Определение категории помещений и зданий по взрывопожарной опасности

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

по дисциплине «Пожаровзрывобезопасность промышленных

предприятий»

для студентов специальности 330100

МАГНИТОГОРСК

Составители: Т.М.Мурикова,

Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной опасности: Методические указания и варианты заданий для проведения практических занятий для студентов специальности 330100. Магнитогорск: МГТУ,2005, 28с.

. Определение категории помещения по взрывопожарной опасности

Категории помещений и зданий предприятий и учреждений определяются на стадии проектирования в соответствии с НПБ 105-2003 «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности».

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.

Определение пожароопасных свойств и материалов производится на основании результатов испытаний или расчетов по стандартным методикам с учетом параметров состояния (давление, температура и т.п.).

Определение категории помещений следует осуществлять путем последовательной проверки принадлежности помещения к категориям от высшей А к низшей Д.

Количество поступивших в помещение веществ, которые могут образовывать взрывоопасные газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется исходя из следующих предпосылок:

А) Происходит расчетная авария одного из аппаратов (наибольшего).

Б) Все 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.

Г) Происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости.

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

Классификация помещений по взрывопожарной опасности согласно НПБ 105-2003 приведена в таблице 1.

Таблица 1. Категория помещений по взрывопожарной и пожарной опасности

Категория Помещения

Характеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении

А взрывопожароопасная Б взрывопожароопасная В (В1-В4) пожароопасная Г Д

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 избыточнее давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или один с другим в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа 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 Легковоспламеняющиеся, горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы, вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или один с другим только гореть при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к категориям А или Б 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 Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии

I. Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов (ГГ), легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ)

Избыточное давление взрыва для горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, Cl, Br, I, F, определяется по формуле (1):

(1)

где:

- Р_max – максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме. Определяется экспериментально или по справочным данным. При отсутствии данных допускается принимать Р_max = 900 кПа.

Стехиометрическая смесь – горючая смесь, которая не содержит в избытке ни горючий компонент, ни окислитель.

- Р₀ – начальное давление, кПа.

1 мм.рт.ст. = 133 Па.

- m – масса горючего газа или паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, вышедших в результате аварии в помещение, кг.

Вычисляется для ГГ по формуле (5), а для паров ЛВЖ и ГЖ – по формуле (9).

- z – коэффициент участия горючего во взрыве. Зависит от характера распределения газов и паров в объеме помещения (таблица 2).

-V_св - 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.

r_п.г. – плотность пара или газа при расчетной температуре, кг/ м³. Справочные данные или вычисляется по формуле:

(2)

где:

М – молярная масса, кг/ кмоль;

Таблица 2. Значения коэффициента участия горючего во взрыве.

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

V₀ – мольный объем. V₀= 22,413 м³/кмоль;

t_р – расчетная температура, ⁰С.

В качестве расчетной следует принимать максимально возможную температуру в данном помещении или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать t_р = 61⁰С. Тогда:

r_п.г.= М / 27,43.

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

(3)

где:

(4)

β- стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания. n_c, n_H_,n_o_,n_X –число атомов углерода, водорода, кислорода и галогенов в молекуле горючего.

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

Избыточное давление взрыва индивидуальных веществ, кроме упомянутых выше, а также смесей можно рассчитывать по формуле (12).

1. Масса m (кг), поступившего при аварии газа, определяется по формуле:

m = (V_a +V_Т)*r_г(5)

где:

V_a – объем газа, вышедшего из аппарата, м³.

V_a = 0,01*Р₁*V (6)

Где:

Р₁- давление в аппарате, кПа.

V – объем аппарата,м³.

V_{Т –}объем газа, вышедшего из трубопровода.

V_Т= V_1Т+ V_2Т(7)

Где:

V_1Т– объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м³.

V_1Т = q*t (8)

Где:

q- расход газа, определяемый в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., т.е. – производительность трубопровода, м³/с.

t – время отключения трубопровода.

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 (£ 3 сек).

- 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 трубопровода, для которых время отключения превышает 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.

V_2Т – объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м³.

2. 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 по формуле:

m = m_p + m_емк + m_св.о.(9)

где:

m_p – масса жидкости испарившейся с поверхности разлива, кг.

m_емк – масса жидкости, испарившейся с поверхности открытых емкостей. Кг.

m_св.о. – масса жидкости, испарившейся со свежеокрашенных поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг.

Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то это должно быть учтено в формуле (9) введением дополнительного слагаемого.

