Пожарная безопасность технологических процессов / Goryachev - PB Tekhnologicheskikh processov 2020

Оценка воздействия на людей опасных факторов пожаров и взрывов на наружных установках

пламени, кг; допускается принимать величину Мт = М Z, где М – масса горючего вещества, содержащегося в облаке; Z – коэффициент участия горючего вещества во взрыве (при отсутствии данных коэффициент Z допускается принимать равным 0,1; при струйном стационарном истечении горючего газа величину Мт рассчитывают с учетом стационарного распределения концентраций горючего газа в струе); Еуд – удельная теплота сгорания горючего вещества, Дж; Сг – концентрация горючего вещества в смеси; Сст – стехиометрическая концентрация горючего вещества.

При расчете параметров сгорания облака, расположенного на поверхности земли, величину эффективного энергозапаса Е удваивают.

Безразмерное давление рх для газопаровоздушных смесей:

Данная формула справедлива для значений Rx > 0,2. Если Rx ≤ 0,2, то рх = 18.Избыточное давление ∆р, Па:

Классы 2–6 режима сгорания облака.Безразмерноерасстояние Rх от центра облака рассчитывают по формуле (11.17).

Безразмерное давление рх1:

где u – видимая скорость фронта пламени, м/с; С0 – скорость звука, м/с (обычно принимают С0 = 340 м/с); σ – степень расширения продуктов сгорания (для газопаровоздушных смесей допускается принимать σ = 7, для пылевоздушных смесей σ = 4).

В случае дефлаграции пылевоздушного облака значение эффективного энергозапаса умножают на (σ – 1)/σ.

Формула (11.21) справедлива для значений Rx > 0,34. Если Rx ≤ 0,34, в формулу (11.21) вместо Rx подставляют 0,34.

Избыточное давление определяют по формуле (11.20), подставляя при этом вместо величины рх величину рх1.

При мгновенном воспламенении струи газа, поступающего в открытое пространство из аварийного оборудования, возможность формирования волн давления допускается не учитывать.

211

Пожарная безопасность технологических процессов

Последствия воздействия избыточного давления при быстром сгорании (взрыве) газо-, пароили пылевоздушного облака на людей, здания и сооружения приведены в табл. 11.7 и 11.8.

Таблица 11.7

Последствия воздействия избыточного давления на людей, здания и сооружения

212

Оценка воздействия на людей опасных факторов пожаров и взрывов на наружных установках

11.6.Воздействие волны давления при взрыве аппарата

сперегретой жидкостью или сжиженным газом

врезультате воздействия на него очага пожара

Избыточное давление р, Па, в волне давления, возникающее при разрушении аппарата с перегретыми СГГ, ЛВЖ или ГЖ в очаге пожара:

где mпр – масса приведенная, кг:

r – расстояние от центра аппарата, м; Eeff – эффективная энергия взрыва, Дж:

где k–доляэнергииволныдавления(допускаетсяприниматьk=0,5);m – масса СГГ, ЛВЖ или ГЖ, содержащихся в аппарате, кг; ср – удельная теплоемкость жидкости (допускается приниматьср = 2 000 Дж/(кг∙К)); t – температура жидкойфазы,°С;tb –нормальнаятемпературакипенияжидкостиилиСГГ,°С.

При наличии на аппарате предохранительного устройства (клапана или мембраны) величину t, °С, определяют по формуле

где рval – давление срабатывания предохранительного устройства, кПа; А, В, СА – константы уравнения Антуана.

Последствия воздействия избыточного давления на людей, здания и сооружения при разрыве аппарата с перегретой жидкостью или сжиженным газом в результате воздействия на него очага пожара приведены в табл. 11.7 и 11.8.

11.7. Воздействие теплового излучения огненного шара

Огненный шар представляет собой крупномасштабное диффузионное пламя сгорающей массы топлива или парового облака, поднимающееся над поверхностью земли.

Интенсивность теплового излучения q огненного шара определяют по формуле (11.2).

Угловой коэффициент облученности:

213

Пожарная безопасность технологических процессов

, (11.26)

где Ds – эффективный диаметр огненного шара, м; Н – высота центра огненного шара, м; r – расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром огненного шара, м.

Величину Ef определяют на основе имеющихся экспериментальных данных; допускается принимать Ef = 350 кВт/м2.

Эффективный диаметр огненного шара Ds, м:

где m – масса вещества, поступившего в окружающее пространство, кг. Величину Н допускается принимать равной Ds.

Время существования огненного шара ts, с:

Последствия воздействия теплового излучения огненного шара (импульсное воздействие) на людей приведены в табл. 11.9.

