СВЕДЕНИЯ О ДОКУМЕНТЕ
Источник публикации
М.: ГУГПС МЧС России и ФГУ ВНИИПО МВД РФ, 2003
Примечание к документу
Документ фактически утратил силу в связи с изданием Свода правил "Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности"
СП 12.13130.2009
, утв. Приказом МЧС РФ от 25.03.2009 N 182.
Название документа
"НПБ 105-03. Нормы пожарной безопасности. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности"
(утв. Приказом ГУГПС МЧС РФ от 18.06.2003 N 314)
"НПБ 105-03. Нормы пожарной безопасности. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности"
(утв. Приказом ГУГПС МЧС РФ от 18.06.2003 N 314)
Оглавление
Примечание. Разделение помещений на категории
В1 - В4
регламентируется положениями, изложенными в
табл. 4
.
а) происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно
п. 6
;
где
- максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с требованиями
п. 3
. При отсутствии данных допускается принимать
равным 900 кПа;
- начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа); m - масса горючего газа (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение, вычисляемая для ГГ по
формуле (6)
, а для паров ЛВЖ и ГЖ по
формуле (11)
, кг; Z - коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно Приложению. Допускается принимать значение Z по
табл. 2
;
- свободный объем помещения, м3;
- плотность газа или пара при расчетной температуре
,
, вычисляемая по формуле:
11. Расчет
для индивидуальных веществ, кроме упомянутых в
п. 10
, а также для смесей может быть выполнен по формуле:
12. В случае обращения в помещении горючих газов, легковоспламеняющихся или горючих жидкостей при определении значения массы m, входящей в
формулы (1)
и
(4)
, 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 для удаления воздуха из помещения в непосредственной близости от места возможной аварии.
где A - кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией,
; T - продолжительность поступления горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в объем помещения, с (принимается по
п. 7
).
где q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д.,
; T - время, определяемое по
п. 7
, с;
При этом каждое из слагаемых в
формуле (11)
определяется по формуле:
где W - интенсивность испарения,
;
- площадь испарения, м2, определяемая в соответствии с
п. 7
в зависимости от массы жидкости
, вышедшей в помещение.
Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в
формуле (11)
введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работ.
15. Масса
, кг, вышедшей в помещение жидкости определяется в соответствии с
п. 7
.
где
- коэффициент, принимаемый по табл. 3 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения;
- давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости
, определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями
п. 3
, кПа.
17. Расчет избыточного давления взрыва
, кПа, производится по
формуле (4)
, где коэффициент Z участия взвешенной пыли во взрыве рассчитывается по формуле:
где
- 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,
; T - время отключения, определяемое по
п. 7 в)
, с;
- коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата в помещение. При отсутствии экспериментальных сведений о величине
допускается полагать:
Величина
принимается в соответствии с
пп. 6
и
8
.
На любом участке пола помещения площадью 10 м
2
. Способ размещения участков пожарной нагрузки определяется согласно
п. 25
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 табл. 5 приведены рекомендуемые значения предельных расстояний
в зависимости от величины критической плотности падающих лучистых потоков
,
, для пожарной нагрузки, состоящей из твердых горючих и трудногорючих материалов. Значения
, приведенные в табл. 5, рекомендуются при условии, если H > 11 м; если H < 11 м, то предельное расстояние определяется как
, где
- определяется из табл. 5, H - минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки до нижнего пояса ферм перекрытия (покрытия), м.
Если при определении категорий В2 или В3 количество пожарной нагрузки Q, определенное по
формуле 21
, отвечает неравенству:
где
- давление взрыва, вычисленное для горючего газа (пара) в соответствии с
пп. 10
и
11
;
- давление взрыва, вычисленное для горючей пыли в соответствии с
п. 17
.
г) в качестве расчетного для определения критериев пожарной опасности принимается вариант, в котором величина
максимальна. При этом количество горючих газов и паров, вышедших в атмосферу, рассчитывается исходя из рассматриваемого сценария аварии с учетом
пунктов 38
-
43
.
37. При невозможности реализации описанного выше метода в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в образовании горючих газопаровоздушных смесей участвует наибольшее количество газов и паров, наиболее опасных в отношении последствий сгорания этих смесей. В этом случае количество газов и паров, вышедших в атмосферу, рассчитывается в соответствии с пунктами 38 -
43
.
а) происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно
п. 36
или
п. 37
(в зависимости от того, какой из подходов к определению расчетного варианта аварии принят за основу);
где q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д.,
; Т - время, определяемое по
п. 38
, с;
При этом каждое из слагаемых (
,
,
) в
формуле (32)
определяют из выражения:
где W - интенсивность испарения,
;
- площадь испарения, м2, определяемая в соответствии с
п. 38
в зависимости от массы жидкости
, вышедшей в окружающее пространство; Т - продолжительность поступления паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в окружающее пространство согласно
п. 38
, с.
Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в
формуле (32)
введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работы.
41. Масса
вышедшей жидкости, кг, определяется в соответствии с
п. 38
.
где M - молярная масса,
;
- давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями
п. 3
, кПа.
Формула 36
справедлива для СУГ с температурой
. При температуре СУГ
дополнительно рассчитывается масса перегретых СУГ
по
формуле 34
.
46. Исходя из рассматриваемого сценария аварии, определяется масса m, кг, горючих газов и (или) паров, вышедших в атмосферу из технологического аппарата, в соответствии с
пунктами 38
-
43
.
