Решение

1. Определяем критическую и фактическую пожарную нагрузку

,

П – предел огнестойкости строительных конструкций, мин.;

 – коэффициент неполноты сгорания (коэффициент химического недожога);

_с – коэффициент изменения массовой скорости выгорания;

 – массовая скорость выгорания, кг/(м²·ч);

k₀ – коэффициент огнестойкости;

.

Принимаем для расчетов:

I СО – 150 мин

II СО – 120 мин

III СО – 90 мин

IV СО – 60 мин

V СО – 15 мин

М > М_кр; 250 > 28,02

М – фактическая пожарная нагрузка, кг/м².

Р – общее количество сгораемых материалов, кг

2. Определяем вероятность появления конкретного источника зажигания.

 – время работы объекта за анализируемый период,

 = 365  24 = 8760 (ч);

_и.з. – среднее время работы объекта до появления любого источника зажигания, _и.з.= 3,03  10⁴ · Е^1,2₀;

_и.з.= 3,03  10⁴ · 20^1,2=110,3310⁴

Е₀ – минимальная энергия зажигания горючей среды (пожарной нагрузки), Дж;

е – основание натурального логарифма, е =2,718;

Е₀ = 20 мДж – для разрыхленного льна.

3. Определяем риск возникновения пожара по формуле

R_n = ,

У – ожидаемый материальный ущерб, тыс. руб.;

Р_Мкр – вероятность появления критической пожарной нагрузки;

М, М_кр – соответственно реальная и расчетная критическая пожарная нагрузка, при М  М_кр, вероятность появления критической пожарной нагрузки Р_Мкр =1;

– вероятность появления достаточного количества кислорода воздуха, в начальный период пожара (загорания) вероятность появления кислорода воздуха принимаем ;

4. Определяем уровень риска возникновения пожара по табл. 11.4

При P_и.з << 0,05, уровень риска возникновения пожара «допустимости».

Вывод: Реальная пожарная нагрузка превышает критическую, степень риска возникновения пожара оценивается в 79 тыс. руб., вероятность появления любого источника зажигания составляет 0,0079, что определяет уровень риска возникновения пожара в складе как «допустимый».

Задание 2

Цель: Расчет риска возникновения пожара (взрыва) и его уровня для горючих газов, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

Задача: В производственном помещении, геометрические размеры которого 20205 метров в техпроцессе обращается легковоспламеняющаяся жидкость пропаналь. Химическая формула пропаналя С₃Н₆О;  = 817 кг/м³; Т_всп = 20°С; Т_{с.воспл} = 227°С; Е = 0,47 мДж; Q_н = 1816 кДж/моль; М = 58,08 кг/к моль.

Из-за нарушения технологического регламента произошел выброс в помещение пропаналя массой 20 кг. Температура в производственном помещении 26°С. Стоимость производственного помещения вместе с техоборудованием и сырьем оценивается в 1000 тыс.руб.

Определить: Фактическую и критическую концентрацию паров пропаналя при аварии, риск возникновения пожара (взрыва) и его уровень при появлении конкретного источника зажигания.

Решение 1. Определяем критическое значение концентрации пропаналя для производственного помещения , кг/м³.

а) для индивидуальных веществ, состоящих из атомов С; Н; О; N; C1; Вr; I и F.

кг/м³

б) для индивидуальных веществ, кроме упомянутых выше, а также для смесей.

,

где m – масса горючего газа (ГТ), легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жид­костей (ГЖ), кг;

V – геометрический объем помещения, м³. Определяется как произведение геометрических размеров помещения: V= l  в  h (здесь l, в, h – соответ­ственно длина, ширина и высота помещения);

Р — избыточное давление взрыва (значения которого принимают в зависимости от последствий возможного взрыва) Р = 1 кПа; Р =5кПа; Р = 20 кПа; ^;

К_св – коэффициент свободного объема помещения (допускается принимать К_св = 0,8);

Р_mах – максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справоч­ным данным (При отсутствии данных допускается принимать Р_mах = 900 кПа);

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

Z – коэффициент участия горючего во взрыве, который рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения.

Допускается принимать Z = 0,5 для ГГ, Z = 0,3 для ЛВЖ и ГЖ.

_г.п – плотность газа или пара при расчётной температуре t_p кг/м³, определяется по формуле:

кг/м³

М – молярная масса, кг/кмоль;

V₀ –молярный объем, равный 22,413 м³/кмоль;

t_p – расчетная температура, °С. В качестве расчетной температуры принимается максимально возможная температура воздуха в данном помещении в соответствующей климатической зоне или максимально возможная температура воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры t_p по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать её равной 61°С.

С_ст – стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ %(об), вычисляемая по формуле

 – стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания, определяется по формуле

п_с, п_н, п₀, п_х – число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего. Пропаналь – С₃Н₆О

Н_т – удельная теплота сгорания, Дж/кг;

С_р – теплоёмкость воздуха, Дж/(кгк), допускается принимать С_р = 1,0110³ Дж/(кгк);

Т₀ – начальная температура воздуха, К, Т₀ = t_в + 237, (t_в – начальная темпе­ратура воздуха, °С);

_в – плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т₀, кг/м³ определяется по формуле:

К_н – коэффициент, учитывающий не герметичность помещения и недиабатичность процесса горения. Допускается принимать К_н = 3.

2. Определяем фактическое значение концентрации пропанами в помещении.

кг/м³

3. Определяем вероятность появления конкретного источника зажигания для пропаналя.

ч

Е₀ – минимальная энергия зажигания горючей среды, мДж.

4. Определяем риск возникновения пожара (взрыва) по формуле

У – ожидаемый материальный ущерб, тыс. руб.

– вероятность появления критической пожарной нагрузки;

– соответственно фактическая (реальная) и расчетная критическая концентрация паров пропана при , вероятность появления критической концентрации .

– вероятность появления достаточного количества кислорода воздуха, в начальный период пожара (взрыва) вероятность появления кислорода воздуха принимается ;

Р_и.з – вероятность появления конкретного источника зажигания

R_n= (1  1  0,49)  1000 = 490 тыс.руб.

Риск возникновения пожара (взрыва) оценивается в 490 тыс.рублей.

5. Определяем уровень риска возникновения пожара (взрыва).

и 1 > Р_и.з > 0,85 – чрезвычайно высокий

и 0,85 > Р_и.з > 0,50 – высокий

и 0,50>Р_и.з.> 0,25 – существенный

и 0,25> Р_и.з > 0,05 – низкий

и Р_и.з < 0,05 – допустимый

и 0,50 > Р_и.з > 0,25 является «существенным».

При условии и 0,50 > Р_и.з > 0,25 является «существенным».

Вывод: Реальная концентрация пропаналя в помещении превышает критическую, степень риска возникновения пожара (взрыва) оценивается в 490 тыс. руб. вероятность появления конкретного источника зажигания составляет 0,49, что определяет уровень возникновения пожара (взрыва) в помещении как «существенный».