Определение взрывопожароопасной категории помещения

5.2.1 Для отнесения помещения к взрывопожароопасной категории должны быть выполнены два условия:

свойства веществ должны соответствовать требованиям согласно табл. 1;

масса веществ, участвующих в аварийной ситуации, должна быть достаточной для создания избыточного давления взрыва свыше 5 кПа.

5.2.2 Избыточное давление взрыва ΔР для индивидуальных[2] горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, Cl, Br, I, F, определяется по формуле

, (1)

где Р_max — максимальное давление взрыва стехиометрической газо- или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии
с пунктами 4.3, 4.4. При отсутствии данных допускается принимать Р_max равным 900 кПа либо определять по формуле

(2)

Р₀ — начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПa);

Т_г — адиабатическая температура горения стехиометрической смеси горючего с воздухом при постоянном объеме, К;

n_к – число молей газообразных продуктов горения;

Т₀ — начальная температура воздуха, К;

n_Н – число молей исходной газовой смеси;

m — масса ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, вышедших в результате расчетной аварии в помещение, определяемое в соответствии с приложением А, кг;

Z — коэффициент участия горючего во взрыве, при выполнении условия Б1 приложения Б определяется в соответствии с приложением Б, при невыполнении условия допускается определять по таблице Б.2;

V_св — свободный объем помещения, м³;

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

, (3)

где М — молярная масса, кг∙кмоль^-1;

V₀ — молярный объем, равный 22,413 м³∙кмоль^-1;

t_р — 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 изменения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры t_р 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

, (4)

где — стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

n_с, n_н, n_о, n_х — число атомов С, Н, О и галогенов в молекуле горючего вещества;

k_н — коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать k_н равным 3.

5.2.3 Расчет DР для веществ, кроме упомянутых в пункте 5.2.2, а также для смесей может быть выполнен по формуле

, (5)

где Н_т — теплота сгорания, Дж× кг^-1;

r_в — плотность воздуха до взрыва при начальной температуре t₀, кг×м^-3, вычисляемая по формуле

, (6)

где t_р — 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 изменения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры t_р по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61 °С;

С_Р — теплоемкость воздуха, Дж×кг^-1×К^-1 (допускается принимать равной 1,01×10³ Дж×кг^-1×K^-1).

При отсутствии справочных данных на вещества и материалы теплота сгорания Н_т, кДж∙кг^-1, может определяться по формулам:

индивидуальных горючих веществ:

, (7)

где С, Н, N, S, P, Se, Te, Si, B, О, – атомные массы элементов, участвующих в горении.

для смесей ГГ и паров ЛВЖ:

, (8)

где Н_Тi — теплота сгорания i-го вещества, кДж∙кг^-1;

φ_i — процентное содержание i-го вещества, %;

для смесей ГЖ и нефтепродуктов:

Н_т = 50 460 – 8,546 r_ж , (9)

где r_ж — плотность жидкости при расчетной температуре, кг∙м^-3.

5.2.4 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 формуле (5), 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. B случае, когда определить величину DР не представляется возможным, следует принимать ее превышающей 5 кПа.

5.2.5Расчет избыточного давления взрыва для горючих пылей DР проводится по формуле (5), где коэффициент участия взвешенной пыли во взрыве Z рассчитывается по формуле

, (10)

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 расчета величины Z допускается принимать Z = 0,5.

5.2.6 Расчетное избыточное давление взрыва DР для гибридных взрывоопасных смесей, содержащих ГГ (пары) и пыли, определяется по формуле

, (11)

где DP₁ — давление взрыва, вычисленное для ГГ (пара) в соответствии с пунктами 5.2.2 и 5.2.3;

DР₂ — давление взрыва, вычисленное для горючей пыли в соответствии с пунктом 5.2.5.