Значения коэффициента участия горючего во взрыве

И безопасности труда

«Охрана труда»

И

«Экологическая безопасность»

В дипломных проектах

для студентов факультета «Т»

(учебно-методическое пособие)

 

 

МОСКВА 2005

ББК 28.080 + 30.69 + 65.247

УДК 66.013.8+577.4

 

Хабарова Е.И., Роздин И.А., Вареник О.Н., Леонтьева С.В.

«Охрана труда» и «Экологическая безопасность» в дипломных проектах для студентов факультета «Т»

Учебно-методическое пособие

М.: МИТХТ, 2005. – 74 с., ил.

 

Утверждено Библиотечно-издательской комиссией МИТХТ в качестве учебно-методического пособия.

Настоящее учебно-методическое пособие предназначено для разработки разделов «Охрана труда» и «Экологическая безопасность» в дипломных проектах студентами шестого курса дневного и вечернего отделения …… «Т» специальностей, получающими квалификацию ИНЖЕНЕР.

 

Рецензенты:

д.х.н., проф. Букин В.И. (МИТХТ, кафедра химии и технологии редких и рассеянных элементов им. К.А. Большакова)

другой………д.т.н., проф. Вольдман Г.М. (МИТХТ, кафедра порошковой металлургии)

 

ãМИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2005

СОДЕРЖАНИЕ

 

Общие положения......................................................................................................................................................................... 4

1. ОХРАНА ТРУДА....................................................................................................................................................................... 4

1.1. Характеристика проектируемого объекта по взрывопожароопасности. Пожарная безопасность.......... 4

1.2. Санитарно-гигиеническая характеристика проектируемого объекта.............................................................. 5

1.2.1. Токсикологическая характеристика веществ........................................................................................................ 5

1.2.2. Микроклиматические условия................................................................................................................................... 6

1.2.3. Вентиляция...................................................................................................................................................................... 6

1.2.4. Освещение........................................................................................................................................................................ 6

1.3. Безопасность производственного процесса.............................................................................................................. 7

2. экологическая безопасность............................................................................................................................... 7

2.1. Воздействие проектируемого объекта на окружающую среду........................................................................... 7

2.2. Определение лимитов воздействия на окружающую среду проектируемого объекта................................. 8

Рекомендуемая литература........................................................................................................................................ 8

ПРИЛОЖЕНИЕ 1........................................................................................................................................................................... 9

Определение категорий помещений.................................................................................................................................... 9

1.1. Общие положения............................................................................................................................................................. 9

1.2. Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности............................................................... 10

1.3. Методы расчета критериев взрывопожарной опасности помещений............................................................ 11

1.3.1. Выбор и обоснование расчетного варианта....................................................................................................... 11

1.3.2. Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей 12

1.3.3. Определение категорий В1-В4 помещений.......................................................................................................... 16

1.3.4. Определение теплоты сгорания веществ.............................................................................................................. 17

ПРИЛОЖЕНИЕ 2......................................................................................................................................................................... 19

Пожароопасные свойства веществ.................................................................................................................................... 19

ПРИЛОЖЕНИЕ 3......................................................................................................................................................................... 21

Определение уровня взрывоопасности технологических объектов (аппаратурно-технологических блоков), использующих газообразный водород.......................................................................................................................................................... 21

ПРИЛОЖЕНИЕ 4......................................................................................................................................................................... 25

Некоторые категории опасных производственных объектов, в соответствии с Федеральным законом №116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».................................................................. 25

ПРИЛОЖЕНИЕ 5......................................................................................................................................................................... 27

Токсикологическая характеристика веществ................................................................................................................. 27

ПРИЛОЖЕНИЕ 6......................................................................................................................................................................... 28

Оптимальные величины показателей микроклимата и ожидаемые условия на рабочих местах производственных помещений...................................................................................................................................................................................................... 28

ПРИЛОЖЕНИЕ 7......................................................................................................................................................................... 29

Оптимальные и допустимые условия микроклимата................................................................................................... 29

ПРИЛОЖЕНИЕ 8......................................................................................................................................................................... 33

Классификация систем вентиляции................................................................................................................................... 33