Каждое из слагаемых в формуле (9) определяется по формуле:

m = W * F_п * t (10)

где:

W – интенсивность испарения, кг/ с*м².

F_п – площадь испарения, определяется в зависимости от массы жидкости, попавшей в помещение, м².

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

t - время испарения, с. Принимается равным времени полного испарения жидкости, но не более 3600 с.

Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ЛВЖ, температура которых ниже температуры окружающей среды, при отсутствии данных допускается рассчитывать по формуле:

(11)

где:

h - коэффициент интенсивности испарения. Зависит от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения (таблица 3).

М – молекулярная масса испаряющейся жидкости.

Р_н – давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, кПа. Справочные данные.

Таблица 3. Значения коэффициента интенсивности испарения.

Скорость воздуха в помещении	Значение h при температуре воздуха в помещении (⁰С)

	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

II. Расчет избыточного давления взрыва для горючих пылей

Расчет избыточного давления взрыва для горючих пылей производится по формуле:

(12)

где:

Н_т – теплота сгорания, Дж/кг. Справочные данные.

r_в – плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т₀, кг/м³. Плотность воздуха рассчитывается по формуле:

r_в = r₀*273/t⁰(К) = 1,293*273/ (273+t⁰С) (13)

С_р – теплоемкость воздуха, Дж/ (кг*град). Теплоемкость воздуха равна 1,01 Дж/ (кг*град) = 0,24 кКал/(кг*град)

Т₀ – начальная температура воздуха, К.

V_св – свободный объем помещения, м³.

К_н – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать в расчетах К_н=3.

Z – коэффициент, учитывающий долю участия взвешенной горючей пыли во взрыве. Рассчитывается по формуле:

Z=0,5*F

Где: F – массовая доля частиц пыли размером менее критического, с превышением которого аэровзвесь становится взрывоопасной, т.е. неспособной распространять пламя.

При отсутствии экспериментальных сведений допускается принимать Z=0,5.

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

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

· 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.

Расчетная масса взвешенной в объеме помещения пыли, образовавшейся в результате аварийной ситуации, определяется по формуле:

m = m_вз + m_ав (14)

где:

m_вз_–расчетная масса взвихрившейся пыли, кг.

m_ав - расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, кг.

m_вз = К_вз* m_п (15)

где:

К_вз – доля отложенной в помещении пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварии. При отсутствии экспериментальных сведений допускается принимать К_вз= 0,9.

m_п – масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии, кг. Зависит от количества выделяющейся в помещении горючей пыли, от эффективности пылеуборки, от количества труднодоступных для уборки мест. Определяется по формуле:

(16)

где:

К_г – доля горючей пыли в общей массе отложившейся пыли.

m₁- масса пыли, оседающей на труднодоступных для уборки поверхностях за период времени между генеральными уборками, кг.

m₂- масса пыли, оседающей на доступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между текущими уборками, кг.

К_у – коэффициент эффективности пылеуборки.

Принимается:

при ручной уборке:

сухой – 0,6; влажной – 0,7.

при механизированной вакуумной уборке:

пол ровный – 0,9; пол с выбоинами (до 5% площади) – 0,7.

Под труднодоступными для уборки площадями подразумевают такие поверхности в производственных помещениях, очистка которых осуществляется только при генеральных уборках. Доступные для уборки места – поверхности, пыль с которых удаляется в процессе текущих уборок (ежесменно, ежесуточно).

m_ав = (m_ап+q*t)К_п (17)

где:

m_ап – масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение из аппарата, кг.

q- производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, кг/с.

t - время отключения, с.

К_п – коэффициент пыления – отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата в помещение. При отсутствии экспериментальных сведений допускается принимать для пылей с дисперсностью более 350 мкм К_п = 0,5; с дисперсностью менее 350 мкм - К_п = 1,0.

III. Определение избыточного давления взрыва для взрывоопасных смесей, содержащих ГГ (пары) и пыли

Расчетное избыточное давление взрыва в этом случае определяется по формуле:

DР_см = DР_гг + DР_пылей (18)

где:

DР_гг – определяется по формулам (1) и (12).

DР_пылей – определяется по формуле (12).

IV. Определение категорий В1-В4 помещений

Определение пожароопасной категории помещения производится путем сравнения максимального значения удельной временной пожарной нагрузки (далее – пожарной нагрузки) на любом из участков с величиной удельной пожарной нагрузки, приведенной в нормах.

