Страница 5: НАПБ Б.03.002-2007. Нормы определения категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности (55389)

V2 T = ^ •—•( rl • L1 + r2 • ^L 2 + - + rn • ^Ln ) = ^0,01^ •^P 2^-(rl •^L1 + r2 • ^L 2 + ... + rn ^{- L}n ) ⁽³¹⁾

^P0

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.

т тр + темк + тсв.окр + тпер , ⁽³²⁾

где т_р- масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;

т_емк- масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг;

т_свокр- масса жидкости, испарившейся со свежеокрашенных поверхностей, кг;

т_пер- масса жидкости, испарившейся во внешнюю среду в случае перегрева, кг.

При этом каждое из слагаемых (т_р, т_емк, тсвокр) в формуле (32) определяется по формуле:

m = W • Fu • т, (33)

где W- интенсивность испарения, кг-с^-1 м^-2;

Fu - площадь испарения, м², определяемая в соответствии с п. 10.1.1.2 в зависимости от массы жидкости т_п, вышедшей во внешнюю среду;

т - длительность поступления паров легковоспламеняющихся и горючих веществ во внеш­нюю среду в соответствии с п. 10.1.1.2, с.

Масса т_пер определяют при Та > Т_кип по формуле:

^тпер

= min <

0,8 т п;

(34)

исп

где т_п - масса перегретой жидкости, которая вышла наружу, кг;

СП - удельная теплоемкость жидкости при температуре перегретой жидкости Та, Дж»кг’¹»К’¹;

Та - температура перегретой жидкости в соответствии с технологическим регламентом в технологическом аппарате и установках, К;

Т_кип - нормальная температура кипения жидкости, К;

L_ucn - удельная теплота испарения жидкости при температуре перегрева жидкости Ta, Дж-кг^-1.

Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле (32) введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работы.

—6 I

W = 10 6- VM • P , (35)

н ' '

где М- молярная масса, г-моль^-1;

Рн - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями п. 5.4, кПа, или по формуле (14).

М Т - 5,1* VRe* Л • т

m - (T - T )*(2*Л • + п ), (36)

^сУг L о г ^тм л: • a d ⁷

исп

где М - молярная масса СУГ, кг*моль^-1;

L_ucn- мольная теплота испарения СУГ при начальной температуре СУГ Тг, Дж* моль^-1;

То - начальная температура материла, на поверхность которого пролился СУГ, К;

ТГ - начальная температура СУГ, К;

Х_ТМ - коэффициент теплопроводности материала, на поверхность которого проливается СУГ, Вт*м^-1* К^-1;

Л

а ₌ тм коэффициент температуропроводности материала, на поверхность которо-

C • Р тм тм

го проливается СУГ, м²*с^-1;

С_ТМ - теплоемкость материала, на поверхность которого проливается СУГ, Дж • кг^-1 • К^-1;

р_ТМ - плотность материала, на поверхность которого проливается СУГ, кг • м^-3;

т - текущее время, которое принимается равным времени полного испарения СУГ, но не больше 3600 с;

U • d

^Re= - число Рейнольдса;

v п

U - скорость воздушного потока, м*с^-1;

І4 • F , В

^d - 1 - характерный размер пролива СУГ, м;

V п

v_n - кинематическая вязкость воздуха, м²* с^-1;

Хп - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт • м^-1 • К^-1.

Формула 36 справедлива для СУГ с температурой Т < Т_кип. При температуре СУГ ТГ > Т_кип дополнительно рассчитывается масса перегретых СУГ тпер по формуле 34.

10.1.2. Определение горизонтальных размеров зон, которые ограничивают газо- и паровоздушные смеси с концентрацией горючего вещества выше нижнего концентраци­онного предела распространения пламени, в случае аварийного выхода горючих газов и паров ненагретых легковоспламеняющихся веществ во внешнюю среду

для горючих газов (ГГ):

тг 0 333

R

- 14,5632 • ( г Р

^НкПР Р • Снкпп

г г нкпр

для паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ):

P— Р_н 0 813 т^ 0 333

R - 3,1501» К •( н— )^{0, 3}*( п— )^0,333

нкпр C • • Р

н Нщрір ^Р_пнН

г

^р г,п




М

V_o • (1 + 0,00367* t_p)




(39)


де т _Г - масса ГГ, поступившая во внешнюю среду во время аварийной ситуации, кг;

р г - плотность ГГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг • м^-3;

тП - масса паров ЛВЖ, поступивших во внешнюю среду за время полного испарения, но не больше 3600 с, кг;

р _п - плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг • м^-3;

Р _н- давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа;

К- коэффициент, принимаемый равным К=т/3600 для ЛВЖ;

т - продолжительность поступления паров ЛВЖ во внешнюю среду, с;

С _нкпр - нижний концентрационный предел распространения пламени ГГ или паров ЛВЖ, % (об.);

М - молярная масса, кг • кмоль^-1;

Vo- мольный объем, равный 22,413 м³ • кмоль^-1;

t_p- расчетная температура, °С.