ПРИЛОЖЕНИЕ 9......................................................................................................................................................................... 35

Определение кратности воздухообмена.......................................................................................................................... 35

ПРИЛОЖЕНИЕ 10...................................................................................................................................................................... 43

Виды и нормирование искусственного освещения....................................................................................................... 43

ПРИЛОЖЕНИЕ 11...................................................................................................................................................................... 47

11.1. Искусственные источники света. Светильники.................................................................................................... 47

11.2. Рекомендации по проектированию систем искусственного освещения в производственных помещениях 49

11.3. Расчет искусственного освещения производственных помещений по методу коэффициента использования светового потока........................................................................................................................................................................................ 51

ПРИЛОЖЕНИЕ 12...................................................................................................................................................................... 57

Пожаровзрывоопасность электроустановок.................................................................................................................. 57

ПРИЛОЖЕНИЕ 13...................................................................................................................................................................... 65

Отнесение опасных отходов к классу опасности для окружающей среды расчетным методом................... 65

ПРИЛОЖЕНИЕ 14...................................................................................................................................................................... 71

Расчет предельно допустимых выбросов (ПДВ)........................................................................................................... 71

 

Общие положения

 

Отражение в дипломных проектах вопросов охраны труда и промышленной экологии – обязательное условие допуска дипломника к защите.

После получения темы дипломного проекта на специальной кафедре студент-дипломник не позднее чем через две недели должен получить на кафедре Прикладной экологии и безопасности труда (ПЭ и БТ) конкретное задание и разъяснения по составлению разделов «Охрана труда» и «Экологическая безопасность» в соответствии с данным учебно-методическим пособием.

В процессе консультаций студент-дипломник разрабатывает конкретные решения, уточняет и согласовывает отдельные вопросы, после чего оформляет разделы «Охрана труда» и «Экологическая безопасность».

Титульный лист подписывается консультантом (преподавателем кафедры ПЭ и БТ) только после полного оформления дипломного проекта и пояснительной записки до получения рецензии.

Переписка правил, инструкций и норм по охране труда, а также обязанностей административно-технического персонала, не допускается.

 

1. ОХРАНА ТРУДА

 

1.1. Характеристика проектируемого объекта по взрывопожароопасности. Пожарная безопасность

 

Характеристика проектируемого объекта[1] по взрывопожароопасности включает в себя, в первую очередь, категорирование производственного помещения (помещений или, в крайнем случае, здания) или наружной установки, где размещен объект, по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с действующими нормативными документами. В настоящее время таким документом являются нормы Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС России) «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. НПБ 105-03». Полный текст документа НПБ 105-03 находится на кафедре ПЭ и БТ. Извлечение из документа, позволяющее категорировать производственные помещения по взрывопожарной и пожарной опасности, дано в приложении 1.

Для того чтобы произвести категорирование производственного помещения или наружной установки в соответствии с документом НПБ 105-03, необходимо собрать данные о пожароопасности веществ, материалов и полуфабрикатов, используемых (обращающихся) на проектируемом объекте. Наиболее полно эти данные представлены в двухтомном справочнике «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения» [1], имеющейся в библиотеке МИТХТ. В пояснительной записке к дипломному проекту данные о пожароопасности используемых веществ, материалов и полуфабрикатов приводятся в таблице, форма которой дана в приложении 2.

В том случае, когда на проектируемом объекте используется водород, возможна оценка взрывоопасности этого объекта по приложению 3. Объекты, использующие водород, относятся к категории опасных.

Некоторые представления о том, какие объекты являются опасными дает приложение 4.

Пожарная безопасность проектируемого объекта однозначно связана с использованием взрывопожароопасных веществ и материалов, применением высоких температур и особенностями технологического оборудования (раздел 1.3). Такие вопросы как нарушение противопожарного режима производственным персоналом (применение открытого огня, курение, неисправная электропроводка и т.п.) в данном разделе не рассматриваются. В разделе 1.1 описываются стационарные системы тушения пожаров и перечисляются первичные средства пожаротушения (ручные огнетушители).

