кПа, за формулою:

Р=Р_о (0,8m_пр^0,33/r+3m_пр^0,66/r²+5m_пр/r³), (47)

де r - відстань від центру пилоповітряної хмари, м. Допускається вимірювати величину r від геометричного центру технологічної установки;

Р_о - атмосферний тиск, кПа.

10.2.7. Значення імпульсу хвилі тиску i, Пас, обчислюють за формулою:

i=123m_пр^0,66/r. (48)

де m_пр приведена маса горючого пилу, кг;

r - відстань від центру пилоповітряної хмари, м.

10.3. Метод розрахунку інтенсивності теплового випромінювання

10.3.1. Інтенсивність теплового випромінювання розраховують для двох випадків пожежі (або для того з них, який може бути реалізований у даній технологічній установці):

пожежа розливів ЛЗР, ГР або горіння твердих горючих матеріалів (включаючи горіння пилу);

“вогненна куля” - великомасштабне дифузійне горіння, що реалізується у разі розриву резервуара з горючою рідиною або газом під тиском із займанням вмісту резервуара.

Якщо можлива реалізація обох варіантів, то під час оцінки значень критерію пожежної небезпеки, враховується найбільша з двох значень інтенсивності теплового випромінювання.

10.3.2. Інтенсивність теплового випромінювання q, кВтм^-2, для пожежі розливу рідини або при горінні твердих матеріалів обчислюють за формулою:

q=Е_f∙ F_qψ, (49)

де Е_f - середньоповерхнева густина теплового потоку випромінювання полум'я, кВтм^-2;

F_q- кутовий коефіцієнт опромінення;

ψ - коефіцієнт пропускання теплового випромінювання крізь атмосферу.

Значення Е_f приймається на основі наявних експериментальних даних. Для деяких рідких вуглеводневих палив зазначені дані наведені у таблиці 8.

У разі відсутності даних допускається приймати величину Е_f рівною: 100 кВтм^-2 для ЗВГ; 40 кВтм^-2 для нафтопродуктів; 40 кВтм^-2 для твердих матеріалів.

Таблиця 8. - Середньоповерхнева густина теплового випромінювання полум'я залежно від діаметра вогнища і питома масова швидкість вигоряння для деяких видів рідкого вуглеводневого палива

Примітка. Для діаметрів вогнищ менше 10 м або більше 50 м слід приймати величину Е_f таку ж, як і для вогнищ діаметром 10 м і 50 м відповідно

Розраховують ефективний діаметр розливу d, м, за формулою:

(50)

де F - площа розливу, м².

Обчислюють висоту полум'я Н, м, за формулою:

, (51)

де М_v - питома масова швидкість вигоряння палива, кгм^-2с^-1;

ρ_п- густина навколишнього повітря, кгм^-3;

g = 9,81 мс^-2 - прискорення вільного падіння.

Визначають кутовий коефіцієнт опромінення F_q за формулами:

(52)

де F_в , F_г - фактори опромінення для вертикальної і горизонтальної площадок відповідно, які визначаються за допомогою нижченаведених формул:

, (53)

, (54)

А=(h²+S²+1)/(2S), (55)

B=(1+S²)/(2S), (56)

S=2r/d, (57)

h=2H/d, (58)

де r - відстань від геометричного центра розливу до об'єкта, що опромінюється, м.

Визначають коефіцієнт пропускання теплового випромінювання крізь атмосферу за формулою:

ψ =ехр [-7,010^-4(r-0,5d)]. (59)

10.3.3. Інтенсивність теплового випромінювання q, кВтм^-2, для “вогняної кулі” обчислюють за формулою (49).

Величину Е_f визначають на основі наявних експериментальних даних. Допускається приймати Е_f рівною 450 кВтм^-2.

Значення F_q обчислюють за формулою:

(60)

де Н - висота центра “вогняної кулі”, м;

D_s - ефективний діаметр “вогняної кулі”, м;

r - відстань від об'єкта, що опромінюється, до точки на поверхні землі безпосередньо під центром “вогняної кулі”, м.

Ефективний діаметр “вогняної кулі” D_s, м, визначають за формулою:

D_s=5,33m^0,327, (61)

де m - маса горючої речовини, кг.

Значення Н визначають у ході спеціальних досліджень. Допускається приймати величину Н рівною D_s/2.

Час існування “вогняної кулі” t_s , с, визначають за формулою:

t_s=0,92m^0,303. (62)

Коефіцієнт пропускання теплового випромінювання крізь атмосферу ψ розраховують за формулою:

. (63)

ДОДАТОК

до Норм визначення категорій приміщень, будинків та зовнішніх установок за вибухопожежною та пожежною небезпекою

Рекомендований

РОЗРАХУНКОВЕ ВИЗНАЧЕННЯ ЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА Z УЧАСТІ ГОРЮЧИХ ГАЗІВ І ПАРІВ НЕНАГРІТИХ ЛЕГКОЗАЙМИСТИХ РІДИН У ВИБУХУ

Матеріали цього додатка застосовуються для випадку 100т/(_г,пV_вільн) < 0,5 С_нкмп, де С_нкмп - нижня концентраційна межа поширення полум'я газу або пари, % (об.) та для приміщень у формі прямокутного паралелепіпеда з відношенням довжини до ширини не більш 5.

1. Коефіцієнт Z участі горючих газів і парів легкозаймистих рідин у вибуху при заданому рівні значимості Q (С > ) (рівень значимості у даному випадку – ймовірність того, що значення концентрації С перевищить значення математичного чекання цієї випадкової величини ) розраховується за формулами:

при Х_нкмп  L та Y_нкмп  S

Z = Х_нкмпY_нкмпZ_нкмп, (1)

при Х_нкмп > L та Y_нкмп > S

Z = F ∙ Z_нкмп, (2)

де С_о- передекспоненціальний множник, % (об.), що дорівнює:

у разі відсутності рухливості повітряного середовища для горючих газів

^{, (3)}

у разі рухливості повітряного середовища для горючих газів

⁽⁴⁾

у разі відсутності рухливості повітряного середовища для парів легкозаймистих рідин

(5)

у разі рухливості повітряного середовища для парів легкозаймистих рідин

(6)

де т - маса газу або парів ЛЗР, що надходять до об’єму приміщення відповідно до розділу 5, кг;

 - допустимі відхилення концентрації при рівні значимості Q, що задається, (С> ), наведені в таблиці;

Х_нкмп, Y_нкмп, Z_нкмп- відстані по осях X, Y і Z від джерела надходження газу або пари, які обмежені нижньою концентраційною межею поширення полум'я відповідно, м; розраховуються за формулами (10 - 12) додатка;

L, S - довжина і ширина приміщення, м;

F- площа підлоги приміщення, м²;

U - рухливість повітряного середовища, мс^-1;

С_н- концентрація насичених парів при розрахунковій температурі t_p, С, повітря у приміщенні, % (об.).

Концентрація С_н може бути знайдена за формулою:

С_н = 100 (7)