Приложение 4 (Рекомендуемое). Примеры определения категорий помещений

Приложение 4
Рекомендуемое

1. Примеры
определения категорий помещений по взрывопожарной и пожарной опасности
(без учета работы аварийной вентиляции)

1. Определение категории помещения краскоприготовительного отделения малярного цеха ВРЗ

1.1. Исходные данные.

1.1.1. Характеристика помещения.

Длина L, м	20
Ширина В, м	6
Отношение длины к ширине помещения L/B	3,33
Высота Н, м	5,2
Площадь ,	120
Объем свободный ,	500 ()
Температура воздуха , °C	37 (район строительства - Москва)*

______________________________

* Расчетная температура воздуха принята максимальная, согласно главе СНиП 2.01.01-82

1.1.2. Обоснование расчетного варианта аварии.

При определении избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта аварии принимается разгерметизация емкости, а также напорного и отводящего трубопроводов с последующим разливом наиболее опасного в отношении последствий взрыва ксилола. За расчетную температуру принимается температура воздуха в помещении:

.

1.1.3. Характеристика технологического блока.

Объем мерника ,	0,075
Степень заполнения	0,9
Напорный трубопровод:
длина , м	10
диаметр , мм	25
Отводящий трубопровод:
длина , м	10
диаметр , мм	40
Производительность насоса q,
Время отключения насоса , с	300

1.1.4. Характеристика вещества.

Наименование: ксилол (ГОСТ 9949-76)
Химическая формула
Плотность жидкости ,	860
Молекулярная масса М, кг/моль	106
Константы уравнения Антуана	А-7,05479; В-1478,16; СА-220,53
Нижний концентрационный предел распространения пламени % (об.).	1,0

1.2. Расчет массы ЛВЖ, поступившей в помещение, по формуле (3.1):

кг

1.3. Расчет массы испарившейся ЛВЖ.

1.3.1. Максимальная площадь разлива, согласно п. 3.2.5.*:

1.3.2. Давление насыщенных паров по формуле (3.6):

кПа

1.3.3. Интенсивность испарения по формуле (3.5):

1.3.4. Время полного испарения разлившейся ЛВЖ по формуле (3.7):

За расчетное время испарения принимаем Т = 3600 с.

1.3.5. Масса испарившейся жидкости с поверхности разлива по формуле (3.3):

кг

1.4. Определение средней концентрации паров ЛВЖ в помещении, согласно п. 3.5.

1.4.1. Расчет плотности пара по формуле (3.11):

1.4.2. Средняя концентрация паров ксилола в помещении

.

Значение средней концентрации паров ЛВЖ в объеме помещения превышает 50% от нижнего концентрационного предела распространения пламени ксилола, поэтому значение коэффициента Z участия паров ЛВЖ во взрыве допускается принимать равным 0,3 (Z = 0,3).

1.5. Расчет избыточного давления взрыва.

1.5.1. Стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания, в соответствии п. 3.3.1.

1.5.2. Стехиометрическая концентрация паров ЛВЖ по формуле (3.12)

% (об.)

1.5.3. Избыточное давление взрыва по формуле (3.9)

кПа

1.6. Заключение о категории помещения.

1.6.1. Расчетное избыточное давление взрыва превышает 5 кПа. В технологическом процессе производства обращаются ЛВЖ с °С. Категория помещения краскоприготовительного отделения - А, взрывопожароопасная.

2. Определение категории помещения краскоприготовительного отделения малярного цеха ВРЗ с увеличенным объемом помещения (2-ой вариант)

2.1. Исходные данные.

2.1.1. Характеристика помещения

Длина L, м	30
Ширина В, м	6
Отношение длины к ширине помещения L/B	5
Высота Н, м	7
Площадь ,	180
Объем свободный ,	1008

Остальные данные остаются те же, что и в примере 1 (см. пп. 1.1.2-1.1.4; 1.2; 1.3 настоящего Приложения).

2.2. Определение средней концентрации паров ЛВЖ (ксилола) в помещении (согласно п. 3.5. ВНТП).

2.2.1. Плотность пара определена в примере 1 (см. п. 1.4.1), .

2.2.2. Средняя концентрация паров ксилола в помещении

Средняя концентрация паров ксилола в помещении меньше 50% от нижнего концентрационного предела распространения пламени. В этом случае проводится расчет коэффициента Z участия паров ЛВЖ во взрыве в соответствии с п. 3.5.

2.3. Определение коэффициента Z участия паров ЛВЖ во взрыве в соответствии с п. 3.5.3.

2.3.1. Концентрация насыщенных паров ксилола

% (об.)

2.3.2. Определение величины С* по формуле :

- определена в примере 1 (см. п. 1.5.2.)

Значение функции X по формуле (3.23.) при :

Коэффициент Z по номограмме (рис. 1): при X = 0,74 Z = 0,24 < 0,3.

В этом случае проводится расчет коэффициента Z по формулам (3.16) или (3.17).

2.4. Расчет коэффициента Z участия паров ЛВЖ во взрыве.

2.4.1. Расстояния по осям X, Y, Z от источника поступления паров ЛВЖ, ограниченные нижним концентрационным пределом распространения пламени, определяются по формулам (3.18), (3.19), (3.20):

2.4.1.1. Предэкспоненциальный множитель в соответствии с п. 3.5.2.:

% (об.)