58. Интенсивность теплового излучения q,
, для "огненного шара" вычисляют по
формуле (48)
.
Значения
определяют из статистических данных или на основе методик, изложенных в нормативных документах, утвержденных в установленном порядке. В
формуле (63)
допускается учитывать только одну наиболее неблагоприятную аварию, величина
для которой принимается равной годовой частоте возникновения пожара с горением газо-, паро- или пылевоздушных смесей на наружной установке по нормативным документам, утвержденным в установленном порядке, а значение
вычислять, исходя из массы горючих веществ, вышедших в атмосферу, в соответствии с
пп. 37
-
43
.
61. Величину индивидуального риска
при возможном сгорании веществ и материалов, указанных в
табл. 7
для категории
, рассчитывают по формуле:
В
формуле (64)
допускается учитывать только одну наиболее неблагоприятную аварию, величина
для которой принимается равной годовой частоте возникновения пожара на наружной установке по нормативным документам, утвержденным в установленном порядке, а значение
вычислять, исходя из массы горючих веществ, вышедших в атмосферу, в соответствии с
пунктами 37
-
43
.
вычисляют избыточное давление
и импульс i по методам, описанным в
разделе 6
(методы расчета значений критериев пожарной опасности для горючих газов и паров или метод расчета значений критериев пожарной опасности для горючих пылей);
где t - эффективное время экспозиции, с; q - интенсивность теплового излучения,
, определяемая в соответствии с методом расчета интенсивности теплового излучения (
раздел 6
).
2) для воздействия "огненного шара" - в соответствии с методом расчета интенсивности теплового излучения (
раздел 6
);
б) с помощью
табл. 9
определяют условную вероятность
поражения человека тепловым излучением.
64. Если для рассматриваемой технологической установки возможен как пожар пролива, так и "огненный шар", в
формуле (64)
должны быть учтены оба указанных выше типа аварии.
m - масса газа или паров ЛВЖ, поступающих в объем помещения в соответствии с
разделом 3
, кг;
- допустимые отклонения концентрации при задаваемом уровне значимости
, приведенные в таблице П1;
,
,
- расстояния по осям X, Y и Z от источника поступления газа или пара, ограниченные нижним концентрационным пределом распространения пламени соответственно, м; рассчитываются по формулам (
10
-
12
) Приложения; L, S - длина и ширина помещения соответственно, м; F - площадь пола помещения соответственно, м2; U - подвижность воздушной среды,
;
- концентрация насыщенных паров при расчетной температуре
, °С, воздуха в помещении, % (об.).
Приказом ГУГПС МЧС РФ
от 18 июня 2003 г. N 314
НОРМЫ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИЙ ПОМЕЩЕНИЙ,
ЗДАНИЙ И НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК
ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
Determination of categories of rooms,
buildings and external installations
on excplosion and fire hazard
НПБ 105-03
Дата введения
1 августа 2003 года
Разработаны Главным управлением Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (ГУГПС МЧС России) и Федеральным учреждением "Всероссийский ордена "Знак Почета" научно-исследовательский институт противопожарной обороны Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий" (ФГУ ВНИИПО МЧС России).
Внесены и подготовлены к утверждению нормативно-техническим отделом Главного управления Государственной противопожарной службы (ГУГПС МЧС России).
Письмом Минюста России от 27.06.2003 г. N 07/6504-ЮД признаны не нуждающимися в государственной регистрации.
Утверждены Приказом МЧС России от 18.06.2003 г. N 314.
Взамен НПБ 105-95, НПБ 107-97.
Настоящие нормы устанавливают методику определения категорий помещений и зданий (или частей зданий между противопожарными стенами - пожарных отсеков) <*> 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 <**> по пожарной опасности.
--------------------------------
<*> Далее по тексту - помещений и зданий.
<**> Далее по тексту - наружные установки.
Методика определения категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности должна использоваться в проектно-сметной и эксплуатационной документации на здания, помещения и наружные установки.
Категории помещений и зданий предприятий и учреждений определяются на стадии проектирования зданий и сооружений в соответствии с настоящими нормами и ведомственными нормами технологического проектирования, утвержденными в установленном порядке.
Требования норм к наружным установкам должны учитываться в проектах на строительство, расширение, реконструкцию и техническое перевооружение, при изменениях технологических процессов и при эксплуатации наружных установок. Наряду с настоящими нормами следует также руководствоваться положениями ведомственных норм технологического проектирования, касающихся категорирования наружных установок, утвержденных в установленном порядке.
В области оценки взрывоопасности настоящие нормы выделяют категории взрывопожароопасных помещений и зданий, более детальная классификация которых по взрывоопасности и необходимые защитные мероприятия должны регламентироваться самостоятельными нормативными документами.
Категории помещений и зданий, определенные в соответствии с настоящими нормами, следует применять для установления нормативных требований по обеспечению взрывопожарной и пожарной безопасности указанных помещений и зданий в отношении планировки и застройки, этажности, площадей, размещения помещений, конструктивных решений, инженерного оборудования.
Настоящие нормы не распространяются:
на помещения и здания для производства и хранения взрывчатых веществ (далее - ВВ), средств инициирования ВВ, здания и сооружения, проектируемые по специальным нормам и правилам, утвержденным в установленном порядке;
на наружные установки для производства и хранения ВВ, средств инициирования ВВ, наружные установки, проектируемые по специальным нормам и правилам, утвержденным в установленном порядке, а также на оценку уровня взрывоопасности наружных установок.
