Согласно НПБ 105-2003
категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности принимаются в
соответствии с таблицей 4.
Определение категорий
помещений следует осуществлять путем последовательной проверки принадлежности
помещения к категориям от высшей (А) к низшей (Д).
Таблица 4 - Категории помещений по взрывопожарной и
пожарной опасности
Категория помещения
Характеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в
помещении
А взрывопожаро-
опасная
Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не
более 28° С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные
парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное
избыточное давление взрыва в помещении., превышающее 5 кПа. Вещества и материалы,
способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха
или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление
взрыва в помещении превышает 5 кПа.
Б
взрывопожаро-опасная
Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой
вспышки более 28° С, горючие жидкости в таком количестве, что могут
образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при
воспламенении которых развивается расчетное избыточ-ное давление взрыва в
помещении, превышающее 5 кПа.
В1-В4 пожароопасные
Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие
вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы.,
способные при взаимодей-ствии с водой, кислородом воздуха или друг с другом
только гореть при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или
обращаются, не относятся к категориям А или Б.
Г
Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном
состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистой
теплоты, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые
сжигаются или утилизируются в качестве топлива.
Д
Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии,
-
Вывод: Помещение
относится к категории А, так как в нем возможен выход горючего газа (сероводород)
в таком количестве, что может образовать взрывоопасные парогазовоздушные смеси,
при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в
помещении, превышающее 5 кПа.
8. Определение значений
энергетических показателей взрывоопасности технологического блока при взрыве
Энергетический потенциал
взрывоопасности Е (кДж) блока определяется полной энергией сгорания парогазовой
фазы, находящейся в блоке, с учетом величины работы ее адиабатического
расширения, а также величины энергии полного сгорания испарившейся жидкости с
максимально возможной площади ее пролива, при этом считается:
1) при аварийной
разгерметизации аппарата происходит его полное раскрытие (разрушение);
2) площадь пролива
жидкости определяется исходя из конструктивных решений зданий или площадки
наружной установки;
3) время испарения
принимается не более 1 ч:
Е = + + + + +.
— сумма энергий адиабатического
расширения А (кДж) и сгорания ПГФ, находящейся в блоке, кДж:
Для практического
определения энергии адиабатического расширения ПГФ можно воспользоваться
формулой
A = b1PV;
где b1 — может быть принято по табл. 5.
При показателе адиабаты k=1,2
и давлении 0,1 МПа, равно 1,40.
Таблица 5. Значение
коэффициента b1 в
зависимости от показателя адиабаты среды и давления в технологическом блоке
Показатель
Давление в системе, МПа
адиабаты
0,07-0,5
0,5-1,0
1,0-5,0
5,0-10,0
10,0-20,0
20,0-30,0
30,0-40,0
40,0-50,0
50,0-75,0
75,0-100,0
k = 1,1
1,60
1,95
2,95
3,38
3,08
4,02
4,16
4,28
4,46
4,63
k = 1,2
1,40
1,53
2,13
2,68
2,94
3,07
3,16
3,23
3,36
3,42
k = 1,3
1,21
1,42
1,97
2,18
2,36
2,44
2,50
2,54
2,62
2,65
k = 1,4
1,08
1,24
1,68
1,83
1,95
2,00
2,05
2,08
2,12
2,15
=0 кДж — энергия сгорания ПГФ,
поступившей к разгерметизированному участку от смежных объектов (блоков), кДж.
Смежные блоки отсутствуют, поэтому данная составляющая равна нулю.
=0 кДж— энергия сгорания ПГФ,
образующейся за счет энергии перегретой ЖФ рассматриваемого блока и поступившей
от смежных объектов за время ti.
=0 кДж — энергия сгорания ПГФ,
образующейся из ЖФ за счет тепла экзотермических реакций, не прекращающихся при
разгерметизации.
=0 кДж - энергия сгорания ПГФ,
образующейся из ЖФ за счет теплопритока от внешних теплоносителей.
=0 кДж — энергия сгорания ПГФ,
образующейся из пролитой на твердую поверхность (пол, поддон, грунт и т.п.) ЖФ
за счет теплоотдачи от окружающей среды (от твердой поверхности и воздуха к
жидкости по ее поверхности.
По значениям общих
энергетических потенциалов взрывоопасности Е определяются величины приведенной
массы и относительного энергетического потенциала, характеризующих
взрывоопасность технологических блоков.
Общая масса горючих паров
(газов) взрывоопасного парогазового облака т, приведенная к единой удельной
энергии сгорания, равной 46 000 кДж/кг:
Относительный
энергетический потенциал взрывоопасности Qв технологического блока находится расчетным методом по
формуле
По значениям
относительных энергетических потенциалов Qв и приведенной массе парогазовой среды m осуществляется категорирование
технологических блоков. Показатели категорий приведены в табл. 5.
Вывод: Помещение
относится к III категории взрывоопасности, так как
общая масса взрывоопасного парогазового облака сероводородаа приведенная к единой удельной энергии
сгорания, равна 16,67 кг, относительный энергетический потенциал
взрывоопасности равен 5,18.
9.
Расчет
взрывоопасной концентрации газовоздушной смеси в помещении. Определение класса
помещения по взрывопожароопасности по ПУЭ
Определим объем взрывоопасной
концентрации сероводородаа в помещении:
где т - масса
паровоздушной смеси в помещении, кг,
НКПВ - нижний
концентрационный предел воспламенения, г/м3.