2.4.1.2. м

м

м

2.4.2. Расчет коэффициента Z при и

Принимаем окончательно Z = 0,106

2.5. Расчет избыточного давления взрыва по формуле (3.9):

кПа

2.6. Заключение о категории помещения.

2.6.1. Расчетное избыточное давление взрыва не превышает 5 кПа. В технологическом процессе производства обращаются ЛВЖ. Согласно требованиям п. 2.2. и табл. 1, а также примечания 2 и табл. 4. ВНТП, помещение краскоприготовительного отделения следует отнести к категории В3, по следующему расчету: площадь разлива принимается равной не менее 10 с ограничением бортиками и приямком, вмещающим 93,955 кг жидкости; теплота сгорания ксилола равна 40,8 ; пожарная нагрузка МДж; удельная ПН составит: ; расчетная ПН равна МДж. Пожарная нагрузка, определяемая по формуле (4.1), не превышает расчетную: Q = 3833 < 12020 МДж. Следовательно, помещение краскоприготовительного отделения относится к категории В3.

3. Определение категории помещения сушильно-пропиточного отделения электромашинного цеха ЛРЗ

3.1. Исходные данные.

3.1.1. Характеристика помещения

Длина L, м	32
Ширина В, м	10
Отношение длины к ширине помещения L/B	3,2
Высота Н, м	8
Площадь ,	320
Объем свободный ,	2048 ()
Температура воздуха , °C	37 (район строительства - Москва)

3.1.2. Обоснование расчетного варианта аварии.

Для расчета избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта принимается перфорация наибольшего по объему бака для окраски полюсных катушек способом окунания и разгерметизация питающих трубопроводов по прямому и обратному потоку, с последующим разливом наиболее опасного в отношении последствий взрыва лака БТ-99. Одновременно происходит испарение с открытой поверхности второго бака, при выгрузке окрашенных полюсных катушек, размещенных в корзине (до 10 штук) для воздушной сушки в помещении.

За расчетную температуру принимается температура воздуха в помещении .

3.1.3. Характеристика технологического блока, участвующего во взрыве

Объем бака ,	0,5
Степень заполнения	0,9
Напорный трубопровод:
длина , м	10
диаметр , мм	25
Отводящий трубопровод:
длина , м	10
диаметр , мм	40
Производительность насоса q,
Время отключения насоса , с	300
Открытое зеркало испарения второго бака ,
Общая поверхность свежеокрашенных полюсных катушек ,	6,28

3.1.4. Характеристика вещества

Наименование	лак БТ-99 (ГОСТ 8017-74)
Содержание растворителей, %:
ксилол	46
уайт-спирит	2
Химическая формула:
ксилола
уайт-спирита
Содержание в растворе, %:
ксилол	95,83
уайт-спирит	4,17
Плотность вещества ,	953
Молекулярная масса, :
ксилол	106
уайт-спирит	147,3
Константы уравнения Антуана для ксилола	см. пример 1

3.1.4.1. Суммарная химическая формула смеси растворителей, входящих в состав лака БТ-99,

;

3.1.4.2. Молекулярная масса смеси

3.2. Расчет массы лака БТ-99, поступившей в помещение при расчетной аварии, по формуле (3.1):

кг

Содержание смеси растворителей: кг

3.3. Расчет массы испарившейся жидкости.

3.3.1. Максимальная площадь разлива, согласно п. 3.2.5.

Открытое зеркало испарения бака

Свежеокрашенная поверхность полюсных катушек

3.3.2. Давление насыщенных паров ксилола при расчетной температуре t = 37°С, кПа (см. пример 1).

3.3.3. Интенсивность испарения смеси растворителей, входящих в состав лака БТ-99, согласно п. 3.2.4.

3.3.4. Время полного испарения смеси с поверхности разлива.

с открытой поверхности второго бака кг

За расчетное время испарения принимаем Т = 3600 с

3.3.5. Масса испарившейся смеси со всех поверхностей, при Т = 3600 с, по формуле (3.3)

кг

3.4. Определение средней концентрации паров смеси ЛВЖ в помещении, согласно п. 3.5.

3.4.1. Плотность паров смеси ЛВЖ по формуле (3.11)

3.4.2. Средняя концентрация паров смеси

Среднее значение концентрационного предела распространения пламени смеси: ксилол - 95,8%, % (об.)

уайт-спирит - 4,17%, % (об.)

% (об.)

% (об.)

Средняя концентрация паров смеси в помещении меньше 50% от нижнего концентрационного предела распространения пламени. В этом случае проводится расчетное определение коэффициента Z в соответствии с п. 3.5.

3.5. Определение коэффициента Z участия паров смеси во взрыве в соответствии с п. 3.5.3.

3.5.1. Концентрация насыщенных паров наиболее опасного компонента смеси - ксилола:

% (об.)

3.5.2. Стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания смеси

3.5.3. Стехиометрическая концентрация паров смеси

% (об.)

3.5.4. Определение величины С*

()

X = 2,719/3,567 = 0,762

3.5.5. По номограмме (рис.1) находим значение коэффициента Z = 0,28 при X = 0,762

3.6. Определение коэффициента Z расчетом по формулам (3.16) или (3.17).

