Показатели пожаровзрывоопасности смесей

И технических продуктов

Продукт, состав смеси, %	Характе-ристика пожаровзры­­воопасности	tвсп, ^0С	tcв, ^0С	НКПР, об. %	ВКПР, об. %
Автоочиститель двигателя	ЛВЖ			–	–
Антифриз «Тосол А»	ГЖ			–	–
Ацетон (20%) + + бензин БР-1 (20) + хладон 113 (60)	ЛВЖ	-22		–	–
Окончание табл. 50
Ацетон (50)+толуол (50)	ЛВЖ	–	–	3,55	7,21
Бензин А-66	ЛВЖ	-39		0,76	5,0
Бензин авиационный 91/115	ЛВЖ	-38		–	–
Бензин авиационный 95/130 этилированный	ЛВЖ	-37		0,98	5,48
Бензин БР-1	ЛВЖ	-17		1,1	5,4
Бензол (50) + этанол (50)	ЛВЖ	-12	–	2,3
Водород (50) + + оксид углерода (50)	ГГ	–	–	6,0	71,8
Гидравлическая жидкость АМГ-10	ГЖ			–	–
Грунт АК-070	ЛВЖ	–		–	–
Грунт ФЛ-ОЗК	ЛВЖ			–	–
Дизельное топливо «А»	ЛВЖ			–	–
Дизельное топливо «З»	ЛВЖ			0,6	–
Дизельное топливо «Л»	ГЖ			0,5	–
Керосин КО-25	ГЖ			0,9	–
Лак бакелитовый ЛБС-2	ГЖ				–
Мазут топочный 40	ГЖ			–
Масло авиационное МС-20	ГЖ			–	–
Масло индустриальное 45	ГЖ			–	–
Масло трансформаторное	ГЖ	135..140		0,29	–

 

 

Таблица 51

Показатели пожаровзрывоопасности некоторых горючих пылей

Горючее вещество	НКПР, г/м^3	Wmin, мДж	tсв, ^0С	Рmax, кПа
Пластмассы
Смола формальдегидная
Смола эпоксидная без катализатора
Полистирол
Окончание табл. 51
Полипропилен	32,7	3,4		—
Полиэтилен
Металлы
Цирконий
Титан
Магний
Алюминий		0,025
Алюминиево-магниевый сплав		0,047
Торий
Силикокальций
Железо карбонильное
Ферротитан
Железо восстановленное
Ферромарганец		0,25
Цинк		0,15
Неорганические вещества
Фосфор красный		0,05
Сера		–
Сельскохозяйственные продукты
Мука ржаная обдирная		13,3
Мука пшеничная в/с	28,8
Крахмал зерновой
Арахис
Древесная мука	13…25

 

Длительность аварийной ситуации, t_а определяется по формуле:

 

(114)

где t_а1 – расчетное время отключения аппаратов, трубопроводов, с;

t _а2 – допустимое время на ликвидацию аварийной ситуации, с.

Длительность начального периода аварии, в течение которого происходит поступление вредных веществ t_1, определяется временем отключения поврежденного оборудования, равным:

- времени срабатывания системы автоматики отключения согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование элементов системы (но не более 120 с);

- 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование элементов;

- 300 с – при ручном отключении.

Количество поступивших в помещение веществ, которые могут образовать горючие газовоздушные или паровоздушные смеси или оказывать токсическое воздействие на человека определяют, исходя из следующих предпосылок:

- происходит расчетная авария одного из аппаратов;

- все содержимое аппарата поступает в помещение;

- происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат по прямому и обратному потоку в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов;

- происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости;

- происходит испарение жидкостей из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей;

- длительность испарения жидкости принимают равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.

Массу газа m_г, кг, поступившего в помещение при расчетной аварии, рассчитывают по формуле:

 

(115)

где r_г – плотность горючего газа, кг/м³;

V_a – объем газа, вышедшего из аппарата, м³;

V_т – объем газа, вышедшего из трубопровода, м^3.

 

Объем газа, вышедшего из аппарата V_а, м³:

 

(116)

где Р₁ – давление в аппарате, кПа;

V – объем аппарата, м³.

Объем газа, вышедшего из трубопровода V_т, м³:

 

, (117)

где V_1т – объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м³;

V_2т – объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м³.

 

Объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения V_1т, м³:

 

 

(118)

где q – расход газа, м³/с (q = F×W, где F – сечение трубопровода, м²; W – скорость истечения, м/с);

 

Объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения V_2т, м³:

 

 

(119)

где Р₂ – максимальное давление в трубопроводе, кПа;

r _1,2,..._n – внутренний радиус трубопровода, м;

l _1,2,... _n – длина трубопровода от аварийного аппарата до задвижек, м.