 

1.2. Санитарно-гигиеническая характеристика проектируемого объекта

 

1.2.1. Токсикологическая характеристика веществ

 

Раздел начинается с описания токсических свойств применяемых и получаемых веществ и материалов. Эти сведения приводятся в табличной форме (приложение 5), если таких веществ не менее 3-5. Если таких веществ немного (не более трех), то их характеристика может быть приведена в произвольной форме (по тексту).

В настоящем пособии для установления токсичности веществ рекомендуются литературные источники [2] и [3]. Можно пользоваться и иной литературой, имеющейся в библиотеке МИТХТ или на кафедре ПЭ и БТ.

 

1.2.2. Микроклиматические условия

 

В табличной форме (приложение 6) указываются оптимальные и допустимые микроклиматические условия производственных помещений в зависимости от категории работ по уровню энергозатрат и периода года.

К микроклиматическим условиям в соответствии с Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» (приложение 7) относятся: температура воздуха, температура поверхностей, относительная влажность воздуха, скорость движения воздуха и тепловая нагрузка среды (ТНС-индекс).

Затем необходимо указать ожидаемые условия на проектируемом производстве, а также методы, обеспечивающие нормальный микроклимат в производственном помещении (герметизация оборудования, работа под вакуумом, экранирование, теплоизоляция, отопление и вентиляция и др.), для чего можно использовать учебное пособие [4].

 

1.2.3. Вентиляция

 

В этом разделе указываются системы вентиляции, которые могут быть применены на проектируемом объекте (приложение 8). При наличии вредных веществ и избыточного тепла указываются места их образования.

По указанию консультанта в этом разделе может быть сделан расчет кратности воздухообмена, необходимой для обеспечения требуемых параметров воздушной среды в рабочей зоне для успешной работы вентиляционных систем (а следовательно, тип и производительность вентиляторов) (приложение 9).

 

1.2.4. Освещение

 

В целях обеспечения гигиенических условий в помещениях проектируемого объекта должно быть естественное и искусственное освещение. Естественное освещение проектируемого объекта решается профессиональными строителями и в настоящем разделе не рассматривается.

Определяются нормы искусственной освещенности производственных помещений по Строительным нормам и правилам СНиП 23-05-95 «Нормы проектирования. Естественное и искусственное освещение» (приложение 10).

Производится приближенный расчет количества светильников при системе искусственного общего равномерного освещения (приложение 11).

 

1.3. Безопасность производственного процесса

 

Согласно действующим нормативным материалам (Система стандартов безопасности труда - ССБТ) безопасность производственных процессов в течение всего времени их функционирования должна быть обеспечена выбором применяемых технологических процессов, включая приемы, режимы работы и порядок обслуживания производственного оборудования. Существенными условиями, определяющими опасность производственных процессов являются свойства исходных веществ, материалов, заготовок, полуфабрикатов. готовой продукции и отходов производства, а также особенности применяемого оборудования и организация рабочих мест.

Свойства исходных веществ, представляющие интерес с точки зрения безопасности проектируемого объекта, описаны в разделах 1 и 2. В настоящем разделе основное внимание обращено на безопасность технологии. Здесь же следует рассмотреть возможные аварии и меры их предотвращения.

В этом разделе рассматриваются основные технологические параметры - температура (холод), давление (вакуум), обеспечивающие работу проектируемого объекта в заданном режиме, а также средства защиты персонала от поражения электрическим током. Приводится характеристика производственного помещения (наружной установки) по степени опасности поражения электрическим током. Если в технологическом процессе обращаются взрывопожароопасные вещества, следует рекомендовать исполнение электрооборудования в соответствии с ПУЭ (Приложение 12).

Общий подход к безопасности производственных процессов можно изучить по литературному источнику [4].

 

2. экологическая безопасность

 

2.1. Воздействие проектируемого объекта на окружающую среду

 

Используя методику, представленную в Приложении 13, классифицировать отходы проектируемого объекта по опасности в отношении окружающей среды.

 

2.2. Определение лимитов воздействия на окружающую среду проектируемого объекта

 

Рассчитать предельно допустимые выбросы (ПДВ) основных загрязняющих веществ в атмосферу по методике, представленной в Приложении 14.