Термины и их определения приняты в соответствии с нормативными документами по пожарной безопасности.
Под термином "Наружная установка" в настоящих нормах понимается комплекс аппаратов и технологического оборудования, расположенных вне зданий, с несущими и обслуживающими конструкциями.
1. 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
,
,
,
и
.
2. 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.
3. Определение пожароопасных свойств веществ и материалов производится на основании результатов испытаний или расчетов по стандартным методикам с учетом параметров состояния (давления, температуры и т.д.).
Допускается использование справочных данных, опубликованных головными научно-исследовательскими организациями в области пожарной безопасности или выданных Государственной службой стандартных справочных данных.
Допускается использование показателей пожарной опасности для смесей веществ и материалов по наиболее опасному компоненту.
2. КАТЕГОРИИ ПОМЕЩЕНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ
И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
4. Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности принимаются в соответствии с табл. 1.
5. Определение категорий помещений следует осуществлять путем последовательной проверки принадлежности помещения к категориям, приведенным в табл. 1, от высшей (А) к низшей (Д).
Таблица 1
Категория помещения
|
Характеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении
|
А взрывопожароопасная
|
Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 °C в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, 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 взрывопожароопасная
|
Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 °C, 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
|
|
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
|
3. МЕТОДЫ РАСЧЕТА КРИТЕРИЕВ ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ
ОПАСНОСТИ ПОМЕЩЕНИЙ
Выбор и обоснование расчетного варианта
6. 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.
В случае если использование расчетных методов не представляется возможным, допускается определение значений критериев взрывопожарной опасности на основании результатов соответствующих научно-исследовательских работ, согласованных и утвержденных в установленном порядке.
7. Количество поступивших в помещение веществ, которые могут образовать взрывоопасные газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется исходя из следующих предпосылок:
б) все содержимое аппарата поступает в помещение;
в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат, по прямому и обратному потокам 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 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. Быстродействующие клапаны-отсекатели должны автоматически перекрывать подачу газа или жидкости при нарушении электроснабжения.
В исключительных случаях в установленном порядке допускается превышение приведенных выше значений времени отключения трубопроводов специальным решением соответствующих федеральных министерств и других федеральных органов исполнительной власти по согласованию с Госгортехнадзором России на подконтрольных ему производствах и предприятиях и МЧС России;
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.
8. 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.
9. 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.
Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов,
паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей
10. Избыточное давление взрыва
для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов C, H, O, N, Cl, Br, I, F, определяется по формуле
, (1)
, (2)
где M - молярная масса,
;
- мольный объем, равный 22,413
;
- расчетная температура, °C. В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в данном помещении в соответствующей климатической зоне 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 ее равной 61 °C;
- стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, % (об.), вычисляемая по формуле:
, (3)
где
- стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;
,
,
,
- число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;
- коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать
равным 3.
Вид горючего вещества
|
Значение Z
|
Водород
|
1,0
|
Горючие газы (кроме водорода)
|
0,5
|
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые до температуры вспышки и выше
|
0,3
|
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, при наличии возможности образования аэрозоля
|
0,3
|
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, при отсутствии возможности образования аэрозоля
|
0
|
, (4)
где
- теплота сгорания,
;
- плотность воздуха до взрыва при начальной температуре
,
;
- теплоемкость воздуха,
(допускается принимать равной
);
- начальная температура воздуха, K.
При этом массу m 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, (5)
13. Масса m, кг, поступившего в помещение при расчетной аварии газа определяется по формуле:
, (6)
где
- объем газа, вышедшего из аппарата, м3;
- объем газа, вышедшего из трубопроводов, м3.
При этом
, (7)
где
- давление в аппарате, кПа; V - объем аппарата, м3;
, (8)
где
- объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м3;
- объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м3;
, (9)
, (10)
где
- максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа; r - внутренний радиус трубопроводов, м; L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.
14. 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:
, (11)
где
- масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;
- масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг;
- масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг.
, (12)
16. Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для не нагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле:
, (13)
Таблица 3
Скорость воздушного потока в помещении, м·с
-1
|
Значение коэффициента
при температуре
t
, °C, воздуха в помещении
|
10
|
15
|
20
|
30
|
35
|
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 избыточного давления взрыва для горючих пылей
Z = 0,5 F, (14)
где F - массовая доля частиц пыли размером менее критического, с превышением которого аэровзвесь становится взрывобезопасной, т.е. неспособной распространять пламя. В отсутствие возможности получения сведений для оценки величины Z допускается принимать Z = 0,5.
18. Расчетная масса взвешенной в объеме помещения пыли, m, кг, образовавшейся в результате аварийной ситуации, определяется по формуле:
, (15)
где
- расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;
- расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, кг.
19. Расчетная масса взвихрившейся пыли
определяется по формуле:
, (16)
где
- доля отложившейся в помещении пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. При отсутствии экспериментальных сведений о величине
допускается полагать
;
- масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии, кг.
20. Расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации,
, определяется по формуле:
, (17)
для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм -
= 0,5;
для пылей с дисперсностью менее 350 мкм -
= 1,0.
21. Масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии определяется по формуле:
, (18)
где
- доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;
- масса пыли, оседающей на труднодоступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между генеральными уборками, кг;
- масса пыли, оседающей на доступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между текущими уборками, кг;
- коэффициент эффективности пылеуборки. Принимается при ручной пылеуборке:
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 пылеуборках. Доступными для уборки местами являются поверхности, пыль с которых удаляется в процессе текущих пылеуборок (ежесменно, ежесуточно и т.п.).
