Помещения с нагретыми легковоспламеняющимися и горючими жидкостями

5.3. Помещения с нагретыми легковоспламеняющимися и горючими жидкостями

Пример 7
1. Исходные данные.

1.1. Помещение приемной емкости охлажденного гексана установки экстракции пропиточного масла. В помещении расположена емкость с гексаном объемом V_а = 40 л = 0,04 м³, насосы горячей воды. Размеры помещения L x S x H = 12 x 6 x 6м. Объем помещения V_п = 432 м³. Свободный объем помещения V_СВ = 0,8432 = 345,6 м³. Площадь помещения F = 72 м². Температура гексана в емкости охлажденного гексана Т_а = 50 ⁰С = 323,2 К. Суммарный объем гексана, истекающего из подводящих и отводящих трубопроводов при аварийной ситуации, составляет V_тр = 1 л = 0,001 м³.
1.2. Молярная масса гексана М = 86,177 кгкмоль^-1. Консанты уравнения Антуана: А = 5,99517; В = 1166,274; С_А = 223,661. Химическая формула гексана С₆Н₁₄. Плотность гексана (жидкости) при температуре жидкости t_ж = 50 ⁰С _ж = 631,8 кгм^-3. Средняя теплоемкость гексана в интервале температур 0ч100 ⁰С С_ж = 2514 Джкг^-1К^-1. Температура вспышки гексана t_ВСП = -23 ⁰С. Температура кипения гексана t_к = 68,74 ⁰С.
2. Обоснование расчетного варианта аварии.

При определении избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта аварии принимается разгерметизация приемной емкости и выход из нее и подводящих и отводящих трубопроводов гексана в объем помещения. За расчетную температуру принимается температура нагрева гексана в приемной емкости t_р,2 = 50 ⁰С. Максимальная абсолютная температура воздуха согласно СНиП 2.01.01-82 [3] в данном районе (г. Москва) t_р,1 = 37 ⁰С

3. Определение параметров взрывопожарной опасности проводим с использованием [1] и «Пособия».
3.1. Плотность паров гексана (формула А.2 [1])

при t_р,1 = 37 ⁰С = кгм^-3,

при t_р,2 = 50 ⁰С = кгм^-3.
3.2 Давление насыщенных паров гексана при температурах t_р,1 = 37 ⁰С и t_р,2 = 50 ⁰С составит, соответственно (п. 3.2 «Пособия»):

Lg P_H,1 = 5,99517 - = 1,520876,

P_H,1 =33,18 кПа,

Lg P_H,2 = 5,99517 - =

P_H,2 = 54,13 кПа.
3.3.Удельная теплота испарения L_исп (Джкг^-1) гексана при температуре t_р,2 = =50 ⁰С рассчитывается по формуле (А.15) [1]:
L_исп = .
3.4. Объем V_Г (м³) гексана, вышедшего в помещение, составит:

V_Г = V_а + V_тр = 0,04+0,001 = 0,041 м³.

3.5. Масса m_п (кг) вышедшего в помещение гексана составит:

m_п = V_г_ж = 0,041631,8 = 25,904 кг.

3.6. Расчетная площадь F_и (м²) разлившегося гексана составляет:

F_и = 1,0 V_г = 1,041 = 41 м².

4. Для определения массы m₁ (кг) паров гексана, испарившихся при охлаждении разлившейся жидкости от t_р,2 = 50 ⁰С до t_р,1 = 37 ⁰С, воспользуемся формулой (А.14) [1]:

m₁ = 0,02 кг.

5. Интенсивность испарения W (кгм^-2 с^-1) гексана при расчетной температуре t_р,1 = 37 ⁰С определяем согласно формуле (А.13) [1]:

W =10^-6 кгм^-2 с^-1.

6. Масса m₂ (кг) паров гексана, испарившихся с поверхности разлива при расчетной температуре t_р,1 = 37 ⁰С, согласно формуле (А,12) [1] составит:

m₂ = 3,080210^-4 413600 = 45,464 кг.

7. Суммарная масса испарившегося гексана составляет:

m = m₁+ m₂ = 1,808+45,464 = 47,272 кг.

Поскольку m_п = 25,904  m = 47,272 кг, то принимаем, что масса вышедшего при аварийной разгерметизации приемной емкости гексана испаряется полностью, т.е. m = m_п = 25,904 кг.

8. Избыточное давление взрыва Р согласно формуле (16) «Пособия» будет равно:

Р = 3,507 кПа.

9. Расчетное избыточное давление взрыва превышает 5 кПа, следовательно, помещение приемной емкости охлажденного гексана относится к категории А.

1. 
   Исходные данные.
   

При определении избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта аварии принимается разгерметизация одного насоса и выход из него и подводящих и отводящих трубопроводов ДМФА в объем помещения. За расчетную температуру принимается температура нагрева ДМФА в сборнике t_р,2 = 110 ⁰С. Максимальная абсолютная температура воздуха согласно СНиП 2.01.01-82 [3] в данном районе (г. Москва) t_р,1 = 37 ⁰С

3.1. Плотность паров ДМФА при t_р,1 = 37 ⁰С

при t_р,2 = 110 ⁰С = кгм^-3.

3.2 Давление насыщенных паров ДМФА при температуре t_р,2 = 110 ⁰С составит, соответственно (п. 3.2 «Пособия»):

Lg P_H = 6,15939 - = 1,441646,

P_H =27,65 кПа.
3.3.Удельная теплота испарения L_исп (Джкг^-1) ДМФА при температуре t_р,2 =110 ⁰С рассчитывается по формуле (А.15) [1]:
L_исп = .
3.4. Объем V_Д (м³) ДМФА, вышедшего в помещение, и площадь разлива жидкости F_р (м²) составит:

V_Д = q+V_тр = 2,7810^-4120+0,02 = 0,0334+0,02 = 0,0534 м³ = 53,4 л,

F_р = 1,0V_Д = 1,053,4 = 53,4 м ².

