Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Пожарная безопасность. Учебное пособие-1
.pdf
срок до трех лет с лишением права занимать определённые должности или заниматься определённой деятельностью на срок до трёх лет или без такового.
То же деяние, повлекшее по неосторожности смерть человека, – наказывается ограничением свободы на срок до пяти лет или лишением свободы на срок
до пяти лет с лишением права
занимать определённые должности или зани-
маться определенной деятельностью на срок до трёх лет или без такового.
Деяние, повлекшее по неосторожности смерть двух или более лиц, – наказывается лишением свободы на срок до семи лет с лишением права занимать
определённые должности или заниматься определённой деятельностью на срок
до трёх лет или
без такого.
211
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
ПО ОЦЕНКЕ ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНОСТИ
И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ОБЪЕКТОВ
ПРИМЕР 1. Определить категорию пожаровзрывоопасности производст-
венного помещения длиной 18,0 м, шириной 15,0 м и высотой 6,0 м, в котором
размещён технологический процесс по восстановлению тетрахлорида кремния
водородом. Водород подаётся по трубопроводу диаметром 0,02 м под давлением 1,01 МПа. Длина трубопровода от задвижки с электроприводом до реактора
15 м, объём реактора 0,9 м
с без указания на надёжность, температура в реакторе 1100
о
С, расход газа по трубопроводу 0,12 м3/с.
20
Решение. Согласно уравнению (2.19) определяем плотность водорода, вы-
шедшего в помещение при аварии:
M
=
ρ
H
2
()
0
00367,01
+
По уравнению (2.21) с использованием выражений (2.22), (2.25) и (2.26)
определяем массу водорода, вышедшего в помещение. При этом учитываем
предпосылки, изложенные в подразделе 2.3.1, п. 2в.
3
, время работы задвижки по паспортным данным 8,0
016,2
=
tV
p
()
=
2000367,01413,22
⋅+
о
С, в помещении –
3
/0838,0
мкг
.
T
Vm
P
P
=+
0
1
T
0
кг
372,1004,0
2
lrPq
ТРan
ρπτρρ
2
01,1
9,001,0
101,0
293
1373
207,1161,00838,01501,0101014,301,00838,012012,0
Стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания водорода
равен (2.20).
β
П
+=
−
с
ППП
хн
0
0
24
−
+=−
4
0
02
5,0
=−
2
Стехиометрическая концентрация водорода составит
100
=
0584,41
⋅+
.)%(24,29
обС
.
СТ
100
=
+
=
β
84,41
По формуле (2.18) определяем значение ΔP.
0838,0
+⋅⋅=⋅⋅⋅⋅⋅++⋅⋅⋅=
++=⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅+
212
1372,1
()
101730 =⋅⋅
⋅−=Δ
⋅
0838,01296
⋅
100
1
кПаP 1,9
3
24,29
Так как водород является горючим газом и ΔP > 5 кПа, то помещение относится к категории А – повышенная взрывопожароопасность.
ПРИМЕР 2. Определить категорию пожаровзрывоопасности производст-
венного помещения размерами 8
тоном максимальным объёмом V
по трубопроводу диаметром d=0,05 м с расходом q=2x10
напорного трубопровода от ёмкости до ручной задвижки L
x7 мx6 м, в котором установлен аппарат с аце-
м
=2 м3. Ацетон поступает в аппарат самотёком
ап
-3 м3
/c. Длина участка
=3 м. Длина участка
1
отводящего трубопровода диаметром d=0,05 м от ёмкости до ручной задвижки
=2 м. Скорость воздушного потока в помещении при работающей общеоб-
L
2
менной вентиляции V=0,2 м/c. Температура воздуха в помещении t
3
Плотность ацетона при данной температуре равна 792 кг/м
мула ацетона C
Давление насыщенных паров ацетона P
3H6
O.
при tp равно 24,5 кПа.
H
. Химическая фор-
Решение. Объём ацетона, вышедшего из напорного трубопровода, V
=20 оС.
p
оп-
Н.Т
ределяем по уравнению (2.25), (2.26).