22. Масса пыли
(i = 1,2), оседающей на различных поверхностях в помещении за межуборочный период, определяется по формуле:
, (i = 1,2) (19)
где
- масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между генеральными пылеуборками, кг;
- масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг;
- масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между текущими пылеуборками, кг;
- масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг;
- доля выделяющейся в объем помещения пыли, которая удаляется вытяжными вентиляционными системами. При отсутствии экспериментальных сведений о величине
полагают
= 0;
,
- доли выделяющейся в объем помещения пыли, оседающей соответственно на труднодоступных и доступных для уборки поверхностях помещения (
).
При отсутствии сведений о величине коэффициентов
и
допускается полагать
,
.
23. Величина
(i = 1,2) может быть также определена экспериментально (или по аналогии с действующими образцами производств) в период максимальной загрузки оборудования по формуле:
, (i = 1,2) (20)
где
,
- интенсивность пылеотложений соответственно на труднодоступных
(м2) и доступных
(м2) площадях,
;
,
- промежуток времени соответственно между генеральными и текущими пылеуборками, с.
Определение категорий В1 - В4 помещений
24. 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. 4.
Категория помещения
|
Удельная пожарная нагрузка g на участке, МДж·м
-2
|
Способ размещения
|
|
Более 2200
|
Не нормируется
|
В2
|
1401 - 2200
|
|
В3
|
181 - 1400
|
То же
|
|
1 - 180
|
|
25. 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 Q, МДж, определяется по формуле:
, (21)
где
- количество i-го материала пожарной нагрузки, кг;
- низшая теплота сгорания i-го материала пожарной нагрузки,
.
Удельная пожарная нагрузка g,
, определяется из соотношения:
, (22)
где S - площадь размещения пожарной нагрузки, м2 (но не менее 10 м2).
Таблица 5
q
кр
, кВт·м
-2
|
5
|
10
|
15
|
20
|
25
|
30
|
40
|
50
|
l
пр
, м
|
12
|
8
|
6
|
5
|
4
|
3,8
|
3,2
|
2,8
|
Значения
для некоторых материалов пожарной нагрузки приведены в табл. 6.
Таблица 6
Материал
|
q
кр
, кВт·м
-2
|
Древесина (сосна влажностью 12%)
|
13,9
|
Древесно-стружечные плиты (плотностью 417 кг·м
-3
)
|
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
|
Если пожарная нагрузка состоит из различных материалов, то значение
определяется по материалу с минимальным значением
.
Для материалов пожарной нагрузки с неизвестными значениями
значения предельных расстояний принимаются
12 м.
Для пожарной нагрузки, состоящей из ЛВЖ или ГЖ, рекомендуемое расстояние
между соседними участками размещения (разлива) пожарной нагрузки рассчитывается по формулам:
, (23)
. (24)
,
то помещение будет относиться к категориям В1 или В2 соответственно. Здесь
= 2200 МДж/м2 при 1401 МДж/м2
2200 МДж/м2 и
= 1400 МДж/м2 при 181 МДж/м2
1400 МДж/м2.
Определение избыточного давления взрыва
для веществ и материалов, способных взрываться
и гореть при взаимодействии с водой,
кислородом воздуха или друг с другом
26. Расчетное избыточное давление взрыва
для веществ и материалов, способных взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом, определяется по приведенной выше методике, полагая Z = 1 и принимая в качестве величины
энергию, выделяющуюся при взаимодействии (с учетом сгорания продуктов взаимодействия до конечных соединений), или экспериментально в натурных испытаниях. В случае когда определить величину
не представляется возможным, следует принимать ее превышающей 5 кПа.
Определение избыточного давления взрыва для взрывоопасных
смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли
27. Расчетное избыточное давление взрыва
для гибридных взрывоопасных смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли, определяется по формуле:
, (25)
4. КАТЕГОРИИ ЗДАНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
28. 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.
29. Здание относится к категории Б, если одновременно выполнены два условия:
здание не относится к категории А;
суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5% суммарной площади всех помещений или 200 м2.
Допускается не относить здание к категории Б, если суммарная площадь помещений категорий 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.
30. Здание относится к категории В, если одновременно выполнены два условия:
здание не относится к категориям А или Б;
суммарная площадь помещений категорий А, Б и В превышает 5% (10%, если в здании отсутствуют помещения категорий А и Б) суммарной площади всех помещений.
Допускается не относить здание к категории В, если суммарная площадь помещений категорий 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.
31. Здание относится к категории Г, если одновременно выполнены два условия:
здание не относится к категориям А, Б или В;
суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г превышает 5% суммарной площади всех помещений.
Допускается не относить знание к категории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 5000 м2) и помещения категорий А, Б, В оборудуются установками автоматического пожаротушения.
32. Здание относится к категории Д, если оно не относится к категориям А, Б, В или Г.
5. КАТЕГОРИИ НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК ПО ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
33. Категории наружных установок по пожарной опасности принимаются в соответствии с табл. 7.
