Определение категорий помещений, зданий по взрывопожарной и пожарной опасности

Таблица А.1 — Значение коэффициента Z участия горючих газов и паров в горении

Вид горючего вещества	Значение Z
Водород	1,0
Горючие газы (кроме водорода)	0,5
Легковоспламеняющиеся и горючие  жидкости, нагретые до температуры  вспышки и выше	0,3
Легковоспламеняющиеся и горючие  жидкости, нагретые ниже температуры  вспышки, при наличии возможности  образования аэрозоля	0,3
Легковоспламеняющиеся и горючие  жидкости, нагретые ниже температуры  вспышки, при отсутствии возможности образования аэрозоля	0

 

 

Расчет DР для индивидуальных веществ, кроме упомянутых в А.2.1, а также для смесей может быть выполнен по формуле

  (А.4)

где Н_т — теплота сгорания, Дж × кг^–1;

r_в — плотность воздуха при начальной температуре Т₀, кг × м^–3;

С_p — теплоемкость воздуха, Дж × кг^–1 × К^–1 (допускается принимать равной 1,01 × 10³, Дж × кг^–1 × К^–1);

Т₀ — начальная температура воздуха, К.

 

В случае обращения в  помещении горючих газов, легковоспламеняющихся  или горючих жидкостей при  определении массы m, входящей в формулы (А.1) и (А.4), допускается учитывать работу аварийной вентиляции, если она обеспечена резервными вентиляторами, автоматическим пуском при превышении предельно допустимой взрывобезопасной концентрации и электроснабжением по первой категории надежности по Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), при условии расположения устройств для удаления воздуха из помещения в непосредственной близости от места возможной аварии.

Допускается учитывать  постоянно работающую общеобменную вентиляцию, обеспечивающую концентрацию горючих газов и паров в  помещении, не превышающую предельно  допустимую взрывобезопасную концентрацию, рассчитанную для аварийной вентиляции. Указанная общеобменная вентиляция должна быть оборудована резервными вентиляторами, включающимися автоматически при остановке основных. Электроснабжение указанной вентиляции должно осуществляться не ниже чем по первой категории надежности по ПУЭ.

При этом массу m горючих газов или паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, нагретых до температуры вспышки и выше, поступивших в объем помещения, следует разделить на коэффициент К, определяемый по формуле

,  (А.5)

где А — кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, с^–1;

      Т — продолжительность поступления горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в объем помещения, с (принимается по А.1.2).

Масса m, кг, поступившего в помещение при расчетной аварии газа определяется по формуле

  (А.6)

где V_а — объем газа, вышедшего из аппарата, м³;

      V_т — объем газа, вышедшего из трубопроводов, м³.

 

При этом

  (А.7)

где P₁ — давление в аппарате, кПа;

       V — объем аппарата, м³;

,  _(А.8)

где V_1т — объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м³;

      V_2т — объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м³;

,  (А.9)

где q — расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т. д., м³ × с^–1;

       Т — время, определяемое по А.1.2, с;

_{,   (А.10)}

где P₂ — максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа;

r_{1, 2,…, n} — внутренний радиус трубопроводов, м;

L_{1, 2,…, n} — длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.

А.2.5 Масса паров жидкости m, поступивших в помещение при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, открытые емкости и т. п.), определяется из выражения:

  _(А.11)

где m_р — масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;

    m_емк — масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг;

 m_св.окр — масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг.

При этом каждое из слагаемых  в формуле (А.11) определяется по формуле

  (А.12)

где W — интенсивность испарения, кг × с^–1 × м^–2;

      F_и — площадь испарения, м², определяемая в соответствии с А.1.2 в зависимости от массы жидкости m_п, вышедшей в помещение.

Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле (А.11) введением дополнительного  слагаемого, учитывающего общую массу  поступившей жидкости от распыляющих  устройств, исходя из продолжительности  их работ.

Массу m_п, кг, вышедшей в помещение жидкости, определяют в соответствии с А.1.2.

Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых выше расчетной температуры (окружающей среды) ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле

  (А.13)

где h — коэффициент, принимаемый по таблице А.2 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения;

    Р_н — давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости t_р, определяемое по справочным данным, кПа.

Таблица А.2 — Значение коэффициента h в зависимости от скорости и температуры воздушного потока

Скорость воздушного потока в помещении, м × с–1	Значение коэффициента h при температуре t, °С, воздуха в помещении
	10	15	20	30	35
0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
0,1	3,0	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
1,0	10,0	8,7	7,7	5,6	4,6

 

Масса паров m, кг, при испарении жидкости, нагретой выше расчетной температуры, но не выше температуры кипения жидкости, определяется по соотношению

,  (А.14)

где C_ж — удельная теплоемкость жидкости при начальной температуре испарения, Дж × кг^–1 × К^–1;

  L_исп — удельная теплота испарения жидкости при начальной температуре испарения, определяемая по справочным данным, Дж ∙ кг^–1.

При отсутствии справочных данных допускается рассчитывать L_исп по формуле

,  (А.15)

где В, С_а — константы уравнения Антуана, определяемые по справочным данным для давления насыщенных паров, измеряемого в кПа;

        Т_а — начальная температура нагретой жидкости, К;

        М — молярная масса жидкости, кг ∙ кмоль^–1.