2
π
qV
.
ТН
4
1
d
τ
3
+⋅⋅=⋅+⋅=
300102
⋅
2
05,014,3
10006,63
⋅=⋅
31
−−
мL
,
4
где τ – расчётное врямя отключения трубопровода; при ручном отключении
τ=300 с.
Объём ацетона, вышедшего из отводящего трубопровода, V
составляет:
ОТ
2
π
V
ОТ
d
4
=⋅=
2
2
05,014,3
⋅
109,32
⋅=⋅
33
−
мL
.
4
Объём ацетона, поступившего в помещение, в результате аварийной разгерметизации аппарата составит:
−−
.
ОТТНan
604,2109,310006,62 мVVVV
=⋅+⋅+=++=
331
.
2
Так как 1 л ацетона разливается на 1 м
2г), расчётная площадь испарения S
=2604 м2 ацетона превысит площадь пола
p
площади пола (подраздел 2.3.1, п.
помещения. За площадь испарения ацетона принимается площадь пола поме-
2
щения, равная 56 м
.
Интенсивность испарения согласно уравнению (2.30) составит:
ω
иси
−−
⋅=⋅⋅=
236
)./(10655,054,2408,585,310
мскг
.
213
Массу паров ацетона, образующихся при аварийной разгерметизации аппарата m, кг, рассчитываем по уравнению (2.28).
3
−
=⋅⋅⋅=
кгm 13236005610655,0
Стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания ацетона
равен формуле (2.20).
П
+=
с
β
−
ППxП
он
−
3
+=−
24
1
06
4
4
=−
2
Стехиометрическая концентрация паров ацетона составит:
100
)(%91,4
=
=
484,41
⋅+
обС
.
СТ
+
100
β
84,41
Плотность паров ацетона ρ
при расчётной температуре tp согласно выра-
п
жению (2.19) составит:
08,58
=
ρ
п
()
=
2000367,01413,22
⋅+
3
/41,2
мкг
.
Избыточное давление ΔP при сгорании паровоздушной смеси ацетона при
расчётной аварии определяется по формуле (2.18).
()
101572 =⋅⋅
⋅−=Δ
⋅
41,28,268
⋅
100
3,0132
1
3
91,4
кПаP 5,195
Так как ацетон относится к легковоспламеняющимся жидкостям темпера-
о
тура вспышки паров которого меньше 28
С и ΔP > 5 кПа, то помещение отно-
сится к категории А.
ПРИМЕР 3.
Определить категорию взрывопожароопасности производственного помещения фасовки пакетов с сухим растворимым напитком, имеющего размеры 30
x10 мx10 м. В помещении расположен смеситель, представляю-
м
щий цилиндрическую ёмкость со встроенным шнекообразным устройством
равномерного перемещения. Основным компонентом (более 95 % масс.) порошкообразной смеси является сахар. Единовременная загрузка дисперсного
материала в смеситель составляет m
= m = 300 кг. Подготовленная в смесителе
ап
порошкообразная смесь поступает в аппарат фасовки, где производится дозирование (по 30 г) сухого напитка в полиэтиленовые упаковки. Теплота сгорания
сахарной пыли Н
ского (d
< 200 мкм) составляет F = 10 %. Пылеотложениями на полу, стенах и
k
= 1,65·107 Дж/кг. Массовая доля частиц пыли менее критиче-
т
214
Ζ
других поверхностях при обосновании расчётного варианта аварии пренебречь.
Температура воздуха в помещении t
=20 оС.
p
7
Ζ⋅⋅⋅
PHm
=Δ
P
ρ
оТ
⋅⋅
=⋅
кTСV
норвсв
−
⋅⋅⋅⋅
29310102,12400
⋅⋅⋅
1
05,01011065,13001
=⋅
8,9
кПа
3
F
05,01,05,05,0 =⋅==
Помещение фасовки пакетов с сухим растворимым напитком относится к
категории Б – взрывопожароопасной, так как ΔP > 5 кПа и сахарная пыль представляет горючее вещество.