3.6.1. Определение расстояния по осям X, Y, Z от источника поступления паров смеси по формулам (3.18-3.20).

3.6.1.1. Предэкспоненциальный множитель в соответствии с п. 3.5.2.

% (об.)

3.6.1.2. Расстояния по осям X, Y, Z:

м

м

3.6.2. Расчет коэффициента Z при и

Принимаем окончательно Z = 0,102

3.7. Расчет избыточного давления взрыва по формуле (3.9):

кПа

3.8. Заключение о категории помещения.

3.8.1. Расчетное избыточное давление взрыва превышает 5 кПа. В технологическом процессе производства обращаются ЛВЖ с °С. Категория помещения сушильно-пропиточного отделения - А взрывопожароопасная.

4. Определение категории помещения сушильно-пропиточного отделения электромашинного цеха ЛРЗ при ограничении площади разлива ЛВЖ (2-ой вариант)

4.1. Исходные данные.

Исходные данные о характеристиках помещения и обращающихся в них ЛВЖ сохраняются такие же, что и в примере 3. С целью ограничения площади разлива ЛВЖ проектом реконструкции цеха предусматривается разместить автоклавы и баки для пропитки и окраски якорей и полюсных катушек в отдельном приямке, рассчитанном на аварийный пролив максимального количества ЛВЖ при расчетной аварии. Питающие трубопроводы для подачи ЛВЖ подвести из лакоприготовительного отделения через стену непосредственно к приямку.

Необходимо определить максимально допустимую площадь разлива ЛВЖ при аварийной ситуации приведенной в примере 3.

4.2. Определение максимально допустимой площади разлива ЛВЖ по формуле (3.27), при максимальном значении коэффициента Z = 0,3.

4.2.1. Максимально допустимая масса паров ЛВЖ при расчетной аварии, поступающих в помещение, при воспламенении которой давление не превысит 5 кПа, по формуле (3.24)

кг

4.2.2. Масса паров, поступающих с поверхности окрашенных полюсных катушек и открытого зеркала испарения ЛВЖ из бака для окраски, принимается по данным из примера 3.

кг

кг

4.2.3. Максимально допустимая площадь разлива ЛВЖ, по формуле (3.27)

4.2.4. В технологической части проекта предусматривается для аварийного слива ЛВЖ приямок объемом , который обеспечивает прием максимального количества ЛВЖ при аварийной ситуации. Приямок заглублен на 1,2 м ниже уровня пола, перекрытие приямка не герметично. Принимаем открытое зеркало испарения ЛВЖ площадью, < 77,74 , то есть условие соблюдения максимально допустимой площади разлива выполняется.

4.3. Расчет массы испарившейся жидкости при условии, что все содержимое из бака для окраски полюсных катушек и из трубопроводов, согласно принятому в примере 3 расчетному варианту аварии, поступает в приямок емкостью и поверхностью испарения, . Площади испарения, с открытой поверхности бака, и свежеокрашенных поверхностей полюсных катушек, , остаются такими же, что и в примере 3.

4.3.1. Время полного испарения с поверхности приямка:

Принимаем расчетное время испарения Т = 3600 с. Время испарения с открытой поверхности бака и св. окрашенных катушек остается без изменения, Т = 3600 с.

4.3.2. Масса испарившейся смеси со всех поверхностей, при Т =3600 с по формуле (3.3)

кг

4.4. Определение средней концентрации паров смеси ЛВЖ в помещении, согласно п. 3.5.

% (об.) < % (об.)

4.5. Расчет коэффициента Z и параметров , , С* приводится в примере 3, где Z = 0,23. Поэтому проводим расчет коэффициента Z по формулам (3.16) или (3.17).

4.5.1. Расстояние по осям X, Y, Z от источника поступления паров смеси по формулам (3.18-3.20).

4.5.1.1. Предэкспоненциальный множитель, в соответствии с п. 3.5.2.

% (об.)

4.5.1.2. Расстояния по осям X, Y, Z будут равны 0, так как согласно п. 3.5.2 значения логарифмов

являются отрицательными

Принимаем окончательно Z = 0.

4.6. Заключение о категории помещения.

4.6.1. Расчетное избыточное давление взрыва равно 0. В технологическом процессе производства обращаются ЛВЖ. Согласно требованиям п. 2.2. и табл. 1, а также табл. 4 и примечания 2 ВНТП помещение сушильно-пропиточного отделения со свободным объемом следует отнести к категории В3 при условии ограничения площади разлива жидкости до 26 и оборудования аварийной емкостью. Содержание растворителя в приямке составляет 225 кг, высота помещения Н = 8 м. Используя данные табл. 1 приложения 3 находим низшую теплоту сгорания ; определяем максимальную пожарную нагрузку в помещении МДж; удельную ПН g = 9450/26 = 363,5 . Расчетная ПН равна МДж. Пожарная нагрузка, определяемая по формуле (4.1), не превышает расчетную: Q = 9450 < 14889 МДж. Следовательно помещение сушильно-пропиточного отделения относится к категории В3.

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Вместо "табл. 1 приложения 3" имеется в виду "табл. 1 приложения 1

5. Определение категории помещения при размещении двух и более различных технологических процессов, (цех разборки и подготовки вагонов ЭВРЗ)

5.1. Исходные данные.

5.1.1. Характеристика помещения цеха.

