Категории и классы зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности Кат помещения

Согласно пожарным нормам в зависимости от характеристики обращающихся в помещении веществ и их количества, помещения подразделяются по пожароопасности и взрывоопасности на 5 категорий: А; Б; В; Г; Д.

Т всп до 28 ºC в таком количестве, что указанные газы и жидкости могут образовать взрывоопасные смеси, при воспламенении которых развивается давление более 5 кПа, а также веществ, способных взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и друг с другом (помещение электролизных установок, закрытых складов ЛВЖ, склады для баллонов с горючими газами и др.).

Категория Б (взрывопожароопасные) характеризуются наличием: горючих и пылей или волокон, ЛВЖ и горючих жидкостей с Т всп = 28 ... 61 ºC, при условии, что указанные жидкости и пыли могут образовывать взрывоопасные смеси с избыточным давлением превышающем 5 кПа (закрытые склады диз.топлива, цистерны с мазутом и т.п.)

Категория В (пожароопасные) характеризуются наличием: легковоспламеняющихся, трудно горючих и горючих жидкостей, твердых трудно горючих и горючих веществ, а также материалов способных гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом.

Категория Г характеризуется наличием некоторых веществ негорючих в горячем, раскаленном или в расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается излучением тепла, искр и пламени, а также веществ, которые сжигаются в качестве топлива (машинные отделения, котельные, литейные, кузнечные и сварочные мастерские).

Категория Д характеризуется наличием только несгораемых веществ и материалов в холодном состоянии (помещения щитов управления, механические и электромонтажные мастерские и компрессорные станции, холодильные помещения).

Пространство, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие вещества, называют пожарной зоной, которые делятся на классы: П-I: зона, в которой обращаются (хранятся временно) горючие жидкости с температурой вспышки более 61 ºC,

П-II: зона, в которой выделяются горючие пыли или волокна с нижним концентрационным пределом воспламенения более 65г/м 3 ,

П-IIа: зона, в которой образуются твердые горючие вещества,

П-III: зона, расположенная вне помещения, в котором обращаются горючие жидкости с температурой вспышки более 61 ºC или твердые горючие вещества.

Взрывоопасной считается зона в помещении в пределах 5 м по горизонтали и по вертикали от технологического аппарата, из которого возможно выделение горючих газов или паров ЛВЖ, если объем взрывоопасной смеси равен или более 5% свободного объема помещения.

Взрывоопасные зоны делятся на классы:

В-I расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ в количестве достаточном для образования с воздухом взрывоопасных смесей при нормальных режимах работы,

В-Iа: тоже, что и В-I, но для аварийных режимов,

В-Iб: тоже, что и В-Iа, но в случае, если горючие газы обладают НПВ (низким коэффициентом смешиваемости с воздухом) ≥ 15 % и возможно образование лишь местной взрывоопасной концентрации.

В-Iг: пространства у наружных установок, содержащих взрывоопасные газы, пары, ГЖ, ЛВЖ, где взрывоопасные смеси возможны только в аварийном режиме.

В-П: зоны в помещениях, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли (волокна), образующие с воздухом взрывчатые смеси при нормальных режимах работы.

В-Па: тоже В-П, но для аварийных режимов.

Условия развития пожара в сооружениях в основном определяются степенью их огнестойкости.

Степенью огнестойкости называется способность сооружения в целом сопротивляться разрушению при пожаре. Сооружения по степени огнестойкости делятся на 8 степеней (I, II, III, IIIa, IIIб, IV, IVa, V).

Огнестойкость конструкций характеризуется пределом огнестойкости, под которым понимают время в часах, по истечению которого конструкция теряет несущую или ограждающую способность.

Классификация сооружений по огнестойкости:

I степень – все конструктивные элементы несгораемые с высоким пределом огнестойкости (1,5 – 3 часа).

II степень – все конструктивные элементы несгораемые с пределами огнестойкости (0,5 – 2,5 часа).

III степень – основные несущие конструкции несгораемые, не несущие – трудно сгораемые с пределом огнестойкости (0,25 – 2 часа).

IV степень – все конструкции – трудно сгораемые с пределами огнестойкости (0,25 – 0,5 часа).

V – степень – все конструкции – сгораемые.