Категория наружной установки
|
Критерии отнесения наружной установки к той или иной категории по пожарной опасности
|
А
н
|
Установка относится к категории
А
н
, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие газы; легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 °C; вещества и/или материалы, способные гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и/или друг с другом; при условии, что величина индивидуального риска при возможном сгорании указанных веществ с образованием волн давления превышает 10
-6
в год на расстоянии 30 м от наружной установки
|
Б
н
|
Установка относится к категории
Б
н
, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие пыли и/или волокна; легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 °C; горючие жидкости; при условии, что величина индивидуального риска при возможном сгорании пыле- и/или паровоздушных смесей с образованием волн давления превышает 10
-6
в год на расстоянии 30 м от наружной установки
|
В
н
|
Установка относится к категории
В
н
, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие и/или трудногорючие жидкости; твердые горючие и/или трудногорючие вещества и/или материалы (в том числе пыли и/или волокна); вещества и/или материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и/или друг с другом гореть; не реализуются критерии, позволяющие отнести установку к категориям
А
н
или
Б
н
; при условии, что величина индивидуального риска при возможном сгорании указанных веществ и/или материалов превышает 10
-6
в год на расстоянии 30 м от наружной установки
|
Г
н
|
Установка относится к категории
Г
н
, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) негорючие вещества и/или материалы в горячем, раскаленном и/или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и/или пламени, а также горючие газы, жидкости и/или твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива
|
Д
н
|
Установка относится к категории
Д
н
, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) в основном негорючие вещества и/или материалы в холодном состоянии и по перечисленным выше критериям она не относится к категориям
А
н
,
Б
н
,
В
н
,
Г
н
|
34. Определение категорий наружных установок следует осуществлять путем последовательной проверки их принадлежности к категориям, приведенным в табл. 7, от высшей (
) к низшей (
).
35. В случае, если из-за отсутствия данных представляется невозможным оценить величину индивидуального риска, допускается использование вместо нее следующих критериев.
Для категорий
и
:
горизонтальный размер зоны, ограничивающей газопаровоздушные смеси с концентрацией горючего выше нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР), превышает 30 м (данный критерий применяется только для горючих газов и паров) и/или расчетное избыточное давление при сгорании газо-, паро- или пылевоздушной смеси на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 5 кПа.
Для категории
:
интенсивность теплового излучения от очага пожара веществ и/или материалов, указанных для категории
, на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 4
.
6. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ КРИТЕРИЕВ
ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК
МЕТОД РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ КРИТЕРИЕВ
ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ДЛЯ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ПАРОВ
Выбор и обоснование расчетного варианта
36. Выбор расчетного варианта следует осуществлять с учетом годовой частоты реализации и последствий тех или иных аварийных ситуаций. В качестве расчетного для вычисления критериев пожарной опасности для горючих газов и паров следует принимать вариант аварии, для которого произведение годовой частоты реализации этого варианта
и расчетного избыточного давления
при сгорании газопаровоздушных смесей в случае реализации указанного варианта максимально, то есть:
. (26)
Расчет величины G производится следующим образом:
а) рассматриваются различные варианты аварии и определяются из статистических данных или на основе годовой частоты аварий со сгоранием газопаровоздушных смесей
для этих вариантов;
б) для каждого из рассматриваемых вариантов определяются по изложенной ниже методике значения расчетного избыточного давления
;
в) вычисляются величины
для каждого из рассматриваемых вариантов аварии, среди которых выбирается вариант с наибольшим значением
;
38. Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется исходя из следующих предпосылок:
б) все содержимое аппарата поступает в окружающее пространство;
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 систем автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов (но не более 120 с);
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 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 окружающее пространство. Быстродействующие клапаны-отсекатели должны автоматически перекрывать подачу газа или жидкости при нарушении электроснабжения.
В исключительных случаях в установленном порядке допускается превышение приведенных выше значений времени отключения трубопроводов специальным решением соответствующих министерств или ведомств по согласованию с Госгортехнадзором России на подконтрольных ему производствах и предприятиях и МЧС России;
г) происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости; площадь испарения при разливе на горизонтальную поверхность определяется (при отсутствии справочных или иных экспериментальных данных) исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих 70% и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,10 м2, а остальных жидкостей - на 0,15 м2;
д) происходит также испарение жидкостей 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.
39. Масса газа m, кг, поступившего в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле:
, (27)
где
- объем газа, вышедшего из аппарата, м3;
- объем газа, вышедшего из трубопровода, м3;
- плотность газа,
.
При этом:
, (28)
где
- давление в аппарате, кПа; V - объем аппарата, м3;
, (29)
где
- объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м3;
- объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м3;
, (30)
, (31)
где
- максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа; r - внутренний радиус трубопроводов, м; L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.
40. Масса паров жидкости m, кг, поступивших в окружающее пространство при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, открытые емкости и т.п.), определяется из выражения:
, (32)
где
- масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;
- масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг;
- масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг;
- масса жидкости, испарившейся в окружающее пространство в случае ее перегрева, кг.
, (33)
Величину
определяют по формуле (при
>
):
, (34)
где
- масса вышедшей перегретой жидкости, кг;
- удельная теплоемкость жидкости при температуре перегрева жидкости
,
;
- температура перегретой жидкости в соответствии с технологическим регламентом в технологическом аппарате или оборудовании, К;
- нормальная температура кипения жидкости, К;
- удельная теплота испарения жидкости при температуре перегрева жидкости
,
.
42. Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле:
, (35)
43. Для сжиженных углеводородных газов (СУГ) при отсутствии данных допускается рассчитывать удельную массу испарившегося СУГ
из пролива,
, по формуле:
, (36)
где M - молярная масса СУГ,
;
- мольная теплота испарения СУГ при начальной температуре СУГ
,
;
- начальная температура материала, на поверхность которого разливается СУГ, К;
- начальная температура СУГ, К;
- коэффициент теплопроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ,
;
- коэффициент температуропроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ,
;
- теплоемкость материала, на поверхность которого разливается СУГ,
;
- плотность материала, на поверхность которого разливается СУГ,
; t - текущее время, с, принимаемое равным времени полного испарения СУГ, но не более 3600 с;
число Рейнольдса; U - скорость воздушного потока,
;
- характерный размер пролива СУГ, м;
- кинематическая вязкость воздуха,
;
- коэффициент теплопроводности воздуха,
.
Расчет горизонтальных размеров зон,
ограничивающих газо- и паровоздушные смеси с концентрацией
горючего выше НКПР, при аварийном поступлении горючих
газов и паров ненагретых легковоспламеняющихся
жидкостей в открытое пространство
44. Горизонтальные размеры зоны, м, ограничивающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени (
), вычисляют по формулам:
для горючих газов (ГГ):
, (37)
для паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ):
, (38)
,
где
- масса поступивших в открытое пространство ГГ при аварийной ситуации, кг;
- плотность ГГ при расчетной температуре и атмосферном давлении,
;
- масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 3600 с, кг;
- плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре и атмосферном давлении,
;
- давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа; К - коэффициент, принимаемый равным К = Т / 3600 для ЛВЖ; Т - продолжительность поступления паров ЛВЖ в открытое пространство, с;
- нижний концентрационный предел распространения пламени ГГ или паров ЛВЖ, % (об.); М - молярная масса,
;
- мольный объем, равный 22,413
;
- расчетная температура, °С. В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в соответствующей климатической зоне или максимальную 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 ее равной 61 °С.
45. За начало отсчета горизонтального размера зоны принимают внешние габаритные размеры аппаратов, установок, трубопроводов и т.п. Во всех случаях значение
должно быть не менее 0,3 м для ГГ и ЛВЖ.
Расчет избыточного давления и импульса волны давления
при сгорании смесей горючих газов и паров с воздухом
в открытом пространстве
47. Величину избыточного давления
, кПа, развиваемого при сгорании газопаровоздушных смесей, определяют по формуле:
, (39)
где
- атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа); r - расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м;
- приведенная масса газа или пара, кг, вычисляется по формуле:
, (40)
где
- удельная теплота сгорания газа или пара,
; Z - коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который допускается принимать равным 0,1;
- константа, равная
; m - масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.
48. Величину импульса волны давления i, Па х с, вычисляют по формуле:
. (41)
МЕТОД РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ КРИТЕРИЕВ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
ДЛЯ ГОРЮЧИХ ПЫЛЕЙ
49. В качестве расчетного варианта аварии для определения критериев пожарной опасности для горючих пылей следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в горении пылевоздушной смеси участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий такого горения.
50. Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие пылевоздушные смеси, определяется исходя из предпосылки о том, что в момент расчетной аварии произошла плановая (ремонтные работы) или внезапная разгерметизация одного из технологических аппаратов, за которой последовал аварийный выброс в окружающее пространство находившейся в аппарате пыли.
51. Расчетная масса пыли, поступившей в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле:
, (42)
где М - расчетная масса поступившей в окружающее пространство горючей пыли, кг;
- расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;
- расчетная масса пыли, поступившей в результате аварийной ситуации, кг.
52. Величина
определяется по формуле:
, (43)
где
- доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;
- доля отложенной вблизи аппарата пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. В отсутствие экспериментальных данных о величине
допускается принимать
;
- масса отложившейся вблизи аппарата пыли к моменту аварии, кг.
53. Величина
определяется по формуле:
, (44)
где
- масса горючей пыли, выбрасываемой в окружающее пространство при разгерметизации технологического аппарата, кг; при отсутствии ограничивающих выброс пыли инженерных устройств следует полагать, что в момент расчетной аварии происходит аварийный выброс в окружающее пространство всей находившейся в аппарате пыли; q - производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения,
; Т - расчетное время отключения, с, определяемое в каждом конкретном случае исходя из реальной обстановки. Следует принимать равным времени срабатывания системы автоматики, если вероятность ее отказа не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов (но не более 120 с); 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов; 300 с при ручном отключении;
- коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата. В отсутствие экспериментальных данных о величине
допускается принимать: 0,5 - для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм; 1,0 - для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.
54. Избыточное давление
для горючих пылей рассчитывается следующим образом:
а) определяют приведенную массу горючей пыли
, кг, по формуле:
, (45)
где М - масса горючей пыли, поступившей в результате аварии в окружающее пространство, кг; Z - коэффициент участия пыли в горении, значение которого допускается принимать равным 0,1. В отдельных обоснованных случаях величина Z может быть снижена, но не менее чем до 0,02;
- теплота сгорания пыли,
;
- константа, принимаемая равной
;
б) вычисляют расчетное избыточное давление
, кПа, по формуле:
, (46)
где r - расстояние от центра пылевоздушного облака, м. Допускается отсчитывать величину r от геометрического центра технологической установки;
- атмосферное давление, кПа.
55. Величину импульса волны давления i, Па х с, вычисляют по формуле:
. (47)
МЕТОД РАСЧЕТА ИНТЕНСИВНОСТИ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
56. Интенсивность теплового излучения рассчитывают для двух случаев пожара (или для того из них, который может быть реализован в данной технологической установке):
пожар проливов ЛВЖ, ГЖ или горение твердых горючих материалов (включая горение пыли);
"огненный шар" - крупномасштабное диффузионное горение, реализуемое при разрыве резервуара с горючей жидкостью или газом под давлением с воспламенением содержимого резервуара.