3.5. Масса m_п (кг) вышедшего в помещение ДМФА составит:

m_п = V_Д_ж = 0,0534950 = 50,73 кг.

4. Масса m (кг) паров ДМФА, образующихся при испарении нагретой жидкости ДМФА, определяется по формуле (А.14) [1]:

m = 0,02 кг.

5. Избыточное давление взрыва Р согласно формуле (13) «Пособия» будет равно:

Р = 7,99 кПа.

6. Расчетное избыточное давление взрыва не превышает 5 кПа. Помещение насосной диметилфорамида не относится к категориям А или Б. Согласно п.5.2 и табл. 1 [1] проведем проверку принадлежности помещения к категориям В1-В4.

7. В соответствии c п. Б.2 [1] определим пожарную нагрузку Q и удельную пожарную нагрузку g:

Q = G  = 152,2  45,105 = 6865 Мдж,

G= 3  m_п = 3  50,73 = 152,2 кг,

g = Мдж  м^-2,

S = 3  F_p = 353,4 = 160,2 м² . Поскольку F Fp, принимаем S = F = 108 м².
8. Удельная пожарная нагрузка менее 180 МДжм^-2, но площадь размещения пожарной нагрузки более 10 м². В соответствии с табл. Б.1 [1] помещение насосной диметилформамида относится к категории В3.

1. 5.4. Помещения с горючими пылями

Пример 9

1.1. Производственное помещение, где осуществляется фасовка пакетов с сухим растворимым напитком, имеет следующие габариты: высота - 8 м, длина - 30 м, ширина - 10 м. Свободный объем помещения составляет V_СВ = 0,8  8  30  10 =1920 м³. В помещении расположен смеситель, представляющий собой цилиндрическую емкость со встроенным шнекообразным устройством равномерного перемешивания порошкообразных компонентов напитка, загружаемых через расположенное сверху входное отверстие. Единовременная загрузка дисперсного материала в смеситель составляет m_ап = m = 300 кг. Основным компонентом порошкообразной смеси является сахар (более 95% масс.), который представляет наибольшую пожаровзрывоопасность. Подготовленная в смесителе порошкообразная смесь подается в аппараты фасовки, где производится дозирование (по 30 г) сухого напитка в полиэтиленовые упаковки. Значительное количество пылеобразного материала в смесителе и частая пылеуборка в помещении позволяет при обосновании расчетного варианта аварии пренебречь пылеотложениями на полу, стенах и других поверхностях.

1.2. Расчет категории помещения производится в расчете на сахарную пыль, которая представлена в подавляющем количестве по отношению к другим компонентам сухого напитка. Теплота сгорания пыли Н_Т = 16477 кДж/кг=1,6510⁷ Дж/кг. Распределение пыли по дисперсности представлено в таблице.
Таблица
Фракция пыли,мкм 100 мкм 200мкм 500мкм 1 000мкмМассовая доля, % масс.51040100

Критический размер частиц взрывоопасной взвеси сахарной пыли d*= 200 мкм.

Аварийная ситуация, которая сопровождается наибольшим выбросом горючего материала в объем помещения связана с разгерметизацией смесителя, как емкости, содержащей наибольшее количество горючего материала. Процесс разгерметизации может быть связан со взрывом взвеси в смесителе: в процессе перемешивания в объеме смесителя создается взрывоопасная смесь горючего порошка с воздухом, зажигание которой возможно разрядом статического электричества или посторонним металлическим предметом, попавшим в аппарат при загрузке исходных компонентов; затирание примесного материала между шнеком и корпусом смесителя приводит к его разогреву до температур, достаточных для зажигания пылевоздушной смеси. Взрыв пыли в объеме смесителя вызывает ее выброс в объем помещения и вторичный взрыв. Отнесение помещения к категории Б зависит от величины расчетного избыточного давления взрыва.

Аварийная ситуация с образованием пылевоздушного облака может быть связана с разрывом тары (одного из мешков с мукой), в результате которого его содержимое (m_ав = 50 кг), поступая в помещение с максимально возможной высоты (H = 2 м) образует взрывоопасную взвесь. С определенным запасом надежности примем объем образующегося при этом пылевоздушного облака равным объему конуса, имеющего высоту H и радиус основания также равный H. В этом случае объем аварийного облака составит:

V_ав = (1/3)HH² = (1/3)23,142² = 8,4 м³.
3. Коэффициент участия пыли во взрыве Z рассчитывается по формуле (А.16) [1] и составляет:

Z = 0,5F = 0,51 = 0,5.
4. Расчетную массу взвешенной в объеме помещения пыли m, кг, образовавшейся в результате аварийной ситуации, определяют по формуле (А.17) [1]:

.

Поскольку m_вз + m_ав = 0 + 50 = 50 кг; = = 4,2 кг, следует принять m = 4,2 кг.

5. Определение избыточного давления взрыва P производится по формуле (А.4) [1]:

P = =3,51 кПа.

6. Расчетное избыточное давление взрыва не превышает 5 кПа, следовательно, рассматриваемое помещение мукомольного комбината для хранения муки не относится к категории Б, и его следует относить к категории В1-В4 в зависимости от пожарной нагрузки, находящейся в этом помещении.

1. 5.5. Помещения с горючими жидкостями

При определении категории помещений в нижеприведенных примерах учитываются следующие положения [1]:

- в качестве расчетного выбирается наиболее неблагоприятный вариант аварии, при котором участвует аппарат, имеющий наибольшую пожарную нагрузку (А.1.1, Б.1);

- площадь пожарной нагрузки определяется с учетом особенностей технологии, под площадью пожарной нагрузки понимается площадь поверхности зеркала ГЖ аппарата, площадь разлива ГЖ из агрегата, площадь ограниченная бортиками, поддонами, площадь, занимаемая оборудованием, сливными емкостями и т.п.

Определим категорию помещения для наименее опасного случая, когда количество масла в каждом из компрессоров составляет 15 кг, а другая пожарная нагрузка отсутствует.