Причем, число показателей, необходимых и достаточных для характеристики взрывопожароопасности веществ и материалов в условиях их про­изводства, переработки, транспортирования и хранения, определяет разработчик системы обеспечения взрывопожаробезопасности объекта или раз­работчик ГОСТа и ТУ на вещество (материалом). При определении взрывопожароопасности веществ и материалов различают:

• газы - вещества, абсолютное давление паров при температуре 25 0 С равно или более 101.3 кПа (1 кгс/см 2) или превышающее 101.3 кПа;
• жидкости - вещества, давления насыщенных паров которых при температуре 25 0 С и давлении 101.3 кПа меньше 101.3кПа;
• твердые вещества - материалы с температурой плавления (накаливания) более 50 0 С, а также вещества, не имеющие темпера­туру плавления;
• пыли - диспергированные твердые вещества и материалы с разме­ром частиц менее 850 мкм.

• учитывается самый неблагоприятный вариант аварии одного аппара­та;
• все содержимое аппарата поступает в помещение;
• одновременно происходит утечка веществ из всасывающего и напорного трубопроводов в течение времени, необходимого для их отключения;
• расчетное время отключения трубопроводов при вероятности отказа системы автоматики не более 10 -6 в год или обеспечит резервиро­вание ее элементов. Если вероятность отказа автоматики превышает 10 -6 в год, то время отключения автоматики принимается -120 сек, а при ручном отклонении - 300 сек;
• испарение горючей жидкости происходит с поверхности разлившейся жидкости из резервуаров и аппаратов с открытым зеркалом и со свежеокра­шенных поверхностей;
• площадь испарения при разливе исчисляется исходе из расчета 1 литр жидкости разливается на 1 м 2 пола помещения. Если отсутствуют справочные данные по горючим смесям, площадь испарения определяется, что на один литр смеси и растворов, содержащих 70 % и менее (по мас­се) растворителей, разливается на площадь 0.5 м 2 ;
• длительность испарения горючей жидкости принимается равной вре­мени ее полного испарения, но не более 3600 сек.;
• при аварии аппарата с пылью учитывается вся масса пыли находя­щейся в аппарате, а пыленакопление принимается по условиям нормального режима работы;
• свободный объем помещения допускается условно принимать равной 80 % от полного объема помещения.

• при проектировании;
• при реконструкции;
• при эксплуатации;
• при изменении технологий;
• при замене оборудования;
• при замещении объема производства и т.д.

• характеристика и размеры помещений и зданий;
• схема расположения оборудования в помещении (рабочие чертежи);
• технологический регламент;
• технический паспорт;
• схема и параметры вентиляционной системы;
• схема автоматического контроля параметров производства;
• схема автоматической системы пожаротушения и т.д.

Категорированию подлежат:

(Руководящий документ - ТКП 474-2013 "Категорирование помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности")

• производственные здания и сооружения, производственные и лабораторные помещения, мастерские;
• складские здания и сооружения, гаражи-стоянки для автомобилей без технического обслуживания и ремонта, книгохранилища, архивы, здания холодильников, складские помещения;
• сельскохозяйственные здания;
• наружные установки*.

*открытые склады (в том числе под навесами, на рампах и площадках) для хранения взрывопожароопасных веществ и материалов категорируются как наружные установки.

В случае, если ваше помещение попадает под одну из вышеописанных категорий, значит вам необходим расчет категории по взрывопожарной и пожарной опасности. Изначально, при проектировании зданий и сооружений, проводятся все соответствующие расчеты. Можно попытаться отыскать категории ваших помещений в проектной документации, но, как правило, это осуществимо только в новых зданиях. Если же вы собираетесь изменить функциональное назначение помещения, условия его эксплуатации, перечень и/или количество хранящихся и используемых материалов, значит вам необходим перерасчет категории с внесением соответствующих изменений в проектную документацию.

Расчет категории могут производить только организации имеющие лицензию на осуществление экспертной деятельности по выполнению расчетов по обеспечению(оценке) пожарной безопасности (указ президента Республики Беларусь №450 "О лицензировании отдельных видов деятельности").

После проведения расчета, в соответствии с п.14 ППБ 01-2014, на наружной стороне дверей и ворот складских и производственных помещений, наружных установок необходимо разместить указатель категории по взрывопожарной и пожарной опасности и класса зоны:

Диаметр круга: 200, 250, 300мм. Указатель наносится на полотнища дверей и ворот на уровне 2/3 высоты полотнища от отметки пола или земли.

Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности:

Классы зон:

(Руководящий документ - Правила устройства электроустановок(ПУЭ) 6-е издание.)

В карточку вносятся сведения о максимально допустимом количестве находящихся в помещении взрывопожароопасных материалов, код мер при тушении пожара и знак опасности хранимого материала согласно ГОСТ 19433.

Высота карточки: 200, 250, 300мм. Соотношение высоты к длине карточки - 2:5.

КОДЫ МЕР ПРИ ТУШЕНИИ ПОЖАРА

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 находятся (обращаются), не относятся к категории или .

Помещения категории В1 надлежит оборудовать системами автоматической противопожарной защиты, в соответствии с требованиями СП 5.13130.2009 "Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования":

Системой автоматического пожаротушения надлежит оборудовать здания:

• складов категории В по пожарной опасности с хранением на стеллажах высотой 5,5 м и более - независимо от площади и этажности.
• складов категории В по пожарной опасности высотой два этажа и более - независимо от площади.

Системой автоматического пожаротушения надлежит оборудовать помещения:

• складского назначения категории В1 по пожарной опасности (кроме помещений, расположенных в зданиях и сооружениях по переработке и хранению зерна) при их размещении в цокольных и подвальных этажах - независимо от площади.
• складского назначения категории В1 по пожарной опасности (кроме помещений, расположенных в зданиях и сооружениях по переработке и хранению зерна) при их размещении в надземных этажах - от 300 м 2 и более.
• производственного назначения категории В1 по пожарной опасности (кроме помещений, расположенных в зданиях и сооружениях по переработке и хранению зерна) при их размещении в цокольных и подвальных этажах - независимо от площади.
• производственного назначения категории В1 по пожарной опасности (кроме помещений, расположенных в зданиях и сооружениях по переработке и хранению зерна) при их размещении в надземных этажах - от 300 м 2 и более.

Системой автоматической пожарной сигнализации надлежит оборудовать помещения:

• складского назначения категории В1 по пожарной опасности (кроме помещений, расположенных в зданиях и сооружениях по переработке и хранению зерна) при их размещении в надземных этажах - менее 300 м 2 .
• производственного назначения категории В1 по пожарной опасности (кроме помещений, расположенных в зданиях и сооружениях по переработке и хранению зерна) при их размещении в надземных этажах - менее 300 м 2 .

Здания и помещения категории В1 надлежит оборудовать системами оповещения и управления людей о пожаре (СОУЭ), в соответствии с требованиями СП 3.13130.2009 " Системы противопожарной защиты. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Требования пожарной безопасности".

• СОУЭ 1-го типа надлежит оборудовать производственные и складские здания, стоянки для автомобилей, архивы, книгохранилища (категория здания В по пожарной опасности) при числе этажей не более одного. Допускается совмещать систему оповещения с селекторной связью.
• СОУЭ 2-го типа надлежит оборудовать производственные и складские здания, стоянки для автомобилей, архивы, книгохранилища (категория здания В по пожарной опасности) при числе этажей от 2 до 8.

Об утверждении норм пожарной безопасности "Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности" (НПБ 105-03)

В соответствии с Федеральным законом от 21 декабря 1994 г. № 69-ФЗ "О пожарной безопасности" (Собрание законодательства Российской Федерации, 1994, № 35, ст. 3649; 1995, № 35, ст. 3503; 1996, № 17, ст. 1911; 1998, №4, ст. 430; 2000, № 46, ст. 4537; 2001, № 1 (ч. I), ст. 2, № 33, (ч. I), ст. 3413; 2002, № 1 (ч. I), ст. 2, № 30, ст. 3033; 2003, № 2, ст. 167) и Указом Президента Российской Федерации от 21 сентября 2002 г. № 1011 "Вопросы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий" (Собрание законодательства Российской Федерации, 2002, № 38, ст. 3585) приказываю:

1. Утвердить прилагаемые нормы пожарной безопасности "Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности" (НПБ 105-03).

2. Настоящий приказ довести до заместителей Министра, начальников (руководителей) департаментов, начальника Главного управления Государственной противопожарной службы, начальников управлений и самостоятельного отдела центрального аппарата МЧС России, начальников региональных центров по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, пожарно-технических научно-исследовательских и образовательных учреждений в установленном порядке.

