Категорирование производственных помещений и наружных установок по взрыво-и пожарной опасности

Категорирование производственных помещений и наружных установок производится исходя из свойств и количества обращающихся в производстве взрывоопасных и горючих веществ с учетом особенностей технологических процессов. Категории производственных помещений устанавливаются согласно нормам пожарной безопасности НПБ 105-95 (табл.3).

Таблица 3

Категория помещения	Характеристика веществ и материалов, обращающихся в производственном помещении
А взрывопожароопасная	Горючие газы, ЛВЖ с tвсп < 28 С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные паро-, газо-воздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа
Б взрывопожароопасная	Горючие пыли или волокна, ЛВЖ с tвсп >28 С, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пыле-, паровоздушные смеси, при вос-пламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа
В1-В4 пожароопасные	Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в т.ч. пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаи-модействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть при условии, что помещения, в ко-торых они имеются в наличии или обращаются, не от-носятся к категориям А или Б
Г	Негорючие вещества и материалы в горячем, раскален-ном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твердые ве-щества, которые сжигаются или утилизируются в качес-тве топлива.
Д	Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии

 

Расчет величины избыточного давления взрыва в объеме помещения (DР) производится по формуле:

 

DP = (m×H_т×P₀×Z)/(V_св×r_в×C_р×T₀×K_н), (1)

 

где Н_т - теплота сгорания, кДж/кг; r_в - плотность воздуха пр температуре T₀, кг/м³ (допускается принимать 1,2 кг/м³); C_р - теплоемкость воздуха, равная 1,01 кДж/кг К; T₀- начальная температура воздуха, К; P₀- атмосферное давление (допускается принимать равным 101 кПа);Z - коэффициент участия горючего во взрыве (для ЛВЖ Z=0,3, для горючих газов - 0,5); V_св - свободный объем помещения, м³ (допускается принимать 80% от геометрического объема); K_н - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения (допускается принимать равным 3); m - масса ЛВЖ и ГЖ (кг), вышедших в помещение, определяемая по методике, приведенной в НПБ 105-95.

При определении величины m исходят из следующих предпосылок:

а) происходит расчетная авария одного из аппаратов;

 

б) все содержимое аппарата поступает в помещение;

 

в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат по прямому или обратному потоку в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов. При ручном закрытии запорных устройств трубопроводов время отключения принимается равным 300 с. При оснащении трубопроводов системой автоматического отключения время отключения принимается по паспортным данным отключающих устройств или равной 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 10^-6 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;

 

г) происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости. Площадь испарения при разливе на пол определяется исходя из расчета, что 1л смесей и растворов, содержащих 70% и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,5 м², а остальных жидкостей на1 м² пола помещения;

д) происходит также испарение жидкостей из емкостей, эксплуатируемых с открытом зеркалом жидкости и со свежеокрашенных поверхностей. Количество испарившейся с поверхности разлития и/или со свежеокрашенных поверхностей определяется по формуле:

m = W×F_п×t_и, (2)

где W - интенсивность испарения, кг/м²с; F_п- площадь испарения, принимаемая по пункту "г", м², t_и - длительность испарения жидкости (принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с).

Интенсивность испарения определяется по справочным данным, но допускается вычислять ее значение и по формуле:

W = 10^-6×hÖM×P_н, (3)

где M - молекулярная масса, кг/кмоль; P_н- давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, определяемое по справочным данным, кПа; h - коэффициент, принимаемый по табл.4 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения.

Таблица 4

Скорости воздушного потока в помещении Vв,м/с	Значение коэффициента h при температуре (°С) воздуха в помещении
	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

 

Определение категории пожарной опасности помещения (В1-В4) осуществляется путем сравнения максимального значения удельной временной пожарной нагрузки q на любом из участков помещения с величиной удельной пожарной нагрузки, приведенной ниже:

категория В1 q >2200 МДж/м²;

категория В2 q =1401-2200 МДж/м²;

категория В3 q =181-1400 МДж/м²;

категория В4 q =1 - 180 МДж/м².

Удельная нагрузка q определяется по формуле:

_n

q = å(G_i×Q_нi)/S, МДж/м² (4)

ⁱ⁼¹

где G_i-количество i-го материала пожарной нагрузки, кг; Q_нi- низшая теплота сгорания i-го материала, МДж/кг [3]; S -площадь размещения пожарной нагрузки, м² (но не менее 10 м²).

 

Наружные технологические установки по пожарной опасности категорируются в соответствии с НПБ 107-97. Установлены следующие категории: А_н, Б_н, В_н, Г_н, Д_н:

А_н - технологическая установка, в которой обращаются горючие газы, ЛВЖ с температурой вспышки не более 28 °С; вещества, способные взаимодействовать с водой, кислородом воздуха и друг с другом, при условии, что на расстоянии 30 м от наружной установки величина расчетного избыточного давления взрыва DР превысит 5 кПа.

Б_н - установка, в которой обращаются горючие пыли или волокна, ЛВЖ с температурой вспышки более 28 °С, горючие жидкости при условии, что на расстоянии 30 м от установки величина DР превысит 5 кПа.

В_н - установка, в которой обращаются горючие вещества, но не реализуются критерии, позволяющие отнести установку к категориям А_н и Б_н.

Г_н- установка, в которой обращаются негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр или пламени, а также горючие газы, жидкости или твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива.

Д_н- установка, в которой присутствуют, в основном, негорючие вещества и материалы в холодном состоянии и по перечисленным выше критериям она не относится к категориям А_н, Б_н, В_н, Г_н.

 

Расчет избыточного давления взрыва в зоне наружной установки производится по формуле:

DP = P₀×[(0,8m_пр^0,33/l) + (3m_пр^0,66/l) + (5m_пр/l)], кПа (5)

 

где Р₀ - атмосферное давление, равное 101 кПа; l - расстояние от геометрического центра газо-, паро-воздушного облака, м; m_пр- приведенная масса пара или газа, кг, вычисляемая по формуле:

m_пр = 0,22×10^-3×H_т×m×Z, кг, (6)

где H_т- удельная теплота сгорания пара или газа, кДж/кг; Z - коэффициент участия горючего в горении, принимается равной 0,1; m -масса горючих газов или паров, поступивших в результате разгерметизации в окружающее пространство, кг. Величина m определяется из тех же предпосылок, которые изложены выше при категорировании производственных помещений, однако при установлении площади разлива считается, что 1 литр смесей и растворов, содержащих 70% и менее (по массе) растворителей, разливается на площадь 0,1 м², а остальных жидкостей - на 0,15 м².