Таблица 11.9

Последствия воздействия теплового излучения огненного шара на людей

При превышении предельно допустимого уровня поражения людей, высокой степени разрушения технологического оборудования, зданий или сооружений разрабатывают мероприятия по обеспечению требуемого уровня пожарной безопасности производственного объекта.

214

Оценка воздействия на людей опасных факторов пожаров и взрывов на наружных установках

контрольные вопросы

1.Перечислите опасные факторы пожаров на наружных установках, которые учитывают при оценке последствий воздействия на людей, технологическое оборудование, здания и сооружения.

2.Перечислите способы оценки уровня поражения людей, разрушения технологического оборудования, зданий или сооружений, поясните их.

3.Что понимают под детерминированнымикритериямиоценки уров-

ня поражения?

4.Что понимают под вероятностными критериями оценки уровня поражения?

5.Что обозначает термин пожар-вспышка?

6.Как определить радиус возможной зоны поражения людей высокотемпературными продуктами сгорания?

7.Чему равна условная вероятность поражения человека в пределах зоны поражения людей высокотемпературными продуктами сгорания и за

еепределами?

8.Напишите выражение для определения интенсивности теплового излучения пожара пролива СГГ, ЛВЖ и ГЖ, поясните его.

9.ОтчегозависитдлинапламенипригорениипроливаСГГ,ЛВЖилиГЖ?

10.Чему равна степень поражения человека, оказавшегося непосредственно в зоне пролива горящих СГГ, ЛВЖ или ГЖ?

11.Что понимают под критической плотностью падающих лучистых потоков на горючие вещества и материалы?

12.Чему равна степень поражения людей, находящихся вне зоны проливагорящихСГГ,ЛВЖилиГЖ,тепловымизлучениемпожарапроливапри длительном воздействии?

13.В каких случаях образуются диффузионные факелы?

14.Как определить длину и ширину факела при струйном горении?

15.Как определить параметры возможной зоны поражения людей высокотемпературными продуктами сгорания при струйном истечении СГГ или ЛВЖ?

16.Чему равна степень поражения человека, оказавшегося непосредственно в зоне контакта с факелом?

17.Чему равна степень поражения людей, находящихся вне зоны контакта с факелом?

18.От каких факторов зависит ожидаемый режим сгорания горючего

облака?

19.Пояснитевыражениедляопределенияэффективногоэнергозапаса горючей смеси.

215

Пожарная безопасность технологических процессов

20.Как определить величину эффективного энергозапаса горючей смеси, расположенной на поверхности земли?

21.Поясните выражение для определения избыточного давления в волне давления, возникающего при разрушении аппарата с перегретыми СГГ, ЛВЖ или ГЖ в очаге пожара.

22.Какопределитьинтенсивностьтепловогоизлученияогненногошара?

23.От чего зависит эффективный диаметр огненного шара и время его существования?

24.Что понимают под дозой теплового излучения?

25.От чего зависят последствия воздействия теплового излучения огненного шара на человека?

26.Чем завершается оценка воздействия на людей, технологическое оборудование, здания и сооружения опасных факторов пожаров и взрывов на наружных установках?

216

Классификация зданий, сооружений и помещений по пожарной и взрывопожарной опасности

Раздел III

КЛАССИФИКАЦИЯ ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ, ПОМЕЩЕНИЙ

ИНАРУЖНЫХ УСТАНОВОК ПО ПОЖАРНОЙ

ИВЗРЫВОПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ

Глава 12

классификация зданий, сооружений и помещений по пожарной и взрывопожарной опасности

12.1. Цель классификации зданий, сооружений и помещений по пожарной и взрывопожарной опасности

В соответствии с гл. 8 Федерального закона № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» производственные и складские здания (или части зданий), сооружения и помещения независимо от их функционального назначения классифицируются по пожарной и взрывопожарной опасности.

Цельюклассификациизданий,сооруженийипомещенийпопожарной и взрывопожарной опасности является установление требований пожарной безопасности, направленных на предотвращение возможности возникновения пожара и обеспечение противопожарной защиты людей и имущества в случае возникновения пожара в зданиях, сооружениях и помещениях. Категорированию по пожарной и взрывопожарной опасностиподлежат помещения производственного и складского назначения. Здания, сооружения и помещения иного назначения разделению на категории не подлежат.

Свод правил СП 12.13130.2009, являясь нормативным документом по пожарной безопасности в области стандартизации добровольного применения, устанавливает методы определения классификационных признаков отнесения зданий (или частей зданий между противопожарными стенами – пожарных отсеков), сооружений, помещений (далее – зданий и помещений) производственного и складского назначения класса Ф5 к категориям по взрывопожарной и пожарной опасности.