Цех разборки и подготовки вагонов размещается в одноэтажном здании II степени огнестойкости. Площадь цеха между противопожарными стенами 3500 , высота до нижнего пояса ферм покрытия Н = 10,8 м. Проектом предусматривается разместить в помещении цеха:

1. В общем потоке - участок разборки вагонов и участок очистки поверхности кузова, в помещении площадью 3178 и свободным объемом ;

2. В изолированном помещении - окрасочную камеру для грунтования поверхности кузова и окраски низа вагона и универсальную сушильную камеру.

Расчетная температура принята 30°С.

5.1.2. Анализ взрывопожароопасности технологических процессов производства цеха.

5.1.2.1. Грунтование, окраска и сушка вагонов осуществляются в окрасочной и сушильной камерах в помещении категории А, изолированном от участков разборки и очистки вагонов тамбур-шлюзом.

5.1.2.2. На участках разборки и очистки вагонов одновременно находится в ремонте 10 пассажирских некупейных вагонов. Пожарная нагрузка в одном вагоне площадью 70,8 по данным табл. 2 приложения 1 составляет 8834 кг, низшая теплота сгорания горючих и трудногорючих материалов вагонных конструкций в среднем составляет .

Максимальное расстояние между вагонами составляет Li = 5 м. Согласно п. 4.1.3. ВНТП участком размещения удельной ПН является площадь вагона. Используя справочные данные приложения 1, определяем пожарную нагрузку по формуле (2):

МДж

и удельную ПН по формуле (3):

По табл. 4 ВНТП помещение разборки вагонов и очистки поверхности кузова, следует отнести к категории В1.

5.1.2.3. Учитывая, что на участке очистки поверхности кузовов вагонов проводятся операции по снятию краски с применением смывки СП-6 и обезжириванию очищенных поверхностей с применением уайт-спирита, необходимо определить категорию помещения по данным о взрывопожароопасных свойствах обращающихся на участке веществ и массе поступающих паров ЛВЖ в объем помещения.

5.1.2.4. Согласно технологическому регламенту первоначально проводится очистка поверхности кузова с применением смывки СП-6. Снятая с поверхности старая краска, пропитанная смывкой, удаляется.

Очищенные поверхности подвергаются обезжириванию уайт-спиритом.

Расчетная температура принимается равной °С. Поэтому, учитывая, что температура вспышки уайт-спирита, равная °С, больше расчетной, коэффициент участия паров Z во взрыве равен нулю. В этом случае избыточное давление взрыва и помещение можно отнести к категории В1. Однако на стадии очистки поверхности вагонов с применением СП-6, являющейся многокомпонентной смесью, в состав которой входит несколько различных видов ЛВЖ и ГЖ, для определения категории помещения цеха необходим расчет параметров пожарной опасности этой смеси.

Ниже приводятся состав смеси СП-6 и характеристика входящих в нее компонентов.

Плотность жидкости .

Содержание растворителей, %: метиленхлорид - 70,56; диоксолан - 1,3-9,21; ксилол (ГОСТ 9949-76) - 5,62; уксусная кислота - 2,25.

Содержание нелетучих компонентов, %: смола ПСХ-С - 11,24, парафин - 1,12. Химическая формула, молекулярная масса растворителей и содержание компонентов летучей части, %:

метиленхлорид - ; М = 89,94; 80,5 (ТГЖ, °С);

диоксолан-1,3 - ; М = 74; 10,51 (ГЖ, °С);

ксилол - ; М = 106; 6,42 (ЛВЖ, °С);

уксусная кислота - ; М = 111,097; 2,57 (ЛВЖ, °С).

Константы уравнения Антуана и нижний концентрационный предел воспламенения для ЛВЖ:

ксилол: А = 7,05479; В = 1478,16; ; % (об.)

уксусная кислота: А = 7,79846; В = 1789,908; ; % (об.); метиленхлорид: константы уравнения Антуана неизвестны; % (об.), трудногорючая жидкость.

Суммарная химическая формула смеси растворителей, входящих в состав смывки СП-6:

Молекулярная масса смеси растворителей

5.2. Обоснование расчетного варианта аварии.

Для расчета избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта принимается наиболее неблагоприятный период в технологическом процессе расчистки поверхностей 4-х вагонов ЦМВ с применением смывки СП-6.

5.2.1. Расчет массы смеси СП-6, обращающейся в процессе очистки поверхностей вагонов.

По данным карты типового технологического процесса подготовки вагонов к нанесению лакокрасочных покрытий на каждый вагон расход смывки СП-6 составляет 4,2 кг, а площадь очистки, в среднем - 75 . Смывка находится в герметически закрытых емкостях и наносится на поверхность кузова с помощью кисти.

Согласно исходным данным процентное содержание растворителей в смывке СП-6 составляет 87,64%. Следовательно суммарный расход жидкости равен:

кг

5.3. Расчет избыточного давления взрыва.

5.3.1. Выполнить расчет массы испарившейся жидкости не представляется возможным из-за отсутствия данных о константах уравнения Антуана для метиленхлорида, входящего в состав смеси растворителей смывки СП-6. Поэтому принимается, что масса смеси растворителей, нанесенная на поверхность кузовов вагонов общей площадью 300 , полностью испарится. Следовательно масса паров ЛВЖ, поступивших в объем помещения разборки вагонов и очистки поверхности кузовов, составит m = 14,72 кг.