При пожарной нагрузке, включающей в себя различные сочетания (смесь) горючих, трудногорючих жидкостей, твердых горючих и трудногорючих веществ и материалов в пределах пожароопасного участка, пожарная нагрузка определяется:

(19)

где:

G_i – количество I-го материала пожарной нагрузки, кг.

Q_hi – низшая теплота сгорания I-го материала пожарной нагрузки, МДж/кг.

Тогда удельная пожарная нагрузка, МДж/м²:

(20)

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

Таблица 4. Категории помещений по пожарной опасности в зависимости от удельной пожарной нагрузки

Категории	Удельная пожарная нагрузка на участке, g, МДж/м²	Способ размещения
В1	Более 2200	Не нормируется
В2	1401-2200	См. примечание 2
В3	181-1400	См. примечание 2
В4	1-180	На любом участке пола помещения площадью 10 м². Способ размещения участков пожарной нагрузки определяется согласно примечанию 1

Примечания.

1. В помещениях категорий В1-В4 допускается наличие нескольких участков с пожарной нагрузкой, не превышающей значений, приведенных в табл.4.В помещениях категории В4 расстояния между этими участками должны быть более предельных. В таблице 5 приведены рекомендуемые значения предельных расстояний (l_пр) в зависимости от величины критической плотности падающих лучистых потоков q_кр (кВт/м²) для пожарной нагрузки, состоящей из твердых горючих и трудногорючих материалов. Величины l_пр, приведенные в таблице 5, рекомендуются при условии, если Н>11 м; если Н< 11 м, то предельное расстояние определяется:

L= l_пр + (11-H)

Где l_пр - определяется из таблицы 5.

Н – минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки до нижнего пояса ферм перекрытия (покрытия), м.

Значение q_кр для некоторых материалов пожарной нагрузки приведены в таблице 6.

Если пожарная нагрузка состоит из различных материалов, то значение q_кр определяется по материалу с минимальным значением q_кр.

Для материалов пожарной нагрузки с неизвестными значениями q_кр значения предельных расстояний принимают l_пр ³12 м.

Для пожарной нагрузки, состоящей из ЛВЖ или ГЖ, рекомендуемое расстояние (l_пр) между соседними участками размещения (разлива) пожарной нагрузки рассчитывается по формулам:

l_пр ³ 15 м при Н ³ 11,

l_пр ³ 26 - Н при Н< 11

2. Если при определении категорий В2 или В3 количество пожарной нагрузки Q превышает или равно Q = 0,64*g*H², т о помещение будет относиться к категориям В1 или В2 соответственно.

Таблица 5. Рекомендуемыезначения предельных расстояний в зависимости от величины критической плотности падающих лучистых потоков

q_кр, кВт/м²

l_пр,м 3,8 3.2 2.8

Таблица 6. Критические плотности падающих лучистых потоков

Материалы q_кр, кВт/м²

Древесина(сосна влажностью 12%) 13,9

Древесно-стружечные плиты (плотностью 417 кг/ м³) 8,3

Торф брикетный 13,2

Торф кусковой 9,8

Хлопок-волокно 7,5

Слоистый пластик 15,4

Стеклопластик 15,3

Пергамин 17,4

Резина 14,8

Уголь 35,0

Рулонная кровля 17,4

Сено, солома (при минимальной влажности до 8%) 7,0

Категории зданий определяют, исходя из площадей находящихся в них помещений различных категорий.

Здание относится к категории А, если в нем суммарная площадь помещений категории А превышает 5% площади всех помещений или 200 м². Допускается не относить здание к категории А, если суммарная площадь помещений категории А в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м²) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

Здание относится к категории Б, если одновременно выполнены два условия: здание не относится к категории А и суммарная площадь помещений категории А и Б превышает 5% суммарной площади всех помещений или 200 м².

Допускается не относить здание к категории Б, если суммарная площадь помещений категории А и Б в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м²) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

Здание относится к категории В, если одновременно выполнены два условия: здание не относится к категориям А или Б и суммарная площадь помещений категорий А, Б и В превышает 5% (10% - если в здании отсутствуют помещения категории А и Б) суммарной площади всех помещений.

Допускается не относить здание к категории В, если суммарная площадь помещений категории А, Б и В в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 3500 м²) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

Здание относится к категории Г, если одновременно выполнены два условия: здание не относится к категориям А, Б и В и суммарная площадь помещений категории А, Б, В и Г превышает 5% суммарной площади всех помещений.

Допускается не относить здание к категории Г, если суммарная площадь помещений категории А, Б, В и Г в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 5000 м²) и помещения категории А, Б и В оборудуются установками автоматического пожаротушения.