Министр С.К. Шойгу

НОРМЫ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

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 государственным 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 26.06.2003 г. № 07/6463-ЮД признаны не нуждающимися в государственной регистрации.

Утверждены приказом МЧС России от 18.06.2003 г. № 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) 1 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 2 по пожарной опасности.

Методика определения категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности должна использоваться в проектно-сметной и эксплутационной 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. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

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 А н , Б н , В н , Г н и Д н .

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.

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

взрывопожароопасная

пожароопасные

Г

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:

а) происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно п. 6;

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.

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.

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 м 2 , а остальных жидкостей - на 1 м 2 пола помещения;

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

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 DР для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, С1, Вr, I, F, определяется по формуле

(1)

где Р max - 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 Р max равным 900 кПа;

Р 0 - начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

т - 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;

V св - свободный объем помещения, м 3 ;

r г.п - плотность газа или пара при расчетной температуре t p , кг×м -3 , вычисляемая по формуле

(2)

где М- молярная масса, кг×кмоль -1 ;

V 0 - мольный объем, равный 22,413 м 3 ×кмоль -1 ;

t p - расчетная температура, °С. 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 t p по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61°С;

С СТ - стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, % (об.), вычисляемая по формуле

(3)

где - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

n C , n H , n O , n X ¾ число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;

К н - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать К н равным 3.

Таблица 2

11. Расчет DР для индивидуальных веществ, кроме упомянутых в п. 10, а также для смесей может быть выполнен по формуле

(4)

где Н Т - теплота сгорания, Дж×кг -1 ;

r в - плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т 0 , кг×м -3 ;

С р - теплоемкость воздуха, Дж×кг -1 ×К -1 (допускается принимать равной 1,01×10 3 Дж× кг -1 ×К -1);

Т 0 - начальная температура воздуха, К.

12. В случае обращения в помещении горючих газов, легковоспламеняющихся или горючих жидкостей при определении значения массы т, 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.

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 = А·Т + 1, (5)

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

Т - продолжительность поступления горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в объем помещения, с (принимается по п. 7).

13. Масса m, кг, поступившего в помещение при расчетной аварии газа, определяется по формуле

т = (V a + V T ) r r , (6)

где V а - объем газа, вышедшего из аппарата, м 3 ;

V T - объем газа, вышедшего из трубопроводов, м 3 .

V а = 0,01Р 1 V , (7)

где P 1 - давление в аппарате, кПа;

V - объем аппарата, м 3 ;

V Т = V 1Т + V 2Т , (8)

где V 1Т - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м 3 ;

V 2Т - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м 3 ;

V 1Т = qT, (9)

q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., м 3 ×с -1 ;

Т - время, определяемое по п. 7, с;

где P 2 - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа,

r

L

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

т = т р + т емк + т св.окр. , (11)

где m р - масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;

т емк

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

При этом каждое из слагаемых в формуле (11) определяется по формуле

m = W F и T , (12)

где W - интенсивность испарения, кг×с -1 ×м -2 ;

F и - площадь испарения, м 2 , определяемая в соответствии с п. 7 в зависимости от массы жидкости т п , 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 m р , кг, вышедшей в помещение жидкости определяется в соответствии с п. 7.

16. 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 h P н , (13)

где h - коэффициент, принимаемый по табл. 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 в соответствии с требованиями п. 3, кПа.

Таблица 3

Расчет избыточного давления взрыва для горючих пылей

17. Расчет избыточного давления взрыва DР , кПа, производится по формуле (4), где коэффициент Z участия взвешенной пыли во взрыве рассчитывается по формуле

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

т = т вз + т ав , (15)

где т вз - расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;

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

19. Расчетная масса взвихрившейся пыли m вз определяется по формуле

т вз = К вз т п, (16)

где К вз - доля отложившейся в помещении пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. При отсутствии экспериментальных сведений о величине К вз допускается полагать К вз = 0,9;

т п - масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии, кг.

20. Расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, m ав , определяется по формуле

т ав = (т ап + q·Т )К п, (17)

где т ап - масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение из аппарата, кг;

q - производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, кг×с -1 ;

Т - время отключения, определяемое по п.7 в), с;

К п - коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата в помещение. При отсутствии экспериментальных сведений о величине К п допускается полагать:

для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм - К п = 0,5;

для пылей с дисперсностью менее 350 мкм - К п = 1,0.

