4.3.2. в момент расчетной аварии произошла плановая (ремонтные работы) или внезапная разгерметизация одного из технологических аппаратов, за которой последовал аварийный выброс в помещение всей находившейся в аппарате пыли.
4.4. Свободный объем помещения определяется как разность между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием, с погрешностью не более 7 %.
5.1. Избыточное давление взрыва ΔР для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, Cl, Br, I, F, определяется по формуле
Р = (Рmax- Ро), (1)
где Рmax - максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с подпунктом 2.4. При отсутствии данных допускается принимать Рmax равным 900 кПа;
Р0 - начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПa);
m - масса ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, вышедших в результате расчетной аварии в помещение, вычисляемая для ГГ по формуле (8), а для паров ЛВЖ и ГЖ - по формуле (13), кг;
Z - коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения, определяемый по таблице 2 либо в соответствии с приложением Б;
Vсв- свободный объем помещения, м3;
ρ г.п.- плотность газа или пара при расчетной температуре tр, кгм-3, вычисляемая по формуле
, (2)
где М - молярная масса, кгкмоль-1 ;
V0- молярный объем, равный 22,413 м3кмоль –1;
tр - расчетная температура, С. В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в данном помещении в соответствующей климатической зоне или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры tр по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61 С;
Сст - стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, %(об.), вычисляемая по формуле
, (3)
где = nc+ - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;
nс, nн, nо, nх - число атомов С, Н, 0 и галоидов в молекуле горючего вещества;
КН - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и недиабатичность процесса горения. Допускается принимать Кн равным 3.
Таблица 2.
|
Вид горючего вещества |
Значение Z |
|
Водород |
1 |
|
ГГ (кроме водорода) |
0,5 |
|
ЛВЖ и ГЖ, нагретые до температуры вспышки и выше |
0,3 |
|
ЛВЖ и ГЖ, нагретые ниже температуры вспышки, при наличии возможности образования аэрозоля |
0,3 |
|
ЛВЖ и ГЖ, нагретые ниже температуры вспышки, при отсутствии возможности образования аэрозоля |
0 |
5.2. Расчет Р для индивидуальных веществ, кроме упомянутых в подпункте 5.1, а также для смесей может быть выполнен по формуле
Р = , (4)
где НT - теплота сгорания, Дж кг-1;
ρВ - плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т0, кг м –3;
Ср - теплоемкость воздуха, Джкг -1К-1 (допускается принимать равной 1,01103 Джкг -1K-1);
То - начальная температура воздуха, К.
При отсутствии справочных данных на вещества и материалы теплота сгорания НТ может определяться по формулам:
- для смесей горючих газов и паров ЛВЖ
НТ= 0,01 , (5)
где НТi – теплота сгорания i-го вещества;
φi – процентное содержание i-го вещества, %;
- для смесей горючих жидкостей и нефтепродуктов
НТ= 50460 – 8,546 ρж , (6)
где ρж – плотность жидкости при расчетной температуре.
5.3. В случае обращения в помещении ГГ, ЛВЖ или ГЖ при определении значения массы m, входящей в формулы (1) и (4), допускается учитывать работу аварийной вентиляции, если она обеспечена резервными вентиляторами, автоматическим пуском при превышении предельно допустимой взрывобезопасной концентрации и электроснабжением по первой категории надежности (согласно ПУЭ), при условии расположения устройств для удаления воздуха из помещения в непосредственной близости от места возможной аварии.
При этом массу ГГ или паров ЛВЖ или ГЖ, нагретых до температуры вспышки и выше, поступивших в объем помещения, следует разделить на коэффициент К, определяемый по формуле
К = АТ + 1, (7)
где А - кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, с-1;
Т - продолжительность поступления ГГ и паров ЛВЖ и ГЖ в объем помещения, с (принимается по подпункту 4.2).
5.4. Масса m, кг, поступившего в помещение при расчетной аварии газа, определяется по формуле:
m =(Va+ VТ) ρГ, (8)
где Va- объем газа, вышедшего из аппарата, м3;
VТ - объем газа, вышедшего из трубопроводов, м3.
Va=0,01 P1 V, (9)
где Р1 - давление в аппарате, кПа;
V - объем аппарата, м3;
VT= V1T+ V2T, (10)
где V1T- объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м3;
V2T- объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м3;
V1T= qТ , (11)
где q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и других параметров, м3с-1;
Т - время, с, определяемое по подпункту 4.2;
V2T= 0,01 P2(r21 L1+ r 22 L2+... + r 2n Ln), (12)
где Р2 - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа;
r - внутренний радиус трубопроводов, м;
L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.