ПРИМЕР 4. Помещение складского здания представляет собой много-
стеллажный склад, в котором на металлических стеллажах хранятся негорючие
материалы в картонных коробках. В каждом из десяти рядов стеллажей содержатся десять ярусов, шестнадцать отсеков, в которых хранятся по три картонные коробки весом 1 кг каждая. Длина стеллажа – 48 м, ширина – 1,2 м, расстояние между
рядами стеллажей – 2,8 м. Верхняя отметка хранения картонной
тары на стеллажах составляет 5 м, а высота нижнего пояса от отметки пола 7,2
метра. Низшая теплота сгорания для картона – 13,4 МДж/кг.
Решение. Находим площадь размещения пожарной нагрузки в каждом ря-
ду стеллажей.
S = 48 · 1,2 = 57,6 м
2
Полное количество горючего материала (картон) в каждом ряду стеллажей
составит: 10 ярусов · 16 отсеков · 3 коробки · 1 кг = 480 кг.
Пожарная нагрузка согласно уравнению (2.40) составит:
n
∑
=
i
1
P
нii
=⋅==
64324,13480
МДжQGQ
.
Удельная пожарная нагрузка согласно уравнению (2.41) составит:
q ===
Q
S
6,57
2
/7,111
мМДж
.
6432
Данное значение согласно табл. 2.5 соответствует категории B4. Однако
2
площадь размещения пожарной нагрузки превышает 10 м
, поэтому данное по-
мещение к категории B4 отнести нельзя. Данное помещение может быть отнесено к категории B3 при условии, что способ размещения пожарной нагрузки
удовлетворяет требованиям, изложенным в примечании 2 табл. 2.5.
215
Определим, выполняется ли условие: Q ≥ 0,64 · q · H2.
После постановки численных значений имеем:
2
()
2
=−⋅⋅=⋅⋅
МДжHq 34652,77,11164,064,0
.
Так как Q=6432 МДж и условие Q ≥ 346 МДж выполняется, то помещение
следует отнести к категории B2.
ПРИМЕР 5. В помещении размерами 32
x16 мx9 м находятся аппараты, в
м
которых находится горючая жидкость (ГЖ) в количестве 15 кг в каждом. Тем-
о
пература вспышки ГЖ – 72
мещения пожарной нагрузки при аварийном проливе 8 м
сти и в помещении 20
о
Давление насыщенных паров ГЖ при t
С, теплота сгорания – 41,87 МДж/кг. Площадь раз-
2
, температура жидко-
С. Скорость воздушного потока в помещении V=0 м/c.
равно 9 кПа. Молекулярная масса ГЖ –
p
168 кг/кмоль. Расстояние между аппаратами – 10 м. Определить категорию помещения по взрывопожарной и пожарной опасности.
Решение. Для определения категории по уравнениям (2.28) и (2.30) рас-
считываем скорость испарения и массу паров ГЖ, поступивших в помещение.
−− 246
/1017,19168110
смкгW ⋅⋅=⋅⋅⋅=
4
τ
−
=⋅⋅⋅=⋅⋅=
кгFWm 37,336000,81017,1
Категорию пожароопасности определяем по уравнению (2.15).
3,01014187037,3
⋅⋅⋅
=Δ
⋅⋅⋅
=
01,12,12934,3686
кПаP 27,3
Так как ΔP < 5 кПа и в помещении имеются ГЖ, то оно должно быть отнесено к категории B – пожароопасное. Для определения подкатегории (B1-B4)
определяем пожарную нагрузку.
МДжQ 62887,4115 =⋅=
Принимаем в соответствии с СП 12.13130-2009 (НПБ 105-03) площадь размещения пожарной нагрузки
10 мS =
2
.
Удельная пожарная нагрузка составит:
216
2
/8,6210/628/ мМДжSQq ===
.