5.3.2. Расчет избыточного давления взрыва смеси ЛВЖ в этом случае выполняется по формуле (3.14):

кПа

Расчетное избыточное давление взрыва не превышает 5 кПа. Следовательно помещение разборки вагонов и очистки поверхности кузовов следует отнести к категории В1.

6. Определение категории помещения цеха окраски пассажирских вагонов (ЦМВ) ВРЗ

6.1. Исходные данные.

6.1.1. Характеристика помещения цеха

Длина L, м	96
Ширина В, м	24
Отношение длины к ширине помещения L/B	4
Высота Н, м	10,8
Площадь ,	2304
Объем свободный ,	19907 ()
Температура воздуха , °C	31

6.1.2. Обоснование расчетного варианта аварии.

Для расчета избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта принимается наиболее неблагоприятный период в технологическом процессе - естественная сушка 4-х окрашенных в окрасочной камере вагонов ЦМВ, в том числе 2-х в стадии окраски торцевых стен кузова вторым слоем безвоздушным распылением в общем помещении цеха. За расчетную температуру принимается температура воздуха в помещении t = 31°С.

6.1.3. Характеристика лакокрасочных материалов и растворителей, расход ЛКМ и поверхность окраски в расчете на один вагон. Окраска продольных стен вагона (146 ). Расход ЛКМ: эмаль ПФ-115 темно-зеленая - 15,76 кг (сухой остаток 66%); летучая часть: уайт-спирит - 3,429 кг; ксилол - 1,929 кг, разбавитель РЭ-4В - 4,68 кг.

Окраска крыши вагона (104 ).

Расход ЛКМ: эмаль ПФ-115 серая - 10,3 кг (сухой остаток - 63%); летучая часть: уайт-спирит - 2,439 кг; ксилол - 1,371 кг, разбавитель РЭ-4В - 3,1 кг.

Окраска торцевых стен кузова безвоздушным распылением (20 ).

Расход ЛКМ: эмаль ПФ-115 темно-зеленая - 3,76 кг (сухой остаток - 60%); летучая часть: уайт- спирит - 0,818 кг; ксилол - 0,46 кг, разбавитель уайт-спирит - 0,2 кг.

Полная поверхность окраски кузова вагона составляет .

Суммарная масса растворителей (с учетом состава разбавителя РЭ-4В: сольвент нефтяной для лакокрасочной промышленности ГОСТ 10214-78 - 30%, этилцеллозольв - 70%):

уайт-спирит	- 6,886 кг
ксилол	-3,761 кг
сольвент	- 2,334 кг
этилцеллозольв	- 5,446 кг
Итого	-18,427 кг

6.1.4. Исходные параметры для расчета избыточного давления взрыва смеси.

NN п/п	Наименование компонентов смеси	°С	М кг/моль	Константы уравнения Антуана			% (об)
				А	В
1.	Уайт-спирит	33	147,3	8,0113	2218,3	273,15	1,4
2.	Ксилол (ГОСТ 9949-76)	24	106,0	7,05479	1478,16	220,53	1,0
3.	Этилцеллозольв	43	90,122	8,74133	2392,56	273,15	1,8
4.	Сольвент (ГОСТ 10214-78)	21-34	-	6,2276	1529,33	226,679	1,0

6.2. Расчет массы испарившейся смеси ЛВЖ.

6.2.1. Площадь испарения равна полной поверхности окраски кузова вагона .

6.2.2. Давление насыщенного пара растворителей, входящих в состав смеси при °С, рассчитанное по формуле (3.6): уайт-спирит - кПа; ксилол - кПа, этилцеллозольв - кПа; сольвент нефтяной - кПа.

6.2.3. Интенсивность испарения смеси определяется в соответствии с п. 3.2.4. по компонентам с наибольшим значением давления насыщенного пара и молярной массы (ксилол и уайт-спирит):

6.2.4. Время полного испарения с поверхности одного вагона.

Следовательно, за время испарения с поверхности четырех вагонов в помещение поступит вся масса паров растворителя

кг

6.3. Расчет избыточного давления взрыва смеси.

Учитывая, что данные по химической формуле и молярной массе для сольвента отсутствуют, рассчитать избыточное давление взрыва смеси по формуле (3.9) не представляется возможным. Поэтому выполняется расчет по формуле (3.14), в которой принимается Z = 0,3 и

кПа < 5 кПа

Избыточное давление взрыва не превышает 5 кПа, следовательно помещение цеха следует относить к категориям В1-В3 расчетом по Методике раздела 4 настоящих ВНТП.

2. Примеры
определения категорий помещений по взрывопожарной и пожарной опасности
(с учетом работы аварийной вентиляции)

1. Определение категории помещения краскоприготовительного отделения малярного цеха ВРЗ.

1.1. Исходные данные и обоснование расчетного варианта аварии приведены в примере 1 раздела 1 настоящего приложения (п.п. 1.1.1.-1.1.4).

1.2. Согласно п. 4.62. СНиП 2.04.05 "Отопление, вентиляция и кондиционирование", расход воздуха для аварийной вытяжной вентиляции принимается по кратности воздухообмена, А = 8 , с производительностью вентилятора при равной, .

Скорость движения воздуха в помещении, при L = 20 м будет равна: .