В соответствии с п.Б.2 [1] пожарная нагрузка определяется из соотношения:

,

где G_i - количество i-го материала пожарной нагрузки, кг;

Низшая теплота сгорания для турбинного масла составляет 41,87 МДж  кг^-1. Пожарная нагрузка будет равна:

Для пожарной нагрузки, состоящей из ЛВЖ и ГЖ, расстояния между участками разлива пожарной нагрузки должны быть больше предельных.

В помещении минимальное расстояние H от поверхности пожарной нагрузки до нижнего пояса ферм составляет около 9м. При этих условиях (H< 11м) предельное расстояние l_пр должно удовлетворять неравенству:

l_пр  26 - H, или при H = 9 м l_пр  17 м.

Поскольку данное условие для машинного отделения не выполняется (расстояния между агрегатами не более 6 м), то помещение машинного отделения согласно табл. Б.1 [1] относится к категории В3.
Пример 12
Определим категорию помещения для другого случая, когда количество масла в одном из компрессоров (имеющем наибольшее количество масла) составляет 1200 кг.

В соответствии с п. Б.2 [1] пожарная нагрузка будет равна:

В данном помещении минимальное расстояние H от поверхности пожарной нагрузки до покрытия составляет около 6,5 м.

После подстановки численных значений получим:

В соответствии с п.Б.2 [1] пожарная нагрузка будет равна:

В данном помещении минимальное расстояние H от поверхности пожарной нагрузки до покрытия составляет около 9 м.

В соответствии с п. Б.2 [1] пожарная нагрузка будет равна:

1. 5.6. Помещения с твердыми горючими веществами и материалами

Пример 15

Согласно исходным данным площадь размещения пожарной нагрузки в каждом ряду составляет 57,6 м².

Определим полное количество горючего материала (картон) в каждом ряду стеллажей:
10 ярусов ^. 16 отсеков ^. 3 коробки ^. 1 кг = 480 кг.
Низшая теплота сгорания для картона составляет 13,4 МДж  кг^-1. Пожарная нагрузка будет равна:
Q=480 ^. 13,4 = 6432 МДж.
Удельная пожарная нагрузка составит:

g = Мдж  м^-2.

Это значение удельной пожарной нагрузки соответствует категории В4. Однако площадь размещения пожарной нагрузки превышает 10 м². Поэтому к категории В4 данное помещение не относится. В соответствии с табл. Б.1 [1] помещение складского здания относится к категории В3.
Пример 16
Производственная лаборатория. В помещении лаборатории находятся: шкаф вытяжной химический, стол для микроаналитических весов, два стула. В лаборатории можно выделить один участок, площадью 10 м², на котором расположены стол и два стула, изготовленные из дерева. Общая масса древесины на этом участке составляет около 47 кг.

Низшая теплота сгорания для древесины составляет 13,8 МДж  кг^-1. Пожарная нагрузка будет равна:

В соответствии с табл. Б.1 [1] помещение производственной лаборатории с данной удельной пожарной нагрузкой относится к категории В4.

Поскольку в помещении лаборатории нет других участков с пожарной нагрузкой, то согласно табл. Б.1 и п. Б.2 [1] проверка помещения производственной лаборатории на принадлежность к категории В3 не производится.
Пример 17
Помещение гаража. Основную пожарную нагрузку автомобиля составляет резина, топливо, смазочные масла, искусственные полимерные материалы. Среднее значение количества этих материалов для грузового автомобиля следующее: резина -118,4 кг, дизельное топливо - 120 кг, смазочные масла - 18 кг, пенополиуритан - 4 кг, полиэтилен-1,8 кг, полихлорвинил - 2,6 кг, картон - 2,5 кг, искусственная кожа - 9 кг. Общая масса горючих материалов 276,3 кг. Как показано выше в примере 5, для дизельного топлива Р = 0, т.е. помещение не относится к категориям А или Б.

Низшая теплота сгорания составляет: смазочное масло - 41,87 МДж  кг^-1, резина - 33,52 МДж  кг^-1, дизельное топливо - 43,59 МДж  кг^-1, пенополиуритан - 24,3 МДж  кг^-1, полиэтилен - 47,14 МДж  кг^-1, полихлорвинил - 14,31 МДж  кг^-1, картон -13,4 МДж  кг^-1, искусственная кожа - 17,76 МДж  кг^-1. Пожарная нагрузка будет равна:

+ 9 17,76+2,6 14,31= 10365,8 МДж.

Определим, выполняется ли условие п. Б.2 [1]:

1. 5.7. Помещения с горючими газами, легковоспламеняющимися жидкостями, горючими жидкостями, пылями, твердыми веществами и материалами

Пример 18

1.1. Помещение малярно-сдаточного цеха тракторосборочного корпуса. В помещении цеха производится окрашивание и сушка окрашенных тракторов на двух конвейерных линиях. В сушильных камерах в качестве топлива используется природный газ. Избыток краски из окрасочных камер смывается водой в коагуляционный бассейн, из которого после отделения от воды краска удаляется по трубопроводу за пределы помещения для дальнейшей ее утилизации.

1.2. Используемые вещества и материалы:

- природный газ метан (содержание 99,2% (об.));

- грунт ГФ-0119 ГОСТ 23343-78;

- эмаль МЛ-152 ГОСТ 18099-78;

- сольвент ГОСТ 10214-78 или ГОСТ 1928-79 (наиболее опасный компонент в составе растворителей грунта и эмали).

1.3. Физико химические свойства веществ и материалов [2]:

Молярная масса, кг  кмоль^-1:

- метан

- сольвент

Расчетная температура t_p, ⁰C:

- в помещении t_п = 39 [3];

- в сушильной камере t_к = 80.

Плотность жидкости, кг  м^-3:

- сольвента = 850.

Плотность газов и паров, кг  м^-3:

- метана

- сольвента

Парциальное давление насыщенных паров при температуре 39⁰С [2], кПа:

- сольвента lg

= 3,0.

