2.1. Определение категории помещения по взры-вопожарной опасности в соответствии с нпб 105-03

2.1.1. Обоснование расчетного варианта

Количество пыли, которое может образовать взрывоопасную смесь, определяется из следующих предпосылок:

1. рассматривается наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором во взрыве участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий взрыва;

2. всё содержимое аппарата поступает в помещение;

3. расчетной аварии предшествовало пыленакопление в производственном помещении, происходящее в условиях нормального режима работы (например, вследствие пылевыделения из негерметичного производственного оборудования);

4. в момент расчетной аварии произошла плановая (ремонтные работы) или внезапная разгерметизация одного из технологических аппаратов, за которой последовал аварийный выброс в помещение всей находившейся в аппарате пыли.

2.1.2. Расчет избыточного давления взрыва

Для определения категории помещения необходим предварительный расчет избыточного давления взрыва. Он проводится по формуле, рекомендованной в Нормах пожарной безопасности НПБ 105-03:

Р = Р₀ m Z Q_н / V_св _в С_р Т₀ К_н (2.2)

где Р₀ – начальное давление, соответствующее атмосферному, кПа; допускается принимать Р₀ = 101,3 кПа;

m – расчетная масса взвешенной в объеме помещения пыли, образовавшейся в результате аварийной ситуации, кг; в отсутствие пояснений принимается в соответствии с п.2.1.1 как масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение из аппарата, т.е. как масса высушиваемого в аппарате продукта;

Z – коэффициент участия взвешенной пыли во взрыве; в отсутствие возможности получения сведений для расчета величины Z допускается принимать Z = 0,5;

Q_н – низшая теплота сгорания вещества, кДж/кг; при отсутствии данных можно определить по формулам 2.3-2.4;

V_св – свободный объем помещения, м³; определяется как разность между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием; если свободный объем помещения определить невозможно, то его допускается принимать условно равным 80% геометрического объема помещения;

ρ_в – плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т₀, кг/м³; в данной работе принята ρ_в = 1,29 кг/м³;

С_р – теплоемкость воздуха, кДж/(кг К); допускается принимать С_р = 1,02 кДж/(кг К);

Т₀ – начальная температура воздуха, К; в данной работе принята Т₀ = 293 К;

К_н – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения; допускается принимать К_н = 3.

Высшую Q_в (ккал/кг) и низшую Q_н (ккал/кг) теплоту сгорания твердых и жидких горючих веществ можно определить по формулам Д.И. Менделеева:

Q_в = 81 n_C + 300 n_H – 26 (n_O – n_S) (2.3)

Q_н = Q_в – 6 (9 n_H + W) (2.4)

где n_C, n_H, n_O, n_S – содержание молекул углерода, водорода, кислорода и серы в горючем веществе соответственно, %;

W – влажность вещества, %.

Пример 2.2

Определить низшую теплоту сгорания Q_н (кДж/кг) сернистого мазута, имеющего состав (в %): n_C = 82,5; n_H = 10,65; n_O = 0,5; n_S = 3,1; n_A (зола) = 0,25; W = 3.

Решение:

Используя формулы 2.3-2.4, получим:

Q_в = 81*82,5 + 300*10,65 – 26 (0,5 – 3,1) = 9809,9 ккал/кг

Q_н = 9809,9 – 6 (9*10,65 + 3) = 9216,8 ккал/кг = 38563,1 кДж/кг*⁴