12.2. Классификация категорий помещений и их характеристика

Категории помещений по пожарной и взрывопожарной опасности определяют, исходя из вида находящихся в помещениях горючих веществ и материалов, их количества и пожароопасных свойств, а также, исходя из характеристик проводимых в них технологических процессов и объем- но-планировочных решений помещений.

217

Пожарная безопасность технологических процессов

Производственные и складские помещения независимо от их функционального назначения подразделяются на категории А, Б, В1–В4, Г и Д, характеристика которых приведена в табл. 12.1.

Определение категории помещения осуществляют путем последовательной проверки принадлежности помещения к категориям от наиболее опасной (А) к наименее опасной (Д).

12.3. Выбор и обоснование расчетного варианта

При расчете критериев взрывопожарной опасности в качестве расчетного выбирают наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппарата, при котором в образовании горючих газо-, паро- и пылевоздушных смесей участвует наибольшее количество газов, паров, пыли, наиболее опасных в отношении последствий сгорания этих смесей.

218

Классификация зданий, сооружений и помещений по пожарной и взрывопожарной опасности

Если использование расчетных методов не представляется возможным, допускается определение значений критериев взрывопожарной опасности на основании результатов соответствующих научно-исследовательских работ, согласованных в установленном порядке.

Количество поступивших в помещение веществ, образующих горючие газо-, паро- и пылевоздушные смеси, определяют из следующих предпосылок:

а)  происходит расчетная авария одного из аппаратов; б)  все содержимое аппарата поступает в помещение;

в)  происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат, по прямому и обратному потокам в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов. Расчетное время отключения трубопроводовТпринимаютминимальным,исходяизреальнойобстановки,иравным:

–  времени срабатывания систем автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов;

–  120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;

–  300 с при ручном отключении; г)  происходит испарение с поверхности разлившейся на полу поме-

щения жидкости (при отсутствии справочных данных площадь испарения жидкостей при разливе на полу помещения определяют, исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих более 70 % (масс.) растворителей, разливается на площади 1,0 м2, а остальных жидкостей – на площади 0,5 м2); д)  происходит также испарение жидкости из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей; е)  длительность испарения жидкости принимают равной времени

ее полного испарения, но не более 3 600 с.

Количество горючей пыли (волокон), которое может образовать горючую пылевоздушную смесь, определяют из следующих предпосылок:

а)  расчетной аварии предшествовало накопление пыли в помещении в условиях нормального режима работы оборудования;

б)  в момент расчетной аварии произошла плановая или внезапная разгерметизация одного из аппаратов, за которой последовал аварийный выброс в помещение всей находившейся в нем пыли.

12.4.Критерии категорирования помещений

Косновным критериям категорирования (признакам классификации) помещений по пожарной и взрывопожарной опасности относятся:

219

Пожарная безопасность технологических процессов

–  вид (класс) горючего вещества или материала и его пожаровзрывоопасные свойства (показатели пожаровзрывоопасности веществ и материалов определяются на основании результатов испытаний или расчетов по стандартным методикам; допускается использование официально опубликованных справочных данных по пожаровзрывоопасным свойствам веществ и материалов; для смесей веществ и материалов допускается использование показателей взрывопожарной опасности по наиболее опасному компоненту);

–  особенности ведения производственного процесса (технологические параметры процесса, приводящие к образованию горючей смеси и к появлению источника зажигания в помещении);

–  избыточное давление при сгорании газо-, пароили пылевоздушной смеси в помещении, кПа;

–  удельная пожарная нагрузка на участке, МДж/м2. Дополнительные критерии категорирования помещений по пожарной

опасности:

–  предельная пожарная нагрузка на пожароопасном участке в помещениях категорий В2 и В3, МДж;

–  предельная площадь участка с пожарной нагрузкой в помещении категории В4, м2;

–  предельное расстояние между участками с пожарной нагрузкой в помещении категории В4, м.

12.5.Определение категорий помещений А и Б

12.5.1.Избыточное давление взрыва для горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей

1.  Для индивидуальных газов или паров, состоящих из атомов С, Н, О, N, Сl, Вr, I, F, величину избыточного давления ∆р рассчитывают по формуле

где рmax – максимальное давление, развиваемое при сгорании стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме (определяется экспериментально или принимается по справочной литературе; при отсутствии данных допускается принимать рmax = 900 кПа); р0 – атмосферное давление; допускается принимать равным 101 кПа; m – масса горючих веществ (газов, паров), вышедших в результате расчетной аварии в помещение, кг; Z – коэффициент участия горючих веществ в горении;

220