Здание относится к категорииД, если оно не относится к категориям А, Б, В или Г.

Варианты заданий по расчету категории помещения по взрывопожарной опасности приведены в приложении 1. Характеристики пожарной опасности и средства тушения веществ и материалов приведены в [2] и [3].

Приложение 1.

Вариант 1

В помещении с размерами 100х50х5 м возможна авария трубопровода, питающего технологический аппарат аммиаком. Время срабатывания автоматики, отключающей установку, - 120 секунд. Производительность трубопровода – 0,003 м³/с. Объем аппарата – 1 м³, давление в аппарате – 0,8 кПа. Температура воздуха в помещении 18⁰С, атмосферное давление – 760 мм.рт.ст.

Определить категорию данного помещения по взрывопожароопасности. Привести основные характеристики аммиака по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Справка: аммиак (ГГ) применяется в производстве азотной кислоты, удобрений, аммониевых солей, соды.

Вариант 2

В помещении с размерами 50х30х4 м возможна авария трубопровода, питающего технологический аппарат метаном. Отключение установки – ручное. Производительность трубопровода – 0,02 м³/с. Объем аппарата – 10 м³, давление в аппарате – 2 кПа. Температура воздуха в помещении 20⁰С, атмосферное давление – 756 мм.рт.ст.

Определить категорию данного помещения по взрывопожароопасности. Привести основные характеристики метана по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Справка: метан (ГГ) – сырье для получения формальдегида, ацетилена, сероуглерода, хлороформа. Применяется как топливо.

Вариант 3

В производственном помещении в результате аварии возможен разлив 200 л ацетона. Размеры цеха - 100х20х4 м. Температура воздуха в помещении 20⁰С, атмосферное давление – 750 мм.рт.ст. Скорость движение воздуха в помещении – 0,2 м/с.

Определить категорию данного помещения по взрывопожароопасности. Решить задачу по двум вариантам: 1) Пол в помещении расположен на одном уровне. 2) Пол на участке, где возможен разлив ЛВЖ, выполнен на 2 см ниже уровня пола цеха (на площади 10 м²). Привести основные характеристики ацетона по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Справка: ацетон (ЛВЖ) – растворитель, сырье для производства многих важных химических продуктов.

Вариант 4

В помещении с размерами 30х20х3 м оборудован склад алюминиевой пудры. Определить категорию помещения по взрывопожарной опасности, если масса отложившейся в помещении пыли – 100 кг, а аварийной ситуации возможно разрушение одного контейнера, в котором содержится 50 кг алюминиевой пудры.

Температура воздуха в помещении 20⁰С, атмосферное давление – 760 мм.рт.ст.

Привести основные характеристики алюминия по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Вариант 5

В помещении с размерами 50х20х4 м возможна авария трубопровода, питающего технологический аппарат этаном. Время срабатывания автоматики, отключающей установку – 3 секунды. Производительность трубопровода – 0,2 м³/с. Объем аппарата – 2 м³, давление в аппарате – 1 кПа. Температура воздуха в помещении 22⁰С, атмосферное давление – 758 мм.рт.ст.

Определить категорию данного помещения по взрывопожароопасности. Привести основные характеристики этана по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Справка: этан (ГГ) – сырье для синтеза спиртов, эфиров, полимеров.

Вариант 6

В производственном помещении в результате аварии возможен разлив 2 м³ метилового спирта. Размеры цеха – 100х40х6 м. Температура воздуха в помещении 20⁰С, атмосферное давление 755 мм.рт.ст. Скорость движения воздуха в помещении – 0,3 м/с.

Определить категорию помещения по взрывопожароопасности. Решить задачу по двум вариантам: 1) Пол в помещении расположен на одном уровне. 2) Пол на участке, где возможен разлив ЛВЖ, выполнен на 20 см ниже уровня пола цеха (на площади 10 м²).

Привести основные характеристики метилового спирта по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Справка: Метиловый спирт (ЛВЖ) – сырье для производства формальдегида, сложных эфиров. Растворитель. Сильный яд (поражается нервная и сосудистая системы).

Вариант 7

В помещении с размерами 100х80х6 м производится расфасовка сахара. Определить категорию помещения по взрывопожароопасности, если масса отложившейся в помещении пыли – 200 кг, а в аварийной ситуации возможно повреждение одного мешка, в котором содержится 50 кг сахара и поступление из фасовочного устройства до его остановки – 100 кг сахара.

Температура воздуха в помещении 25⁰С, атмосферное давление – 750 мм.рт.ст.