Формулы (А.14) и (А.15) справедливы для  жидкостей, нагретых от температуры  вспышки и выше при условии, что температура вспышки жидкости превышает значение расчетной температуры.

3. Расчет избыточного давления взрыва для горючих пылей

Расчет избыточного  давления DР, кПа, производится по формуле (А.4), где коэффициент Z участия взвешенной пыли в горении рассчитывают по формуле

Z = 0,5F,  (А.16)

где F — массовая доля частиц пыли размером менее критического, с превышением которого аэровзвесь становится неспособной распространять пламя. В отсутствие возможности получения сведений для оценки величины F допускается принимать F = 1.

Расчетную массу взвешенной в объеме помещения пыли m, кг, образовавшейся в результате аварийной ситуации, определяют по формуле

,  (А.17)

где,

mвз —	расчетная масса взвихрившейся  пыли, кг;
mав —	расчетная масса пыли, поступившей  в помещение в результате аварийной  ситуации, кг;
ρст —	стехиометрическая концентрация горючей пыли в аэровзвеси, кг × м–3 ;
Vав —	расчетный объем пылевоздушного облака, образованного при аварийной  ситуации в объеме помещения, м3.

В отсутствие возможности  получения сведений для расчета V_ав допускается принимать.

т = т_вз + т_ав.   (А.18)

Расчетную массу взвихрившейся  пыли m_вз определяют по формуле

   (А.19)

 

где Квз —	доля отложившейся в помещении  пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной  ситуации. При отсутствии экспериментальных  сведений о величине Квз допускается  принимать Квз = 0,9;
mп —	масса отложившейся в помещении  пыли к моменту аварии, кг.

 

Расчетную массу пыли, поступившей в помещение в  результате аварийной ситуации, m_ав, определяют по формуле

 

   (А.20)

 

 

где,        

mап —	масса горючей пыли, выбрасываемой  в помещение из аппарата, кг;
q —	производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, кг × с–1;
Т —	время отключения, определяемое по А.1.2 (в), с;
Кп —	коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в  воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата в помещение. При отсутствии экспериментальных  данных о величине Кп допускается принимать: - Кп = 0,5 — для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм; - Кп = 1,0 — для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.

 

Величину m_ап принимают в соответствии с А.1.1 и А.1.3.

Массу отложившейся в помещении пыли к моменту  аварии определяют по формуле

_{,    (А.21)}

Кг —	доля горючей пыли в общей  массе отложений пыли;
Ку —	коэффициент эффективности пылеуборки. Принимают равным 0,6 при сухой  и 0,7 — при влажной пылеуборке (ручной). При механизированной вакуумной  пылеуборке для ровного пола Ку принимают  равным 0,9; для пола с выбоинами (до 5 % площади) — 0,7;
m1 —	масса пыли, оседающей на труднодоступных  для уборки поверхностях в помещении  за период времени между генеральными уборками, кг;
m2 —	масса пыли, оседающей на доступных  для уборки поверхностях в помещении  за период времени между текущими уборками, кг.

 

Под труднодоступными для  уборки площадями подразумевают  такие поверхности в производственных помещениях, очистка которых осуществляется только при генеральных пылеуборках. Доступными для уборки местами являются поверхности, пыль с которых удаляется  в процессе текущих пылеуборок (ежесменно, ежесуточно и т. п.).

Масса пыли m_i (i = 1; 2), оседающей на различных поверхностях в помещении за межуборочный период, определяется по формуле

 

,   (А.22)

 

 

 

_где, 

—	масса пыли, выделяющаяся в объем помещения  за период времени  между генеральными пылеуборками, кг;
М1j —	масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный  период, кг;
—	масса пыли, выделяющаяся в объем помещения  за период времени  между текущими   пылеуборками, кг;
М2j —	масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг;
a —	доля  выделяющейся в объем помещения  пыли, которая удаляется вытяжными  вентиляционными системами. При  отсутствии экспериментальных данных о величине a полагают a = 0;
b1, b2 —	доли выделяющейся в объем помещения  пыли, оседающей соответственно на труднодоступных и доступных  для уборки поверхностях помещения (b1 + b2 = 1).

При отсутствии сведений о коэффициентах b₁ и b₂ допускается принимать b₁ = 1, b₂ = 0.

М_i (i = 1; 2) могут быть также определены экспериментально (или по аналогии с действующими образцами производств) в период максимальной загрузки оборудования по формуле

  _(А.23)

где,

G1j, G2j	— интенсивность пылеотложений соответственно на труднодоступных F1j (м2) и доступных F2j (м2)         площадях, кг × м–2 × с–1;
t1, t2	— промежуток времени соответственно между генеральными и текущими пылеуборками, с.

 

4. Определение избыточного давления для смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли

Расчетное избыточное давление DР для гибридных смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли, определяется по формуле

  (А.24)

где DР₁ — избыточное давление, вычисленное для горючего газа (пара);

       DР₂ — избыточное давление, вычисленное для горючей пыли.

5. Определение избыточного давления для веществ и материалов,  
   способных сгорать при взаимодействии с водой, кислородом воздуха  
   или друг с другом с образованием волн давления