1.3. Расчет массы испарившейся ЛВЖ.

1.3.1. Масса ксилола, поступившего в помещение, максимальная площадь разлива жидкости и давление насыщенных паров ксилола принимаются без изменения по данным примера 1 раздела 1 настоящего приложения (п.п. 1.2., 1.3.1., 1.3.2).

1.3.2. Интенсивность испарения разлившейся ЛВЖ рассчитывается по формуле (3.6), в которой, согласно таблице 2, при скорости движения воздуха и температуре воздуха, °С, коэффициент .

1.3.3. Время полного испарения разлившейся ЛВЖ по формуле (3.7)

За расчетное время испарения принимается Т = 3600 с.

1.3.4. Масса испарившейся жидкости с поверхности разлива по формуле (3.3)

кг

1.4. Средняя концентрация паров ксилола в помещении определяется в соответствии с п. 3.5. ВНТП.

1.4.1. Плотность паров ксилола принимается по данным примера 1, .

1.4.2. Масса паров, остающаяся в помещении при работе аварийной вентиляции, по формуле (3.8)

кг

1.4.3. Средняя концентрация паров, остающихся в помещении при работе аварийной вентиляции

% (об.) < (% (об.))

Средняя концентрация паров ксилола в помещении при работе аварийной вентиляции меньше 50% от нижнего концентрационного предела распространения пламени. Поэтому проводится расчет коэффициента Z участия паров ЛВЖ во взрыве в соответствии с п. 3.5. ВНТП.

1.5. Определение коэффициента Z участия паров ЛВЖ во взрыве в соответствии с п. 3.5.3.

1.5.1. Концентрация насыщенных паров ксилола

% (об.)

1.5.2. Определение величины С* по формуле :

где - определена в примере 1 (см. п. 1.5.2).

Значение функции X по формуле (3.23) при

Коэффициент Z по номограмме (рис.1), при X = 0,74,

Z = 0,24 < 0,3

1.6. Расчет коэффициента Z участия паров ЛВЖ во взрыве по формулам (3.16) или (3.17).

1.6.1. Расстояния по осям X, Y, Z от источника поступления паров ЛВЖ, ограниченные нижним концентрационным пределом распространения пламени, по формулам (3.18), (3.19), (3.20).

1.6.1.1. Предэкспоненциальный множитель в соответствии с п. 3.5.2. (при подвижности воздушной среды)

% (об.)

1.6.1.2. Расстояния по осям X, Y, Z равны нулю, так как значения логарифмов в формулах (3.18), (3.19), (3.20) являются отрицательными:

Принимаем окончательно Z = 0.

1.7. Заключение о категории помещения.

1.7.1. Расчетное избыточное давление взрыва равно нулю. В технологическом процессе производства обращаются ЛВЖ. Согласно п. 2.2. и табл. 1, а также примечания 2 и табл. 4 ВНТП, помещение краскоприготовительного отделения следует отнести к категории В3 при условии оборудования помещения вытяжной аварийной вентиляцией с кратностью воздухообмена А = 8 , отвечающей требованиям п. 3.2.7. настоящих ВНТП и п.п. 4.61-4.67, СНиП 2.04.05-91. Расчеты по определению категории В3 помещения краскоприготовительного отделения приведены в примере 2 раздела 1 настоящего приложения.

2. Определение категории помещения сушильно-пропиточного отделения электромашинного цеха ЛРЗ

2.1. Исходные данные и обоснование расчетного варианта аварии приведены в примере 3 раздела 1 настоящего приложения (п. 3.1.1.-3.1.4.).

2.2. Согласно п. 4.62 СНиП 2.04.05-91 "Отопление, вентиляция и кондиционирование" расход воздуха для аварийной вытяжной вентиляции принимается по количеству удаляемых газов из расчета 50 на 1 площади пола помещения.

Производительность вентилятора при площади пола сушильно-пропиточного отделения 320 составит: .

Кратность воздухообмена при этом будет равна:

где: 2048 - свободный объем помещения.

Скорость движения воздуха в помещении при L = 32 м составит:

2.3. Расчет массы испарившейся ЛВЖ.

2.3.1. Масса лака БТ-99, поступившего в помещение, максимальная площадь разлива жидкости, открытое зеркало испарения и поверхность испарения свежеокрашенных полюсных катушек, а также давление насыщенных паров ксилола принимаются без изменений по данным примера 3 (п.п. 3.2., 3.3.1., 3.3.2).

2.3.2. Интенсивность испарения смеси растворителей, входящих в состав лака БТ-99, определяется по формуле (3.6), в которой, согласно таблице 2, при скорости движения воздуха м/с и температуре воздуха, °С, коэффициент :

2.3.3. Время полного испарения смеси со всех поверхностей превышает максимальное нормативное. Поэтому за расчетное время испарения принимается Т = 3600 с.

2.3.4. Масса испарившейся смеси со всех поверхностей по формуле (3.3)

кг

2.4. Средняя концентрация паров смеси ЛВЖ в помещении определяется в соответствии с п. 3.5. ВНТП.

2.4.1. Плотность паров смеси ЛВЖ принимается по данным примера 3, .

2.4.2. Масса паров смеси, остающаяся в помещении при работе аварийной вентиляции, по формуле (3.8)

кг

2.4.3. Средняя концентрация паров смеси, остающихся в помещении при работе аварийной вентиляции

% (об.)