Концентрация
паровоздушной смеси в помещении составит:
где VCM − объем взрывоопасной концентрации
сероводорода в помещении, м3, VC6 −
свободный объем помещения, м3.
Результаты расчета
представлены в таблице 6.
Таблица 6. Результаты
расчета концентрации газовоздушной смеси
Вещество
Значение см?%
Вывод
Смрас
См по ПУЭ
Сероводород (горючий газ)
262%
5%
Согласно ПУЭ помещение относится к классу В-Iа
Согласно ПУЭ
рассматриваемая помещение относится к классу В-Ia - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной
эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов (независимо от нижнего предела
воспламенения) или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в
результате аварий и неисправностей.
10.
Определение
зон разрушения при взрыве. Классификация зон разрушений
Радиусы зон разрушений при
взрыве газовоздушной смеси определялись согласно методике, изложенной в
Приложении 2 ПБ 09-540-03.
Масса парогазовых веществ
(кг), участвующих во взрыве, определяется произведением
где z − доля приведенной массы сероводорода, участвующих во
взрыве (для ГГ равна 0,5),
т − масса сероводорода
в помещении, кг.
Для оценки уровня
воздействия взрыва может применяться тротиловый эквивалент. Тротиловый
эквивалент взрыва парогазовой среды WT (кг), определяется по условиям адекватности характера и степени
разрушения при взрывах парогазовых облаков, а также твердых и жидких химически
нестабильных соединений.
Для парогазовых сред
тротиловый эквивалент взрыва рассчитывается:
где 0,4 − доля
энергии взрыва парогазовой среды, затрачиваемая непосредственно на формирование
ударной волны;
0,9 − доля энергии
взрыва тринитротолуола (ТНТ), затрачиваемая непосредственно на формирование
ударной волны;
Зоной разрушения
считается площадь с границами, определяемыми радиусами R, центром которой является рассматриваемый технологический
блок или наиболее вероятное место разгерметизации технологической системы.
Границы каждой зоны характеризуются значениями избыточных давлений по фронту
ударной волны АР и соответственно безразмерным коэффициентом К. Классификация
зон разрушения приводится в таблице 6.
Таблица 7. Уровень
возможных разрушений при взрывном превращении облаков топливовоздушных смесей
Класс зоны разрушения
ΔР, кПа
К
Зона разрушений
Характеристика зоны поражения
1
≥100
3,8
полных
Разрушение и обрушение всех элементов зданий и сооружений, включая
подвалы, процент выживания людей;
- для
административно - бытовых зданий и зданий управления обычных исполнений -
30%;
- для
производственных зданий и сооружений обычных исполнений - 0%.
2
70
5,6
сильных
Разрушение части стен и перекрытий верхних этажей, образование трещин в
стенах, деформация перекрытий нижних этажей. Возможно Ограниченное
использование сохранившихся подвалов после расчистки входов. Процент
выживания людей:
- для
административно - бытовых зданий и зданий управления обычных исполнений - 85
%:
- для
производственных зданий и сооружений обычных исполнений - 2%
3
28
9,6
средних
Разрушение главным образом второстепенных элементов (крыш, перегородок
и дверных заполнений). Перекрытия, как правило, не обрушаются. Часть помещений
пригодна для использования после расчистки обломков и произведения ремонта.
Процент выживания людей: -для административно - бытовых зданий и зданий
управления обычных исполнений - 94 %.
4
14
28
слабых
Разрушение оконных и дверных заполнений и перегородок. Подвалы и нижние
этажи полностью сохраняются и пригодны для временного использования после
уборки мусора и заделки проемов. Процент выживания людей: - для
административно - бытовых зданий и зданий управления обычных исполнений - 98
%; производственных зданий и сооружений обычных исполнений - 90 %
Радиус зоны разрушения
(м) в общем виде определяется выражением:
где К — безразмерный
коэффициент, характеризующий воздействие взрыва на объект.
Результаты расчета
радиусов зон разрушений при взрыве топливно-воздушной смеси в помещении
представлены в таблице 7.
Таблица 7 - Результаты
расчета радиусов зон разрушений
Класс зоны разрушения
К
Радиусы зон разрушений, м
1
3,8
2,93
2
5,6
4,31
3
9,6
7,39
4
28
21,56
5
56
43,12
Список использованных
источников
1. Бесчастнов М.В. Промышленные взрывы. Оценка и
предупреждение. - М. Химия, 1991.
2. Безопасность жизнедеятельности, Безопасность
технологических процессов и производств (Охрана труда): Учеб, Пособие для вузов
/ П.П.Кукин, В.Л. Лапин, Н,Л. Пономарев и др, - М.,: Высш. шк.т 2001,
3. ПБ 09-540-03 «Общие правила взрывобезопасности для
взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих
производств».
4. ГОСТ 12.1,010-76* Взрывобезопасность
5. НПБ 105-03 «Определение категорий помещений и зданий,
наружных установок по взрыволожарной и пожарной опасности».
6. СНиП 23 -01-99 Строительная климатология.
7. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их
тушения. Под ред. А„ Н. Баратова и А. Я. Корольченко. М., Химия, 1990. 8. Правила
устройства электроустановок. Изд. 7-е.