Ш.1. Категории помещении по взрыво- и пожарной опасности

Лабораторная работа № 1

По дисциплине

 

«Безопасность жизнедеятельности »

 

Выполнила

Студентка гр. КФБ-11 Л.В.Хазиева

 

Проверила

Доцент Г.С. Ялмурзина

 

Магнитогорск

 

Лабораторная работа № 1

Определение категорий помещений и зданий по взрыво- и пожарной опасности

Цель работы

Освоить методику расчетов для определения категорий помещений и зданий по взрыво- и пожарной опасности.

 

Общие положения

Под пожаром обычно понимают неконтролируемый процесс горения, сопровождающийся уничтожением материальных ценностей и создающий опасность для жизни людей. Он может принимать различные формы, однако все они сводятся к химической реакции между горючим веществом и кислородом воздуха (или другими окислителем), возникшей при наличии инициатора горения или в результате самовоспламенения.

Образование пламени связано с газообразным состоянием веществ, поэтому горение жидких и твердых веществ предполагает их переход газообразную фазу. В случае горения жидкостей этот процесс обычно заключается в простом кипении с испарением у поверхности. При горении почти всех твердых материалов обра­зование веществ, способных улетучиваться с поверхности мате риала, и попадание их в область пламени происходят путем химического разложения

Воспламенение — возгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Концентрационные пределы воспламенения - минимальная концентрация горючих газов и паров в воздухе, при которой они способны загораться и распространять пламя.

Верхний концентрационныйпредел - максимальная концентрация, при которой еще возможно распространение пламени. Наиболее опасны горючие смеси с малым нижним и большим верхним пределами воспламенения. К таким смесям относятся, нaпpимер_, водород - воздух (НКПВ - 4,1 % и ВКПВ — 74,5 %), аце­тилен - воздух (НКПВ - - 2,3 % и ВКПВ — 8I %) и др.

Пожаро- взрывоопасность веществ характеризуется многими параметрами температурами воспламенения, вспышки, самовозгорания;нижним (НКПВ) и верхним (ВКПВ) концентрационными пределами воспламенения; скоростью распространения пламени; линейной и массовой (г/с) скоростями горения и выгорания веществ.

Пожаро- и взрывоопасность производства определяется параметрами пожароопасности и количеством используемых в технологических процессах материалов и веществ, конструктивными особенностями и режимами работы оборудования, наличием возможных источников зажигания и условий для быстрого pacnpocт ранения огня в случае пожара.

Температура воспламенения - минимальная температура веществ, при которой происходит возгорание.

Температура вспышки - минимальная температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются газы и пары способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания.

Температура самовозгорания — самая низкая температура, при которой происходит увеличение скорости экзотермической реак­ции (при отсутствии источника зажигания), заканчивающееся пламенным горением.

Согласно Нормам пожарной безопасности (НПБ 105—95) все объекты в соответствии е характером технологического процесса по в.1рыво- и пожарной опасности подразделяются на пять катего­рий (табл. III.1).

Ш.1. Категории помещении по взрыво- и пожарной опасности

Характеристика веществ и материалов, находящихся в помещении

ü А. Взрывопожарная: Горючие газы,легковоспламеняющиеся жидкости (температура вспышки не выше 28 °С) в таком количестве, что могут образовываться взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избы­точное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа

Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное дав­ление взрыва в помещении превышает 5 кПа

ü Б. Взрыво- и пожароопасная: Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жид­кости (температура вспышки выше 28 °С), горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламе­нении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа

ü В1-В4. Пожароопасные: Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества к материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы» способные при взаимодей­ствии с водой, кислородом воздуха или друг с другом толь­ко гореть при условии, что помещения, в которых они хра­нятся или обращаются, не относятся к категории А или Б.

ü Г.: Негорючие вещества и материалы в горячем или расплав­ленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени, горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигают и утилизируют в качестве топлива.

ü Д.: Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

 

Hopмы, приведенные в табл. III.1, не распространяются на помещения и здания для производства и хранения взрывчатых ве­ществ, средств инициирования взрывов; здания и сооружения, проектируемые по специальным нормам и правилам, утвержден­ным в установленном порядке.

Категорию помещений и зданий предприятий и учреждений определяют на стадии проектирования в соответствии с НПБ 105—93, ведомственными нормамитехнического проектирования или специальными перечнями. Это необходимо для установления нормативных требований по обеспечению взрыво- и пожарной безопасности помещений и зданий (планировка и застройка, этажность, площади, размещение помещений, конструктивные решения инженерного оборудования).

Категории в взрыво- и пожарной опасности помещений и зданий определяюдля наиболее неблагоприятного в отношения пожара или взрыва периода, исходя из вида находящихся в аппаратах и помещениях горючих веществ и материалов, их количества, по­жарных свойств и особенностей технологических процессов.

Пожарные свойства веществ и материалов определяют на основании результатов испытаний или расчетов по стандартным методи­кам с учетом параметров состояния (давления, температуры и т. д.).