В соответствии с табл. 2.5 это помещение должно быть отнесено к категории B4. Для дальнейшего уточнения принадлежности помещения используем
уравнение (2.43). При H = 9 м l
примера l
= 10 м, т.е. условие подкатегории B4 не выполняется, и следова-
пр
должно быть больше 26 – 9 = 17. В условиях
пр
тельно, помещение должно быть отнесено к подкатегории B3.
Определим, выполняется ли условие:
22
=⋅⋅=
МДжHq 6,325598,6264,064,0
.
Так как Q = 628 Мдж, т.е. меньше 3255,6 МДж, то условие, изложенное в
примечании 2 табл. 2.5, не выполняется, и помещение должно быть отнесено к
категории B3.
ПРИМЕР 6. Определить категорию производственного пятиэтажного зда-
2
ния, общая площадь помещений которого составляет F = 32000 м
помещений категории А составляет F
= 150 м2, категории Б – FБ = 400 м2.
А
. Площадь
Решение. Определяем долю (процент) суммарной площади помещений
категории А в общей площади помещений.
100150=⋅
=
X
A
32000
%47,0
Согласно подразделу 2.3.2 здание не относится к категории А, так как XA <
5 % и F
< 200 м2.
A
Определяем общую площадь помещений категорий А и Б и площади помещений категорий А и Б в общей площади помещений.
550мFFF
=+=
БAобщ
100550=⋅
=
X
общ
32000
2
%72,1
Здание относится к категории Б, несмотря на то, что X
общ
< 5 %.
ПРИМЕР 7. Определить категорию производственного четырехэтажного
2
здания, общая площадь помещений которого F = 16000 м
ний категорий А и Б составляет F
2
1500 м
, помещений категории Г- Fг = 3000 м2. Помещения категорий А, Б, В1-
= 800 м2, помещений категорий B1-B3-FБ =
А,Б
. Площадь помеще-
В3 оборудованы установками автоматического пажаротушения.
Решение. Определяем долю суммарной площади помещений категорий А
и Б в общей площади помещений.
217
100800
⋅
%5
X
=
,
БА
16000
=
Согласно подразделу 2.3.2 здание не относится к категориям А или Б. Определяем суммарную площадь помещений категорий А, Б, В1-В3 и долю суммарной площади этих категорий в общей площади.
23001500800 мFFF
,,,
ВБАВБА
=+=+=
2
1002300
⋅
X
=
,,
ВБА
16000
=
%38,14
Так как суммарная площадь помещений категорий А, Б, В1-В3, оборудованных установками автоматического пожаротушения, не превышает 25 %
2
площади всех помещений здания и составляет 3500 м
(2300 < 3500), то здание
не относится к категории В.
Определяем суммарную площадь помещений категорий А, Б, В1-В3, Г и
долю суммарной площади этих категорий в общей площади, учитывая, что помещения категорий А, Б, В1-В3 оборудованы установками автоматического
пожаротушения.
530030001500800 мF
ГВБА
,,,
=++=
2
X
,,,
ГВБА
=⋅=
%12,3116000/1005300
Несмотря на то, что X
А,Б,В,Г
> 25% и F
А,Б,В,Г
> 5000м2, но учитывая, что помещения категорий А, Б, В1, В2, В3 оснащены установками автоматического
пожаротушения, здание относится к категории Г.
ПРИМЕР 8.
Определить время существования «огненного шара» и интен-
сивность теплового излучения от него на расстоянии 500 м при разрыве сфери-
3
ческой ёмкости с пропаном объёмом 600 м
3
фазы 500 кг/м
. Степень заполнения резервуара жидкой фазой 80 %.
в очаге пожара. Плотность жидкой
Решение. Находим массу горючего m в «огненном шаре» по формуле (2.71).
5
кгVm
αρ
1054,28,0530600 ⋅=⋅⋅==
По формуле (2.70) определяем эффективный диаметр «огненного шара» D
327,0
S
()
5
=⋅⋅=
мD
3121054,233,5
.
