Помещения с горючими пылями

 

Пример 9

1. Исходные данные.

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 000мкм
Массовая доля, % масс.	5	10	40	100

 

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

 

2. Обоснование расчетного варианта аварии.

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.

 

3. Расчет избыточного давления взрыва DP производится по формуле (А.4) [1], где коэффициент участия пыли во взрыве Z рассчитывается по формуле (А.16) [1] (для d* £ 200 мкм F=10%=0,1) и составляет:

 

Z = 0,5 × F = 0,5 × 0,1 = 0,05.

 

По формуле (43) "Пособия" получаем:

 

кПа.

 

4. Расчетное избыточное давление взрыва превышает 5 кПа, следовательно, помещение фасовки пакетов с сухим растворимым напитком относится к категории Б.

 

Пример 10

 

1. Исходные данные.

 

1.1. Складское помещение мукомольного комбината для хранения муки в мешках по 50 кг. Свободный объем помещения V_св = 1000 м³. Ежесменная пылеуборка в помещении позволяет пренебречь пылеотложениями на полу, стенах и других поверхностях (m_вз = 0). Размещение мешков производится вручную складскими работниками. Максимальная высота подъема мешка не превышает 2 м.

 

1.2. Единственным взрывопожароопасным веществом в помещении является мука: мелкодисперсный продукт (размер частиц менее 100 мкм). Теплота сгорания Н_Т  = 1,8×10⁷ Дж×кг^-1. Критический размер частиц взрывоопасной взвеси мучной пыли d* = 250 мкм. Стехиометрическая концентрация (по аналогии с целлюлозой) принимается равной r_ст = 0,25 кг/м³.

 

2. Обоснование расчетного варианта аварии.

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×pH² = (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 D P производится по формуле (А.4) [1]:

DP = =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.