Причины повреждения технологического оборудования

Рис. 4

2.8 Расчет критериев пожарной опасности технологического процесса

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ ЗОН, ОГРАНИЧЕННЫХ НКПР ГАЗОВ И ПАРОВ, ПРИ АВАРИЙНОМ ПОСТУПЛЕНИИ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ В ПОМЕЩЕНИЕ.

Нижеприведенные расчетные формулы применяют для случая [С_НКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени горючего газа или пара, % (об.)] и помещений в форме прямоугольного параллелепипеда с отношением длины к ширине не более 5.

Расстояния X_НКПР, Y_НКПР и Z_НКПР рассчитывают по формулам:

,

,

,

где К₁ - коэффициент, принимаемый равным 1,1314 для горючих газов

К₂ - коэффициент, равный 1 для горючих газов;

K₃ - коэффициент, принимаемый равным 0,02828 для горючих газов при подвижности воздушной среды

h=7,4 - высота помещения, м.

d=1,37 - допустимые отклонения концентраций при задаваемом уровне значимости ,;

l=18,6, b=13 - длина и ширина помещения, соответственно, м;

С₀ - предэкспоненциальный множитель, % (об.), равный:

- при подвижности воздушной среды для горючих газов:

%

где

Vсв=0,8 l b h =0,8 ∙18,6∙13∙7,4=1431,5 м^3-обьем свободного помещения

подвижность воздушной среды, м/с;

2.9. Категорирование помещений по взрывопожарной и пожарной опасности

Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

Избыточное давление взрыва ∆Р для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, С1, Вr, I, F, определяется по формуле (1):

 ; (1),

где Рmax – максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным. Рmax =588 кПа;

Р₀ – начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

Z – коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения, принимаем значение Z по СП 12.13130-2009 - Z =0,5;

ρ г,п – плотность газа или пара при расчетной температуре tp, кг/м³, вычисляемая по формуле (2):

; (2),

где М – молярная масса, кг кмоль-1; для аммиака =17,03;

V₀ – мольный объем, равный 22,413, м³ кмоль-1;

tp — расчетная температура, 0С;

=0,713;

Сст — стехиометрическая концентрация ГГ. или паров ЛВЖ и ГЖ, % (об.), вычисляемая по формуле(3)

; (3),

где – стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания; n_C, n_н, n_o, n_X – число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;

;

При этом Vа – объем газа, вышедшего из аппарата, м³ определяется по формуле (4):

Vа = 0,01Р₁V; (4),

где P₁ – давление в аппарате, кПа; V – объем аппарата, м3;

V = Vап´ + Vотв+Vподв; (5);

где Vап´ – емкость аппарата (по данным задания принимаем 24,8м³);

Vотв – объем газа отводящего трубопровода, м³, определяем по формуле (6):

; (6),

Vподв – объем газа подводящего трубопровода, м³, определяем по формуле (7):

; (7),

Тогда V = Vап´ + Vотв+Vподв=24,8+0,011+0,0066=24,82;

Vа = 0,01·1,2·24,82·10³ = 297,84;

т – масса, кг, горючего газа (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение определяется по формуле (8):

т = Va·ρ_г,п; (8),

т = 297,84·0,6711 = 199,88;

Vсв – свободный объем помещения, м³;

Vсв=0,8 l b h =0,8 ∙18,6∙13∙7,4=1431,5 м³;

0,8 – коэффициент, учитывающий разность между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием.

Кн – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать Кн равным 3;

;

Согласно СП 12.13130.2009 делаем вывод, что категория помещения - ”A”(пожаровзрывоопасная), так как избыточное давление взрыва в помещении, при воспламенении 64,34 кПа > 5 кПа.

Класс зоны по ПУЭ.

Зоны класса В-Iб — зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей, а также горючие газы в этих зонах обладают высоким нижним концентрационным пределом воспламенения (15 % и более) и резким запахом при предельно допустимых концентрациях по ГОСТ 12.1.005-76 (например, машинные залы аммиачных компрессорных и холодильных абсорбционных установок).