Интенсивность испарения при 39⁰С, кг  м^-2  с^-1:

- сольвент W_c = 10^-6   3,0 = 3,1919  10^-5.
1.4. Пожароопасные свойства [2]:
Температура вспышки, ⁰С:

- сольвент t_всп = 21.

Нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПР), % (об.):

- метан

- сольвент

Стехиометрическая концентрация, % (об.):

- метан

- сольвент

помещения V_П = 264,7  30,54  15,75 = 127322,0 м³.

- тамбур (ось В/1) F_1,встр = 1,753,49 = 6,11 м²;

- ПСУ (оси К-К/1) F_2,встр = 1,97 6,61 = 13,02 м²;

- помещения (оси Л/3-Р/1) F_3,встр = 82,76 6,55 = 542,08 м²;

- помещения (оси У-Х1) F_4,встр = 50,04 6,55 = 327,76 м²;

- суммарная площадь встроенных помещений:

F_встр = F_1,встр+ F_2,встр + F_3,встр + F_4,встр = 6,11+13,02+542,08+327,76 = 888,97 м².
1.5.4. Площадь окрасочного пролета без встроенных помещений:

F_оп = F_общ - F_встр = 8083,94 - 888,97 = 7194,97 м².

1.5.5. Объем окрасочного пролета с площадью F_оп и высотой Н:

V_бвп = 7194,97 15,75 = 113320,78 м³.

1.5.6. Объемы встроенных помещений на отм. 6,500:

- венткамера (отм. 6,500, ось В/1, консоль):

V_1,встр = 1,95 27,05 9,25 = 487,91 м³;
- венткамера (отм.6,500, оси Х/Х1, консоль):

V_2,встр = 5,47 23,99 9,25 = 1213,83 м³;

V_3,встр = 23,92 7,27 9,25-13,02 9,25 = 1488,12 м³;

V_4,встр = 5,43 6,55 9,25 = 328,99 м³;

V_5,встр = 0,72 27,0 9,25 = 179,82 м³;

V_1-5,встр = V_1,встр + V_2,встр + V_3,встр + V_4,встр + V_5,встр = 3698,67 м³.

- венткамеры (отм.12,030, оси Л/3-М/1):

V_1,пер = 10,5 6,55 3,72 = 255,84 м³;
- помещения (отм.6,500, оси М/1-М/3):

V_2,пер = 6,5 6,55 9,25 = 393,82 м³;

V_3,пер = 5,08 6,55 3,72 = 123,78 м³;

V_4,пер = 23,1 6,55 7,95 - 5,82 2,72 2,82 = 1158,23 м³;

V_5,пер = 1,75 3,49 2,26 = 13,80 м³;

V_6,пер = 1,97 6,61 2,96 = 38,54 м³;

V_1-6,пер = V_1,пер + V_2,пер + V_3,пер + V_4,пер + V_5,пер + V_6,пер = 1984,01 м³.

(L=80,5 м, S=3,60  6,40 м, Н=2,10  2,20 м):

V_б = (1,906,40 +2,405,00 +1,404,00 +6,403,10 +66,42,60 +2,02,50) 2,20+

+76,201,002,10 = 659,95 м³.

V_св = 0,8V_п = 0,8112266,07 = 89812,86 м³  89813 м³.

- эмаль МЛ-152 _э = 20 мкм.

- эмаль МЛ-152 G_э = 4,2 г м ^-2 мкм^-1.

- эмаль МЛ-152 _э = 78% (масс.).

- сольвент (грунт ФЛ-03К) G_рфл = 2,66 г м^-2 мкм^-1;

- сольвент (эмаль МЛ-152) G_рэ = 3,276 г м^-2 мкм^-1.
1.5.16. Производительность конвейера по площади нанесения лакокрасочных материалов:
- линия окрашивания тракторов в серийном исполнении:

n_к,с = 407,3 м² час^-1 = 6,79 м² мин^-1 = 0,1131 м² с^-1;

- линия окрашивания тракторов в экспортном исполнении:

n_к,э = 101,8 м² час^-1 = 1,70 м² мин^-1 = 0,0283 м² с^-1.

2.1. Разгерметизация трубопровода, подающего природный газ в теплогенераторы, при работающем конвейере:

2.1.1. Расход газа метана в подводящем трубопроводе при давлении =178,4 кПа:

= 714 кг  час^-1 = 0,19844 кг  с^-1.

2.1.2. Масса газа поступающего из трубопроводов диаметром d_г= 0,219 м и общей длиной участков трубопроводов L_г = 1152 м, согласно п.п.А.1.2 в) и А.2.4 [1] составит:

m_эс = 2  n_р,эс  Т_а = 2  26,6863  1 = 53,3726 кг;

2.2.1. Масса растворителя, поступающего в помещение при аварийной ситуации из красконагнетательного бака V_бк = 60 л = 0,06 м³ и трубопроводов диаметром d_бко = d_бкп = 0,04 м и длиной (L_бко + L_бкп) = 312 м, составит:

=2  0,007413  300+[0,06+0,785  (0,04²  156+0,04²  156)]  0,78 850=304,04 кг.

F_и,бк = м².

m_рбб = m_рб + W_с  F_и,бк  Т_а = 26,0658 +3,1919  10^-5  458,6  3600 = 78,7628 кг.

m_п,р = m_рбб + m_рк = 78,7628 +74,836 = 153,5988 кг.

2.3.1. Масса растворителя m_рбб (кг), испаряющегося со свободной поверхности бассейна и с поверхности разлившейся эмали МЛ-152 из красконагнетательного бака (см.п.2.2.3).

2.3.2. Площадь окрашиваемых поверхностей, находящихся на технологических линиях окраски тракторов в экспортном и серийном исполнении, и масса растворителя, содержащегося в лакокрасочных материалах, нанесенных на эти поверхности, составят:

- участок нанесения грунта ФЛ-03К, линия окрашивания тракторов в экспортном исполнении:

F_го = 260 м²;
m_гэо = K_И  G_рфл  F_го  _г = 2  2,66  10^-3  260  15 = 20,7480 кг;
- участок сушки грунта ФЛ-03К, линия окрашивания тракторов в экспортном исполнении:

F_гс = 227,5 м²;

F_эсэ = 500,5 м²;

F_эос = 533 м²;

2.4.1. Масса газа , поступающего из трубопровода (см. п.2.1.2).

