Методика расчета количества и плотности установки сигнализаторов довзрывоопасных концентраций в производственных помещениях категорий А, Б
Цельюрасчетов является определение количества и плотности размещения сигнализаторов довзрывоопасных концентраций стационарных автоматических систем взрывопредупреждения производственных помещений.
Площадь помещения (Sд), контролируемая одним сигнализатором системы взрывопредупреждения, расположенным в зоне вероятного источника утечки горючих, легковоспламеняющихся жидкостей или поступления горючих газов, можно определить по упрощенной формуле, полный вывод которой приводится в литературе [9]:
![]() | (2) |
гдеКс – коэффициент, характеризующий неравномерность распределения газов по объему помещения при диффузионных процессах их перемещения (таблица A1); b – ширина помещения, м; T – температура, горючего вещества, оС; СНКПВ – нижний концентрационный предел воспламенения газов и паров, об.доля; СПДВК – предельно допустимая взрывобезопасная (невоспламеняемая) концентрация газов и паров, определенная по ГОСТ 12.1.004-91, об.доля (таблица A1); 0.05 – доля свободного объема помещения, где установится концентрация газа на уровне СНКПВ; 0.2 – коэффициент, определяющий пороговое значение концентрации, при достижении которого автоматически включается система аварийной вентиляции [9].
Нижний концентрационный предел воспламенения (об.%) газа или пара в воздухе определяется по справочным данным (таблица A1).
Для проведения расчетов нижний концентрационный предел воспламенения (об.%) необходимо пересчитать в объемные доли:
![]() | (3) |
Согласно ССБТ и ГОСТ 12.1.010–76 производственные процессы должны осуществляться так, чтобы вероятность возникновения взрыва на любом участке работ не превышала 10–6. Поэтому предельно допустимая взрывобезопасная концентрация при степени надежности невоспламеняемости смеси равной 0.999 определяется по формуле:
![]() | (4) |
где Кбэ – коэффициент безопасности к нижнему концентрационному пределу воспламенения, принимаемый по ГОСТ 12.1.010-76 (таблица А1).
Число (Nд) сигнализаторов для всего объема помещения рассчитывается по уравнению:
![]() | (5) |
где Sп – площадь помещения, м2.
Величину Nд следует округлить в большую сторону до целого числа.
![]() | (6) |
где ℓ и b – длина и ширина помещения соответственно, м.
Радиус действия одного датчика определяется как
![]() | (7) |
Расстояние (ℓ д) между датчиками выбирается из интервала:
![]() | (8) | |
Сигнализаторы довзрывоопасных кон-центраций систем взрывопредупреждения размещаются по высоте помещения, исходя из соотношения молярных масс воздуха Mв и горючих газов и паров M с учетом поправки на температуру (рисунок 2). Для горючих газов и паров, молярная масса которых меньше молярной массы воздуха, высота подвески сигнализаторов от перекрытия помещения (h0) (рисунок 4,а) определяется по формуле: | ![]() | |
![]() | (9) | |
где H и – высота производственного помещения и высота расположения вероятного источника утечки горючего газа или пара, м; M и Mв – молярная масса горючего газа или пара и воздуха соответственно (Mв = 28.96), г/моль; T и Tв – температура горючего газа или пара и воздуха соответственно, К.
Для горючих газов и паров, молярная масса которых больше молярной массы воздуха, высота подвески сигнализаторов от пола помещения (h0) (рисунок 4, б) определяется по формуле:
![]() | (10) |
Молярную массу индивидуальных веществ, смесей и технических продуктов принимают по таблице A1.
Размещение сигнализаторов по производственной площади производят согласно рисунку 3 с учетом диаметра площади, контролируемой одним сигнализатором, и расстояния между ними. Таким образом, количество сигнализаторов довзрывоопасных концентраций систем взрывопредупреждения не зависит от высоты помещения, а определяется только величиной производственной площади. Если в производственном помещение требуется установить более двух сигнализаторов, то их рекомендуется располагать в шахматном порядке.
Рисунок 3 – Схематическое изображение размещения датчиков на производственной площади в случае M > Mв
Порядок выполнения расчетов
ЗАДАНИЕ
В производственное помещение поступают горючие газы или пары ГЖ и ЛВЖ.
На основании исходных данных (таблица А1 и Б1) рассчитать количество сигнализаторов систем взрывопредупреждения в помещении, изобразить на рисунках месторасположения сигнализаторов в масштабе (горизонтальное и вертикальное сечения помещения).
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ на выполнение расчетов приведены в таблице Б1.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТОВ включает следующие пункты:
- рассчитать предельно допустимую взрывобезопасную концентрацию вещества (формула (4));
- определить площадь помещения Sд, контролируемую одним сигнализатором (формула (2));
- вычислить площадь помещения Sп (формула (6));
- рассчитать число Nд сигнализаторов систем взрывопредупреждения для всего объема помещения (формула (5));
- вычислить радиус действия rд одного датчика сигнализатора (формула (7));
- определить расстояние ℓд между сигнализаторами по формуле (8);
- вычислить высоту подвески сигнализатора h0 (формула (9) или (10));
- изобразить на рисунках места установки сигнализаторов в горизонтальном и вертикальном сечениях помещения (в масштабе);