где 0,491% (об.) - 50% среднего значения нижнего концентрационного предела распространения пламени смеси ксилола и уайт-спирита (см. п. 3.4.2. примера 3).

В этом случае проводится расчет коэффициента Z участия паров ЛВЖ во взрыве.

2.5. Определение коэффициента Z участия паров ЛВЖ во взрыве, в соответствии с п. 3.5.3.

2.5.1. Определение коэффициента Z по номограмме (рис. 1) дает такой же результат, что и в примере 3, так как параметры, необходимые для расчета, принимаются по данным примера 3 без изменений (п.п. 3.5.1. - 3.5.5.) Z = 0,23 < 0,3.

2.6. Определение коэффициента Z расчетом по формулам (3.16) или (3.17).

2.6.1. Определение расстояния по осям X, Y, Z от источника поступления паров смеси по формулам (3.18.-3.20).

2.6.2. Предэкспоненциальный множитель определяется согласно п. 3.5.2. (при подвижности воздушной среды)

% (об.)

2.6.3. Расстояния по осям X, Y, Z равны нулю, так как значение логарифмов в формулах (3.18.-3.20) являются отрицательными

Принимаем Z = 0.

2.7. Заключение о категории помещения.

2.7.1. Расчетное избыточное давление взрыва равно нулю. В технологическом процессе производства обращаются ЛВЖ. Согласно требованиям п. 2.2. и табл. 1, а также примечания 2 и табл. 4 ВНТП помещение сушильно-пропиточного отделения следует отнести к категории В3 при условии оборудования помещения вытяжной аварийной вентиляцией с кратностью воздухообмена А = 8 , отвечающей требованиям п. 3.2.7. настоящих ВНТП и п.п. 4.6.1.-4.6.7. СНиП 2.04.05-91. Расчеты по определению категории В3 помещения приведены в примере 4 раздела 1 настоящего приложения.

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Вместо "п.п. 4.6.1.-4.6.7" имеется в виду "п.п. 4.61.-4.67"

2.8. Предварительная оценка целесообразности и экономической эффективности мероприятий, направленных на снижение категории помещения во взрывопожарной и пожарной опасности.

2.8.1. Отнесение сушильно-пропиточного отделения к категории В3 может быть достигнуто как за счет ограничения площади разлива ЛВЖ до 26 и оборудования аварийной емкостью (пример 4), так и за счет оборудования помещения аварийной вентиляцией (пример 2).

Оба решения с точки зрения взрывобезопасности помещения дают практически одинаковый результат, в частности, отпадает необходимость предусматривать в проекте устройство тамбур-шлюзов, в соответствии с требованиями СНиП 2.04.05-91 и СНиП 2.01.02-85.

2.8.2. Оборудование помещения аварийной емкостью (пример 4) более предпочтительно, так как в этом случае, наряду с взрывобезопасностью, решается вопрос о пожарной безопасности, если аварийная емкость и аппараты с открытым зеркалом испарения будут оборудованы автоматической установкой пожаротушения.

3. Примеры
определения пожароопасных категорий В1-В4 помещений объектов железнодорожного транспорта

1. Определить категорию помещения колесного цеха вагоноремонтного завода. Максимальная пожарная нагрузка на участке размещения колесно-накатных станков размером в плане

, оборудованных поддонами, вмещающими 250 л турбинного масла (емкость гидробака 250 л). Максимальное расстояние между станками м. Площадь поддона равна площади станка в плане. Расстояние от поверхности горения до нижнего пояса ферм Н = 12,5 м.

Согласно п. 4.1.2. ВНТП за участок размещения удельной ПН принимается площадь поддона равная 12,5 . Используя справочные данные табл. 1 приложения 3 определяем массу турбинного масла:

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Имеется в виду "табл. 1 приложения 1"

кг; пожарную нагрузку по формуле (4.1)

МДж и удельную ПН по формуле (4.2)

По табл. 4 ВНТП определяем категорию помещения В3.

По примечанию 2 ВНТП определяем расчетную ПН:

МДж

Количество ПН по формуле (4.1) Q = 9420 МДж не превышает расчетную ПН

9420 < 75400 МДж.,

следовательно категория помещения колесного цеха принимается В3.

2. Определить категорию помещения разборочно-моечного отделения тепловозоремонтного завода, в котором на разборке находится 12 секций тепловозов 2ТЭ10. Максимальное расстояние между ними составляет м; расстояние до нижнего пояса ферм, с учетом высоты секции тепловоза от уровня головок рельсов, Н = 16,2-4,5 = 11,7 м., площадь секции в плане .

Согласно п. 4.1.3. ВНТП участок размещения удельной ПН является площадь секции тепловоза. Используя справочные данные табл. 2 приложения 1 определяем пожарную нагрузку по формуле (2):

МДж

и удельную ПН: . По табл. 4. ВНТП определяем категорию помещения В3.

По примечанию 2 ВНТП вычисляем расчетную ПН:

МДж

Количество ПН, рассчитанное по формуле (2) Q = 26880, не превышает расчетную: 26880 < 41352 МДж, следовательно категория помещения разборочно-моечного отделения принимается В3.