2.4.2. Масса растворителя, испаряющегося с окрашенных поверхностей и со свободной поверхности (см.п.п. 2.3.2 и 2.1.4).
3. Расчет избыточного давления взрыва P для различных вариантов аварийных ситуаций проводится согласно формуле (А.1) [1].
3.1. Разгерметизация трубопровода, подающего природный газ в теплогенераторы, при работающем конвейере:
=

= =

= 0,2965  (9,2135 +0,9833+3,1946) = 3,97 кПа.
Расчетное избыточное давление взрыва не превышает 5 кПа, следовательно, при данном варианте аварийной ситуации помещение малярно-сдаточного цеха не относится к категориям А или Б.
3.2. Разгерметизация красконагнетательного бака при работающем конвейере:

= =

= 0,04942  (17,8269+19,1676) = 1,83 кПа.

3.3. Разгерметизация красконагнетательного бака, остановка конвейера:

= =

= 0,04942  (17,8269+62,5062) = 3,97 кПа.
Расчетное избыточное давление взрыва не превышает 5 кПа, следовательно, при данном варианте аварийной ситуации помещение малярно-сдаточного цеха не относится к категориям А или Б.
3.4. Разгерметизация трубопровода, подающего природный газ в теплогенераторы, остановка конвейера:

+ 0,9833 + 10,4177) = 6,11 кПа.

1.1. Помещение отделения консервации и упаковки станков. В помещении производится обезжиривание поверхностей станков в водном растворе тринатрий фосфата с синтанолом ДС-10, обезжиривание отдельных деталей станков уайт-спиритом и обработка поверхностей станков (промасливание) индустриальным маслом И-50. Размеры помещения L  S  H = 54,0  12,0  12,7 м. Объем помещения V_П = 8229,6 м³. Свободный объем помещения V_СВ = 0,8  8229,6 = 6583,7 м³  6584 м³. Площадь помещения F=648 м². Обезжиривание станков раствором тринатрий фосфата (m₁ = 20,7 кг) с синтанолом ДС-10 (m₂ =2,36 кг) осуществляется в ванне размером L₁  S₁  H₁= 1,5  1,0  1,0 м (F₁=1,5 м²). Отдельные детали станков обезжириваются в вытяжном шкафу размером L₂  S₂  H₂ = 1,2  0,8  2,85 м (F₂ = 0,96 м²) уайт-спиритом, который хранится в шкафу в емкости объемом V_а = 3 л = 0,003 м³ (суточная норма). Обработка поверхностей станков производится в ванне с индустриальным маслом И-50 размером L₃  S₃  H₃ = 1,15  0,9  0,72 м (F₃ = 1,035 м², V₃ = 0,7452 м³) при температуре t = 140⁰ С. Масса индустриального масла И-50 в ванне m₃ = 538 кг. Рядом с ванной для промасливания станков расположено место для упаковки станков размером L₄  S₄ = 6,0  4,0 м (F₄ = 24,0 м²), на котором находится упаковочная бумага массой m₄ = 24 кг и обшивочные доски массой m₅ = 1650 кг.

1.2. Тринатрий фосфат негорючее вещество. Брутто-формула уайт-спирита С_10,5Н_21,0. Молярная масса уайт-спирита М=147,3 кг  кмоль^-1. Константы уравнения Антуана для уайт-спирита: А=7,13623; В=2218,3; С_А= 273,15. Температура вспышки уайт-спирита t_всп >33⁰ С, индустриального масла И-50 t_всп = 200⁰ С, синтанола ДС-10 t_всп = 247⁰ С. Плотность жидкости при температуре t = 25⁰С уайт-спирита _ж = 790 кгм^-3, индустриального масла И-50 _ж = 903 кгм^-3, синтанола ДС-10 _ж = 980 кгм^-3. Теплота сгорания уайт-спирита Н_Т= = 43,966 МДжкг^-1= 4,39710⁷ Джкг^-1, индустриального масла И-50 по формуле Басса = 50460-8,545_ж = 50460-8,545903 = 42744 кДжкг^-1= 42,744 МДж  кг^-1, упаковочной бумаги = 13,272 МДж  кг^-1, древесины обшивочных досок = 20,853 МДж  кг^-1.
2. Обоснование расчетного варианта аварии.

При определении избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта аварии принимается разгерметизация емкости с уайт-спиритом. За расчетную температуру принимается максимальная абсолютная температура воздуха согласно СНиП 2.01.01-82 [3] в данном районе (г. Вологда) t_р = 35⁰С. Плотность паров уайт-спирита при t_р= 35⁰ С _п = =5,8240 кгм^-3. Длительность испарения по п.А.1.2 е) [1] Т=3600 с.

3. Объем V_ж и площадь разлива F_И поступившего в помещение при расчетной аварии уайт-спирита согласно п.А.1.2. [1] составит:

V_ж = V_а = 0,003 м³ = 3 л,

F_И = 1,0  3 = 3 м².

4. Определяем давление Р_Н насыщенных паров уайт-спирита при расчетной температуре t_р=35⁰ С:

lg P_Н = 7,13623 - = - 0,062537,

P_Н = 0,87 кПа.

9. В соответствии с п.Б.2 [1] определим пожарную нагрузку Q и удельную пожарную нагрузку g:

Q = 538  42,744 +24 13,272 +1650  20,583 = 57277 МДж,

S = F₃ + F₄ = 1,035 + 24,0 = 25,035 м²,

g = = 2288 МДж  м^-2.