Как расчетную температуру следует принимать максимально возможную температуру воздуха в соответствующей климатической зоне или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в случае аварийной ситуации. Если данного значения расчетной температуры t_p, по каким-то причинам определить не удается, допускается принимать равной 61°С.

10.1.2.2. За начало отсчета горизонтального размера зоны принимают наружные габарит­ные размеры аппаратов, установок, трубопроводов и т.п. Во всех случаях значение R_HKnp долж­но быть не меньше 0,3 м для ГГ и ЛВЖ.

10.1.3. Расчет избыточного давления при сгорании смесей горючих газов и паров с воздухом в открытом пространстве

1. Исходя из рассмотренного варианта аварии, определяется масса т, кг, горючих газов и/или паров, вышедших в атмосферу из технологического аппарата в соответствии с пунктами 10.1.1.3 - 10.1.1.7.

2. Величина избыточного давления АР, кПа, которая развивается в случае сгорания газопаровоздушных смесей, определяется по формуле:

ДР=Р0 ■ (0,8m_пр^0,33/r+3m_пр^0,66/r ²+5mпр/r ³), (40)

где Р₀ - атмосферное давление, кПа (допускается принимать 101,3 кПа);

г- расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м;

тпр - приведенная масса газа или пара, кг, рассчитывается по формуле: mnp=(Qcr/Qo) • m • Z, (41)

где Q_cr - удельная теплота сгорания газа или пара, Дж • кг^-1;

Z - коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который допускается прини­мать равным 0,1;

Q0 - константа, равная 4,52^106 Дж • кг^-1;

т - масса горючих газов и/или паров, поступивших в момент аварии во внешнюю среду, кг.

2. Метод расчета значений критериев пожарной опасности для горючей пыли

   1. В качестве расчетного варианта аварии для определения критериев пожарной опасности горючей пыли следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или пе­риод нормальной работы аппаратов, при котором в горении пылевоздушной смеси берет уча­стие наибольшее количество веществ или материалов самых опасных в смысле последствий такого горения.

   2. Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие пыле­воздушные смеси, определяется, исходя из того, что в момент расчетной аварии произошла плановая (ремонтные работы) или внезапная разгерметизация одного из технологических ап­паратов, за которой последовал аварийный выброс в окружающее пространство находившейся в аппарате пыли.

   3. Расчетная масса пыли, вышедшая во внешнюю среду в случае расчетной аварии, определяются по формуле:

m_p= me3 + m„., (42) где т - расчетная масса горючей пыли, вышедшей во внешнюю среду, кг;

твз - расчетная масса пыли, которая перешла в состояние аэрозоля, кг;

тав - расчетная масса пыли, вышедшая в результате аварийной ситуации, кг.

4. Величина твз определяется по формуле:

твз = Кг • Квп • тп, (43)

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

Квп - доля отложившейся вблизи аппарата пыли, способной перейти во взвешенное со­стояние в результате аварийной ситуации. В случае отсутствия экспериментальных дан­ных о величине Квп допускается принимать Квп = 0,9;

тп - масса пыли, отложившейся вблизи аппарата к моменту аварии, кг.

5. Величина тав определяется по формуле:

тав=(тап + q • т) • Кп, (44)

где тап - масса горючей пыли, которая попадает во внешнюю среду в случае разгерметизации технологического аппарата, кг, в случае отсутствия инженерных устройств, ограничиваю­щих выброс пыли, следует считать, что в момент расчетной аварии происходит аварийный выброс во внешнюю среду всей пыли, которая размещена в аппарате;

q - расход, с которым продолжается выброс пылеобразных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их перекрытия, кг • с^-1;

т - расчетное время перекрывания, с, определяемое в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки, следует принимать равным времени срабатывания системы авто­матики, если вероятность отказа не превышает 10^-6 в год или обеспечено резервирование элементов (но не больше 120 с); 120 с, в случае, если вероятность отказа системы автома­тики превышает 10^-6 в год и не обеспечено резервирование элементов; 300 с в случае руч­ного перекрывания;

Кп - коэффициент пыления, который представляет собой отношение массы пыли в состоя­нии аэрозоля ко всей массе пыли, которая вышла из аппарата. В случае отсутствия экспе­риментальных данных значение Кп допускается принимать: 0,5 - для пыли с дисперсно­стью не меньше 350 мкм; 1,0 - для пыли с дисперсностью меньше 350 мкм.

6. Избыточное давление АР для горючей пыли рассчитается следующим образом:

1. определяют приведенную массу горючей пыли тпр, кг, по формуле: тп_р= т • Z •НТ/НТО, (45)

где т - масса горючей пыли, которая вышла в результате аварии во внешнюю среду, 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 меньше 0,02; НТ - теплота сгорания пыли, Дж • кг^-1;

НТО - константа, которая принимается равной 4,6<0⁶ Дж^кг^-1.

2. Расчетное избыточное давление АР, кПа, определяется по формуле: АР=Р_о(0,8m_np’³³/r+3m_np’⁶⁶/r²+5m_np/r³), (46)

где r - расстояние от центра пылевоздушного облака, м. Допускается отсчитывать величину r от геометрического центра технологической установки;

Скачать бесплатно