 

Рекомендуемая литература

 

1. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справ. изд.: в 2 книгах. Кн.1 / А.Н. Баратов, А.Я. Корольченко, Г.Н. Кравчук и др. - М.: Химия, 1990. - 496 с. Кн.2 / А.Н. Баратов, А.Я. Корольченко, Г.Н. Кравчук и др. - М.: Химия, 1990. - 384 с.

2. Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов I-IV группы: Справ. изд. / А.Л. Бандман, Г.А. Гудзовский, Л.С. Дубейковская и др. – Л.: Химия, 1988. – 512 с.

3. Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов V-VIII групп: Справ. изд. / А.Л. Бандман, Н.В. Волкова, Т.Д. Грехова и др. – Л.: Химия, 1989. – 592 с.

4. Безопасность производства и труда на химических предприятиях / И.А. Роздин, Е.И. Хабарова, О.Н. Вареник. - М.: Химия, КолосС, 2005. - 254 с.: ил. - (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

 

Определение категорий помещений

 

1.1. Общие положения

 

Для определения категорий помещений, зданий и наружных установок используют Нормы Государственной противопожарной службы министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности. НПБ 105-03».

Эти нормы устанавливают методику определения категорий помещений и зданий (или частей зданий между противопожарными стенами – пожарных отсеков)[2] производственного и складского назначения по взрывопожарной и пожарной опасности в зависимости от количества и пожаровзрывоопасных свойств находящихся (обращающихся) в них веществ и материалов с учетом особенностей, технологических процессов размещенных в них производств, а также методику определения категорий наружных установок производственного и складского назначения[3] по пожарной опасности.

Под термином «Наружная установка» в настоящих нормах понимается комплекс аппаратов и технологического оборудования, расположенных вне зданий, с несущими и обслуживающими конструкциями.

По взрывопожарной и пожарной опасности помещения подразделяются на категории А, Б, В1-В4, Г и Д, а здания – на категории А, Б, В, Г и Д. По пожарной опасности наружные установки подразделяются на категории Ан, Бн, Вн, Гн и Дн.

Категории взрывопожарной и пожарной опасности помещений и зданий определяются для наиболее неблагоприятного в отношении пожара или взрыва периода, исходя из вида находящихся в аппаратах и помещениях горючих веществ и материалов, их количества и пожароопасных свойств, особенностей технологических процессов.

Категории пожарной опасности наружных установок определяются, исходя из вида находящихся в наружных установках горючих веществ и материалов, их количества и пожароопасных свойств, особенностей технологических процессов.

Допускается использование показателей пожарной опасности для смесей веществ и материалов по наиболее опасному компоненту.

 

1.2. Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности

 

Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности принимаются в соответствии с табл.1.1. Определение категорий помещений следует осуществлять путем последовательной проверки принадлежности помещения к категориям, приведенным в этой таблице, от высшей (А) к низшей (Д).

 

Таблица 1.1.

Категории помещений в зависимости от веществ и материалов,

находящихся (обращающихся) в помещении

Категория помещения	Характеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении
А (взрывопожароопасная)	Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28°С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные паро-, газовоздушные смеси, при воспламенении Которых развивается расчетное избыточное давление взрыва я помещении, превышающее 5кПа. 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 (взрывопожароопасная)	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 избыточное 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 взаимодействии 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 лучистого тепла, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива
Д	Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии

Примечание:

Разделение помещений на категории В1-В4 регламентируется положениями, изложенными в п.1.3.3.

 

1.3. Методы расчета критериев взрывопожарной опасности помещений

 

1.3.1. Выбор и обоснование расчетного варианта

 

1. При расчете значений критериев взрывопожарной опасности в качестве расчетного следует выбирать 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. Количество поступивших в помещение веществ, которые могут образовать взрывоопасные газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется исходя из следующих предпосылок:

а) Происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно п.1.

б) Всё содержимое аппарата поступает в помещение.

в) Происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат по прямому и обратному потоку в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов.

