Методика определение категорий помещений по взрывопожарной и пожарной опасности

Общие методические основы определения категорий производственных и складских помещений по взрывопожарной и пожарной опасности установлены Нормами пожарной безопасности (НПБ 105-03). Категории помещений принимаются в соответствии с таблицей 5 путем последовательной проверки принадлежности помещения от высшей категории (А) к низшей (Д).

Таблица 5

Категория помещения	Характеристика веществ и материалов, обращающихся в помещении
А взрывопожаро- опасная	Легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28оС, а также горючие газы в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых в помещении развивается расчетное избыточное давление взрыва DР, 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	Легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 оС, горючие жидкости, а также горючие пыли и волокна в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные паровоздушные и пылевоздушные смеси, при воспламенении которых в помещении развивается расчетное избыточное давление, превышающее 5 кПа
В1-В4 пожароопасная	Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), а также вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения в которых они обращаются не относятся к категориям А и 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

При наличии в помещении легковоспламеняющихся или горючих жидкостей (ЛВЖ, ГЖ), а также горючих пылей или волокон расчет критериев взрывопожарной опасности помещений начинают с определения максимального избыточного давления взрыва в помещении парогазовоздушных смесей, которые могут образоваться в результате принятой аварийной ситуации.

Для индивидуальных горючих веществ (газов и паров ЛВЖ и ГЖ), состоящих из атомов С, Н, О, N, Cl, Br, I, F, избыточное давление взрыва DР определяется по формуле:

,

 

где Р_max - максимальное давление взрыва, определяемое по справочным данным. При отсутствии данных допускается принимать Р_max равным 900 кПа;

Р_о - начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101, 3 кПа);

m - масса горючего газа или паров ЛВЖ, ГЖ, кг;

Z - коэффициент участия горючего во взрыве (допускается принимать по таблице 6);

V_св - свободный объем помещения, м³;

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

,

где М - молярная масса газа или пара, кг/кмоль;

Vо - молярный объем, равный 22, 4 м³/кмоль;

t_р - расчетная температура, равная максимально возможнойтемпературе воздуха в помещении, °С;

С_ст - стехиометрическая концентрация горючего вещества в воздухе, % (объемных), вычисляемая по формуле:

,

где - стехиометрический коэффициент

кислорода в реакции горения;

n_c, n_н, n_о, n_х - число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;

 

К_н - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиаба-

тичность процесса горения (допускается принимать равным 3).

 

Таблица 6

Значения коэффициента Z для различных видов горючего

Вид горючего вещества	Значение Z
Водород
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

 

 

Для смесей горючих веществ и пылей расчет избыточного давления взрыва производится по формуле:

,

 

где m - масса пыли или смеси горючих веществ, вышедших в помещение в результате аварии, кг;

Q_н - теплота сгорания горючих веществ, Дж/кг.

Z - коэффициент участия пыли во взрыве, который рассчитывается по формуле:

Z=0, 5 × F,

где F – массовая доля частиц пыли размером менее критического, с превышением которого аэровзвесь становится взрывобезопасной, то есть не способной распространять пламя. При отсутствии данных допускается для пылей принимать Z = 0, 5.

r _в - плотность воздуха до взрыва при начальной температуре, кг/м³;

С_р - теплоемкость воздуха, Дж/(кг К). Допускается принимать С_р = 1010 Дж/(кг^. К).

Т_о - начальная температура воздуха, К.

С_р - теплоемкость воздуха, Дж / кг • К;

Т₀ — начальная температура воздуха, К.

 

В случае обращения в помещении горючих газов, легковоспламеняющихся или горючих жидкостей при определении значения массы m допускается учитывать работу аварийной вентиляции, если она обеспечена резервными вентиляторами, автоматическим пуском при превышении предельно допустимой взрывобезопасной концентрации и электроснабжением по первой категории надежности (ПУЭ), при условии расположения устройств и для удаления воздуха из помещения в непосредственной близости от места возможной аварии.

При этом массу т горючих газов или паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, нагретых до температуры вспышки и выше, поступивших в объем помещения, следует разделить на коэффициент К, определяемый по формуле

К= АТ+ 1,

где А — кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, с^-1;

Т — продолжительность поступления горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в объем помещения, с.