 

Массу паров жидкости m_ж, кг, поступивших в помещение при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, с которой происходит испарение легколетучих веществ, открытые емкости и т.п.), рассчитывают по формуле:

 

, (120)

где m_и – масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;

m_v – масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых

емкостей, кг;

m_k – масса жидкости, испарившейся со свежеокрашенных поверхностей, на которых нанесен применяемый состав, кг.

Каждое из слагаемых в формуле (120) определяют из выражения:

 

(121)

где W_и – интенсивность испарения, кг/(м² ·с);

F_n – поверхность испарения, м² (рассчитывается из условия, что при содержании в жидкости растворителей свыше 70 % по массе, 1 л жидкости разливается на 1м², а остальные жидкости – 1 л на 0,5 м²);

t – время до полного испарения жидкости, но не более 3600 с.

 

Интенсивность испарения W_и, кг/(м² ·с):

 

(122)

где h – коэффициент, принимаемый по таблице 52 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения;

М – молекулярная масса жидкости;

Р_н – давление насыщенных паров при заданной температуре жидкости, определяемое по справочным данным.

 

Таблица 52

Значения коэффициента h

Скорость воздушного потока, м/с	Значения h при температуре воздуха в помещении, ^0С
	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
0,1	3,0	2,6	2,4	1,8	1,6
0,2	4,6	3,8	3,5	2,4	2,3
0,5	6,6	5,7	5,4	3,6	3,2
1,0	10,0	8,7	7,7	5,6	4,6

 

Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле (121) введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работ.

Масса взвешенной в объеме помещения пыли m_п, кг, образовавшейся в результате аварийной ситуации:

 

 

(123)

где m_взв – расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;

m_ав – расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, кг.

 

 

Массу взвихрившейся пыли m_взв, кг, рассчитывают по формуле:

 

, (124)

где к_взв – доля отложенной в помещении горючей пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. В отсутствие экспериментальных сведений допускается принимать к_взв = 0,9;

m_о – масса отложившейся в помещении пыли к моменту ава-рии, кг.

 

Массу пыли m_о, кг, определяют по формуле:

 

(125)

где m_x – общая масса пыли, оседающей на поверхностях в помещении за межуборочный промежуток времени, кг;

b₁ – коэффициент, определяемый как отношение интенсивности пылеоседания на труднодоступных для уборки пыли местах q_т к интенсивности пылеоседания на доступных для уборки местах q_д (в случае невозможности определения принимается равным 1);

b₂ – коэффициент, представляющий отношение площади F_т труднодоступных мест для уборки к площади F_д доступных для уборки мест помещения;

n – количество циклов поступления пыли в помещение;

К_у – коэффициент эффективности уборки пыли. Принимается при сухой уборке К_У = 0,6; при влажной – 0,7; при механизированной вакуумной – 0,9;

К_Г – доля горючей пыли в общей массе отложенной пыли.

Общую массу пыли m_x, оседающей на различных поверхностях в помещении за межуборочный период, вычисляют по формуле:

 

, (126)

где m_в – масса пыли, выделившейся в помещении за межуборочный период, кг;

a – коэффициент эффективности вытяжных вентиляционных систем (при отсутствии экспериментальных данных коэффициент
a = 0).

 

Для производств, связанных с механической обработкой поверхности твердых горючих веществ, массу выделившейся в помещении пыли за одну смену, определяют по формуле:

 

(127)

где F_о – средняя площадь обрабатываемой за 1ч. поверхности на одном рабочем месте, м²/ч;

b – средняя толщина материала, снимаемого с одной поверхности, м;

r_м – плотность материала, кг/м³;

к_об – коэффициент использования оборудования;

n_p – число рабочих мест;

t_р – среднее время работы станков за смену, ч.

 

Массу пыли, поступившей из аппарата при аварии, рассчитывают по формуле:

 

 

(128)

где m_ав – масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение при разгерметизации одного из технологических аппаратов, кг. При отсутствии ограничивающих выброс пыли инженерных устройств полагают, что в момент расчетной аварии происходит аварийный выброс в помещение всей находившейся в аппарате пыли;

q – производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, кг/с;

t – расчетное время отключения, по формуле (114);

К_п – коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата в помещение. В отсутствие экспериментальных сведений допускается принимать: К_п = 0,5 – для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм; К_п= 1,0 – для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.

 

Под труднодоступными для уборки площадями подразумевают такие поверхности в производственных помещениях, очистка которых осуществляется только при генеральных пылеуборках. Доступными для уборки местами являются поверхности, пыль с которых удаляется в процессе текущих пылеуборок (ежесменно, ежесуточно и т. п.).

 

 

Примеры решения задач

 

ПРИМЕР 4.5. Определить массу паров аммиака, образовавшихся в результате аварии в помещении аммиачной компрессорной станции. Размер помещения 10х10х5 м. Максимальный объем заполнения компрессоров V_ап = 3 м³, длина трубопровода от компрессоров до задвижек l = 10 м, диаметр трубопровода d = 0,06 м, скорость истечения W = 1 м/с. Максимальное давление в аппарате Р₁ = 20 кПа, в трубопроводе – Р₂ = 25 кПа. Плотность аммиака r = 0,77 кг/м³.

 

РЕШЕНИЕ:

Объем аммиака, вышедшего из аппарата, м³, по формуле (116) составит:

 

Объем газа, вышедшего из трубопровода, м³, до его отключения, определим по формуле (118):

 

 

Объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м³ рассчитываем по формуле (119):

 

Общий объем аммиака, вышедшего из трубопровода, м³:

 

По формуле (116) определим объем газа, вышедшего из аппарата, м³:

 

 

Масса паров ацетона, кг, поступивших в помещение компрессорной, определяется по формуле (115):

 

 

ПРИМЕР 4.6. Определить воздухообмен аварийной вентиляции помещения аммиачной компрессорной станции с размерами 10х10х5 м. Расчетная масса аммиака, поступившего в помещение при возможной аварии, составляет m_г = 0,73 кг. Допустимое время на ликвидацию аварийной ситуации t_а2 = 0,5 ч. Воздухообмен постоянно действующей вентиляции составляет L_п = 2000 м³/ч.

 

РЕШЕНИЕ:

Концентрация аммиака в помещении к моменту включения аварийной вентиляции по формуле (113) составит в мг/м³:

 

 

Кратность воздухообмена аварийной вентиляции определяем по графику (рис.19) с учетом времени t_а2 и соотношения С/ПДК:

 

 

Тогда необходимая кратность воздухообмена аварийной вентиляции составит А» 9 ч^-1.

Воздухообмен аварийной вентиляции, м³/ч, определяем по формуле (112):

ПРИМЕР 4.7. В помещении объемом V = 800 м³ находятся циклоны очистки воздуха от зерновой пыли с дисперсностью менее 350 мкм. Общая масса пыли, оседающей на поверхностях помещения за межуборочный промежуток времени m_x = 1 кг. Объем внутренней поверхности циклонов составляет 15 м³, производительность пыления q = 0,02 кг/с, рабочий цикл один. Отношение площади труднодоступных для уборки мест к площади мест доступных равно пяти. В помещении предусмотрена влажная уборка. Начальная температура воздуха t₀ = 20 ^оС. Определить общую массу пыли, взвешенной в помещении в результате аварийной ситуации, если предусмотрено ручное отключение аппаратов.

 

РЕШЕНИЕ:

Масса пыли, кг, отложившейся в помещении к моменту аварии, определяется по формуле (127):

 

 

По формуле (126) определяем массу взвихрившейся пыли, кг:

 

 

Массу пыли из аппаратов при аварии определяем по формуле (130), кг:

 

 

Общая масса взвешенной в помещении пыли по формуле (125) составит, кг:

 

 

Задачи для самостоятельного решения

 

ЗАДАЧА 4.11. Помещение аммиачной компрессорной станции относится к категории Б по пожарной опасности. Кратность осуществляемого воздухообмена n = 3 ч^-1. Размеры помещения: 8х5х5 м. Определить суммарную производительность аварийной и основной вентиляции.

 

ЗАДАЧА 4.12. В складском помещении концентрация паров бензина может составить при аварии 3000 мг/м³. Допустимое время на ликвидацию аварийной ситуации τ_а2 = 30 с. Определить кратность воздухообмена аварийной вентиляции.

 

ЗАДАЧА 4.13. В помещении объемом V = 300 м³ при аварии возможна утечка оксида углерода массой m = 0,1 кг. Допустимое время на ликвидацию аварии τ_а2 = 20 с. Воздухообмен постоянно действующей вентиляции L_п = 1000 м³/ч. Определить воздухообмен аварийной вентиляции.

ЗАДАЧА 4.14. В помещении объемом V = 200 м³ хранятся четыре закрытые емкости с ксилолом (С₈Н₁₀), максимальный объем заполнения каждой емкости 1 м³. Давление насыщенных паров ксилола Р_Н = 3,9 кПа при температуре 20 ⁰С. Скорость движения воздуха в помещении v = 0,1 м/с. Определить необходимый воздухообмен аварийной вентиляции для ликвидации последствий разгерметизации емкостей в течение 20 с.

 

ЗАДАЧА 4.15. Общая масса взвешенной в помещении мучной пыли составляет 3 кг. Объем помещения 200 м³. Объем помещения, занимаемого технологическим оборудованием 120 м³. Определить необходимый воздухообмен аварийной вентиляции, обеспечивающий ликвидацию аварийной ситуации в течение 40 с.

 

Глава 5

ЗАЩИТА ОТ ШУМА