Привести основные характеристики сахара по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Вариант 8

В помещении с размерами 100х20х4 м возможна авария трубопровода, питающего технологический аппарат ацетиленом. Время срабатывания автоматики, отключающей установку – 3 секунды. Производительность трубопровода – 0,05 м³/с. Объем аппарата – 0,5м³, давление в аппарате – 0,5 кПа. Температура воздуха в помещении 18⁰С, атмосферное давление – 760 мм.рт.ст.

Определить категорию данного помещения по взрывопожароопасности. Привести основные характеристики ацетилена по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Справка: ацетилен (ГГ) – сырье для синтеза винилхлорида. Горючее при сварке и резке металла.

Вариант 9

В производственном помещении в результате аварии возможен разлив 200 л изобутилового спирта. Размеры цеха – 80х40х4 м. Температура воздуха в помещении 18⁰С, атмосферное давление 760 мм.рт.ст. Скорость движения воздуха в помещении – 0,1 м/с.

Определить категорию помещения по взрывопожароопасности. Решить задачу по двум вариантам: 1) Пол в помещении расположен на одном уровне. 2) Пол на участке, где возможен разлив ЛВЖ, выполнен на 2 см ниже уровня пола цеха (на площади 10 м²).

Привести основные характеристики изобутилового спирта по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Справка: изобутиловый спирт (ЛВЖ) – растворитель (нитролаки), экстрагент (растворитель, обладающий способностью избирательно извлекать один из компонентов из смесей) для жиров, сырье для получения сложных эфиров.

Вариант 10

В помещении с размерами 80х40х6 м оборудован склад серы. Определить категорию помещения по взрывопожарной опасности, если масса отложившейся в помещении пыли – 200 кг, а в аварийной ситуации возможно разрушение одного контейнера, в котором содержится 10 кг серы. Температура воздуха в помещении 18⁰С, атмосферное давление – 760 мм.рт.ст.

Привести основные характеристики серы по взрывопожароопасности и средства тушения.

Справка: сера – сырье для получения серной кислоты (50%), для получения гидросульфита кальция Са(НSО₃)₂ – 25% (используется в бумажной промышленности), остальное – для борьбы с болезнями растений, вулканизации каучука, синтеза красителей, производства спичек (головки спичек).

Вариант 11

В помещении с размерами 40x40x4 м возможна авария трубопровода, питающего технологический аппарат сероводородом. Отключение установки - ручное. Производительность трубопровода - 0,4 м/с. Объем аппарата- 1м³, давление в аппарате -2 кПа. Температура воздуха в помещении 15 °С, атмосферное давление - 760 мм.рт.ст.

Определить категорию данного помещения по взрывопожароопасности. Привести основные характеристики сероводорода по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Справка: сероводород применяется в производстве серы, серной кислоты, сульфидов, в органическом синтезе, химическом анализе.

Вариант 12

В производственном помещении в результате аварии возможен разлив 1м³ бензола. Размеры цеха -200х40х5м. Температура воздуха в помещении 16 °С, атмосферное давление 765 мм.рт.ст. Скорость движения воздуха в помещении - 0,2 м/с.

Определить категорию помещения по взрывопожароопасности. Решить задачу по двум вариантам: 1) Пол в помещении расположен на одном уровне. 2) Пол на участке, где возможен разлив ЛВЖ, выполнен на 10 см ниже уровня пола цеха (на площади 10 м²).

Привести основные характеристики бензола по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Справка: бензол (ЛВЖ) - применяется для получения анилина, фенола, стирола, взрывчатых веществ, инсектицидов. Растворитель.

Вариант 13

В помещении с размерами 80x10x5 м производится расфасовка янтарной кислоты. Определить категорию помещения по взрывопожароопасности, если масса отложившейся в помещении пыли -100 кг, а в аварийной ситуации возможно повреждение одного контейнера, в котором содержится 200 кг янтарной кислоты. Температура воздуха в помещении 22°С, атмосферное давление 760 мм.рт.ст.

Привести основные характеристики янтарной кислоты по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Справка: янтарная кислота НООС(СН₂)2СООН - это карбоновая кислота. Применяется для получения синтетических смол и в органическом синтезе.

Вариант 14

В помещении с размерами 40x20x5 м возможна авария трубопровода, питающего технологический аппарат хлорэтаном. Время срабатывания автоматики, отключающей установку - 120 секунд. Производительность трубопровода- 0,1 м³/с. Объем аппарата- 1м³, давление в аппарате - 1 кПа. Температура воздуха в помещении 20 °С, атмосферное давление – 756 мм.рт.ст.