 

Масса т, кг, поступившего в помещение при расчетной аварии газа определяется по формуле

m =(V_а + V₇ ) r _r,

где V_а — объем газа, вышедшего из аппарата, м³;

V₇ — объем газа, вышедшего из трубопроводов, м³.

При этом

V_a = 0, 01 P₁V,

где Р₁ — давление в аппарате, кПа;

V - объем аппарата, м³;

V_Т = V_1Т + V_2Т,

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

V_2Т — объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м³;

 

V_1Т = qT

q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., м³ c^-1;

Т— время, с;

V_2Т = 0, 01 π Р₂ (г²₁ L₁ + г²₂ L₂ +... +r²_n L_n),

где P₂ -_ 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_p + m_емк + m_св.окр.,

где m_p - масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;

m_емк - масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг;

m_св.окр. - масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг.

При этом каждое из слагаемых в последней формуле определяется из выражения:

m = W F_и T,

где W — интенсивность испарения, кг/c ∙ м ²;

F_и — площадь испарения, м², определяемая в зависимости от массы жидкости m_и вышедшей в помещение.

Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств исходя из продолжительности их работ.

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 η P_н

где η — коэффициент, принимаемый по табл. 7 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения;

Р_н — давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости t_p, определяемое по справочным данным, кПа.

 

Таблица 7

Скорость воздушного потока в помещении, м/c   м • с -1	Значение коэффициента η при температуре t, oС, 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

 

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

m = m_вз + m_ав,

где m_вз - расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;

m_ав - расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной

ситуации, которая определяется по формуле:

m_ав = ( m_{ап +} g T) K_п,

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

g - производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ

в аварийный аппарат до момента его отключения, кг/с;

T - время отключения аппарата, с;

K_п - коэффициент пыления, принимаемый для пылей с дисперсностью менее 350 мкм равным – 1, а для для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм равным – 0, 5.

Расчетная масса взвихрившейся пыли определяется по формуле:

m_вз = к_вз m_п ,

где к_вз - доля отложившейся в помещении пыли, способной перейти во взвешенное

состояние в результате аварийной ситуации. При отсутствии

сведений допускается полагать к_вз равным 0, 9;

m_п - масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии, которая определяется

по формуле: m_п = (m₁ + m₂ ) к _г /к _у,

где m₁, m₂ -масса пыли, осаждающейся на труднодоступных и доступных для уборки поверхностях;

к _г - доля горючей пыли в общей массе отложенной пыли, для рассматриваемых материалов принимаем значение к _г = 1;

к _у – коэффициент эффективности пылеуборки, который принимается для условий предприятия (ручная, влажная пылеуборка) равным –0, 7.

 

Массу пыли, осаждающейся на труднодоступных и доступных для уборки поверхностях помещения определяем по формуле:

m _i = М _i (1 – a) β _i,

где М _i - масса пыли, выделяющаяся в объем помещения пылящим оборудованием, кг.

a – доля выделяющейся пыли, удаляемой системой вентиляции, и в связи с отсутствием сведений допускается принимать а = 0;

β _i – доля выделяющейся в объем помещения пыли и оседающей на

труднодоступных и доступных для уборки поверхностях, для которых при

отсутствии сведений о величине коэффициентов β ₁ и β ₂ допускается

полагать β ₁ = 1; β ₂ = 0.

Масса пыли, выделяемая в объем помещения пылящим оборудованием (М _i ), может быть определена по формулам:

М _i = G *F *i = Q * i = P*C * i,

где G – интенсивность пылеосаждения, кг/м² с;

F - площадь пылеосаждения, м²;

i - период между генеральными пылеуборками, с;

Q – интенсивность пыления оборудования, кг/с,

P – производительность пылящего оборудования, кг/с;

С - коэффициенты пыления оборудования, которые могут быть приняты по аналогии с

действующими производствами, кг/кг.

 

В соответствии с требованиями НПБ 105-03 количество газов, которые могут поступить в помещение и образовать газовоздушные смеси, необходимо определять исходя из следующих предпосылок:

а) происходит расчётная авария одного аппарата, при которой имеет место самый неблагоприятный вариант, то есть в помещение поступает наибольшее количество газов, наиболее опасных в отношении последствий взрыва;

б) всё содержимое аппарата поступает в помещение;

в) одновременно происходит утечка веществ из подводящих и отводящих трубопроводов в течение времени, необходимого для их отключения.

