12.6. Определение категории взрывопожарной опасности производств

Определение категории производств, опасных по взрыву горючих газов и паров жидкостей, осуществляется по расчетному объему газовоздущной смеси и времени образования взрывоопасной паровоздушной смеси.

Если расчетный объем газовоздушной смеси превышает 5% свободного объема помещения, это производство относят к взрывопожароопасной катего­рии (А или Б).

279

При объеме взрывоопасной паровоздушной смеси, способной заполнить более 5% объема помещения, необходимо рассчитывать время испарения про­дукта в количестве, достаточном для образования взрывоопасной смеси в 5% объеме помещения. Если время образования взрывоопасной паровоздушной смеси в 5% объеме помещения менее 1 ч, рассматриваемое производство долж­но быть отнесено к категории взрывопожароопасной А. Если время образования смеси больше 1 ч, категорию производства определяют исходя из свойств ве­ществ, используемых в данном производстве (табл. 12.3), а та часть объема по­мещения, где не исключается возможность образования взрывоопасных смесей, должна считаться взрывопожароопасной.

Расчетный объем взрывоопасной смеси V_см определяют по формуле [31]

= 1,5 Е/С,

(12.13)

где С — нижний концентрационный предел воспламенения вещества, г/м3 , 1,5 коэффициент запаса; Е — количество поступившего в помещение вещества, г;

F = F +F + F

(12,14)

где Е_а, Е_т, Е_и - количество вещества, поступившего, соответственно, из аппарата (емкости), из трубопровода, в результате испарения, г.

Количество вещества, поступившего из аппарата, определяют из выраже­ния

E=V- p

где V— объем вещества в аппарате (емкости), м ; р - плотность вещества, г/м³ (табл. 12.11).

Таблица 12.11 — Физико-химические свойства растворителей

(12.15)

Вещество	Молекулярная масса, М, г	Плотность, р, кг/м3	Нижний концентрационный предел воспламенения, С, г/м3	Давление насыщенных паров, Рн, кПа
Ацетон	58	792	52	181,7...230
Бензол	78	879	45	74,8
Ксилол	106	881	49,7	29,2
Толуол	92	867	49	22,3
Скипидар	136	870	45	28

Время испарения продукта в количестве, достаточном для образования взрывоопасной смеси в 5% объема помещения, определяется по формуле

280

12.16)

где 0,18 — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения паров;

У пом — свободный объем помещения, м ;

С нижний концентрационный предел воспламенения вещества, г/м (табл. 12.11);

ц — коэффициент, учитывающий влияние скорости и температуры воз­душного потока над поверхностью испарения (табл. 12.12); Р_н - давление насыщенных паров, кПа (табл. 12.11); М - молекулярная масса вещества, г (табл. 12.11);

S_исп - площадь испарения жидкости, м2 (в расчетах принимают, что 1 л смеси и растворов, содержащих до 70% растворителей, разливается на 0,5 м², а остальных жидкостей на 1 м2 пола помещения);

К - коэффициент, учитывающий эффективность работы аварийной венти­ляции,

К = К_вТ+1, (12.17)

где К_в - кратность воздухообмена, ч^-1; — продолжительность аварии, ч.

Таблица 12.12 - Коэффициент, учитывающий скорость и температуру воздуха ц

Скорость воздушного потока в помещении, м/с	Температура воздуха в помещении, о С
	10	15	20	30	35
0	1	1	1	1	1
ОД	3	2,6	2,4	1,8	1,6
0,2	4,6	3,8	3,5	2,4	2,3
0,5	6,6	5,7	5,4	3,6	3,2
1	10	3,7	7,7	5,0	4,6

Пример 12.7. В помещении цеха, где производится очистка, обезжирива­ние и окраска изделий, имеются три емкости, содержащие растворители. В од­ной емкости ксилол V¹_к^с = 500л, в другой - ксилол V₂^кс= 300л и в третьей - аце­тон V₃^ац= 150 л. Объем помещения V_пом = 25000 м; максимальная температура

воздуха в помещении 25°С, температура растворителей 25°С.

В результате аварии электросети вентиляция не работает.

Требуется определить, к какой категории взрывопожароопасности следует отнести данное производство.

Решение. Принимаем следующую аварийную ситуацию:

96. произошла авария одной из емкостей, вся жидкость вылилась наружу ииспаряется.

97. так как в двух емкостях содержатся одинаковые растворители, принима­ем аварийный разлив ксилола из большей по объему емкости;

3) производим расчет по обоим растворителям (ксилолу и ацетону);

4) за результат примем более жёсткий из вариантов.

281

Определяем количество ксилола и ацетона, разлившееся по полу по фор­муле (12.15), подставляя количество растворителя в формулу в м

Е_кс =У_ю-р_кс= 0,50-Ш = 440кг Е_ац = У_ац-р_ац= 0,150-792 = П9кг

Определяем площадь испарения ксилола и ацетона, принимая, что 1л раз­ливается на площади 1м²

спкс= 500м²

исп

Sк_с =

Определяем по формуле (12.13) расчетные объемы взрывоопасной паро­воздушной смеси, в которых вышедшие из аппарата ксилол и ацетон (г) могут образовать взрывоопасную смесь с концентрацией на нижнем пределе воспла­менения

V™ = 1,5Е_КС /С_кс = 1,5 • 440000/49,77 = 13261м V2 = \5Е_ац /С_ац = 1,5 • 119000/52 = 3432м³

Определяем 5%-ный объем помещения

Vпом ■ 5) /100 = (25000 -5)/100= 1250 м 3

Так как объем смеси в каждом из обоих случаев превышает 5%, свободно­го об помещения (13261>1250 и 3432>1250), необходимо определить время об­разования неопасной смеси для ксилола и ацетона по формуле (12.16)

Т«^с_сп = ОД W_noMC/K/(n-P_н ■ S_исп ■ М) = 0,18• 25000• 49,77 • 1/1 • 29,2• 500• 106) = 1,5 Т^и_спк^с = 0,18-25000-52-1/(1-230-150-л/58 = 0,9ч

Вывод. Время испарения ацетона меньше одного часа, поэтому рассмат­риваемое производство необходимо отнести к взрывопожароопасной категории А по ацетону.