Категорирование помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности

12.2.3. Расчетная масса пыли, поступившей в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле

M = M + M , (43)

вз ав

где M - расчетная масса поступившей в окружающее пространство

горючей пыли, кг;

M - расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;

вз

M - расчетная масса пыли, поступившей в результате аварийной

ав

ситуации, кг.

12.2.4. Величина M определяется по формуле

вз

M = K · K · M , (44)

вз г вз п

где K - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;

г

K - доля отложенной вблизи аппарата пыли, способной перейти

вз

во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. В

отсутствие экспериментальных данных о величине K допускается

вз

принимать K = 0,9;

вз

M - масса отложившейся вблизи аппарата пыли к моменту аварии,

п

кг.

12.2.5. Величина M определяется по формуле

ав

M = (M + q · T) · K , (45)

ав ап п

где M - масса горючей пыли, выбрасываемой в окружающее

ап

пространство при разгерметизации технологического аппарата, кг. При

отсутствии ограничивающих выброс пыли инженерных устройств следует

полагать, что в момент расчетной аварии происходит аварийный выброс

в окружающее пространство всей находившейся в аппарате пыли;

q - производительность, с которой продолжается поступление

пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента

-1

их отключения, кг·с ;

T - расчетное время отключения, с, определяемое в каждом

конкретном случае исходя из реальной обстановки. Следует принимать

равным времени срабатывания системы автоматики, если вероятность ее

отказа не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее

элементов; 120 с, если вероятность отказа системы автоматики

превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее

элементов; 300 с при ручном отключении;

K - коэффициент пыления, представляющий отношение массы

п

взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из

аппарата в помещение. В отсутствие экспериментальных данных о

величине К допускается принимать: 0,5 - для пылей с дисперсностью

п

не менее 350 мкм; 1,0 - для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.

12.2.6. Избыточное давление ДР для горючих пылей рассчитывается

следующим образом:

а) определяют приведенную массу горючей пыли m , кг, по

пр

формуле

m = M · Z · H / H , (46)

пр т то

где М - масса горючей пыли, поступившей в результате аварии в

окружающее пространство, кг;

Z - коэффициент участия пыли в горении, значение которого

допускается принимать равным 0,1. В отдельных обоснованных случаях

величина Z может быть снижена, но не менее чем до 0,02;

-1

H - теплота сгорания пыли, Дж·кг ;

т

6 -1

H - константа, принимаемая равной 4,6 · 10 Дж·кг ;

то

б) вычисляют расчетное избыточное давление ДР, кПа, по формуле

0,33 0,66 2 3

ДР = P · (0,8 · m / r + 3 · m / r + 5 · m / r ), (47)

0 пр пр пр

--------------------------------

Д - большая греческая буква "дельта"

где P - атмосферное давление, кПа;

0

r - расстояние от центра пылевоздушного облака, м. Допускается

отсчитывать величину r от геометрического центра технологической

установки.

12.2.7. Величину импульса волны давления i, Па·с, вычисляют по

формуле

0,66

i = 123 · m / r. (48)

пр

12.3. Метод расчета интенсивности теплового излучения

12.3.1. Интенсивность теплового излучения рассчитывают для двух случаев пожара (или для того из них, который может быть реализован в данной технологической установке):

пожар проливов ЛВЖ, ГЖ или горение твердых горючих материалов (включая горение пыли);

"огненный шар" - крупномасштабное диффузионное горение, реализуемое при разрыве резервуара с ГЖ или газом под давлением с воспламенением содержимого резервуара.

Если возможна реализация обоих случаев, то при оценке значений критерия пожарной опасности учитывается наибольшая из двух величин интенсивности теплового излучения.

-2

12.3.2. Интенсивность теплового излучения q, кВт·м , для

пожара пролива жидкости или при горении твердых материалов вычисляют

по формуле

q = E · F · т, (49)

f q

--------------------------------

т - греческая буква "тау"

где E - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени,

f

-2

кВт·м ;

F - угловой коэффициент облученности;

q

т - коэффициент пропускания атмосферы.