S
218
(
)
[
]
По формуле (2.69), принимая H = DS/2 = 156 м, находим угловой коэффи-
циент облученности F
.
q
F
=
()
q
[]
()()
5,0312/156
+
5,1
22
++
312/5005,0312/1564
037,0
=
По формуле (2.73) находим коэффициент пропускания атмосферы τ.
τ
−
224
77,02/312156500100,7exp
=−+⋅−=
По формуле (2.73), принимая E
= 450 кВт/м2, находим интенсивность теп-
f
лового излучения q.
2
/9,1277,0037,0450 мкВтq =⋅⋅=
По формуле (2.72) определяем время существования «огненного шара» t
303,0
s
()
5
=⋅=
ct
401054,292,0
.
s
ПРИМЕР 9. Определить условную вероятность поражения человека теп-
2
ловым излучением от пожара пролива бензина площадью 300 м
на расстоянии
20 м от места пролива.
Решение. Определяем эффективный диаметр пролива d по формуле (2.66).
мd 5,1914,3/3004 =⋅=
Находим высоту пламени по формуле (2.67), принимая
322
ρ
==⋅=
в
/2,1/81,9),/(06,0 мкгиcмqсмкгM
,
61,0
⎛
⎜
5,1942
⋅=
⎜
⎜
⎝
06,0
⎞
⎟
=
⎟
⎟
5,1981,92,1
⋅
⎠
мH 5,26
.
По формулам (2.60)-(2.65) находим угловой коэффициент облученности
,, принимая r = 20 м.
F
q
72,25,19/5,262 =⋅=h
219
05,25,19/202
(
)
1
=⋅=S
22
()
2
=⋅+=B
07,305,22/105,272,2
=⋅++=A
27,105,22/05,21
⎡
1
=
v
− arctg
14,3
07,3
1
⎢
⎢
05,2
⎢
⎣
⋅
2
107,3
−
⎛
⎜
⎜
⎜
⎝
⎛
⎜
⎜
⎝
72,2
2
⎤
⎞
⎟
⎥
+
⎟
⎥
⎟
−
⎥
⎠
⎦
−+
105,2()107,3(
+−
)105,2()107,3(
⎧
72,2
⎪
arctgarctgF
⎨
05,2
⎪
⎩
⎫
⎞
⎪
⎟
=
⎬
⎟
⎪
⎠
⎭
⎛
⎜
⎜
⎝
26,0
⎞
105,2
−
⎟
−
⎟
105,2
+
⎠
⎡
1
=
н
14,3
−
⎢
⎢
2
⎣
−
05,2/107,3
− arctg
⋅
2
−
107,3
05,2/127,1
⋅
−
127,1
⎛
⎜
⎜
⎜
⎝
⎛
⎜
arctgF
⎜
⎜
⎝
⎤
⎞
−+
)105,2()107,3(
⎟
⎥
255,0
=
⎟
⎥
⎟
+−
)105,2()107,3(
⎠
⎦
⎞
−+
)105,2()127,1(
⎟
−
⎟
+−
)105,2()127,1(
⎟
⎠
22
364,0255,026,0
F
q
=+=
Определяем по формуле (2.68) коэффициент пропуска атмосферы τ.
4
−
τ
[]
()
993,05,1925,1020100,7exp
=⋅−⋅−=
Интенсивность теплового излучения находим по формуле (2.58), принимая
=47 кВт/м2 в соответствии с табл. 2.10.
E
f
2
/17993,0364,047 мкВтq =⋅⋅=
Так как расчётное значение q > 4 кВт/м
2
, то по вышеприведённым выраже-
ниям определяем расстояние от места нахождения человека до безопасной зо-
2
ны, где интенсивность теплового излучения не превышает 4 кВт/м
показывают, что на расстоянии 30 м от очага пожара q = 4,05 кВт/м
. Расчёты
2
.
Определяем эффективное время экспозиции t по формуле (2.79).
cuxtt
115/305/ =+=+=
o
220
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]