Если возможна реализация обоих случаев, то при оценке значений критерия пожарной опасности учитывается наибольшая из двух величин интенсивности теплового излучения.
57. Интенсивность теплового излучения q,
, для пожара пролива жидкости или при горении твердых материалов вычисляют по формуле:
, (48)
где
- среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени,
;
- угловой коэффициент облученности;
- коэффициент пропускания атмосферы.
Значение
принимается на основе имеющихся экспериментальных данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив указанные данные приведены в табл. 8.
При отсутствии данных допускается принимать величину
равной: 100
для СУГ, 40
для нефтепродуктов, 40
для твердых материалов.
Таблица 8
Среднеповерхностная плотность теплового излучения
пламени в зависимости от диаметра очага
и удельная массовая скорость выгорания
для некоторых жидких углеводородных топлив
Топливо
|
E
f
, кВт·м
-2
|
М
, кг·м
-2
·с
-1
|
d
= 10 м
|
d
= 20 м
|
d
= 30 м
|
d
= 40 м
|
d
= 50 м
|
СПГ (метан)
|
220
|
180
|
150
|
130
|
120
|
0,08
|
СУГ (пропан-бутан)
|
80
|
63
|
50
|
43
|
40
|
0,10
|
Бензин
|
60
|
47
|
35
|
28
|
25
|
0,06
|
Дизельное топливо
|
40
|
32
|
25
|
21
|
18
|
0,04
|
Нефть
|
25
|
19
|
15
|
12
|
10
|
0,04
|
Примечание. Для диаметров очагов менее 10 м или более 50 м следует принимать величину
E
f
такой же, как и для очагов диаметром 10 м и 50 м соответственно.
|
Рассчитывают эффективный диаметр пролива d, м, по формуле:
, (49)
где F - площадь пролива, м2.
Вычисляют высоту пламени Н, м, по формуле:
, (50)
где М - удельная массовая скорость выгорания топлива,
;
- плотность окружающего воздуха,
;
- ускорение свободного падения.
Определяют угловой коэффициент облученности
по формулам:
, (51)
где
,
- факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок соответственно, определяемые с помощью выражений:
, (52)
; (53)
; (54)
; (55)
; (56)
, (57)
где r - расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта, м.
Определяют коэффициент пропускания атмосферы по формуле:
. (58)
Величину
определяют на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать
равным 450
.
Значение
вычисляют по формуле:
, (59)
где Н - высота центра "огненного шара", м;
- эффективный диаметр "огненного шара", м; r - расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром "огненного шара", м.
Эффективный диаметр "огненного шара"
определяют по формуле:
, (60)
где m - масса горючего вещества, кг.
Величину Н определяют в ходе специальных исследований. Допускается принимать величину Н равной
.
Время существования "огненного шара"
, с, определяют по формуле:
. (61)
Коэффициент пропускания атмосферы
рассчитывают по формуле:
. (62)
7. МЕТОД ОЦЕНКИ ИНДИВИДУАЛЬНОГО РИСКА
59. Настоящий метод применим для расчета величины индивидуального риска (далее по тексту - риска) на наружных установках при возникновении таких поражающих факторов, как избыточное давление, развиваемое при сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей, и тепловое излучение при сгорании веществ и материалов.
60. Величину индивидуального риска
при сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей рассчитывают по формуле:
, (63)
где
- годовая частота возникновения i-й аварии с горением газо-, паро- или пылевоздушной смеси на рассматриваемой наружной установке, 1/год;
- условная вероятность поражения человека, находящегося на заданном расстоянии от наружной установки, избыточным давлением при реализации указанной аварии i-го типа; n - количество типов рассматриваемых аварий.
, (64)
где
- годовая частота возникновения пожара на рассматриваемой наружной установке в случае аварии i-го типа, 1/год;
- условная вероятность поражения человека, находящегося на заданном расстоянии от наружной установки, тепловым излучением при реализации аварии i-го типа; n - количество типов рассматриваемых аварий.
Значение
определяют из статистических данных или на основе методик, изложенных в нормативных документах, утвержденных в установленном порядке.
62. Условную вероятность
поражения человека избыточным давлением при сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей на расстоянии r от эпицентра определяют следующим образом:
исходя из значений
и i вычисляют величину "пробит" - функции
по формуле:
, (65)
, (66)
где
- избыточное давление, Па; i - импульс волны давления, Па х с.
С помощью табл. 9 определяют условную вероятность поражения человека. Например, при значении
= 2,95 значение
= 2% = 0,02, а при
= 8,09 значение
= 99,9% = 0,999.