Расчётное время отключения трубопроводов принимается равным:

времени срабатывания системы автоматики, задействованной для отключения трубопроводов, но только в том случае, если вероятность отказа системы не превышает 0, 000001 в год или обеспечено резервирование её элементов. Расчетное время отключения при этом принимают по паспортным данным установки;

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

300 с в случае ручного отключения задвижек.

Под «временем срабатывания» и «временем отключения» следует понимать промежуток времени от начала поступления горючего вещества из трубопровода до полного прекращения его поступления в помещение.

Количество жидкостей, которые при поступлении в помещение могут испаряться и образовывать паровоздушные смеси, необходимо определять исходя из следующих предпосылок:

а) происходит расчётная авария одного аппарата, при которой в помещение поступает наибольшее количество легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, наиболее опасных в отношении последствий взрыва;

б) всё содержимое аппарата поступает в помещение;

в) одновременно происходит утечка жидкости из подводящих и отводящих трубопроводов в течении времени, необходимого для их отключения. Расчетное время отключения принимается также, как и в случае с газами.

г) происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости. Площадь испарения при отсутствии справочных данных определяется 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 1м² пола помещения. При определении площади разлива необходимо учитывать наличие приямков, бортиков и подобных устройств, препятствующих растеканию жидкости.

д) происходит испарение жидкостей из ёмкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом (то есть из аппаратов с открытой поверхностью испарения);

е) происходит испарение со свежеокрашенных поверхностей;

ж) длительность испарения жидкости принимается равной времени её полного испарения, но не более 3600 сек.

Количество пылей, которые могут поступать в помещение и образовывать пылевоздушные смеси, необходимо определять исходя 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 находящейся в аппарате пыли.

Если в производственном помещении обращаются гибридные взрывоопасные смеси, содержащие горючие газы (пары) и пыли, то расчетное избыточное давление взрыва в таком помещении необходимо определять по формуле:

DР = DР₁ + DР_2,

где DР₁ - избыточное давление взрыва для газа или пара, кПа;

DР₂ - избыточное давление взрыва, вычисленное для горючей пыли, кПа.

Для помещений, в которых расчетное избыточное давление взрыва

парогазовоздушных смесей оказалось менее 5 кПа, а также для тех в которых обращаются трудногорючие жидкости и твердые горючие и трудногорючие вещества производится определение пожароопасных категорий В1 – В4.

Определение пожароопасной категории помещения осуществляется путем сравнения максимального значения удельной временной пожарной нагрузки на любом из участков с величиной удельной пожарной нагрузки, приведенной в таблице 8.

Максимальное значение удельной временной пожарной нагрузки g определяется по формуле:

g = Q / S.

где Q - пожарная нагрузка в пределах пожароопасного участка, МДж;

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

 

Пожарная нагрузка Q включает в себя различные сочетания (смесь) горючих и трудногорючих жидкостей, твердых горючих и трудногорючих веществ и материалов, находящихся в пределах пожароопасного участка. Она определяется по формуле:

Q = S G_i × Q _нi,

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

Q _нi - низшая теплота сгорания i-го материала пожарной нагрузки, МДж/кг.

Таблица 8

Условия определения пожароопасных категорий помещений

 

Категории	Удельная пожарная нагрузка на участке, МДж/м2	Способ размещения
В1	не более 2200	Способ размещения пожарной нагрузки не нормируется
В2	1401 - 2200	Способ размещения пожарной нагрузки не нормируется. Необходимо проверить условие принадлежности к категории В1 (по требованию Примечания 2).
В3	181 - 1400	Способ размещения пожарной нагрузки не нормируется. Необходимо проверить условие принадлежности к категории В2 (по требованию Примечания 2).
В4	1 - 180	1. Пожарная нагрузка должна размещаться на любом участке пола помещения площадью не более 10 м2. 2. Между участками должны быть соблюдены предель-ные расстояния (по требованию Примечания 1)

 

Примечания:

1. В пожароопасных помещениях категорий В1, В2, В3 и В4 допускается наличие нескольких участков с различной пожарной нагрузкой, не превышающей значений, приведенных в таблице 8. Но при этом в помещениях категории В4 расстояния между этими участками должны быть более предельных

Для пожарной нагрузки, состоящей из твердых горючих и трудногорючих материалов, рекомендуемые значения предельных расстояний приведены в таблице 9. Если значение Н менее 11 м, то предельное расстояние между участками определяется по формуле:

 

l = l_пр + (11 - Н),

 

где l_пр - предельное расстояние, определяемое по таблице 9, м;

Н – минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки

до нижнего пояса ферм перекрытия или покрытия, м.