Величина т ап принимается в соответствии с пп. 6 и 8.

21. Масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии определяется по формуле

(18)

где К Г - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;

т 1 - масса пыли, оседающей на труднодоступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между генеральными уборками, кг;

т 2 - масса пыли, оседающей на доступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между текущими уборками, кг;

К у ¾ 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 m i (i = 1,2), оседающей на различных поверхностях в помещении за межуборочный период, определяется по формуле

m i = М i (1 - a )b i , (i = 1,2) (19)

где М 1 = - масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между генеральными пылеуборками, кг;

М 1 j

М 2 = - масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между текущими пылеуборками, кг;

М 2 j - масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг;

a - доля выделяющейся в объем помещения пыли, которая удаляется вытяжными вентиляционными системами. При отсутствии экспериментальных сведений о величине a полагают a = 0;

b 1 , b 2 ¾ доли выделяющейся в объем помещения пыли, оседающей соответственно на труднодоступных и доступных для уборки поверхностях помещения (b 1 + b 2 = 1).

При отсутствии сведений о величине коэффициентов b 1 и b 2 допускается полагать b 1 = 1, b 2 =0.

23. Величина М i (i = 1,2) может быть также определена экспериментально (или по аналогии с действующими образцами производств) в период максимальной загрузки оборудования по формуле

М i = , (i = 1,2) (20)

где G 1 j , G 2 j - интенсивность пылеотложений соответственно на труднодоступных F 1 j (м 2) и доступных F 2 j (м 2) площадях, кг×м -2 с -1 ;

t 1 , t 2 - промежуток времени соответственно между генеральными и текущими пылеуборками, с.

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.

Таблица 4

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 G i - количество i -го материала пожарной нагрузки, кг;

- низшая теплота сгорания i -го материала пожарной нагрузки, МДж×кг -1 .

где S - площадь размещения пожарной нагрузки, м 2 (но не менее 10 м 2).

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 l пр в зависимости от величины критической плотности падающих лучистых потоков q кр , кВт/м -2 , для пожарной нагрузки, состоящей из твердых горючих и трудногорючих материалов. Значения l пр , приведенные в табл. 5, рекомендуются при условии, если Н > 11 м; если Н < 11 м, то предельное расстояние определяется как l = l пр + (11 - Н ), где l пр - определяется из табл. 5, Н - минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки до нижнего пояса ферм перекрытия (покрытия), м.

Таблица 5

Значения q кр для некоторых материалов пожарной нагрузки приведены в табл. 6.

Таблица 6

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

Для материалов пожарной нагрузки с неизвестными значениями q кр значения предельных расстояний принимаются l пр ³ 12 м.

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

l пр ³ 15 м при Н ³ 11, (23)

l пр ³ 26 - H при Н < 11. (24)

Если при определении категорий В2 или В3 количество пожарной нагрузки Q , определенное по формуле 21, отвечает неравенству

Q ³ 0,64 g т Н 2 ,

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 DР 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 Н Т энергию, выделяющуюся при взаимодействии (с учетом сгорания продуктов взаимодействия до конечных соединений), или экспериментально в натурных испытаниях. В случае когда определить величину DР 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 DР для гибридных взрывоопасных смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли, определяется по формуле

DР = DР 1 + DР 2 , (25)

где DР 1 - давление взрыва, вычисленное для горючего газа (пара) в соответствии с пп. 10 и 11.

DР 2 - давление взрыва, вычисленное для горючей пыли в соответствии с п. 17.

28. Здание относится к категории А, если в нем суммарная площадь помещений категории А превышает 5 % площади всех помещений или 200 м 2 .

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 м 2) 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 м 2 .

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 м 2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

30. Здание относится к категории В, если одновременно выполнены два условия:

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 м 2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

31. Здание относится к категории Г, если одновременно выполнены два условия:

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 м 2) 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.

34. Определение категорий наружных установок следует осуществлять путем последовательной проверки их принадлежности к категориям, приведенным в табл. 7, от высшей (А н ) к низшей (Д н ).

35. В случае, если из-за отсутствия данных представляется невозможным оценить величину индивидуального риска, допускается использование вместо нее следующих критериев.

Таблица 7

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.