Категорию помещений определяют путем последовательной проверки их принадлежности к категориям от высшей (А) к низ­шей (Д) в соответствии со следующими рекомендациями:

· здание относят к категории А, если суммарная площадь поме­щений категории А в нем превышает 5 % площади всех помеще­ний или 200 м². Если помещения оборудованы установками авто­матическою пожаротушения, допускается не относить к катего­рии А здания и сооружения, в которых доля помещений категории А составляет менее 25 % (но не более 1 ООО м²);

· здания и сооружения относят к категорий Б, если они не отно­сятся к категории А и суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5 % суммарной площади всех помещений или 200 м²; допускается не относить здания к категории Б, если сум­марная площадь помещений категорий А и Б в здании не превы­шает 25 % суммарной площади всех размещенных в ней помеще­нии (но не более 1000 м²) и эти помещения оборудованы установ­ками автоматическою пожаротушения;

· здание относят к категории В, если оно не относится к катего­рии А или Б и суммарная площадь помещений категорий А, Б и В превышает 5 % (10%,если в здании нет помещений категорий А и Б) суммарной площади всех помещений. Если помещения категорий А, Б, В оборудованы установками автоматического пожаротушения, допускается не относить здание к категории В, если суммарная площадь помещений категории А, Б и В в здании всех размещенных в нем помещений;

· если здание не относится к категориям А, Б и В и суммарная площадь помещений А, Б, В и Г превышает 5% суммарной площади всех помещений, то здание относят к категории Г. Допускается не относить здание к категории Г, если суммарная площадь помещений категории А, Б, В и Г в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 5000 м²), а помещения категорий А, Б, В и Г оборудованы установками автоматического пожаротушения.

· здания, не отнесенные к категориям А, Б, В и Г, относят к категории Д.

 

Методика расчета

При расчете значений критериев взрыво- и пожарной опасности в качестве расчетного следует выбирать самый неблагоприятный вариант аварии или такой период нормальной работы аппаратов, при котором во взрыве участвует максимальное количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий взрыва.

Чтобы определить категорию здания или помещений на взрыво- и пожарную опасность, необходимо рассчитать избыточное давление взрыва ∆P и сравнить его со значениям, приведенными в табл. III. 1.

 

 

3.1. Расчет избыточного давления взрыва ∆P горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

 

∆Р=(Р_max-P₀) ,

где Р_max – максимальное давление взрыва стехиометрический газо- или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочникам для наиболее неблагоприятных вариантов аварии, кПа; при отсутствии данных допускается принимать равным 900 кПа; P_{0 –} начальное давление, кПа; допускается принимать равным 101 кПа; m – масса горючего газа (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), поступивши в результате расчетной аварии в помещение, кг; z – коэффициент участия горючего во взрыве (газ = 0,5); V_св – свободный объем помещения, (30000-5)=29995 м³; - плотность газа или пара при расчетной температуре, кг/м²; С_ст – стехиометрическая концентрация газов или паров ЛВЖ и ГЖ, %; К_н – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения; допускается принимать равным 3.

Дано:

Цех по производству сажи, его объем 50000 м²;

Наименование ГГ, ЛВЖ, ГЖ и его формула – Этен (этилен) C₂H₄;

Объем аппарата – 20 м³;

Давление в аппарате Р₁ – 1000 кПа;

Максимальное давление в трубопроводе Р₂ – 1500 кПа;

Расход газа (ЛВЖ) q – 3,5 м³/с;

Внутренний радиус трубопроводов r – 0,3 м;

Длина трубопровода от аварийного аппарата до задвижки L –40 м;

 

Масса горючих газов (ГГ), кг,

,

где V_a – объем газа, вышедшего из аппарата, м³; V_T – объем газа, вышедшего из трубопровода, м³.

 

где Р₁ – давление в аппарате, кПа; V – объем аппарата, м³.

,

где V_1T – объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м³; V_2T – объем газа из трубопровода после его отключения, м³.

20 = 70 м³

где q – расход аза, определяемый в соответствии с технологическими регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., м³/с; Т – расчетное время отключения трубопроводов; определяется в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки (10с).

,

где – Р₂ – максимальное давление в трубопроводе по техническому регламенту, кПа; r_1,2 – внутренний радиус трубопроводов, м; L_1,2 – длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.

= 70+169,6=239,6 м³

где М – молярная масса С₂Н₄ = 28 кг/кмоль; - молярный объем, равный 22,413 м³/кмоль; t_p – расчетная температура, равная 61 ⁰ С.

где - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения.

= 2+

CH₄+2O₂=2CO₂+2H₂O+Q

где n_C =2, n_H=4, n_O=2, n_X=0

∆Р=(Р_max-P₀) = (900-101)

Вывод:

В результате проведения данной лабораторной работы, мы освоили методку расчета для определения категорий помещений и зданий по взрыво- и пожарной опасности.

По результатам расчета варианта №2, цех по производству полиэтилена высокого давления, в помещении, которого находится горючий газ Этен (этилен) C₂H₄, требуется отнести к категории Г, по взрыво- и пожарной опасности помещений, т.к. избыточное давление взрыва составило 0,37 кПа.