Решение

1. Определяем критическую и фактическую пожарную нагрузку

где П – предел огнестойкости строительных конструкций, мин.;

Принимаем для расчетов:

I СО – 150 мин;

II СО – 120 мин;

III СО – 90 мин;

IV СО – 60 мин;

V СО – 15 мин;

– коэффициент неполноты сгорания (коэффициент химического недожога);

– коэффициент изменения массовой скорости выгорания;

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

k₀ – коэффициент огнестойкости;

где М_ф – фактическая пожарная нагрузка, кг/м².

Р – общее количество сгораемых материалов, кг;

F_п –площадь пола, м².

При М_ф > М_кр; 250 > 28,02. М_кр = 1, если М_кр < 1, то опасные факторы пожара при возгорании данной пожарной нагрузки не являются опасными и не угрожают жизни людей , риск возникновения пожара является «допустимым».

2. Определяем вероятность появления конкретного источника зажигания

здесь  – 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 · Е₀^1,2;

_и.з= 3,03  10⁴ · 2,0^1,2=6,9610⁴,

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

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

Е₀ = 2,0 МДж – для разрыхленного льна;

3. Определяем риск возникновения пожара по формуле

здесь – вероятность появления критической пожарной нагрузки;

М_ф, М_кр – соответственно реальная и расчетная критическая пожарная нагрузка, при М_ф  М_кр, вероятность появления критической пожарной нагрузки

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

4. Определяем уровень риска возникновения пожара из соотношений:

При 250 > 28,02; 0,25 > 0,118 > 0,05 – уровень риска «низкий».

Вывод: Реальная пожарная нагрузка превышает критическую, вероятность появления любого источника зажигания составляет 0,118, что определяет уровень риска возникновения пожара в складе как «низкий».

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

В производственном помещении, геометрические размеры которого 20205 метров в техпроцессе обращается легковоспламеняющаяся жидкость пропаналь. Химическая формула пропаналя С₃Н₆О; 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.

Решение

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

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

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:

где 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 такое значение 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

здесь , , , – число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;

пропаналь – формула 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 + 273, (t_в – начальная температура воздуха, °С);

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

_н – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать _н = 3.

2. Определяем фактическое значение концентрации пропанами в помещении:

3. Определяем вероятность появления конкретного источника зажигания для пропаналя

где Е₀ – минимальная энергия зажигания горючей среды, мДж.

4. Определяем риск возникновения пожара (взрыва) по формуле

здесь – 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 ;

– вероятность появления конкретного источника зажигания

5. Определяем уровень риска возникновения пожара (взрыва):

При условии и уровень риска возникновения пожара является «существенным».

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