Определить категорию данного помещения по взрывопожароопасности. Привести основные характеристики хлорэтана по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Справка: хлорэтан - горючий газ.

Вариант 15

В производственном помещении в результате аварии возможен разлив 50 л толуола. Размеры цеха -50x10хЗм. Температура воздуха в помещении 22 °С, атмосферное давление 750 мм.рт.ст. Скорость движения воздуха в помещении - 0,3 м/с.

Определить категорию помещения по взрывопожароопасности. Решить задачу по двум вариантам: 1) Пол в помещении расположен на одном уровне. 2) Пол на участке, где возможен разлив ЛВЖ, выполнен на 2 см ниже уровня пола цеха (на площади 5 м² ).

Привести основные характеристики толуола по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Справка: толуол (ЛВЖ)- применяется для получения взрывчатых веществ (тринитротолуол), красителей, фармацевтических препаратов. Растворитель.

Вариант 16

В помещении с размерами 60x10x6 м производится расфасовка древесного угля. Определить категорию помещения по взрывопожароопасности, если масса отложившейся в помещении пыли - 80 кг, а в аварийной ситуации возможно повреждение одного контейнера, в котором содержится 150 кг древесного угля. Температура воздуха в помещении 25°С, атмосферное давление 760 мм.рт.ст.

Привести основные характеристики древесного угля по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Справка: древесный уголь образуется при сухой перегонке древесины. Применяется в производстве кристаллического кремния, сероуглерода, активного угля. Топливо.

Вариант 17

В помещении с размерами 100x40x5 м возможна авария трубопровода, питающего технологический аппарат винилфторидом. Отключение установки в случае аварии - ручное. Производительность трубопровода - 0,04 м³/с. Объем аппарата –Зм³, давление в аппарате - 0,8 кПа. Температура воздуха в помещении 18 °С, атмосферное давление - 765 мм.рт.ст.

Определить категорию данного помещения по взрывопожароопасности. Привести основные характеристики винилфторида по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Вариант 18

В производственном помещении в результате аварии возможен разлив 300 л бензина. Размеры цеха –бОх6х6м. Температура воздуха в помещении 30°С, атмосферное давление 765 мм.рт.ст. Скорость движения воздуха в помещении - 0,5 м/с.

Определить категорию помещения по взрывопожароопасности. Решить задачу по двум вариантам: 1) Пол в помещении расположен на одном уровне. 2) Пол на участке, где возможен разлив ЛВЖ, выполнен на 5 см ниже уровня пола цеха (на площади 6 м²).

Привести основные характеристики бензина по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Справка: бензин (ЛВЖ) - топливо для двигателей. Растворитель жиров, смол, каучуков. С₇Н_13,7. Мол. вес = 98,2

Вариант 19

В помещении с размерами 200x60x5 м производится расфасовка порошкообразной глюкозы. Определить категорию помещения по взрывопожароопасности, если масса отложившейся в помещении пыли - 200 кг, а в аварийной ситуации возможно повреждение одного контейнера, в котором содержится 300 кг глюкозы. Температура воздуха в помещении 20°С, атмосферное давление 756 мм.рт.ст.

Привести основные характеристики глюкозы по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Справка: глюкозу получают в промышленности гидролизом крахмала.

Вариант 20

В помещении с размерами 80x40x4 м возможна авария трубопровода, питающего технологический аппарат сурьмянистым водородом. Время срабатывания автоматики, отключающей установку в случае аварии – 120 секунд.

Производительность трубопровода - 0,5 м³/с. Объем аппарата - 4м³, давление в аппарате -2 кПа. Температура воздуха в помещении 20°С, атмосферное давление — 750 мм.рт.ст.

Определить категорию данного помещения по взрывопожароопасности. Привести основные характеристики сурьмянистого водорода по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Справка: сурьмянистый водород — горючий газ, легко воспламеняется. Очень ядовит.

Вариант21

В производственном помещении в результате аварии возможен разлив 3 м³ конденсата газового. Размеры цеха -100х40х5м. Температура воздуха в помещении 20 °С, атмосферное давление 750 мм.рт.ст. Скорость движения воздуха в помещении - 0,3 м/с.

Определить категорию помещения по взрывопожароопасности. Решить задачу по двум вариантам: 1) Пол в помещении расположен на одном уровне. 2) Пол на участке, где возможен разлив ЛВЖ, выполнен на З0 см ниже уровня пола цеха (на площади 10м²).