Интенсивность теплового излучения от очага пожара веществ и/или материалов, указанных для категории В н , на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 4 кВт/м 2 .

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 Q w и расчетного избыточного давления DР при сгорании газопаровоздушных смесей в случае реализации указанного варианта максимально, то есть:

G = Q w × DP = max. (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 Q wi для этих вариантов;

б) для каждого из рассматриваемых вариантов определяются по изложенной ниже методике значения расчетного избыточного давления DP i ;

в) вычисляются величины G i = Q wi ·DP i для каждого из рассматриваемых вариантов аварии, среди которых выбирается вариант с наибольшим значением G i ;

г) в качестве расчетного для определения критериев пожарной опасности принимается вариант, в котором величина G i 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.

38. Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется, исходя из следующих предпосылок:

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);

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 м 2 , а остальных жидкостей - на 0,15 м 2 ;

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

m = (V a + V Т )·r Г , (27)

где V a - объем газа, вышедшего из аппарата, м 3 ;

V Т - объем газа вышедшего из трубопровода, м 3 ;

r Г - плотность газа, кг×м -3 .

V a = 0,01·Р 1 ·V , (28)

где Р 1 - давление в аппарате, кПа;

V -объем аппарата, м 3 ;

V Т = V 1Т + V 2Т , (29)

где V 1Т - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м 3 ;

V 2Т - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м 3 ;

V 1Т = q × Т , (30)

где q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., м 3 ×с -1 ;

Т - время, определяемое по п. 38, с;

где Р 2 - 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

m = m р + m емк + m св .окр + m пер , (32)

где m р - 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;

m пер - масса жидкости, испарившейся в окружающее пространство в случае ее перегрева, кг.

При этом каждое из слагаемых (m р , m емк , m св .окp ) в формуле (32) определяют из выражения

m = W × F и · Т , (33)

где W - интенсивность испарения, кг×с -1 ×м -2 ; F и - площадь испарения, м 2 , определяемая в соответствии с п. 38 в зависимости от массы жидкости m п , вышедшей в окружающее пространство; Т - продолжительность поступления паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в окружающее пространство согласно п.38, с.

Величину m пер определяют по формуле (при Т а > Т кип )

(34)

где m п - масса вышедшей перегретой жидкости, кг;

С р -удельная теплоемкость жидкости при температуре перегрева жидкости Т а , Дж×кг -1 ×К -1 ;

Т а - температура перегретой жидкости в соответствии с технологическим регламентом в технологическом аппарате или оборудовании, К;

Т кип - нормальная температура кипения жидкости, К;

L исп - удельная теплота испарения жидкости при температуре перегрева жидкости Т а , Дж×кг -1 .

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 m П вышедшей жидкости, кг, определяется в соответствии с п. 38.

42. Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле

, (35)

где М - молярная масса, г×моль -1 ;

Р н - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями п. 3, кПа.

43. Для сжиженных углеводородных газов (СУГ) при отсутствии данных допускается рассчитывать удельную массу испарившегося СУГ m суг из пролива, кг×м -2 , по формуле

где М - молярная масса СУГ, кг×моль -1 ;

L исп - мольная теплота испарения СУГ при начальной температуре СУГ Т ж , Дж×моль -1 ;

Т 0 - начальная температура материала, на поверхность которого разливается СУГ, К;

Т ж - начальная температура СУГ, К;

l тв - коэффициент теплопроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, Вт×м -1 ×К -1 ;

Коэффициент температуропроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, м 2 ×с -1 ;

С тв - теплоемкость материала, на поверхность которого разливается СУГ, Дж×кг -1 ×К -1 ;

r тв - плотность материала, на поверхность которого разливается СУГ, кг×м -3 ;

t - текущее время, с, принимаемое равным времени полного испарения СУГ, но не более 3600 с;

Число Рейнольдса;

U - скорость воздушного потока, м×с -1 ;

Характерный размер пролива СУГ, м;

v в - кинематическая вязкость воздуха, м 2 ×с -1 ;

l в - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт×м -1 ×К -1 .

Формула 38 справедлива для СУГ с температурой Т ж £ Т кип . При температуре СУГ Т ж > Т кип дополнительно рассчитывается масса перегретых СУГ m пер по формуле 34.

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 (С нкпр ), вычисляют по формулам:

Для горючих газов (ГГ):

, (37)

Для паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ):

,

где m г - масса поступивших в открытое пространство ГГ при аварийной ситуации, кг;

r г - плотность ГГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг×м -3 ;

m п - масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 3600 с, кг;

r п - плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг×м -3 ;

Р н - 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;

С нкпр - нижний концентрационный предел распространения пламени ГГ или паров ЛВЖ, % (об.);

M - молярная масса, кг×кмоль -1 ;

V 0 - мольный объем, равный 22,413 м 3 ×кмоль -1 ;

t р - 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 t р 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 R нкпр 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

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.

47. Величину избыточного давления DР , кПа, развиваемого при сгорании газопаровоздушных смесей, определяют по формуле

, (39)

где Р 0 - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

r - расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м;

m пр - приведенная масса газа или пара, кг, вычисляется по формуле

, (40)

где Q сг - удельная теплота сгорания газа или пара, Дж×кг -1 ;

Z- коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который допускается принимать равным 0,1;

Q 0 - константа, равная 4,52×106 Дж×кг -1 ;

m - масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.

48. Величину импульса волны давления i , Па×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

М = М вз + М ав , (42)

где М - расчетная масса поступившей в окружающее пространство горючей пыли, кг,

М вз - расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;

М ав - расчетная масса пыли, поступившей в результате аварийной ситуации, кг.

52. Величина М вз определяется по формуле

М вз = К г · К вз · М п , (43)

где К г - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;

К вз - доля отложенной вблизи аппарата пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. В отсутствие экспериментальных данных о величине К вз допускается принимать К вз = 0,9;

М п - масса отложившейся вблизи аппарата пыли к моменту аварии, кг.

53. Величина М ав определяется по формуле

М ав = (М ап + q · Т) · К п , (44)

где М ап - 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, кг×с -1 ;

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;

К п - коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата. В отсутствие экспериментальных данных о величине К п допускается принимать: 0,5 - для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм; 1,0 - для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.

54. Избыточное давление DР для горючих пылей рассчитывается следующим образом:

а) определяют приведенную массу горючей пыли m пр , кг, по формуле

m пр = M · Z · H т /H то , (45)

где M - 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;

H т - теплота сгорания пыли, Дж×кг -1 ;

H то - константа, принимаемая равной 4,6 · 106 Дж×кг -1 ;

б) вычисляют расчетное избыточное давление DР , кПа, по формуле

, (46)

где r - расстояние от центра пылевоздушного облака, м. Допускается отсчитывать величину r от геометрического центра технологической установки;

Р 0 - атмосферное давление, кПа.

55. Величину импульса волны давления i , Па·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 , кВт·м -2 , для пожара пролива жидкости или при горении твердых материалов вычисляют по формуле

q = Е f · F q · t, (48)

где Е f - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт·м -2 ;

F q - угловой коэффициент облученности;

t - коэффициент пропускания атмосферы.

Значение Е f принимается на основе имеющихся экспериментальных данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив указанные данные приведены в табл. 8.

При отсутствии данных допускается принимать величину Е f равной: 100кВт×м -2 для СУГ, 40 кВт×м -2 для нефтепродуктов, 40 кВт×м -2 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

Рассчитывают эффективный диаметр пролива d , м, по формуле

где F площадь пролива, м 2 .

Вычисляют высоту пламени Н , м, по формуле

, (50)

где М - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг×м -2 ×с -1 ;

r В - плотность окружающего воздуха, кг×м -3 ;

g = 9,81 м×с -2 - ускорение свободного падения.

(59)

где Н - высота центра “огненного шара”, м;

D s - 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” D s определяют по формуле

D s = 5,33 m 0,327 , (60)

где m - масса горючего вещества, кг.

Величину Н определяют в ходе специальных исследований. Допускается принимать величину Н равной D s /2.

Время существования “огненного шара” t s , с, определяют по формуле

t s = 0,92m 0,303 . (61)

Коэффициент пропускания атмосферы t рассчитывают по формуле

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 R B при сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей рассчитывают по формуле

(63)

где Q Bi - годовая частота возникновения i -й аварии с горением газо-, паро- или пылевоздушной смеси на рассматриваемой наружной установке, 1/год;

Q BП i - условная вероятность поражения человека, находящегося на заданном расстоянии от наружной установки, избыточным давлением при реализации указанной аварии i -го типа;

n

Значения Q Bi 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 Q B 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 Q BП вычислять, исходя из массы горючих веществ, вышедших в атмосферу, в соответствии с пп. 37-43.

61. Величину индивидуального риска R П при возможном сгорании веществ и материалов, указанных в табл.7 для категории В н , рассчитывают по формуле

, (64)

где Q fi – годовая частота возникновения пожара на рассматриваемой наружной установке в случае аварии i -го типа, 1/год;

Q fПi - 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 Q fi определяют из статистических данных или на основе методик, изложенных в нормативных документах, утвержденных в установленном порядке.

В формуле (64) допускается учитывать только одну наиболее неблагоприятную аварию, величина Q f для которой принимается равной годовой частоте возникновения пожара на наружной установке по нормативным документам, утвержденным в установленном порядке, а значение Q fп вычислять, исходя из массы горючих веществ, вышедших в атмосферу, в соответствии с пунктами 37-43.

62. Условную вероятность Q BПi поражения человека избыточным давлением при сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей на расстоянии r от эпицентра определяют следующим образом:

Вычисляют избыточное давление DР 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);

Исходя из значений DР и i , вычисляют величину “пробит” - функции Р r по формуле

Р r = 5 - 0,26 · ln (V ), (65)

(66)

где DР - избыточное давление, Па;

i - импульс волны давления, Па×с;

С помощью табл. 9 определяют условную вероятность поражения человека. Например, при значении Р r = 2,95 значение Q вп = 2 % = 0,02, а при Р r = 8,09 значение Q вп = 99,9 % = 0,999.

63. Условную вероятность поражения человека тепловым излучением Q fпi определяют следующим образом:

а) рассчитывают величину Рr по формуле

Рr = -14,9 + 2,56 ln (t · q 1,33), (67)

где t - эффективное время экспозиции, с;

q - интенсивность теплового излучения, кВт×м -2 , определяемая в соответствии с методом расчета интенсивности теплового излучения (раздел 6).

Величину t находят:

1) для пожаров проливов ЛВЖ, ГЖ и твердых материалов

t = t 0 + х /u , (68)

где t 0 - 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 кВт×м -2, м;

u - скорость движения человека, м×с -1 (допускается принимать u = 5 м×с -1);

2) для воздействия “огненного шара” - в соответствии с методом расчета интенсивности теплового излучения (раздел 6);

б) с помощью табл. 9 определяют условную вероятность Q пi 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.

Таблица 9

Значения условной вероятности поражения человека в зависимости от величины Pr

РАСЧЕТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА Z УЧАСТИЯ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ПАРОВ НЕНАГРЕТЫХ ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ ВО ВЗРЫВЕ

, (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)

т - масса газа или паров ЛВЖ, поступающих в объем помещения в соответствии с разд. 3, кг;

d - допустимые отклонения концентрации при задаваемом уровне значимости Q (С > ), приведенные в таблице П1;

Х нкпр, Y нкпр, Z нкпр ¾ 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, м;

F - площадь пола помещения, м 2 ;

U - подвижность воздушной среды, м×с -1 ;

С н - концентрация насыщенных паров при расчетной температуре t p , °С, воздуха в помещении, % (об.).

Концентрация С н может быть найдена по формуле

где Р н - давление насыщенных паров при расчетной температуре (находится из справочной литературы), кПа;

Р 0 - атмосферное давление, равное 101 кПа.

Таблица 1

Величина уровня значимости Q (С > ) выбирается, исходя из особенностей технологического процесса. Допускается принимать Q (С > ) 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 С * - величина, задаваемая соотношением

С * = j С ст , (9)

где j - эффективный коэффициент избытка горючего, принимаемый равным 1,9.

3. Расстояния Х нкпр, Y нкпр и Z нкпр рассчитываются по формулам:

; (10)

; (11)

; (12)

где K 1 - коэффициент, принимаемый равным 1,1314 для горючих газов и 1,1958 для легковоспламеняющихся жидкостей;

K 2 - коэффициент, принимаемый равным 1 для горючих газов и K 2 = T /3600 для легковоспламеняющихся жидкостей;

K 3 - 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 ¾ высота помещения, м.

При отрицательных значениях логарифмов расстояния Х нкпр, Y нкпр и Z нкпр принимаются равными 0.