3.4. Оценка пожаровзрывоопасности аппаратов, при эксплуатации которых возможен выход горючих веществ наружу без повреждения их конструкции

К названным аппаратам относятся:

- аппараты с пере­менным уровнем жидкости ("дышащие");

- аппараты с открытой поверхностью испарения;

- аппараты, периодически действую­щие.

Следует определить, имеются ли такие аппараты в технологической схеме.

3.4.1. Аппараты с переменным уровнем жидкости

Прежде всего нужно указать, является ли выброс паровоздушной смеси через дыхательную трубу пожаровзрывоопасным [4, с. 21-23], согласно концентрационным пределам.

Необходимо определить - в результате малого или большого дыхания будет происходить поступление из аппаратов в атмосферу или в помещения паров жидкости.

Малым дыханием называют вытеснение паров наружу (или подсос воздуха внутрь аппаратов), вызываемое изменением температуры газового пространства под влиянием изменения температуры среды.

Большим дыханием называют вытеснение паров наружу (или подсос воздуха внутрь) при изменении уровня жидкости в аппаратах.

Если выброс опасен, следует определить, какое количество паров будет выходить наружу за один цикл "большого дыхания" [4, с.23; 5, с.19], и какой размер зоны взрывоопасной смеси с возду­хом может при этом образоваться [4, с. 23]. Объем взрывоопасной зоны вблизи места выхода паров (газа) определяется по формуле (2.15)[5, с. 22].

Концентрацию горючих веществ в воздухе производственного помещения с учетом того, что интенсивность их выделения из аппаратов относительно мала, а сами вещества равномерно распределяются во всем объеме помещения, определяют по формулам,

при отсутствии воздухообмена в помещении:

; (20)

при наличии воздухообмена в помещении:

, (21)

где - действительная концентрация горючих веществ в помещении, кг/м³; -суммарная масса горючих веществ, поступающих в помещение из аппаратов, кг; -свободный объем помещения, который определяется из выражения

VCB=0,8 LBH, (22)

где L,B,H -соответственно длина, ширина и высота помещения, м; А - кратность вентиляции, .

Предельно допустимое по условиям взрывоопасности значение действительной концентрации горючих веществ в производственном помещении (ПДВК) определяют из следующего неравенства

ПДВК<0,2φн . (23)

Вблизи дыхательных патрубков аппаратов и открытых поверхностей испарения пожароопасных жидкостей образуются местные зоны, объём которых оценивают по формуле:

, (24)

где -объем местной зоны ВСК, м³; -нижний концентрационный предел распространения пламени, кг/ ; - коэффициент запаса надёжности, обычно принимаемый равным 2.

Количество горючих паров, выходящих из сообщающегося с атмосферой («дышащего») аппарата за один цикл «большого дыхания», определяют по формуле:

(25)

где G_Б - количество выходящих паров из заполненного жидкостью аппарата, кг/цикл; V_Ж - объем поступающей в аппарат жидкости, м³; величину V_Ж можно определить, зная геометрический объем аппарата V_АП и степень его заполнения: V_Ж=εV_АП; P_P - рабочее давление в аппарате, Па.

Количество горючих паров, выходящих из сообщающегося с атмосферой («дышащего») аппарата при «малом дыхании»,

(26)

где - количество выходящих из аппарата паров при изменении температуры среды в газовом пространстве, кг/цикл.

Количество горючих паров, выходящих при разгерметизации аппарата (например, периодически действующего аппарата, открываемого на загрузку или выгрузку продуктов),

(27)

где - количество выходящих из открытого аппарата паров, кг/цикл; Р_бар - атмосферное (барометрическое) давление, Па; обычно принимают Р_бар=1 10⁵, Па.