Привести основные характеристики газового конденсата по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Справка: конденсат газовый (ЛВЖ) - выделяется из природного газа (смесь жидких углеводородов). Ценное моторное топливо. Считать, что газовый конденсат состоит из пропана.

Вариант 22

Определить категорию по взрывопожароопасности участка по шлифовке деревянных изделий из дуба (.V_св. = 4000 м³).

Масса пыли отложившейся в помещении - 300 кг. Температура воздуха в помещении 18°С, атмосферное давление 765 мм.рт.ст.

Привести основные характеристики древесины дубовой по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Вариант 23

В производственном помещении в результате аварии возможен разлив 200 л скипидара. Размеры цеха -50х50х5м. Температура воздуха в помещении 20°С, атмосферное давление 760 мм.рт.ст. Скорость движения воздуха в помещении - 0,4 м/с.

Определить категорию помещения по взрывопожарной опасности. Решить задачу по двум вариантам: 1) Пол в помещении расположен на одном уровне. 2) Пол на участке, где возможен разлив ЛВЖ, выполнен на 2 см ниже уровня пола цеха (на площади 10 м²).

Привести основные характеристики скипидара по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Справка: скипидар (ЛВЖ) - растворитель лаков и красок. Сырье для получения камфоры.

Вариант 24

На заводе по производству изделий из полистирола в результате аварийной ситуации возможно повреждение одного контейнера, в котором содержится 400 кг полистирола. Размеры помещения 200x100x8 м. Температура воздуха в помещении 20° С, атмосферное давление 760 мм.рт.ст.

Определить категорию помещения по взрывопожарной опасности, если масса отложившейся в помещении пыли - 500 кг. Привести основные характеристики полистирола по взрывопожарной опасности и средства тушения пожара.

Справка: полистирол – СН₂-СН(С₆Н₅) - горючий белый порошок. Синтетический продукт полимеризации стирола. Хороший диэлектрик. Благодаря дешевизне широко применяется для производства пенопластов, корпусов приборов, посуды (физиологически безвреден).

Вариант 25

В производственном помещении в результате аварии возможен разлив 2 м³ ацетона. Размеры цеха 100x20x5 м. Температура воздуха в помещении 20 С, атмосферное давление 750 мм. рт. ст. Скорость движения воздуха в помещении 0,1 м/с.

Определить категорию помещения по взрывопожароопасности.

Рассчитать объем приямка под установкой для сбора разлившегося ацетона (цель устройства приямка - добиться, чтоб категория помещения была не взрывоопасная).

Привести основные характеристики ацетона по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Справка: ацетон (ЛВЖ) - растворитель, сырье для производства многих важных химических продуктов.

Вариант 26

В производственном помещении в результате аварии возможен разлив 3 м³ амилксилилового эфира. Размеры цеха 100x100x8 м. Температура воздуха в помещении 20°С, атмосферное давление 735 мм. рт. ст. Скорость движения воздуха в помещении 0,2 м/с.

Определить категорию помещения по взрывопожароопасности.

Рассчитать площадь приямка глубиной не более 50 см под установкой для сбора разлившегося амилксилилового эфира (цель устройства приямка - добиться, чтоб категория помещения была не взрывоопасная).

Привести основные характеристики амилксилилового эфира по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Вариант 27

В производственном помещении в результате аварии возможен разлив 2 м³ метилацетата (метиловый эфир уксусной кислоты). Размеры цеха 100x20x5 м. Температура воздуха в помещении 18°С, атмосферное давление 740 мм. рт. ст. Скорость движения воздуха в помещении 0,3 м/с.

Определить категорию помещения по взрывопожароопасности.

Рассчитать площадь приямка под установкой (глубиной не более 30 см) для сбора разлившегося метилацетата (цель устройства приямка - добиться, чтоб категория помещения была не взрывоопасная).

Привести основные характеристики метилацетата по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Вариант 28

В производственном помещении в результате аварии возможен разлив 1 м³ бутилацетата (бутиловый эфир уксусной кислоты). Размеры цеха 100x30x6 м. Температура воздуха в помещении 20⁰С, атмосферное давление 750 мм. рт. ст. Скорость движения воздуха в помещении 0,2 м/с.

Определить категорию помещения по взрывопожароопасности.

Рассчитать площадь приямка под установкой (глубиной не более 20 см) для сбора разлившегося бутилацетата (цель устройства приямка -добиться, чтоб категория помещения была не взрывоопасная).

