Определение взрывопожароопасной концентрации вещества в воздухе при аварии

Определение взрывопожароопасной концентрации вещества в воздухе помещений на момент аварии находят по формуле:

- для горючего газа

С_гг = (V_aP_a100)/(V_свК_н) об.%, (7.5)

- для ЛВЖ

С_лвж = [G_лвж×10^-3×22,4(273+t)100]/(M273V_свК_н) об.%, (7.6)

- для взрывопожароопасных аэрозолей:

С_гп = (G_а10³)/(V_свК_н) г/м³. (7.7)

Для пожароопасных и негорючих веществ расчеты концентраций по взрывопожароопасности не проводят.

Приложение 7.4

Для взрывопожароопасных веществ (горючих газов, ЛВЖ и аэрозолей с j_н £ 65 г/м³) для определения категории помещения по взрывопожароопасности находят избыточное давление взрыва (DР_изб, кПа), которое может возникнуть в результате взрыва смеси вышеуказанных веществ с воздухом при аварии. Расчет DР_изб для горючих газов и паров ЛВЖ проводят по формуле:

DP_изб = [(P_max – Р_о)G Z100]/(V_своб r_г,п C_ст K_н) (7.8)

а для горючих пылей по формуле:

DP_изб = (GH_TP_oZ)/(V_своб r_вс_рТ_оК_н) (7.9)

где P_max – максимальное давление взрыва стехиометрической газо- или паровоздушной смеси [22]. При отсутствии в литературе [22] значений P_max допускается принимать P_max= 800 кПа;

- Р_о – начальное давление = 101 кПа;

- G – масса горючего газа, паров ЛВЖ или взрывоопасной пыли, попавших в воздух помещения в результате аварии, кг;

- H_T – теплота сгорания пыли, Дж/кг;

- Z – коэффициент участия во взрыве, который рассчитывается на основе характеристик распределения газа в помещении или принимается по таблице 7.2;

- V_своб – свободный объем помещения, м³ (принимают равным 80% от геометрического объема);

- r_в – плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т_о, кг/м³;

- r_г,п - плотность горючего газа или пара при расчетной температуре (t_р» 61^оС), кг/м³, может быть рассчитана по формуле:

r_г,п = М / 22,4 (1 + 0,00367 t_р), (7.10)

где М – молекулярная масса, кг/кмоль;

t_р – температура реакции горения, ^оС.

- Т_о – начальная температура воздуха, К;

- с_р – теплоемкость воздуха, Дж/кг×К (допускается принимать равной 1,01×10³ Дж/кг×К);

- C_ст – стехиометрическая концентрация горючего газа или паров ЛВЖ, об.%, принимается по справочным данным или вычисляется по формуле:

С_ст = 100 / (4,84 b + 1), (7.11)

где b - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания, рассчитывается по формуле:

b = m_c + m_s + 0,25(m_H – m_x) + 0,5 m_o + 2,5 m_p, (7.12)

где m_c, m_s, m_H, m_x, m_o, m_p – число атомов соответственно углерода, серы, водорода, галогена, кислорода и фосфора в молекуле горючего вещества.

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

Таблица 7.2

Значения коэффициента Z от вида горючего вещества

Вид горючего вещества	Значение коэффициента Z
Горючие газы	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

В результате расчета возможны два варианта:

1. Если DP_изб ³ 5 кПа, то категорию назначают по взрывопожароопасным показателям вещества, по которому проводили расчет (см.табл.5.10 в разделе «Пожарная безопасность»).

2. Для вышеуказанных веществ (при условии DP_изб < 5 кПа), а также ля горючих жидкостей (t_всп >61^оС), аэрозолей (j_н > 65 г/м³) и для твердых горючих веществ помещение, где они используются, будет пожароопасным – категории В1-В4 (см. табл 7.3).

Для оценки степени пожароопасности необходимо рассчитать удельную пожарную нагрузку (q, МДж/м²) по формуле:

q = Q / S, (7.13)

где Q – пожарная нагрузка на участке, МДж;

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

Пожарную нагрузку рассчитывают по формуле:

Q = G Q^P_H, (7.14)

где G – количество горючего материала, кг;

Q^P_H – низшая теплота сгорания горючего материала, МДж/кг.

Таблица 7.3

Удельная пожарная нагрузка на участке

Категория помещения	Удельная пожарная нагрузка q на участке, МДж / м^2.	Способ размещения пожарной нагрузки
В1	Более 2200	Не нормируется
В2	1401 - 2200	На любом участке пола помещения площадью не менее 10 м^2
В3	181 – 1400
В4	Менее 181

Безопасное количество взрывопожароопасных веществ, которое может находиться в помещении рассчитывается по формуле:

G _мах = (DP_допС_стV_свобr_г,п)/(P_max Z100) кг. (7.15)

Показатели, входящие в формулу (7.15), приведены в формуле (7.8).

Из нее находят безопасное количество взрывопожароопасного вещества, при условии DP_доп=5 кПа.

Для негорючих веществ назначается категория “Г”, если процесс идет с нагреванием вещества, и “Д” – при отсутствии нагрева вещества.

Дата добавления: 2014-12-25