Пример 20

1.1. Помещение первичных и вторичных смесителей, насосов и фильтров. В этом помещении осуществляется приготовление смеси для пропитки гидроизоляционных материалов и производится ее подача насосами в пропиточные ванны производственных линий, находящиеся в другом помещении. В качестве компонентов смеси используются битум БНК 45/190, полипропилен и наполнитель (тальк). Всего в помещении находятся 8 смесителей: 6 смесителей объемом V_а= 10 м³ каждый, из которых каждые два заполнены битумом, а один пустой; 2 смесителя объемом V_а= 15 м³ каждый. Все смесители обогреваются диатермическим маслом (аллотерм-1), подаваемым из помещения котельной и имеющим температуру t=210⁰ С. Температура битума и смеси в смесителях t=190⁰С. Смесь состоит из битума БНК 45/190 - 8 тонн, полипропилена - 1 тонна, талька - 1 тонна. Полипропилен подается в единичной таре в виде гранул массой m₁ = 250 кг. В 1 тонне гранулированного полипропилена содержится до 0,3 кг пыли. Полипропилен загружается из тары в бункер смесителя объемом V_а = 1 м³. Количество полипропилена в бункере m₂ = 400 кг, следовательно, пыли в этом бункере в грануляте содержится m₃ = 0,12 кг.

Полипропилен и его сополимеры в процессе переработки при его нагревании выше температуры t=150⁰С могут выделять в воздух летучие продукты термоокислительной деструкции, содержащие органические кислоты, карбонильные соединения, оксид углерода. При этом на 1 тонну сырья выделяется 1,7 кг газообразных продуктов (в пересчете на уксусную кислоту).

Размеры помещения LSH = 243612 м. Объем помещения V_П = 10368 м³. Свободный объем помещения V_СВ = 0,8  10368 = 8294,4 м³. Площадь помещения F= 864 м².

Производительность насоса с диатермическим маслом (аллотерм-1) n₁ = 170 м³час^-1 = 0,0472 м³  с^-1 = 71,5 кг  с^-1. Всего в системе циркуляции диатермического масла находится m₄=15 тонн масла. Максимальная длина подводящих и отводящих трубопроводов с диатермическим маслом между ручными задвижками и смесителями L₁=19 м, диаметр d₁=150 мм = 0,15 м. Производительность насоса, подающего смесь в пропиточную ванну, n₂ = 10 м³  час^-1 = 0,00278 м³  с^-1 = 2,78 кг  с^-1 (по битуму с полипропиленом 2,5 кг  с^-1), а отводящего смесь в смесители из ванн n₃= 5 м³  час^-1 = 0,00139 м³  с^-1 = 1,39 кг  с^-1 (по битуму с полипропиленом 1,25 кг  с^-1). Максимальная длина подводящих и отводящих трубопроводов со смесью между ручными задвижками и смесителями L₂=15 м, диаметр d₂=150 мм = 0,15 м. Производительность насоса, перекачивающего битум из резервуара, расположенного в другом помещении, в смесители, n₄ = 25 м³  час^-1 = 0,007 м³  с^-1 = 7 кг  с^-1. Максимальная длина подводящего трубопровода между ручной задвижкой и смесителем L₃ = 20 м, диаметр d₃ = 150 мм = 0,15 м.

По данным технологического регламента с 1 тонны гранулированного полипропилена при загрузке в смеситель в помещение поступает 30 г (0,03 кг) содержащейся в грануляте пыли. Текущая влажная пылеуборка производится не реже 1 раза в смену, генеральная влажная пылеуборка не реже 1 раза в месяц. Производительность по перерабатываемому полипропилену n₅ = 1,65 тчас^-1. Доли выделяющейся в объем помещения пыли, оседающей на труднодоступных и доступных для уборки поверхностях соответственно ₁ = 0,2 и ₂ = 0,8.

t_всп = 212 ⁰С, аллотерма-1 t_всп = 214 ⁰С. Плотность жидкости битума _ж = 1000 кгм^-3, аллотерма-1 _ж = 1514 кг  м^-3. Теплота сгорания битума по формуле Басса Н_Т = = 50460 - 8,545  _ж = 41915 кДж  кг^-1 = 41,92 МДж  кг^-1, аллотерма-1 Н_Т = = 50460 - 8,545  1514 = 37523 кДж  кг^-1 = 37,52 МДж  кг^-1, полипропилена Н_Т = = 44000 кДжкг^-1 = 44,0 МДжкг^-1.

При определении избыточного давления взрыва в качестве расчетного принимается наиболее неблагоприятный из двух вариантов аварии по последствиям взрыва. За первый вариант аварии принимается разгерметизация бункера при загрузке полипропилена в смеситель. За второй вариант принимается разгерметизация трубопровода на участке между смесителем и задвижкой перед насосом, перекачивающим смесь из ванны в смеситель.

2.1. Разгерметизация бункера при загрузке полипропилена в смеситель. Расчет проводим в соответствии с п.п.А.3.2-А.3.6.

2.1.1. Интенсивность пылеотложений n₆ в помещении при загрузке в бункера смесителей полипропилена из тары по исходным данным составит:

n₆ = 0,03  1,65 = 0,0495 кг  час^-1.

2.1.2. Масса пыли М₁, выделяющаяся в объем помещения за период времени (30 дней = 720 часов) между генеральными пылеуборками (₁=0,2; =0), будет равна:

m₁ = 0,0495  720  0,2 = 7,128 кг.

2.1.3. Масса пыли М₂, выделяющаяся в объем помещения за период времени (8 часов) между текущими пылеуборками (₂=0,8; =0), будет равна:

m₂ = 0,0495  8  0,8 = 0,317 кг.

2.1.4. Масса отложившейся в помещении пыли m_п к моменту аварии (К_г=1,0; К_у=0,7) и масса взвихрившейся пыли m_вз (К_вз=0,9) составят:

m_п =  (7,128+0,317) = 10,636 кг,

m_вз = 10,636 ^. 0,9 = 9,572 кг.

m_ав = m₃ = 0,12 кг.

2.1.6. Расчетная масса взвешенной в объеме помещения пыли m, образовавшейся в результате аварийной ситуации, составит:

m = 9,572+0,12 = 9,692 кг.