Значение E принимается на основе имеющихся экспериментальных

f

или справочных данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив

среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени E в

f

зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания

приведены в табл. 8. При отсутствии данных допускается принимать

-2 -2

величину E , равную: 100 кВт·м для СУГ, 40 кВт·м для

f

нефтепродуктов и твердых материалов.

Таблица 8

┌──────────┬────────────────────────────────────────────┬──────────┐

│ Топливо │ -2 │ m, │

│ │ E , кВт·м │ -2 -1│

│ │ f │кг·м ·c │

│ ├────────┬────────┬────────┬────────┬────────┤ │

│ │d = 10 м│d = 20 м│d = 30 м│d = 40 м│d = 50 м│ │

├──────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼──────────┤

│СПГ │ 220 │ 180│ 150│ 130│ 120│ 0,08│

│(метан) │ │ │ │ │ │ │

├──────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼──────────┤

│СУГ │ 80 │ 63│ 50│ 43│ 40│ 0,10│

│(пропан- │ │ │ │ │ │ │

│бутан) │ │ │ │ │ │ │

├──────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼──────────┤

│Бензин │ 60 │ 47│ 35│ 28│ 25│ 0,06│

├──────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼──────────┤

│Дизтопливо│ 40 │ 32│ 25│ 21│ 18│ 0,04│

├──────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼──────────┤

│Нефть │ 25 │ 19│ 15│ 12│ 10│ 0,04│

└──────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴──────────┘

Примечание. Для диаметров очагов менее 10 или более 50 м

следует принимать величину E такой же, как и для очагов диаметром

f

10 и 50 м соответственно.

Угловой коэффициент облученности F определяется на основании

q

экспериментальных или справочных данных, исходя размеров пламени и

расстояния до облучаемого объекта.

Эффективный диаметр пролива d, м, рассчитывается по формуле

___

/4F

d = / --, (50)

п

--------------------------------

п - греческая буква "пи"

где F - площадь пролива, кв.м.

Высота пламени Н, м, вычисляется по формуле

m 0,61

Н = 42 · d · (-------------) , (51)

______

р · / g · d

в

--------------------------------

р - греческая буква "ро"

-2 -1

где m - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг·м ·с ;

-3

р - плотность окружающего воздуха, кг·м ;

в

-2

g = 9,81 - ускорение свободного падения, м·с .

Коэффициент пропускания атмосферы т определяется по формуле

-4

т = ехр[-7,0 · 10 · (r - 0,5 · d)], (52)

--------------------------------

т - греческая буква "тау"

где r - расстояние от источника излучения до облучаемого объекта,

м.

-2

12.3.3. Интенсивность теплового излучения q, кВт·м , для

"огненного шара" допускается вычислять по формуле (49).

Величину E определяют на основе имеющихся экспериментальных

f

-2

данных. Допускается принимать E , равную 450 кВт·м .

f

Значение F допускается вычислять по формуле

q

H / D + 0,5

s

F = -------------------------------------, (53)

q 2 2 1,5

4 · [(H / D + 0,5) + (r / D ) ]

s s

где H - высота центра "огненного шара", м;

D - эффективный диаметр "огненного шара", м;

s

r - расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности

земли непосредственно под центром "огненного шара", м.

Эффективный диаметр "огненного шара" D определяется по формуле

s

0,327

D = 5,33 · m , (54)

s

где m - масса горючего вещества, кг.

Величину Н определяют в ходе специальных исследований.

Допускается принимать величину H, равную D / 2.

s

Время существования "огненного шара" t , с, определяют по

s

формуле

0,303

t = 0,92 · m . (55)

s

Коэффициент пропускания атмосферы т рассчитывают по формуле

______

-4 /2 2

т = ехр[-7,0 · 10 · /r + H - D / 2)]. (56)

s

12.4. Метод оценки индивидуального риска

12.4.1. Настоящий метод применим для расчета величины индивидуального риска (далее - риска) на наружных установках при возникновении таких поражающих факторов, как избыточное давление, развиваемое при сгорании газо, паро- или пылевоздушных смесей, и тепловое излучение при сгорании веществ и материалов.

12.4.2. Величину индивидуального риска R при сгорании газо-,

в

паро- или пылевоздушных смесей рассчитывают по формуле

n

R = SUM Q · Q , (57)

в i=1 вi впi

где Q - вероятность возникновения i-й аварии с горением газо-,

вi

паро- или пылевоздушной смеси на рассматриваемой наружной установке,

-1

год ;

Q - условная вероятность поражения человека, находящегося на

впi

заданном расстоянии от наружной установки, избыточным давлением при

реализации указанной аварии i-го типа;

n - количество типов рассматриваемых аварий.

Значения Q определяют из статистических данных или на основе

вi

ГОСТ 12.1.004.

В формуле (57) допускается учитывать только одну наиболее

неблагоприятную аварию, величина Q для которой принимается равной

в

вероятности возникновения пожара с горением газо-, паро- или

пылевоздушных смесей на наружной установке по ГОСТ 12.1.004, а

значение Q вычислять исходя из массы горючих веществ, вышедших в

вп

атмосферу, в соответствии с пунктами 12.1.2 - 12.1.7.

12.4.3. Величину индивидуального риска R при возможном

n

сгорании веществ и материалов, указанных в табл. 7 для категории В ,

н

рассчитывают по формуле

n

R = SUM Q · Q , (58)

n i=1 fi fni

где Q - вероятность возникновения пожара на рассматриваемой

fi

-1

наружной установке в случае аварии i-го типа, год ;

Q - условная вероятность поражения человека, находящегося на

fni

заданном расстоянии от наружной установки, тепловым излучением при

реализации аварии i-го типа;

n - количество типов рассматриваемых аварий.

Значения Q определяют из статистических данных или на основе

fi

ГОСТ 12.1.004.

В формуле (58) допускается учитывать только одну наиболее

неблагоприятную аварию, величина Q для которой принимается равной

f

вероятности возникновения пожара на наружной установке по ГОСТ

12.1.004, а значение Q вычислять исходя из массы горючих веществ,

fn

вышедших в атмосферу, в соответствии с пунктами 12.1.2 - 12.1.7.

12.4.4. Условную вероятность Q поражения человека избыточным

впi

давлением при сгорании газо, паро- или пылевоздушных смесей на

расстоянии r от эпицентра определяют следующим образом:

вычисляют избыточное давление ДР и импульс i по методам,

описанным в разделах 12.1 или 12.2;

исходя из значений ДР и i вычисляют величину "пробит"-функции

Р .

г

"Пробит"-функцию P допускается вычислять по формуле

г

P = 5 - 0,26 · ln(V), (59)

г

17500 8,4 290 9,3

где V = (-----) + (---) , (60)

ДP i

--------------------------------

Д - большая греческая буква "дельта"

где ДР - избыточное давление, Па;

i - импульс волны давления, Па·с.

С помощью табл. 9 определяют условную вероятность поражения

человека. Например, при значении Р = 2,95 значение Q = 2% = 0,02,

г вп

а при P = 8,09 значение Q = 99,9% = 0,999.

г вп

12.4.5. Условную вероятность поражения человека тепловым

излучением Q определяют следующим образом:

fni

а) рассчитывают величину P по формуле

г

1,33

P = -14,9 + 2,56 · ln(t · q ), (61)

г

где t - эффективное время экспозиции, с;

-2

q - интенсивность теплового излучения, кВт·м , определяемая в

соответствии с разделом 12.3.

Величину t находят:

1) для пожаров проливов ЛВЖ, ГЖ и твердых материалов:

t = t + x / v, (62)

o

где t - характерное время обнаружения пожара, с (допускается

o

принимать t = 5 с);

x - расстояние от места расположения человека до зоны, где

-2

интенсивность теплового излучения не превышает 4 кВт·м , м;

-1

v - скорость движения человека, м·с (допускается принимать

-1

v = 5 м·с );

2) для воздействия "огненного шара" - в соответствии с разделом

12.3.3;

б) с помощью табл. 9 определяют условную вероятность Q

ni

поражения человека тепловым излучением.

Таблица 9