Расчет категории ремонтного цеха по взрывопожароопасности

Количественным критерием назначения категории является избыточное давление (∆P), которое может развиться при взрывном сгорании максимально возможного скопления взрывоопасных веществ в помещении. При ∆P>5 КПа рассматриваемый объект относится к взрывопожароопасным категорий А и Б в зависимости от свойств веществ. При ∆P<5 КПа объект относится либо к категории В, либо к категории Д в зависимости от величины пожарной нагрузки. Под пожарной нагрузкой понимается энергия, выделяемая при сгорании горючих материалов находящихся на 1 м² пола помещения.

Избыточное давление взрыва DР для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, С1, Вг, I, F, определяется по формуле

(227)

где Р_max — максимальное давление взрыва стехиометрической 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);

т — масса паров легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение, кг;

т = т_р + т_емк + т_св.окр., (228)

где m_р — масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;

т_емк — масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых

емкостей, кг;

т_св.окр — масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг.

При этом каждое из слагаемых в формуле нахождения m определяется по формуле

m = W F_и T, (229)

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

F_и— площадь испарения, м² в зависимости от массы жидкости т_п, вышедшей в помещение; принимаемая 1л на 1м², если ЛВЖ содержит более 70% растворителя, и 1л на 0,5м² в остальных случаях;

Т – время испарения (принимается по времени полного испарения, но не более 3600 с).

Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W no формуле

W = 10 ^-6 h P_н, (230)

где h — коэффициент, принимаемый по табл. 3 [30] 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. 1.4 [30], кПа.

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 [30] (Z=0.3 для паров жидкостей);

V_св — свободный объем помещения, принимаемый равным 0.8 от геометрического объема, м³;

r_г.п — плотность газа или пара при расчетной температуре t_p, кг×м^-3 вычисляемая по формуле

(231)

где М— молярная масса, кг×кмоль^-1;

v₀ — мольный объем, равный 22,413 м³×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

(232)

где — стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

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.

Расчет

В помещении размерами 24м*36м*4,8м находится ремонтный цех, предусмотренная для осмотра и ремонта легковых автомобилей 1 категории в количестве 18 штук. В каждом из них имеется ЛВЖ (АИ-93 С_6,911Н_12,168) в количестве 20л. Температура вспышки ЛВЖ – 36^оС. Теплота сгорания ЛВЖ – 43643 кДж/кг. Площадь размещения пожарной нагрузки при аварийном проливе 20м². Упругость пара ЛВЖ – 0,964 кПа. Молекулярная масса ЛВЖ – 95,3 кг*кмоль^-1.

Для определения категории рассчитываю:

W = 10 ^-6 h P_н = 10^-6 * 1 * * 0,964 = 9,41 * 10^-6 кг/м²с

m = W F_и T = 9,41 * 10^-6 * 20 * 3600= 6,78 кг

< 5 кПа

Помещение должно быть отнесено к категории В. Для определения подкатегории определяю пожарную нагрузку

Принимаю в соответствии с [30] S = 20 м²

Удельная пожарная нагрузка составит:

В соответствии с табл. 2.3 [30] это помещение должно быть отнесено к В4.

Для дальнейшего уточнения используем уравнение (2.9) [30]:

при Н=0,5*(8,2+7)=7,6м l_пр должно быть больше 26 – 7,6 = 18,4. В наших условиях l_пр=8м, т.е. условие подкатегории В4 не выполняется и помещение должно быть отнесено к подкатегории В3.

Произведем проверку по уравнению (2.10) [30]:

Так как Q = 663,3МДж, т.е. меньше 2451,98МДж, то условие по уравнению не выполняется и помещение относится к категории В3.