Тема 1.3. Анализ пожарной опасности технологических процессов и оценка пожарного риска

Цель работы.Получение практических навыков оценкивзрывопожарной опасности горючих паров и газов с помощью расчётов концентрационных пределов распространения пламени.

Теоретический материал

Нижний (верхний) концентрационный предел распространения пламениφ_н (φ_в), далее НКПРП или ВКПРП- min (max) содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания. Так, для природного газа (метана) при концентрациях меньших 5 % и больших 15 % распространения пламени от источника зажигания на любое расстояние невозможно, а для водорода – при концентрациях меньших 1 % и больших 84 %.

Согласно ГОСТ 12.1.044-89, концентрационные пределы распространения пламени (далее КПРП) является показателем пожаровзрывоопасности (ПВО), с его помощью оценивается пожарная опасность горючих паров и газов.

Нижний концентрационный предел распространения пламени φ_н определяют по предельной теплоте сгорания . Установлено, что 1 м³ различных газовоздушных смесей на НКПР выделяет при горении постоянное среднее количество тепла –1830 кДж, называемое предельной теплотой горения. Следовательно,

. (1)

Если принять среднее значение Q_пр. равным 1830 кДж/м³ , то 6удет равно

, (2)

где –низшая теплота сгорания горючего вещества, кДж/м³ (таблица 3.1).

Таблица 3.1

Низшая теплота сгорания горючего вещества, кДж/м3

Вариант	Вещество жидкость	Константы уравнения Антуана	Вещество газ	Низшая теплота сгорания газа Ԛн (МДж/м3)
А	В	С
	Ацетон	6,37551	1281,721	237,088	Ацетилен	56,04
	Бензол	6,10906	1252,776	225,178	Метан	33,41
	Гексан	5,99517	1166,274	223,661	Окись углерода	11,78
	Глицерин	8,177393	3074,220	214,712	Этан	59,85
	Пентан	5,97208	1062,555	231,805	Водород	10,05
	Изопропило-вый спирт	7,51055	1733,00	232,380	Пропан	86,53
	м-Ксилол	6,13329	1461,925	215,073	Сероводо-род	21,75
	о-Ксилол	6,28893	1575,114	223,579	Бутан	118,68
	п-Ксилол	6,25485	1537,082	223,608	Ацетилен	56,04
	н-Амиловый спирт	9,307		111,9	Метан	33,41
	Толуол	9,08		53,7	Окись углерода	11,78
	Эфир диэтиловый	9,123		40,8	Этан	59,85
	Амилацетат	6,29350	1579,510	221,365	Водород	10,05
	Метиловый спирт	7,3527	1660,454	245,818	Пропан	86,53
	Толуол	6,0507	1328,171	217,713	Сероводо-род	21,75
	Стирол	7,06542	2113,057	272,986	Бутан	118,68
	Амилацетат	6,29350	1579,510	221,365	Метан	33,41
	Амилен	5,91048	1014,294	229,783	Этан	59,85
	н-Амиловый спирт	6,3073	1287,625	161,330	Пропан	86,53
	Ацетон	6,37551	1281,721	237,088	Бутан	118,68

Нижний и верхний КПР пламени могут быть определены поаппроксимационной формуле

, (3)

где n – стехиометрический коэффициент при кислороде в уравнении химической реакции;

а и b – эмпирические константы, значениякоторых приведены в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Значения коэффициентов концентрационных пределов распространения пламени

Концентрационные пределы распространения пламени	Значения коэффициента,
а	b
Нижний предел	4,342	4,679
Верхний предел n≤15 n>15	0,775 0,384	0,560 6,554

Таблица 3.3

Концентрационные пределы распространения пламенигазов и паров с воздухом

Наименование горючих веществ	КПРП, %
Нижний	Верхний
Аммиак	15.0	28,0
Метан	5,28	14,1
Этан	2,9	15,0
Пропан	2,3	9,4
Бутан	1,8	9,1
Пентан	1,47	7,7
Гексан	1,24	7,5
Этилен	2,7	34,0
Пропилен	2,4	11,0
Бутилен	1,7	9,0
Ацетилен	2,5
Бензол	1,43	8,0
Толуол	1,27	6,8
Метиловый спирт	6,98	35,5
Этиловый спирт	3,6	17,7
Пропиловый спирт	2,55	9,2
Бутиловый спирт	1,8	10,9
Ацетон	2,7	13,0
Метилпропилкетон	1,55	8,15
Уксусный ангидрид	3,97	57,0
Диэтиловый эфир	1,2
Дивиниловый эфир	1,7
Метилацетат	3,15	15,6
Этилацетат	3,15	14,8
Пропан	2,1	9,5
Бутилацетат	1,35	9,0
Аммиак	15,0
Сероуглерод	1,0
Сероводород	4,3
Водород	4,12
Диоксан	2,0	22,5
Керосин	1,1	7.0
Скипидар	0,8	6,0
Дихлорэтан	6,2