3. Определить категорию помещения комплектовочной кладовой площадью 18x3 м и высотой до перекрытия Н = 3 м. В кладовой хранится 90 кг резино-технических изделий и 30 кг деталей древесины на площади 10 .

Определяем пожарную нагрузку по формуле (4.2) ВНТП, используя данные табл. 1 приложения 1:

Согласно табл. 4 ВНТП помещение относится к категории В3.

По примечанию 2 определяем расчетную ПН:

МДж

Количество ПН по формуле (4.1) составляет Q = 3431 МДж и превышает расчетную ПН:

3431 > 1976 МДж,

следовательно категория помещения комплектовочной кладовой принимается В2.

4. Определить категорию помещения деревообделочного отделения ВРЗ площадью 1728 . Высота помещения до междуэтажного перекрытия Н = 7,2 м. Максимальное расстояние между участками размещения ПН из деревянных деталей, заготовок и пиломатериалов составляет м.

Максимальная пожарная нагрузка - на участке размещения готовых деталей площадью S = 17,5 . На участке складируется 10,5 деталей сосновых пород. Используя справочные данные табл. 1 приложения 1 определяем массу древесины кг и пожарную нагрузку МДж; удельная ПН по формуле (4.2):

.

По табл. 4 ВНТП определяем категорию помещения деревообделочного отделения В1.

5. Определить категорию помещения столярно-комплектовочного отделения завода по ремонту рефрижераторных вагонов площадью . Высота помещения до нижнего пояса ферм Н = 8,4 м. Максимальное расстояние между участком складирования ТГМ и границей разлива индустриального масла составляет м. Пожарная нагрузка из ТГМ размещается на площади 10 . В ее состав входят 68 кг пиломатериалов из сосновой древесины и 14 кг слоистого пластика. Индустриальное масло хранится в емкости объемом 40 л. Площадь разлива, ограниченная бортиками, составляет S = 10 . Определяем пожарную нагрузку из ТГМ, используя данные табл. 1 приложения 1 по формуле (4.1):

МДж,

удельную ПН по формуле (4.2):

.

Масса индустриального масла составляет кг, пожарная нагрузка МДж

Удельная ПН .

Минимальное значение по табл. 6 для сосновой древесины равно 13,9 .

Предельное расстояние по табл. 5 L = 6,5 м. С учетом минимального расстояния от поверхности ПН до нижнего пояса ферм, при высоте складирования ТГМ h = 0,5 м, предельное расстояние между участками, согласно п. 4.5. ВНТП составит Lпр = 6,5 + (11 - 7,9) = 9,6 м < 20 м. Согласно табл. 4 и примечанию 1 ВНТП категория помещения столярно-комплектовочного отделения принимается В4.

6. Определить категорию помещения колесного цеха при разливе турбинного масла с максимальной пожарной нагрузкой на участке размещения четырех колесно-накатных станков, не оборудованных местными противопожарными преградами. Площадь участка 100 . Остальные исходные данные приведены в примере 1 настоящего приложения.

Площадь разлива турбинного масла в количестве 250 л из аварийного станка в центре участка составит 250 . Принимая площадь разлива в форме круга, определяем радиус разлива жидкости:

м.

Следовательно, все станки, находящиеся на участке площадью 100 , попадают в зону разлива.

Суммарная масса турбинного масла, согласно п. 4.3., составит:

кг.

Определяем величину ПН в зоне разлива по формуле 4.1:

МДж.;

Удельная ПН по формуле 4.2. составит:

Согласно п. 4.5. помещение колесного цеха не может быть отнесено к категории В4. Поэтому его следует отнести к категории В3, несмотря на то, что максимальная удельная ПН в зоне разлива меньше указанной в табл. 4 (150,7 < 181 ).

По примечанию 2 ВНТП определяем расчетную ПН:

МДж.

Количество ПН, вычисленное по формуле (4.1) Q = 37683 МДж превышает расчетную ПН:

37683 > 15070 МДж

Следовательно, помещение колесного цеха следует отнести к категории В2.

По сравнению с примером 1 (при условии оборудования станков местными противопожарными преградами) категория помещения колесного цеха повышается с В3 до В2.

Пример 6 можно решить, используя график, представленный на рис. 2. При этом не нужно определять расчетную ПН по формуле примечания 2 и сравнивать с ПН, рассчитанной по формуле (4.1). Зная площадь размещения максимальной ПН, равную , достаточно по графику определить, что этой площади соответствует м, а расстояние от поверхности ПН (разлива жидкости на площади пола) до нижнего пояса ферм, согласно данным примера 6, составляет Н = 12,5 м. Следовательно: Н < (12,5 < 19,8 м) и, в соответствии с п. 4.6, категория помещения колесного цеха должна быть повышена с В3 до В2.

Аналогичную задачу можно решить и для примера 2, согласно которому при удельной ПН g = 472 категория помещения разборочно-моечного отделения по табл. 4 принимается В3. Минимальное расстояние от поверхности ПН до нижнего пояса ферм, с учетом высоты секции тепловоза, составляет Н = 11,7 м. Площадь секции тепловоза равна . Следовательно указанной площади по графику соответствует м. Учитывая, что H >  (11,7 > 9,4 м), категория помещения не изменится.

______________________________

* В примерах приводятся ссылки на пункты 3-го и 4-го разделов настоящих ВНТП.