2.2. Разгерметизация трубопровода на участке между смесителем и задвижкой перед насосом, перекачивающим смесь из ванны в смеситель. Расчет проводим в соответствии с п.А.1.2 [1] и исходными данными.

2.2.1. Масса m_см вышедшей из смесителя (V_а=15 м³) и трубопровода смеси при работающем насосе будет равна (q = n₃; Т_а = 300 с):

= 15682 кг.

m_пр =  m_см =  15682 = 1568,2 кг.

m = 0,0017  m_пр = 0,0017  1568,2 = 2,7 кг.

3. Избыточное давление взрыва P для двух расчетных вариантов аварии определяем по формулам (22) и (43) "Пособия".

3.1. Избыточное давление взрыва P при аварийной ситуации, связанной с разгерметизацией бункера при загрузке полипропилена в смеситель, составит:

Р = 47,18  = 2,42 кПа.
3.2. Избыточное давление взрыва P при аварийной ситуации, связанной с разгерметизацией трубопровода на участке между смесителем и задвижкой перед насосом, перекачивающим смесь из ванны в смеситель, составит:
Р = 2,831 10^-5  = 0,4 кПа.
4. Расчетное избыточное давление взрыва для каждого из вариантов аварии не превышает 5 кПа. Помещение первичных и вторичных смесителей, насосов и фильтров не относится к категории А или Б. Согласно п.5.2 и табл.1 [1] проведем проверку принадлежности помещения к категориям В1-В4.
5. Учитывая, что в помещении находится достаточно большое количество горючих веществ, проведем для упрощения расчет только по битуму и смеси, находящихся в 4 смесителях объемом V_а=10м³ каждый и в 2 смесителях объемом V_а=15 м³ каждый соответственно. При этом количество циркулирующего диатермического масла не принимается во внимание. Также для упрощения расчет проведем с использованием единой теплоты сгорания для всех компонентов и веществ по битуму, равной = 41,92 МДж  кг^-1.
6. В соответствии с п.Б.2 [1] определим пожарную нагрузку Q и удельную пожарную нагрузку g:
G = 4  10  1000 + 2  15  0,9  1000 = 67000 кг,
Q = 67000  41,92 = 2808640 МДж,
S = F = 864 м²,
g = = 3251 МДж  м^-2.
7. Удельная пожарная нагрузка превышает 2200 МДжм^-2. Помещение первичных и вторичных смесителей, насосов и фильтров согласно табл.Б.1 [1] относится к категории В1.

1. 5.8. Примеры расчетов категорий зданий по взрывопожарной и пожарной опасности

2. 5.8.1. Здания категории А

Пример 21

1. Исходные данные. Производственное шестиэтажное здание. Общая площадь помещений здания F=9000 м². В здании находятся помещения категории А суммарной площадью F_А=400 м².

2. Определение категории здания.

Суммарная площадь помещений категории А составляет 4,44% и не превышает 5% площади всех помещений здания, но более 200 м². Согласно п.6.2 [1] здание относится к категории А.
Пример 22
1. Исходные данные. Производственное трехэтажное здание. Общая площадь помещений здания F = 20000 м². В здании находятся помещения категории А суммарной площадью F_А=2000 м². Эти помещения оборудованы установками автоматического пожаротушения.

2. Определение категории здания.

Суммарная площадь помещений категории А, оборудованных установками автоматического пожаротушения, составляет 10% и не превышает 25% площади всех помещений здания, но более 1000 м². Согласно п.6.2 [1] здание относится к категории А.

1. 5.8.2. Здания категории Б

Пример 23

Производственное шестиэтажное здание. Общая площадь помещений здания F=32000 м². Площадь помещений категории А составляет F_А=150 м², категории Б - F_Б = 400 м², суммарная категорий А и Б - F_А,Б = 550 м².

2. Определение категории здания.

Суммарная площадь помещений категории А составляет 0,47% и не превышает 5% площади всех помещений здания и 200 м². Согласно п.6.2 [1] здание не относится к категории А. Суммарная площадь помещений категорий А и Б составляет 1,72% и не превышает 5% площади всех помещений здания, но более 200 м². Согласно п.6.4 [1] здание относится к категории Б.

Производственное двухэтажное здание. Общая площадь помещений здания F=15000 м². Площадь помещений категории А составляет F_А=800 м², категории Б - F_Б = 600 м², суммарная категорий А и Б - F_А,Б = 1400 м². Помещения категорий А и Б оборудованы установками автоматического пожаротушения.

2. Определение категории здания.

Суммарная площадь помещений категории А, оборудованных установками автоматического пожаротушения, составляет 5,33% и не превышает 25% площади всех помещений здания и 1000 м². Согласно п.6.3 [1] здание не относится к категории А. Суммарная площадь помещений категорий А и Б, оборудованных установками автоматического пожаротушения, составляет 9,33% и не превышает 25% площади всех помещений здания, но более 1000 м². Согласно п.п. 6.4 и 6.5 [1] здание относится к категории Б.

1. 5.8.3. Здания категории В

Пример 25

Производственное восьмиэтажное здание. Общая площадь помещений здания F=40000 м². В здании отсутствуют помещения категорий А и Б. Площадь помещений категорий В1-В3 составляет F_В= 8000 м².

2. Определение категории здания.

Суммарная площадь помещений категорий В1-В3 составляет 20% площади всех помещений здания, что более 10 %. Согласно п.6.6 [1] здание относится к категории В.

Производственное трехэтажное здание. Общая площадь помещений здания F=12000 м². Площадь помещений категорий А и Б составляет F_А,Б=180 м², категорий В1-В3 -F_В = 5000 м², суммарная категорий А,Б, В1-В3- F_А,Б,В=5180 м².

2. Определение категории здания.

Суммарная площадь помещений категорий А и Б составляет 1,5% площади всех помещений здания и не превышает 200 м². Согласно п.п.6.2 и 6.4 здание не относится к категориям А или Б. Суммарная площадь помещений категорий А,Б, В1-В3 составляет 43,17% площади всех помещений здания, что более 5%. Согласно п.6.6 [1] здание относится к категории В.