Масса пролившейся в помещении жидкости определяется по формуле:
mж= (VA+ VT) ρж, (13)
где ρж – плотность жидкости в зависимости от температуры;
VA= VPε, (14)
где ε – коэффициент заполнения аппарата;
VР – расчетный объем аппарата:
VР = ( r21 L 1 + r22 L 2 +… + r2iL i )
5.5. Масса паров жидкости m, поступивших в помещение при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, открытые емкости), определяется из выражения
m = mp+mемк+mсв.окр, (15)
где mp - масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;
mемк - масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг;
mсв.окр – масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг.
При этом каждое из слагаемых в формуле (15) определяется по формуле
m = W FИ Т, (16)
где W - интенсивность испарения, кгс -1м-2;
FИ - площадь испарения, м2, определяемая в соответствии с подпунктом 4.2 в зависимости от массы жидкости mn вышедшей в помещение по формулам:
FИ= FР– Fоб, (17)
где FР – площадь разлива жидкости;
Fоб – площадь поверхности пола под оборудованием;
F = f mР/pж, (18)
где f – коэффициент разлива жидкости в зависимости от содержания в нем растворителя (подпункт 4.2).
Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле (15) введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работ, по формуле:
mРУ= g T1 α (19)
где α - доля растворителя в жидкости, об. ед.
5.6. Масса mn, кг, вышедшей в помещение жидкости определяется в соответствии с подпунктом 4.2.
5.7. Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для не нагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле
W = 10-6 Pн, (20)
где - коэффициент, принимаемый по таблице 3 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения;
Рн - давление насыщенного пара, кПа, при расчетной температуре жидкости tp,, определяемое по формуле Антуанна:
Рн= А-В / СА+ tж, (21)
где А, В, СА - коэффициенты Антуанна (определяются по справочной литературе );
tж – температура жидкости;
Рн = 133,332 · 10-3.
Таблица 3.
|
Скорость воздушного потока в помещении, м с –1 |
Значение коэффициента при температуре |
||||
|
10 |
15 |
20 |
30 |
35 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
0,1 |
3,0 |
2,6 |
2,4 |
1,8 |
1,6 |
|
0,2 |
4,6 |
3,8 |
3,5 |
2,4 |
2,3 |
|
0,5 |
6,6 |
5,7 |
5,4 |
3,6 |
3,2 |
|
1,0 |
10,0 |
8,7 |
7,7 |
5,6 |
4,6 |
|
Примечание. При промежуточных значениях скорости воздушного потока и (или) температуры воздуха в помещении, значение коэффициента следует определять методом интерполяции. |
|||||
6.1. Расчет избыточного давления взрыва Р проводится по формуле (4), где коэффициент Z участия взвешенной пыли во взрыве рассчитывается по формуле
Z = 0,5 F, (22)
где F - массовая доля частиц пыли размером менее критического, с превышением которого аэровзвесь становится взрывобезопасной, то есть неспособной распространять пламя.
В отсутствие возможности получения сведений для расчета величины Z допускается принимать Z = 0,5.
6.2. Расчетная масса взвешенной в объеме помещения пыли m, кг, образовавшейся в результате аварийной ситуации, определяется по формуле
m = mвз+ mав, (23)
где mвз - расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;
mав - расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, кг.
6.3. Расчетная масса взвихрившейся пыли mвз определяется по формуле
mвз= К вз mп, (24)
гдe Квз - доля отложившейся в помещении пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. В отсутствие экспериментальных сведений о величине Квз допускается принимать Квз= 0,9;
mп - масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии, кг.
6.4. Расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, mав, определяется по формуле
mав= (mвп+ q T) Кп, (25)
где mвп- масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение из аппарата, кг;
q - производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, кг с-1;
Т - время отключения, определяемое по подпункту 4.2.3, с;
Кп - коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата в помещение. В отсутствие
экспериментальных сведений о величине Кп полагать:
- для пылей с дисперсностью 350 мкм и более: К п = 0,5;
- для пылей с дисперсностью менее 350 мкм: К п = 1.
Величина mвп принимается в соответствии с подпунктами 4.1 и 4.3.
6.5. Масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии определяется по формуле
mn= (m1+ m2), (26)
где Кг - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;
m1 - масса пыли, оседающей на труднодоступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между генеральными уборками, кг;
m2 - масса пыли, оседающей на доступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между текущими уборками, кг;
Ку - коэффициент эффективности пылеуборки. Принимается при ручной пылеуборке:
сухой – 0,6;
влажной - 0,7;
при механизированной вакуумной уборке:
пол ровный - 0,9;
пол с выбоинами (до 5 % площади) - 0,7.
Под труднодоступными для уборки площадями подразумевают такие поверхности в производственных помещениях, очистка которых осуществляется только при генеральных пылеуборках. Доступными для уборки местами являются поверхности, пыль с которых удаляется в процессе текущих пылеуборок (ежесменно, ежесуточно и другие).