Таблица 9
Значения условной вероятности поражения человека
в зависимости от величины
Условная вероятность поражения, %
|
Величина
P
r
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
0
|
-
|
2,67
|
2,95
|
3,12
|
3,25
|
3,36
|
3,45
|
3,52
|
3,59
|
3,66
|
10
|
3,72
|
3,77
|
3,82
|
3,90
|
3,92
|
3,96
|
4,01
|
4,05
|
4,08
|
4,12
|
20
|
4,16
|
4,19
|
4,23
|
4,26
|
4,29
|
4,33
|
4,36
|
4,39
|
4,42
|
4,45
|
30
|
4,48
|
4,50
|
4,53
|
4,56
|
4,59
|
4,61
|
4,64
|
4,67
|
4,69
|
4,72
|
40
|
4,75
|
4,77
|
4,80
|
4,82
|
4,85
|
4,87
|
4,90
|
4,92
|
4,95
|
4,97
|
50
|
5,00
|
5,03
|
5,05
|
5,08
|
5,10
|
5,13
|
5,15
|
5,18
|
5,20
|
5,23
|
60
|
5,25
|
5,28
|
5,31
|
5,33
|
5,36
|
5,39
|
5,41
|
5,44
|
5,47
|
5,50
|
70
|
5,52
|
5,55
|
5,58
|
5,61
|
5,64
|
5,67
|
5,71
|
5,74
|
5,77
|
5,81
|
80
|
5,84
|
5,88
|
5,92
|
5,95
|
5,99
|
6,04
|
6,08
|
6,13
|
6,18
|
6,23
|
90
|
6,28
|
6,34
|
6,41
|
6,48
|
6,55
|
6,64
|
6,75
|
6,88
|
7,05
|
7,33
|
-
|
0,00
|
0,10
|
0,20
|
0,30
|
0,40
|
0,50
|
0,60
|
0,70
|
0,80
|
0,90
|
99
|
7,33
|
7,37
|
7,41
|
7,46
|
7,51
|
7,58
|
7,65
|
7,75
|
7,88
|
8,09
|
63. Условную вероятность поражения человека тепловым излучением
определяют следующим образом:
а) рассчитывают величину
по формуле:
, (67)
Величину t находят:
1) для пожаров проливов ЛВЖ, ГЖ и твердых материалов:
, (68)
где
- характерное время обнаружения пожара, с (допускается принимать t = 5 с); х - расстояние от места расположения человека до зоны, где интенсивность теплового излучения не превышает 4
, м; u - скорость движения человека,
(допускается принимать u = 5
);
Рекомендуемое
РАСЧЕТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЯ
КОЭФФИЦИЕНТА Z УЧАСТИЯ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ПАРОВ
НЕНАГРЕТЫХ ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ ВО ВЗРЫВЕ
Материалы настоящего Приложения применяются для случая
, где
- нижний концентрационный предел распространения пламени газа или пара, % (об.), и для помещений в форме прямоугольного параллелепипеда с отношением длины к ширине не более 5.
1. Коэффициент Z участия горючих газов и паров легковоспламеняющихся жидкостей во взрыве при заданном уровне значимости
рассчитывается по формулам:
при
и
, (1)
при
и
, (2)
где
- предэкспоненциальный множитель, % (об.), равный:
при отсутствии подвижности воздушной среды для горючих газов:
, (3)
при подвижности воздушной среды для горючих газов:
, (4)
при отсутствии подвижности воздушной среды для паров легковоспламеняющихся жидкостей:
, (5)
при подвижности воздушной среды для паров легковоспламеняющихся жидкостей:
, (6)
Концентрация
может быть найдена по формуле:
, (7)
где
- давление насыщенных паров при расчетной температуре (находится из справочной литературы), кПа;
- атмосферное давление, равное 101 кПа.
Таблица П1
Характер распределения концентраций
|
|
|
Для горючих газов при отсутствии подвижности воздушной среды
|
0,1
|
1,29
|
0,05
|
1,38
|
0,01
|
1,53
|
0,003
|
1,63
|
0,001
|
1,70
|
0,000001
|
2,04
|
Для горючих газов при подвижности воздушной среды
|
0,1
|
1,29
|
0,05
|
1,37
|
0,01
|
1,52
|
0,003
|
1,62
|
0,001
|
1,70
|
0,000001
|
2,03
|
Для паров легковоспламеняющихся жидкостей при отсутствии подвижности воздушной среды
|
0,1
|
1,19
|
0,05
|
1,25
|
0,01
|
1,35
|
0,003
|
1,41
|
0,001
|
1,46
|
0,000001
|
1,68
|
Для паров легковоспламеняющихся жидкостей при подвижности воздушной среды
|
0,1
|
1,21
|
0,05
|
1,27
|
0,01
|
1,38
|
0,003
|
1,45
|
0,001
|
1,51
|
0,000001
|
1,75
|
Величина уровня значимости
выбирается исходя из особенностей технологического процесса. Допускается принимать
равным 0,05.
2. Величина коэффициента Z участия паров легковоспламеняющихся жидкостей во взрыве может быть определена по графику, приведенному на рисунке.
Значения Х определяются по формуле:
(8)
где
- величина, задаваемая соотношением:
, (9)
где
- эффективный коэффициент избытка горючего, принимаемый равным 1,9.
3. Расстояния
,
и
рассчитываются по формулам:
; (10)
; (11)
, (12)
где
- коэффициент, принимаемый равным 1,1314 для горючих газов и 1,1958 для легковоспламеняющихся жидкостей;
- коэффициент, принимаемый равным 1 для горючих газов и
= Т/3600 для легковоспламеняющихся жидкостей;
- коэффициент, принимаемый равным 0,0253 для горючих газов при отсутствии подвижности воздушной среды; 0,02828 для горючих газов при подвижности воздушной среды; 0,04714 для легковоспламеняющихся жидкостей при отсутствии подвижности воздушной среды и 0,3536 для легковоспламеняющихся жидкостей при подвижности воздушной среды; Н - высота помещения, м.
При отрицательных значениях логарифмов расстояния
,
и
принимаются равными 0.