2.8.Расчет критериев пожарной опасности технологического процесса

Расчет размеров зон, ограниченных С_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

К₂ - коэффициент, равный 1;

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

h=3 - высота помещения, м.

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

l=24, b=6 - длина и ширина помещения, соответственно, м;

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

- при подвижности воздушной среды для горючих газов:

% (об.)

где

Vсв=0,8×l×b×h =0,8×36×12×6=2073,6 м^3- свободный объем помещения

подвижность воздушной среды, м/с;

2.9 Расчет категории производственного помещения по взрывопожарной и пожарной опасности.

Определение категорий помещений по взрывопожарной и пожарной опасности следует проводить по методике, изложенной в СП 12.13130.2009 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности», подтвердив выводы расчётами. В качестве расчётного критерия взрывопожарной опасности следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии, исходя из проведенного анализа пожарной опасности технологического процесса, в соответствии с вариантом задания на курсовое проектирование.

Избыточное давление взрыва ∆Р для индивидуальных горючих веществ, а также для смесей выполняется по формуле:

∆Р= ,

где Р_max – максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, принимаем Р_max равным 900 кПа;

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

m – масса паров легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение,

Z – коэффициент участия горючего во взрыве, принимаю согласно (таблице А1), СП 12.13130.2009 равным 0,3;

V_СВ – свободный объем помещения, м³, принимаем как 80% от всего общего объёма помещения (по заданию объем помещения равен произведению длины помещения на ширину помещения и высоту помещения),

К_Н – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения допускается принимать К_Н равным 3,

ρ_г,п – плотность газа или пара при расчетной температуре t_р, кг м^-3, вычисляемая по формуле:

,

где М – молярная масса, кг кмоль^-1 (для диэтиламина 73);

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

t_Р – расчетная температура, ^ОС (по заданию 22^ОС);

С_СТ – стехиометрическая концентрация паров ЛВЖ, %, вычисляемая по формуле: ,

где - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания; - число атомов С, H, О и галоидов в молекуле горючего.

Отсюда:

, тогда

%,

плотность пара будет равна

кг м^-3 .

Масса паров жидкости m, поступивших в помещение определяется из выражения:

,

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

F _И – площадь испарения, м² ;

Объем технологического оборудования: V₁=18,5м³

Заполняется на 80%, следовательно, V₁=0,8×18,5=14,8м³

Объем отводящих и подводящих трубопроводов: V₂=0,012+0,00013=0,01213 м³

Vотв – объем отводящего трубопровода, м³

м³

Vподв – объем подводящего трубопровода, м³:

м³

V_общ = V₁+V₂=14,8+0,01213=14,81 м³= 14810 литров

Принимаем, что 1л вытекшей ЛВЖ разливается на 1м² согласно (Приложения А, п.А1) СП 12.13130.2009. Для расчетов мы принимаем площадь испарения равной площади помещения, т.е. F_пола=F_И=36×12=432 (м²);

Т – время срабатывания системы автоматики отключения трубопроводов (при ручном отключении 300 с).

Для нагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле:

,

- коэффициент, принимаемый в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения (т.к. значение скорости воздушного потока в помещении не дано, то сложив все показатели делю на их общее количество; 0,1+0,2+0,5+1,0=1,8÷4=0,45 принимаю его средним, следовательно при нормальной температуре, равной 20°С в помещении, равняется 3,6 табл. А2 СП 12.13130.2009;

Р _Н – давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости t_Р , определяемое по справочным данным. При t_Р = 30 ^ОС, давление насыщенного пара будет равно

= 245 кПа

кг с^-1м^-2; отсюда

(кг).

(м³);

V_св=2592·0,8= 2073,6(м³)

Рассчитываем избыточное давление взрыва:

∆Р= (кПа),

Согласно СП 12.13130.2009 делаем вывод, что категория помещения - ”A”(повышенная взрывопожароопасность), так как избыточное давление взрыва в помещении, при воспламенении 4929 кПа > 5 кПа.