Расчетное время отключения трубопроводов определяется в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки, и должно быть минимальным с учетом паспортных данных на запорные устройства, характера технологического процесса и вида расчетной аварии.

Расчетное время отключения трубопроводов следует принимать равным:

- времени срабатывания системы автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов;

- 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;

- 300 с при ручном отключении.

Не допускается использование технических средств для отключения трубопроводов, для которых времена отключения превышают приведенные выше значения.

Под «временем срабатывания» и «временем отключения» следует понимать промежуток времени от начала возможного поступления горючего вещества из трубопровода (перфорация, разрыв, изменение номинального давления и т.п.) до полного прекращения поступления газа или жидкости в помещение.

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

д) Происходит также испарение жидкости из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей.

е) Длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.

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

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

б) 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.

4. Свободный объем помещения 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.

1.3.2. Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей

 

Избыточное давление взрыва DР для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, Cl, Br, I, F, определяется по формуле:

 

DР = 100 (Р_max – Р₀) m Z / V_св r_г С_ст К_н (1.1)

где Р_max – максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, кПа; определяемое по справочным данным [1]; при отсутствии данных допускается принимать Р_max = 900 кПа;

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

m – масса горючего газа (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение, кг; для ГГ вычисляется по формулам 1.5-1.9, для паров ЛВЖ и ГЖ по формулам 1.10-1.12;

Z – коэффициент участия горючего во взрыве, допускается принимать его значение по табл.1.2;

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

r_г – плотность газа или пара при расчетной температуре t_р, кг/м³, вычисляемая по формуле:

 

r_г = М / [V₀ (1 + 0,00367 t_р)] (1.2)

 

где М – молярная масса, кг/кмоль;

V₀ – мольный объем, равный 22,413 м³/кмоль;

t_р – расчетная температура, ^оС; в качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в данном помещении или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации; если такого значения расчетной температуры t_p по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61°С;

С_ст – стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, % (об.), вычисляемая по формуле:

 

С_ст = 100 / (1 + 4,84 b) (1.3)

 

b = n_С + [(n_Н – n_Х) / 4] – n_О / 2 (1.4)

 

где b – стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

n_С, n_Н, n_Х, n_О – число атомов углерода, водорода, галоидов и кислорода в молекуле горючего;

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

 

Таблица 1.2.

Значения коэффициента участия горючего во взрыве

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

 

Масса m (кг) поступившего в помещение при расчетной аварии газа определяется по формуле:

 

m = (V_a + V_т) r_г (1.5)

V_a = 0,01 Р₁ V (1.6)

V_т = V_1т + V_2т (1.7)

V_1т = q T (1.8)

V_2т = 0,01 π Р₂ (r₁² L₁ + r₂² L₂ + … + r_n² L_n) (1.9)

 

где V_a – объем газа, вышедшего из аппарата, м³;

V_т – объем газа, вышедшего из трубопроводов, м³;

Р₁ – давление в аппарате, кПа;

V – объем аппарата, м³;

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

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

q – рас ход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., м³/с;

Т – время, с; определяется по п.1.3.1 (п.2);

Р₂ – максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа;

r – внутренний радиус трубопроводов, м;

L – длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.

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:

 

m = m_р + m_емк + m_{св. окр.} (1.10)

 

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

m_емк – масса жидкости, испарившейся с поверхности открытых емкостей, кг;

m_{св. окр.} – масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг.

При этом каждое из слагаемых в формуле (1.10) определяется по формуле:

 

m = W F_и T (1.11)

 

где W – интенсивность испарения, кг/с м²; определяется по формуле (1.12);

F_и – площадь испарения, м²; площадь испарения при разливе на пол принимается, исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих 70 % и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,5 м², а остальных жидкостей – на 1 м² пола помещения;

Т – время испарения, с; длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 1 часа (3600 с).

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

W = 10^{– 6} h Р_нас М^1/2 (1.12)

 

где h – коэффициент, принимаемый по табл.1.3 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения, которые определяются в соответствии с Санитарными нормами и правилами СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» (см. приложение 7);

Р_нас – давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости t_p, кПа; определяется по справочным данным [1] для индивидуальных веществ.