Пример 27

Производственное двухэтажное здание. Общая площадь помещений здания F=20000 м². Площадь помещений категорий А и Б составляет F_А,Б=900 м², категорий В1-В3 - F_В= 4000 м², суммарная категорий А, Б, В1-В3 -F_А,Б,В=4900 м². Помещения категории А, Б, В1-В3 оборудованы установками автоматического пожаротушения.

Суммарная площадь помещений категорий А и Б, оборудованных установками автоматического пожаротушения, составляет 4,5% и не превышает 25% площади всех помещений здания и 1000 м². Согласно п.п.6.3 и 6.5 [1] здание не относится к категориям А или Б. Суммарная площадь помещений категорий А,Б, В1-В3 составляет 24,5% и не превышает 25% площади всех помещений здания, но более 3500 м². Согласно п.6.7 [1] здание относится к категории В.

1. 5.8.4. Здания категории Г

Пример 28

Производственное шестиэтажное здание. Общая площадь помещений здания F=30000 м². Помещения категорий А и Б в здании отсутствуют. Площадь помещений категорий В1-В3 составляет F_В = 1800 м², категории Г - F_г = 2000 м², суммарная площадь помещений категорий В1-В3, Г -F_В,Г= 3800 м².

2. Определение категории здания.

Суммарная площадь помещений категорий В1-В3 составляет 6% и не превышает 10% площади всех помещений здания. Согласно п.6.6 [1] здание не относится к категории В. Суммарная площадь помещений категорий В1-В3, Г составляет 12,67% площади всех помещений здания, что превышает 5 %. Согласно п.п.6.6 и 6.8 [1] здание относится к категории Г.

Производственное четырехэтажное здание. Общая площадь помещений здания F=16000 м². Площадь помещений категорий А и Б составляет F_А,Б = 800 м², помещений категорий В1-В3 - F_В = 1500 м², помещений категории Г - F_Г = 3000 м², суммарная категорий А, Б, В1-В3-F_А,Б,В = 2300 м², суммарная категорий А, Б, В1-В3, Г - F_А,Б,В,Г = 5300 м². Помещения категорий А, Б, В1-В3 оборудованы установками автоматического пожаротушения.

2. Определение категории здания.

Суммарная площадь помещений категорий А и Б, оборудованных установками автоматического пожаротушения, составляет 5% и не превышает 25% площади всех помещений здания и 1000 м². Согласно п.п.6.3 и 6.5 [1] здание не относится к категориям А или Б. Суммарная площадь помещений категорий А, Б, В1-В3, оборудованных установками автоматического пожаротушения, составляет 14,38% и не превышает 25% площади всех помещений здания и 3500 м². Согласно п.6.7 [1] здание не относится к категории В. Суммарная площадь помещений категорий А, Б, В1-В3, Г, где помещения категорий А, Б, В1-В3 оборудованы установками автоматического пожаротушения, составляет 31,12% площади всех помещений здания, что более 25% и 5000 м². Согласно п.п.6.7, 6.8 и 6.9 [1] здание относится к категории Г.

1. 5.8.5. Здания категории Д

Пример 30

1. Исходные данные.

Производственное одноэтажное здание. Общая площадь помещений здания F=8000 м². Площадь помещений категорий А и Б составляет F_А,Б =600 м², категорий В1-В3 - F_В = 1000 м², категории Г- F_Г = 200 м², категорий В4 и Д -F_В4,Д = 6200 м², суммарная категорий А, Б, В1-В3 - F_А,Б,В = 1600 м², суммарная категорий А, Б, В1-В3, Г - F_А,Б,В,Г = 1800 м². Помещения категорий А, Б, В1-В3 оборудованы установками автоматического пожаротушения.

2. Определение категории здания.

Суммарная площадь помещений категорий А и Б, оборудованных установками автоматического пожаротушения, составляет 7,5% и не превышает 25% площади всех помещений здания и 1000 м². Согласно п.п.6.3 и 6.5 [1] здание не относится к категориям А или Б. Суммарная площадь помещений категорий А, Б, В1-В3, оборудованных установками автоматического пожаротушения, составляет 20% и не превышает 25% площади всех помещений здания и 3500 м². Согласно п.6.7[1] здание не относится к категории В. Суммарная площадь помещений категорий А, Б, В1-В3, Г, где помещения категорий А, Б, В1-В3 оборудованы установками автоматического пожаротушения, составляет 22,5% и не превышает 25% площади всех помещений здания и 5000 м². Согласно п.п.6.9 и 6.10 [1], здание не относится к категориям А, Б, В и Г и относится к категории Д.

Производственное пятиэтажное здание. Общая площадь помещений здания F=25000 м². Помещения категорий А и Б в здании отсутствуют. Площадь помещений категорий В1-В3 составляет F_В = 1000 м², категории Г-F_Г = 200 м², категорий В4 и Д -F_В4,Д = 23800 м², суммарная категорий В1-В3, Г - F_В,Г = 1200 м².

2. Определение категории здания.

Суммарная площадь помещений категорий В1-В3 составляет 4% и не превышает 10% площади всех помещений здания. Согласно п.6.6 [1] здание не относится к категории В. Суммарная площадь помещений категорий В1-В3, Г составляет 4,8% и не превышает 5% площади всех помещений здания. Согласно п.6.8 и 6.10 [1] здание не относится к категориям А, Б, В и Г и относится к категории Д.

1. Исходные данные.

Производственное двухэтажное здание. Общая площадь помещений F=10000 м². Помещения категорий А, Б, В1-В3 и Г отсутствуют. Площадь помещений категории В4 составляет F_В4 = 2000 м², категории Д - F_Д = 8000 м².

2. Определение категории здания.

Согласно п.6.10 [1] здание относится к категории Д.

• 
  
  жүктеу/скачать 2.18 Mb.
  
  Достарыңызбен бөлісу: