где А - кратность воздухообмена, которую создает аварийная вентиляция, с-1;
т - продолжительность поступления ГГ и паров ЛВЖ и ГЖ в объем помещения, с (принимается по п. 7.1.2).
Массу т, кг, газа, который поступил в помещение во время расчетной аварии, определяют по формуле:
т=(Уа+Ут) • Рг (6)
где У а - объем газа, который вышел из аппарата, м3;
т - объем газа, который вышел из трубопроводов, м3;
рГ - плотность газа при расчетной температуре tp, кг • м-3, что определяется по формуле (2). При этом
Р _
У = -1- • У = 0,01 • Р 1 »У (7)
а т~) 1 1 z
Р0
где Р 1- давление в аппарате, кПа;
- объем аппарата, м3;
Р0 - атмосферное давление, которое равняется 101,3 кПа.
Ут =У1т + У2Т (8)
где У1Т- объем газа, который вышел из трубопровода до перекрытия, м3;
2Т - объем газа, который вышел из трубопровода после перекрытия, м3;
У1т =q • т (9)
где q - расход газа, который определяют согласно технологическому регламенту в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.п., м3 • с-1; т - время, которое определяют по п. 7.1.2, с.
P
V2т = n— • V•(r 1 • L1+r 2 • L2+...+ r2n • Ln)= 0,01 n• Р2 • (r 1 • L1+r 2 • L2+...+rn• Ln), (10)
P
где Р2- максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа;
r - внутренний радиус трубопроводов, м;
L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м;
Р0- атмосферное давление, которое равняется 101,3 кПа.
Массу паров жидкости т, которые поступили в помещение при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенной жидкостью, открытые емкости и т.п.), определяют по формуле:
т = тж+ темк + тсв, (11)
где тж — масса жидкости, которая испарилась с поверхности разлива, кг;
темк — масса жидкости, которая испарилась с поверхности открытых емкостей, кг;
тсв — масса жидкости, которая испарилась с поверхностей, на которые был нанесен свежий состав, кг.
При этих условиях каждую из составляющих в формуле (11) определяют по формуле:
m = W • Fu • т (12)
где W - интенсивность испарения, кг • с-1 • м-2;
Fu - площадь испарения, м2, которую определяют соответственно п.7.1.2 в зависимости от массы жидкости тж, которая попала в помещение;
т - продолжительность испарения, с.
В случае, если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, она должна быть учтена в формуле (11) путем введения дополнительной составляющей, которая учитывает общую массу жидкости, поступившую от распылительных устройств, исходя из продолжительности их работы.
Масса жидкости тж, кг, которая попала в помещение, определяется соответственно по п. 7.1. 2.
Интенсивность испарения W определяют по справочным и экспериментальным данным. Для ЛВЖ, которые не нагреты выше температуры окружающей среды, в случае отсутствия таких данных, допускается рассчитывать W по формуле:
1
W = 10-6 • л • (м)2. Рн (13)
где п - коэффициент, который принимают по таблице 3 в зависимости от скорости воздушного потока, который создается аварийной вентиляцией, и температуры воздушного потока над поверхностью испарения (в случае отсутствия аварийной вентиляции п равняется 1);
М - молярная масса, г*моль-1;
Рн - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости tp определенное по справочным данным в соответствии с требованиями п. 5.4, кПа, или по формуле:
( А - —^—)
Рн= 0,133*10 Са+*р (14)
где А, В, С - константы Антуана (справочные данные).
Коэффициент п, который принимают в зависимости от скорости воздушного потока и который создается аварийной вентиляцией, приведен в таблице 3.
Таблица 3 Значение коэффициента п в зависимости от скорости воздушного потока и температуры воздуха в помещении
Скорость воздушного потока в помещении, |
Значение коэффициента t] при температуре воздуха в помещении t, °С |
|||||
м^с'1 |
10 |
15 |
20 |
30 |
35 |
|
0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
|
0,1 |
з,о |
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 |
Расчет избыточного давления взрыва для горючей пыли
Расчет избыточного давления взрыва ДР, кПа, производится по формуле (4), где коэффициент Z участия пыли во взвешенном состоянии (аэрозоль) во взрыве рассчитывается по формуле:
Z = 0,5*F, (15)
где F - массовая доля частичек пыли размером меньше критического. С превышением критического размера частичек пыли аэрозоль становится взрывобезопасным, а именно таким, что неспособен распространять пламя. В случае отсутствия возможности получения данных относительно массовой доли частиц пыли размером частичек меньше критического допускается принимать Z = 0,5.
Расчетную массу пыли, которая находится в состоянии аэрозоля в объеме помещения в результате аварийной ситуации, т, кг, определяют по формуле:
т = Твз + Тав , (16)
где твз- расчетная масса части отложившейся в помещении пыли, которая перешла в состояние аэрозоля, кг;
тав - расчетная масса пыли, которая поступила в помещение в результате аварийной ситуации из аппаратов и технологического оборудования, кг.
Расчетную массу пыли, которая перешла в состояние аэрозоля, твз определяют по формуле:
Таз=Квз • Тп (17)
где Квз- часть пыли, которая отложилась в помещении, способная перейти в состояние аэрозоля в результате аварийной ситуации. В случае отсутствия экспериментальных данных относительно значения Квз допускается принимать Квз= 0,9;
тп - масса пыли, которая отложилась в помещении к моменту аварии, кг.
Расчетную массу пыли, которая попала в помещение из аппарата или технологического оборудования в результате аварийной ситуации, тав, определяют по формуле:
Тав = (Тап + q • Т) • Кп, (18)
где тап - масса горючей пыли, которая поступает в помещение из аппарата, кг;
q - расход, с которым продолжают поступать пылевидные вещества в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их перекрытия, кг^с-1;
т - время перекрывания, которое определяется по п. 7.1. 2 в), с;
Кп — коэффициент пыления, который представляет собой отношение массы пыли в состоянии аэрозоля ко всей массе пыли, поступившей из аппарата в помещение. В случае отсутствия экспериментальных данных относительно значения Кп допускается принимать:
для пыли с дисперсностью не меньше чем 350 мкм Кп = 0,5;
для пыли с дисперсностью меньше чем 350 мкм Кп = 1,0.
Значение тап принимают в соответствии с п. 7.1. 1 и п. 7.1. 3.
Массу пыли, которая отложилась в помещении к моменту аварии, определяют по формуле:
mn. = Кг • (1-Кубор) • (mi+ m2) (19)
где Кг - доля горючей пыли в общей массе собравшейся пыли;
m1 - масса пыли, которая оседает на труднодоступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между генеральными уборками, кг;
т2- масса пыли, которая оседает на доступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между текущими уборками, кг;
Кубор- коэффициент эффективности уборки пыли, который принимается в случае уборки пыли вручную:
в случае сухой уборки - 0,6;
в случае влажной уборки - 0,7.
В случае применения автоматических средств уборки пыли коэффициент эффективности уборки пыли составляет:
для ровного пола - 0,9;
для пола с выбоинами (до 5 % площади) - 0,7.
Под труднодоступными для уборки площадями подразумевают такие поверхности в производственных помещениях, очистка которых осуществляется только при генеральных уборках. Доступными для уборки местами являются поверхности, пыль с которых удаляется в процессе текущих уборок пыли (каждую смену, ежесуточно и т.п.)
Массу пыли mi (i = 1 (труднодоступные места); i = 2 (доступные места), что оседает на различных поверхностях в помещении за период между уборками, определяют по формуле:
mi = Mj • (1-а) • вi (i=1,2) (20)
где Мi = ^M1j - масса пыли, которая попадает в объем помещения за период времени между j
генеральными уборками пыли, кг;
М1у - масса пыли, которая выделяется единицей оборудования, которое пылит, за период времени между генеральными уборками, кг;
М2 = ^M2j - масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между j
текущими уборками пыли, кг;
М2/ - масса пыли, которая выделяется единицей оборудования, которое пылит, за период времени между текущими уборками, кг;
а - доля пыли, которая попадает в объем помещения и которая удаляется вытяжными вентиляционными системами. В случае отсутствия экспериментальных данных относительно значения а принимают а = 0;
в1, в2 - доли выделяющейся в объем помещения пыли, оседающей соответственно на труднодоступных и доступных для уборки поверхностях помещения (в1 + в2 = 1).
В случае отсутствия данных относительно значений коэффициентов в1 и в2, допускается принимать в1 = 1, в2 = 0.
Значение Mi (i = 1,2) может быть также определено экспериментально (или по
аналогии с действующими образцами производств) в период максимальной загрузки оборудования по формуле:
M.=Y (Gj • F )• Ъ, (i=1,2) (21)
j
где G1j, G2j - интенсивность оседания пыли соответственно на труднодоступные F1j (м2) и доступные F2j (м2) площади, кг^м-2^с-1;
т1, т2 - промежутки времени соответственно между генеральными и текущими уборками пыли, с.
При условии отсутствия данных о массе горючей пыли и волокон, которая выделяется в объеме помещения между уборками, о массе пыли, которая оседает на труднодоступных для уборки местах, и, как следствие, невозможность выполнения расчетов, принимать категорию помещения - Б.
Определение избыточного давления взрыва для веществ и материалов, которые способны взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом
Расчетное избыточное давление взрыва АР для веществ и материалов, которые способны взрываться и гореть во время взаимодействия с водой, кислородом воздуха или друг c другом, определяют по формуле (4), принимая, что Z= 1 и НТ - это энергия, которая выделяется во время взаимодействия вышеуказанных веществ (с учетом того, что вышеуказанный процесс взаимодействия проходит до конца, т.е. до образования конечных продуктов), или экспериментально во время натурных испытаний. В случае, если определить величину АР невозможно, следует принимать ее большей 5 кПа.
Определение избыточного давления взрыва для взрывоопасных смесей, которые содержат ГГ, пары и пыли
Расчетное избыточное давление взрыва АР для сложных взрывоопасных смесей, которые содержат ГГ, пары и пыли, определяют по формуле:
АР = АР1 + АР 2 (22)
где АР 1 - давление взрыва, вычисленное для ГГ, паров в соответствии с п. 7.2.1 и п. 7.2.2;
АР2 - давление взрыва, вычисленное для горючей пыли в соответствии с п. 7.3.1.
Расчет категории помещений по пожарной опасности
К пожароопасной категории В относятся помещения, которые не относятся к категориям А и Б, где удельная пожарная нагрузка для твердых, жидких горючих веществ, а также ЛВЖ на отдельных участках площадью не меньше 10 м2 каждая превышает 180 МДж/м2.
При расчете категории помещения по пожарной опасности выбирают вариант, когда в соответствии с технологическим процессом в помещении находится (оборачивается) наибольшее количество горючих веществ и материалов, которым соответствует наибольшая пожарная нагрузка.
Величину пожарной нагрузки Q, обусловленную наличием в пределах пожароопасного участка легковоспламеняющихся, горючих, трудногорючих жидкостей, твердых горючих и трудногорючих веществ и материалов, определяют по формуле: