I.Определение категории здания (помещения) в целом по взрывопожарной опасности

1. Определение массы вещества, участвовавшего во взрыве, исходя из самых неблагоприятных условий

Масса газа m определяется из выражения:

m = n·V·ρ,

где n – часть газа от общего объёма;

V – общий объем смеси газов;

ρ - плотность газа при н.у., кг/м³

,

где М – молярная масса,

V₀ – молярный объём,

t_р – рабочая температура

Метан, CH₄:

,

м_м = 0,5·624·0,667 =208,104 кг

Водород, Н₂:

,

м_в = 0,5·624·0,084 =26,208 кг

2. Определение максимально возможной массы из условий не взрывопожарной опасности

Масса вещества:

ΔР_доп. – предельно допустимый рост давления для конструкций, зданий, оборудования (5 кПа).

ΔР_max – избыточное давление стехиометрической газо-пылевоздушной смеси (900 кПа);

z – коэффициент участия ГВ при взрыве (0,5 для газов);

V_cd – свободный объем помещения.

– плотность газа;

С_ст – стехиометрическая концентрация.

V_cd принимается как:

V_cd. = ;

;

, где

n_C, n_H, n_X, n_O – число атомов в молекуле вещества.

Метан,CH₄:

- углерода – 1 атомов, водорода – 4 атомов

Водород,Н₂:

- водорода – 2 атомов

Масса веществ:

Метан,CH₄:

Водород, Н₂:

Метан,CH₄:

кг

Водород, Н₂:

кг

Вывод: фактическая масса взрывоопасного горючего вещества, находящегося в помещении, выше массы вещества, допустимой по условиям не взрывопожарной опасности.

3. Определение избыточного давления взрыва

Избыточное давление рассчитывается по следующей формуле:

, где:

m - масса горючих газов, поступивших из разгерметизированного технологического оборудования, кг;

Н_T - теплота сгорания истекающего вещества, кДж/кг;

Ро - атмосферное давление = 101кПа;

р_в, С_в - плотность (1,2 кг/м³) и теплоемкость воздуха (1,01 кДж/кгК);

То - температура в помещении, принимается = 293 - 298К;

К - коэффициент, учитывающий наличие аварийной вентиляции. Учитывают, если аварийная вентиляция снабжена автоматическим пуском, а электропитание осуществляется по I категории надежности по ПУЭ. Если это условие не выполняется, то К=1 (в рассматриваемом случае).

С учетом численных значений показателей можно представить расчетную формулу в виде:

;

Теплота сгорания:

Метан,CH₄:

Н_тм = 802

Н_тм = ;

Водород, Н₂:

Н_тм = 241,6

Н_тв =

Для Метана,CH₄:

кПа

Избыточное давление ниже предельно-допустимого (5кПа).

Для Водорода, Н₂:

кПа

Избыточное давление ниже предельно-допустимого (5кПа).

Следовательно, прорыв трубы, как таковой не приведет к взрыву.

4. Определение вида и исполнения взрывозащищённого оборудования

В помещении компрессорной находится трубопровод, в котором под высоким давлением движется газ: водород + метан 40%. Исходя из свойств данных веществ, необходимо не допускать возникновения в помещении открытого огня, искр, соблюдать запрет на курение для персонала.

Вид электрооборудования в помещении:

• осветительная электрическая проводка и осветительные приборы (лампы дневного света);

• электрические насосы;

• электрические двигатели;

• приборы контроля

Взрывозащищенное электрооборудование – электрооборудование, в котором предусмотрены конструкционные меры по устранению или затруднению возможного воспламенения окружающей его взрывоопасной среды из-за эксплуатации этого электрооборудования.

БЭМЗ - безопасный экспериментальный максимальный зазор

Исполнение взрывозащищённого оборудования:

• Группа взрывозащиты II (для внутренних и наружных установок).

Так как категория смеси IIВ (0,5<БЭМЗ<0,9), то следовательно подгруппа оборудования – IIВ

• Класс взрывозащиты Т1, так как:

- температура самовоспламенения метана (CH₄):

- температура самовоспламенения водорода (Н₂): t_св.в. = 510 °С 450°С

группа взрывоопасной смеси Т1

температурный класс Т1

• Вид взрывозащиты «е» - вид взрывозащиты электрооборудования (электротехнического устройства), заключающийся в том, что в электрооборудовании или его части, не имеющем нормально искрящихся частей, принят ряд мер дополнительно к используемым в электрооборудовании общего назначения, затрудняющих появление опасных нагревов, электрических искр и дуг.

В маркировку по взрывозащите электрооборудования в указанной ниже последовательности входят:

·        Знак уровня взрывозащиты электрооборудования (2, 1, 0);

·        Знак Ех, указывающий на соответствие электрооборудования стандартам на взрывозащищенное электрооборудование;

·        Знак вида взрывозащиты (d, i, o, s, e);

·        Знак группы или подгруппы электрооборудования (II, IIA, IIB, IIC);

·        Знак температурного класса электрооборудования (Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, Т6).

Маркировка по взрывозащите может иметь дополнительные знаки и надписи.

Уровень 0 - взрывозащищенное электрооборудование, в котором по отношению к взрывобезопасному электрооборудованию приняты дополнительные средства взрывозащиты, предусмотренные стандартами на виды взрывозащиты.

Пример маркировки: 0ExеIIBТ2.