Привести основные характеристики бутилацетата по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Вариант 29

В помещении с размерами 20x20x4 м оборудован склад в котором хранится кротоновая кислота. Определить категорию помещения по взрывопожарной опасности, если масса отложившейся в помещении пыли - 50 кг, а в аварийной ситуации возможно разрушение одного контейнера, в котором содержится 200 кг кротоновой кислоты. Температура воздуха в помещении 22 ° С, атмосферное давление 750 мм.рт.ст.

Привести основные характеристики кротоновой кислоты по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Вариант 30

В производственном помещении в результате аварии возможен разлив 3 м³ диизопропилового эфира. Размеры цеха 100x25x5 м. Температура воздуха в помещении 23 °С, атмосферное давление 765 мм. рт. ст. Скорость движения воздуха в помещении 0,1м/с.

Определить категорию помещения по взрывопожарной опасности.

Рассчитать глубину приямка под установкой (площадью не более 1 м²) для сбора разлившегося диизопропилового эфира (цель устройства приямка - добиться, чтоб категория помещения была не взрывоопасная).

Привести основные характеристики диизопропилового эфира по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Вариант 31

В помещении с размерами 50x10x6 м производится расфасовка салициловой кислоты. Определить категорию помещения по взрывопожарной опасности, если масса отложившейся в помещении пыли - 100 кг, а в аварийной ситуации возможно повреждение одного контейнера, в котором содержится 300 кг салициловой кислоты. Температура воздуха в помещении 20° С, атмосферное давление 750 мм.рт.ст.

Привести основные характеристики салициловой кислоты по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Вариант 32

В производственном помещении в результате аварии возможен разлив 2 м³ изобутилбензола. Размеры цеха 50x10x5 м. Температура воздуха в помещении 18°С, атмосферное давление 750 мм. рт. ст. Скорость движения воздуха в помещении 0,1 м/с.

Определить категорию помещения по взрывопожароопасности.

Рассчитать площадь приямка под установкой (глубиной не более 20 см) для сбора разлившегося изобутилбензола (цель устройства приямка - добиться, чтоб категория помещения была не взрывоопасная).

Привести основные характеристики изобутилбензола по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Вариант 33

В производственном помещении в результате аварии возможен разлив 1 м³ муравьиной кислоты. Размеры цеха 60x10x5 м. Температура воздуха в помещении 22 С, атмосферное давление 760 мм.рт.ст. Скорость движения воздуха в помещении 0,2 м/с.

Определить категорию помещения по взрывопожароопасности.

Рассчитать глубину приямка под установкой (площадью не более 0,5 м²) для сбора разлившейся муравьиной кислоты (цель устройства приямка - добиться, чтоб категория помещения была не взрывоопасная).

Привести основные характеристики муравьиной кислоты по взрывопожарной опасности и средства тушения.

Приложение 2

Давление насыщенных паров некоторых жидкостей (для температуры, указанной в задаче).

Жидкость Давление насыщенного пара, кПа

1. Ацетон 6,03

2. Метиловый спирт 5,94

3. Изобутиловый спирт 6,9

4. Бензол 8,2

5. Толуол 7,3

6. Бензин 8,0

7. Конденсат газовый 5,4

8. Скипидар 7,9

9. Амилксилиловый эфир 8,6

10. Метилацетат 7,5

11. Бутилацетат 8,0

12. Диизопропиловый эфир 7,3

13. Изобутилбензол 7,4

14. Муравьиная кислота 6,5

Контрольные вопросы

1. Расскажите о двух классификациях, по которым производится категорирование помещений и зон по взрывопожарной опасности.

2. Чем отличается область применения каждой из этих классификаций?

3. Чем отличается взрывопожароопасное помещение от пожароопасного?

4. Как классифицируются пожароопасные помещения?

5. Как определяется категория по взрывопожарной опасности здания в целом?

6. Какие свойства веществ и материалов определяют появление взрывной и пожарной опасности в помещении?

7. Зачем под технологическими аппаратами, в которых содержатся легко воспламеняющиеся и горючие жидкости устраиваются приямки?

8. Как определяют необходимый объем приямка под технологическим оборудованием, в котором содержится легко воспламеняющиеся и горючие жидкости?

9. Какой нормативный документ устанавливает методику определения категории помещения по взрывопожарной опасности?

Библиографический список

1. НПБ 105-2003 «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности».

2. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник по ред. А.Н.Баратова и А.Я. Корольченко, М., «Химия», 1990, в 2-х томах.

3. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. А.Я. Корольченко, справочник в 2-х томах. М., Ассоциация «Пожнаука», 2000 г.