Как определить избыточное давление взрыва для горючих газов, паров ит.д?

Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности

Категория А: пункты и насосные станции по перекачке легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ); депо промывки и дегазации цистерн из-под легковоспламеняющихся жидкостей (бензина, бензола, сырой нефти и т.д.); склады бензина и баллонов для горючих газов; помещения стационарных кислотных и щелочных аккумуляторных установок; водородные станции; малярные цехи и кладовки, в которых применяются нитрокраски, лаки и растворители из легковоспламеняющихся жидкостей с температурой вспышки паров 28 ⁰С и ниже; станции по производству ацетилена.

Категория Б: цехи вагонных, локомотивных депо и заводов с производством малярных работ с применением лаков и красок с температурой вспышки паров от 28 ⁰ до 61 ⁰С; склады указанных лаков и красок, дизельного топлива; насосные и сливные эстакады по перекачке и сливу дизельного топлива; участки по изготовлению и ремонту деталей из пластических масс и стеклопластика; отделения и участки мойки и обтирки узлов и деталей с применением бензина и керосина; промывочно-пропарочные станции цистерн и другой тары из-под мазута и других жидкостей с температурой вспышки паров от 28 ⁰ до 61 ⁰С, аммиачные холодильные установки; мазутное хозяйство электростанций; цехи приготовления и транспортирования угольной пыли, древесной муки, сахарной пудры и др.

Категория В1-В4: лесопильные и деревообрабатывающие цехи; цехи текстильной и бумажной промышленности; швейные и текстильные фабрики; склады масла и масляное хозяйство электростанций; трансформаторные подстанции; смазочное хозяйство заводов; асфальтовые заводы; склады и кладовые масляных красок; малярные цехи, в которых применяются краски и растворители с температурой вспышки выше 61 ⁰С; автомобильные гаражи; гардеробные помещения; архивы; библиотеки; угольные эстакады; склады торфа.

Категория Г: литейные, плавильные, кузнечные и сварочные цехи; цехи горячей прокатки металлов; котельные; главные корпуса электростанций; цехи горячей штамповки, обжига кирпичных, цементных и известковообжигательных заводов; отделения ремонта двигателей внутреннего сгорания.

Категория Д: механические цехи холодной обработки металлов; воздуходувные и компрессорные станции воздуха и других негорючих газов; депо электрокаров и др.

Исходя из категории помещений, регламентируется этажность и степень огнестойкости зданий, а также площадь этажа между противопожарными стенами.

Как определить избыточное давление взрыва для горючих газов, паров ит.д?

Ответ Основными расчетными параметрами при определении категории помещений являются объем взрывоопасной смеси и избыточное давление взрыва, которые определяются исходя из следующих предпосылок:

1) все содержимое аппарата поступает в помещение;

2) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат по прямому и обратному потоку в течение времени, необходимого для их отключения: при автоматическом отключении 120 с, при ручном – 300 с;

3) происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости, площадь испарения которой 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 1 м² пола помещения;

4) происходит также испарение жидкости из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей;

5) длительность испарения жидкости Т принимается равной времени ее полного испарения по расчету, но не более 3600 с.

Избыточное давление взрыва D Р для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, N, Cl, Br, F, определяется по формуле, кПа:

(7.1)

где Р_max – максимальное давление взрыва газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным. При отсутствии данных допускается принимать Р_max равным 900 кПа;

Р₀ – начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

m – масса горючего газа (ГГ) или паров ЛВЖ и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение, вычисляемая для ГГ по формуле (7.4), а для паров ЛВЖ и ГЖ по формуле (7.5), кг;

V_св – свободный объем помещения, м³, который определяется как разность между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием. Если свободный объем помещения определить невозможно, то его допускается принимать равным 80 % геометрического объема;

Z – коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно [7.3]. Допускается принимать Z по табл. 7.2;

Коэффициент участия горючего во взрыве

r _гп – плотность газа или пара при расчетной температуре t_р, кг× м^-3, вычисляемая по формуле

r _гп=М / V₀(1+0,00367t_р), (7.2)

где М – молярная масса, кг× кмоль^-1;
V₀ – мольный объем, равный 22,413 м^3× кмоль^-1;
t_р – расчетная температура, ° С, которую допускается принимать равной 61 ° С;
С_ст – стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, % (об), принимается по справочным данным или вычисляется по формуле С_ст=100 / (1+4,84b), (7.3)где b = n_c + – – стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

n_c, n_н, n_x, n₀ – число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего.
К_и – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения; допускается принимать равным 3.

Масса m, кг поступившего в помещение при расчетной аварии газа определяется по формуле m=(V_a+V_т)× r _г, (7.4)

где V_a – объем газа, вышедшего из аппарата, м³;
V_т – объем газа, вышедшего из трубопроводов, м³.

При этом V_a = 0,01× Р_1× V,
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=q× Т',

где q – расход газа, определяемый в соответствии с технологическим процессом, м³/с;
Т' – время, необходимое для отключения аппарата (см. выше).

V_2т=0,0314× Р_z× (r₁^2× L₁+…+r_n^2× L_n),

где Р_z – 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 определяется из выражения

m = m_p + m_емк + m_св.окр., (7.5)

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 формуле (7.5) определяется по формуле

m = W× F_n× T, (7.6)

где W – интенсивность испарения, кг× с^-1× м^-2;
F_n – площадь испарения, м².

Интенсивность испарения W определяется по справочным или экспериментальным данным или по формуле

W=10^{-6× h ×} × Р_н , (7.7)

где h – коэффициент, принимаемый по табл. 7.3 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения;
Р_н – давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости t_р, определяемое по справочным данным, кПа.

При расчете массы горючих газов или паров ЛВЖ или ГЖ при наличии аварийной вентиляции с автоматическим пуском следует массу m разделить на коэффициент К, определяемый по формуле

К=А× Т+1, (7.8)

где А – кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, с^-1.

Если D Р будет по расчету более 5 кПа, то помещение относится к взрывопожароопасному, если менее 5 кПа – к невзрывопожароопасному.

Задача Определить категорию помещения, в котором размещается технологический процесс с использованием ацетона.

Ацетон находится в аппарате объемом V_ап=0,07 м³. Длина напорного и обводящего трубопроводов d=0,05 м равна соответственно 3 и 10 м. Производительность насоса q=0,01 м^3× мин^-1. Отключение насоса автоматическое. Объем помещения составляет 10000 м³ (48х24х8,7). Основные строительные конструкции здания железобетонные (DР_доп = 25 кПа). Кратность аварийной вентиляции А=10 ч^-1. Скорость воздушного потока в помещении при работе аварийной вентиляции равна 1,0 м× с^-1. Температура ацетона равна температуре воздуха и составляет 293 К. Плотность ацетона r =792 кг× м^-3.

Поиск по сайту: