Расчет избыточного давления.
1. Исходные данные.
1.1. В помещении размещается баллон со сжатым газом (ацетилен) объемом Va=40 л = 0,04 м3. Размеры помещения L×S×H = 5,6×5,15×3 м. Объем помещения Vп= 86,52 м3.
1.2. Свободный объем помещения. Vсв=0,8×86,52 = 69,216 м3. Давление в баллоне Р1 = 15198,75 кПа. Согласно данных из справочника Баратова А.Н. максимальное давление взрыва ацетилена 1009 кПа. Молярная масса ацетилена М = 26,04 кг·кмоль-1. Химическая формула ацетилена С2Н2.
2. Обоснование расчетного варианта аварии.
При определении избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта аварии принимаются:
а) разгерметизация одного баллона со сжатым газом и поступление газа в объем помещения;
б) разгерметизация трубопровода и выход газа из него в объем помещения.
За расчетную температуру принимается абсолютная температура воздуха согласно СНиП 23-01-99* «Строительная климатология» в городе Екатеринбург tр = 38оС.
3. Согласно формуле (11) определяется значение плотности
ρ = = 1,02 кг·м-3
4. Определяем стехиометрическую концентрацию ацетилена по формуле(12):
CCT = = 7,63 об.%
Стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания:
= 2,5
5. Масса m, кг, поступившего в помещение при расчетной аварии ацетилена определяется по формуле:
m = (Va+ VT) ·ρг= (6,0795+0,001578) · 1,02 = 6,203 кг
где Va - объем газа, вышедшего из баллона, м3;
VT – объем газа, вышедшего из трубопроводов, м3;
Va = 0,01· P1 · V = 0,01·15198,75·0,04 = 6,0795 м3
VT = V1Т + V2Т = (0,996 + 0,582) 10-3 = 1,578· 10-3 м3 = 0,001578 м3;
где V1Т – объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения,м3;
V2Т - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения,м3;
V1Т = qT = 8,3· 10-6· 120 = 0,996· 10-3 м3
где q – расход газа, м3·с-1;
Т – расчетное время отключения трубопроводов, с;
V2Т = 0,01· π·Р2 ·r12 ·L1 = 0,01· π· 103 ·0,0062· 5 = 0,582·10-3 м3
где Р2 – максимальное давление в трубопроводе, кПа;
r1, r2 – внутренний радиус трубопроводов, м;
L1, L2 – длина трубопроводов, м.
6. Избыточное давление взрыва ∆Р согласно формуле (10):
∆Р = (1009 – 101) = 174,29 кПа
Вывод: Расчетное избыточное давление взрыва при разгерметизации одного баллона и трубопровода со сжатым газом (ацетиленом) превышает 5 кПа, следовательно, лаборатория химического осаждения паров относится к категории А.
ОЦЕНКА ОБЪЕКТА НА СООТВЕТСТВИЕ ТРЕБОВАНИЯМ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
Для лаборатории химического осаждения паровбыло выделено помещение, рассмотрим его характеристики.
Характеристика объекта:
Помещение имеет следующие параметры:
– Помещение расположено на 1 этаже 5-ти этажного здания.
– Геометрические размеры: длина 5,6 м; ширина 5,15 м; высота 3 м.
– Стены бетонные, облицованы пластиком.
– Пол выполнен из безискрового антистатического материала.
– Имеется окно.
Таблица 3.1
Проверка соответствия
№ п/п | Наименование мероприятий, что проверяется | Фактически выполнено | Требуется выполнить по нормам | Ссылка на документ | Вывод |
Наличие газоанализаторов | Газоанализато-ры не предусмотрены | Для контроля загазован-ности по предельно допустимой концентрации и нижнему концентра-циионному пределу взрываемости в произ-водственных помещениях должны предус-матриваться газоанализаторы | ГОСТ 13320-81 | Не соответст-вует | |
Размещение помещения | Помещение размещено на 1 этаже в 5-этажном здании. | Помещения категорий А и Б следует, если это допус-кается требованиями тех-нологии, размещать у на-ружных стен, а в много-этажных зданиях - на верхних этажах. Помеще-ния категорий А и Б не допускается размещать под помещениями, пред-назначенными для одно-временного пребывания более 50 человек. | СП 4.13130.2013 П. 6.1.36 СП 4.13130.2013 4.15 | Не соответ-ствует | |
Наличие порогов в дверных проемах | Пороги не предусмотрены | В дверных проемах внут-ренних стен и перегородок следует предусматривать пороги или пандусы вы-сотой 0,15 м. | СНиП 2.11.03-93 п. 4.5. | Не соот- ветствует | |
Наличие противопожарных перегородок | Противопожар-ные перегородки имеются | Помещения категорий А, Б и В1-В3 отделяются от других помещений проти-вопожарными перего-родками, а помещения категорий А и Б по взрывопожарной и пожар-ной опасности - также и пылегазонепроницаемыми перегородками. | СП 4.131130.2013 П. 6.5.65 | Соответ-ствует | |
Наличие тамбур-шлюза | Тамбур-шлюз предусмотрен | В противопожарных прег-радах, отделяющих поме-щения категорий А и Б от помещений других кате-горий, коридоров, лест-ничных клеток и лифто-вых холлов, следует предусматривать тамбур-шлюзы с постоянным подпором воздуха | СП 4.131130.2013 П. 6.1.37 | Соответ-ствеут | |
Наличие легкосбрасывае-мых ограждающих конструкций | Установлено окно | В помещениях категорий А и Б следует предусмат-ривать наружные легко-сбрасываемые ограж-дающие конструкции. | СП 4.131130.2013 П. 6.2.5 | Соот- ветствует | |
Автоматические установки пожарной сигнализации | Автоматические установки пожарной сигнализации предусмотрены | Помещения категории А по взрывопожарной опасности, площадью менее 300 м2 оборудуются автоматическими уста-новками пожарной сигна-лизации, а более 300 м2 – автоматическими уста-новками пожаротушения. | табл.3, НПБ 110-03 | Соответс- твует | |
Окна помещения | Окна не закрашены и ничем не оборудованы | Окна помещений, где хранятся баллоны с газа-ми, должны закрашивать-ся белой краской или оборудоваться солнцезащитными негорючими устройствами. | ППР п.355 а | Не соот-ветствует | |
Наличие аварийной системы вентиляции | Аварийная система вентиляции предусмотрена | Следует предусматривать аварийную вентиляцию для помещений, в которых возможно внезапное пос-тупление большого коли-чества вредных или горю-чих газов, паров или аэрозолей. | СНиП 41-01-2003 п.7.6.1, п. 7.6.2 | Соот-ветствует | |
Наличие системы оповещения | Системы оповещения установлены | Научные учреждения должны оборудоваться звуковой и световой сигнализацией | СП 3.13130.2009 п. 7 НПБ 104-03 п. 5 | Соот-ветствует | |
Наличие вентиляции в газовых шкафах | Газовые шкафы оснащены вентиляцией | Шкафы и будки, где раз-мещаются баллоны, вы-полняются из негорючих материалов и имеют естественную вентиля-цию, исключающую обра-зование в них взрыво-опасных смесей. | ППР п.355 г | Соответ-ствует | |
Пол в помещении | Пол сделан из специального безискрового антистатическо-го материала | Полы в помещениях, где возможно образование взрывоопасных смесей газов, пыли, жидкостей и других веществ в концен-трациях, при которых искры, образующиеся при ударе предметов о пол или разрядах статического электричества, могут вызвать взрыв или возго-рание, должны выпол-няться с электрорассеи-вающим покрытием из материалов, не образую-щих искр при ударных воздействиях, характери-зующимся величиной электросопротивления между поверхностью покрытия пола и систе-мой заземления здания в пределах от 5•104 до 106 Ом. | СНиП 2.03.13-88 п. 5.13 | Соответ- ствует |
Вывод: помещение не соответствует требованиям, предъявляемым к помещениям для хранения баллонов с газами. Исходя из проверки, размещать в таком виде лабораторию нельзя. Поэтому необходима разработка инженерно-технических мероприятий для повышения пожарной безопасности технологического процесса в лаборатории.