Давление насыщенного пара P_нас (мм рт. ст.) для жидких горючих веществ также можно определить по эмпирической формуле (погрешность расчета составляет ± 30-40%):

 

lg P_нас = 2,763 – 0,019 t_кип + 0,024 t_р (1.13)

 

где P_нас – давление насыщенного пара вещества при расчетной температуре t_р, мм рт. ст. (формула пересчета давления: 760 мм рт. ст. = 101,3 кПа);

t_кип – температура кипения вещества, °С.

 

Таблица 1.3.

Значения коэффициента h в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения

Скорость воздушного потока в помещении, м/с	Значения коэффициента h при температуре t (оС) воздуха в помещении
0,0	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

 

Расчет ΔР (кПа) для индивидуальных горючих веществ, кроме упомянутых в п.1.3.2, а также для их смесей может быть выполнен по формуле:

 

DР = Р₀ m Z Н_т / V_св r_в С_р Т₀ К_н (1.14)

 

где Р₀ – начальное давление, соответствующее атмосферному, кПа; допускается принимать Р₀ = 101 кПа; m – расчетная масса горючего вещества, кг; Z – коэффициент участия вещества во взрыве; принимается по табл.1.2; Н_т – теплота сгорания, кДж/кг; V_св – свободный объем помещения, м³; определяется как разность между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием; допускается принимать его равным 80% геометрического объема помещения; ρ_в – плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т_о, кг/м³; С_р – теплоемкость воздуха, кДж/(кг К); допускается принимать равной 1,017 кДж/(кг К); Т_о – начальная температура воздуха, К; К_н – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения; допускается принимать К_н = 3.

 

1.3.3. Определение категорий В1-В4 помещений

 

Определение пожароопасной категории помещения осуществляется путем сравнения максимального значения удельной временной пожарной нагрузки (далее по тексту – пожарная нагрузка) на любом из участков с величиной удельной пожарной нагрузки, приведенной в табл.1.4.

 

Таблица 1.4.

Данные для определения помещений категорий В1-В4

Категории	Удельная пожарная нагрузка g на участке, МДж/м2
В1	более 2200
В2	1401 – 2200
В3	181 – 1400
В4	1 – 180

 

Пожарная нагрузка Q (МДж) определяется из соотношения:

_р

Q = ∑ G_i Q_{н i} (1.15)

ⁱ⁼¹

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

Q_{н i} – низшая теплота сгорания i-го материала пожарной нагрузки, МДж/кг; определяется по справочным данным [1] или рассчитывается по формулам 1.18, 1.19 (см. приложение 1, п.1.3.4).

Удельная пожарная нагрузка g (МДж/м²) определяется из соотношения:

 

g = Q / S (1.16)

 

где S – площадь размещения пожарной нагрузки, м² (но не менее 10 м²).

 

1.3.4. Определение теплоты сгорания веществ

 

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[C] + 300[H] – 26 ([O] – [S]) (1.17)

Q_н = Q_в – 6 (9[H] + W) (1.18)

 

где [C], [H], [O], [S], W – содержание в горючем веществе углерода, водорода, кислорода, горючей серы и влаги, %.

 

Пример. Определить низшую теплоту сгорания сернистого мазута, имеющего состав (в %): С – 82,5; Н – 10,65; S – 3,1; O – 0,5; A (зола) – 0,25; W – 3.

Решение. Используя уравнение 1.18, получим:

Q_н = 81*82,5 + 300*10,65 – 26 (0,5 – 3,1) – 6 (9*10,65 + 3) = 9960 ккал/кг

 

Низшая теплота сгорания 1 м³ сухих газов Q_н^с (ккал/м³) может быть определена по уравнению:

 

Q_н^с = 30,2[CO] + 25,7[H₂] + 85,5[CH₄] + 141[C₂H₄] + 152[C₂H₆] +

+ 218[C₃H₈] + 283[C₄H₁₀] + 349[C₅H₁₂] + 56[H₂S] (1.19)

Низшие теплоты сгорания некоторых горючих веществ и материалов приведены в табл.1.5.

 

Таблица 1.5.