 

Таблица 9

Рекомендуемые значения предельных расстояний (l_пр) в зависимости от величины критической плотности падающих лучистых потоков (q_кр)

q кр, кВт/м2
l пр, м						3, 8	3, 2	2, 8

 

 

Если пожарная нагрузка состоит из различных материалов, то значение q_кр принимается по материалу с минимальным значением q_кр. В том случае, если пожарная нагрузка на участках представлена материалами, для которых неизвестны величины q_кр, значения предельных расстояний необходимо принимать l_пр = 12 м.

Для пожарной нагрузки, состоящей из легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, предельное расстояние между участками необходимо определять по формулам:

 

l_пр = 15 м при Н ³ 11 м,

l_пр = 26 – Н при Н < 11 м.

 

2. Если при определении категорий В2 или В3 количество пожарной нагрузки Q, определенное выше, отвечает неравенству

Q ³ 0, 64 g_тН²,

то помещение будет относиться к категориям В1 или В2 соответственно.

Здесь g_т=2200 МДж/м² при 1401 МДж/м²£ g ³ 2200 МДж/м² и g_т=1400 МДж/м² при 181 МДж/м²£ g ³ 1400 МДж/м².

 

Литература

Учебные пособия

1. Безопасность жизнедеятельности. Производственная безопасность и охрана

труда: Учебное пособие для вузов/ П.П.Кукин, В.Л.Лапин, Е.А.Подгорный и др.. –

М.: Высш.шк., 2003. – 431с.

2. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов/ С.В.Белов, А.В.

Ильницкая А.Ф. Козьяков и др.; Под общ. ред. С.В. Белова. – М.: Высш.

шк.1999. -448 с.

3. Русак О.Н., Малаян К.Р., Занько Н.Г. Безопасность жизнедеятельности:

Учебное пособие для вузов. 8-е изд., испр. и доп. /Под ред. О.Н.Русака. –

СПб.: Изд-во «Лань», 2005. – 448 с.

4. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов

и производств. (Охрана труда): Учебное издание для вузов/ П.П.Кукин,

В.Л.Лапин, Е.А.Подгорный и др. – М.: Высш.шк., 1999. – 318с.

5. Глебова Е.В. Производственная санитария и гигиена труда: Учебное пособие

для вузов.- М.: Высш.шк., 2005. – 344с.

6. Алексеев М.В., Волков О.М., Шатров Н.Ф. Пожарная профилактика техно-

логических процессов и производств. М. ВИПТШ МВД. 1986.

7. Клубань В.С., Петров А.П., Рябиков В.С. Пожарная безопасность предприя-

тий промышленности и агропромышленного комплекса. М., Стройиздат.,

1987. – 477 с.

 

Правовые законодательные документы

 

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. ОПИСАНИЕ ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ. ПОРЯДОК ПЕРЕКЛЮЧЕНИЙ. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ.
2. II. 2. ОБ ОПАСНОСТИ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ВАКЦИН
3. II. Исходное состояние в области транспортной безопасности
4. II. Исходное состояние в области транспортной безопасности
5. III. Целевые установки, задачи и направления обеспечения транспортной безопасности
6. PEST-анализ макросреды предприятия. Матрица профиля среды, взвешенная оценка, определение весовых коэффициентов. Матрицы возможностей и матрицы угроз.
7. ІІ группу электробезопасности
8. Адресно-аналоговая система пожарной сигнализации
9. Анализ баланса реактивной мощности на границе раздела энергоснабжающей организации и потребителя, и при необходимости определение мощности батарей конденсаторов для сети напряжением выше 1 кВ
10. Анализ вопросов энергетической безопасности
11. Анализ пожарной опасности объекта
12. Анализ финансовой безопасности в Казахстане