8. Расчет категории производственного помещения по взрывопожарной и пожарной опасности

Определение категорий помещений по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с СП 12.13130.2009 [3] следует осуществлять путем последовательной проверки принадлежности помещений к категориям, приведенным в табл. 1 [3] - от высшей (А) к низшей (Д). В качестве расчетного критерия взрывопожарной опасности следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии, исходя из проведенного анализа пожарной опасности технологического процесса, в соответствии с вариантом задания на курсовой проект.

Количество поступивших в помещение веществ определяется, исходя из следующих предпосылок:

а) происходит расчетная авария аппарата, содержащего наибольшее количество самого пожаровзрывоопасного вещества;

б) все содержимое аппарата поступает в помещение;

в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат в течение расчетного времени.

Расчетное время определяется из СП 12.13130.2009 [3], исходя из того, что при наличии автоматической системы отключения оно не обеспечено резервированием ее элементов, а при отсутствии автоматической системы отключение задвижек производится ручным способом.

Критерием оценки взрывопожарной и пожарной опасности помещений является избыточное давление взрыва, которое определяется для индивидуальных веществ (этиловый спирт) по формуле А.1 [3].

где — максимальное давление, развиваемое при сгорании стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями 4.3. Согласно[9],

— начальное давление, принимаем равным 101 кПа;

Z — коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме. Согласно таблице А.1[3] принимаем значениеZ равное 0.3.

— свободный объем помещения, м³;

— плотность газа или пара при расчетной температуреt_p, кг / м³, вычисляемая по формуле:

где М — молярная масса, равная 46 кг/кмоль;

— мольный объем, равный 22,413 м³/кмоль;

В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в данном помещении в соответствующей климатической зоне или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Принимаем .

— стехиометрическая концентрация паров этанола, % (объемных), вычисляемая по формуле:

где - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

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

— коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность

процесса горения. Допускается принимать равным 3.

m — масса паров этанола, вышедших в результате расчетной аварии в помещение, вычисляемая для ЛВЖ по формуле (А.11) [9]:

Так как в помещении насосной отсутствуют открытые емкости и поверхности, на которые нанесены различные составы, то:

где , согласно п. А.1.1 [3];

- интенсивность испарения, определяемая по формуле:

- коэффициент, принимаемый по таблице А.2 [9] в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения, равный 1;

– давление насыщенных паров при.

Определим объем разлившегося этанола:

где – производительность насоса, равная 120 м³/ч;

– время отключения насоса, так как оно ручное берем значение равное 300 с;

– диаметр нагнетательного трубопровода;

– длина трубопровода.

Интенсивность испарения следует учесть по рекомендации п. А.2.5 [3], то , однако , отсюда следует, что

Определим массу паров этанола:

Наличие аварийной вентиляции учитывается в соответствии с п. А.2.3 [3]:

где – коэффициент, определяемый по формуле

- кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, ч^-1;

- продолжительность поступления горючих газов, равная 3600 с = 1 ч.

Отсюда:

Расчетное избыточное давление превышает 5 кПа, ,поэтому категория насосной по взрывопожарной и пожарной безопасности – А (повышенная взрывопожароопасность).

Согласно п. 6.2.6 [12], определим требуемую площадь легкосбрасываемых конструкций для насосной станции, исходя из условия, что площадь легкосбрасываемых конструкций должна составлять не менее 0,05 м² на 1 м³ объема помещения категории А:

ЛИТЕРАТУРА

1. Федеральный Закон Российской Федерации от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

2. ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования.

3. СП 12.13130.2009. Определение категорий помещений зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности. - М.: ВНИИПО МЧС России, 2009.

4. Пожарная безопасность технологических процессов. Учебник / С. А. Швырков, С. А. Горячев и др.; Под общ. ред. С. А. Швыркова. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2011.

5. Пожарная безопасность технологических процессов. Ч. 2. Анализ пожарной опасности и защиты технологического оборудования: Учебник / С. А. Горячев, С. В. Молчанов, В. П. Назаров и др.; Под общ. ред. В. П. Назарова и В. В. Рубцова. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2007.

6. Основы технологии, процессов и аппаратов пожаровзрывоопасных производств: Учеб. пособие / С. А. Горячев, А. И. Обухов, В. В. Рубцов, С. А. Швырков; под общ. ред. С. А. Горячева. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2002.

7. Горячев С. А., Клубань B. C. Задачник по курсу «Пожарная профилактика технологических процессов производств». - М.: ВИПТШ МВД СССР, 1996.

8. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения / Под ред. А.Н. Баратова, А.Я. Корольченко. - М.: Химия, 1990.

9. Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник: в 2-х ч. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.:Асс. «Пожнаука», 2004.

10. Пособие по применению НПБ 105-95 «Определение категорий помещений зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности». - М.: ВНИИПО МВД РФ, 1998.

11. СНиП 23-01-99 Строительная климатология.

12. СП 4.13130.2009. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям. - М.: ВНИИПО МЧС России, 2009.