Приложение 3 (Рекомендуемое). Расчет избыточного давления взрыва водорода в аккумуляторных помещениях

Приложение 3
Рекомендуемое

Расчет
избыточного давления взрыва водорода в аккумуляторных помещениях

1. Обоснование расчетного варианта наиболее неблагоприятного в отношении взрыва периода.

1.1. При расчете избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта принимается наиболее неблагоприятный в отношении взрыва период, связанный с формовкой и зарядом полностью разряженных батарей с напряжением более 2,3 В на элемент и наибольшем значении зарядного тока, превышающем в четыре раза максимальный зарядный ток.

1.2. Происходит заряд аккумуляторных батарей с максимальной номинальной емкостью, . Количество одновременно заряжаемых батарей устанавливается в зависимости от эксплуатационных условий, мощности и напряжения внешнего источника тока. Продолжительность поступления водорода в помещение соответствует конечному периоду заряда при обильном газовыделении и принимается равным 1 ч (Т = 3600 с).

1.3. За расчетную температуру принимается максимальная температура наружного воздуха в населенном пункте (климатической зоне), согласно СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика".

2. Расчет поступающего в помещение водорода при заряде аккумуляторных батарей.

2.1. Масса водорода, выделившегося в одном элементе при установившемся динамическом равновесии между силой зарядного тока и количеством выделяемого газа:

где: - постоянная Фарадея;

А - атомная единица массы водорода, равная 1 а.е.м = ;

Z = 1 - валентность водорода;

I - сила зарядного тока, А;

Т - расчетное время заряда, с.

2.2. Объем водорода, поступающего в помещение при заряде нескольких батарей,

где - плотность водорода, при расчетной температуре воздуха, ;

- максимальный зарядный ток i-ой батареи, А;

- количество аккумуляторов i-ой батареи.

Плотность водорода определяется по формуле:

,

где М - масса одного кмоля водорода, равная 2 ;

- объем кмоля газа при НУ, равный 22,413 ;

- 0,00367, - коэффициент температурного расширения газа;

- расчетная температура воздуха, °С

Максимальная сила зарядного тока принимается по ГОСТ 825-73 "Аккумуляторы свинцовые для стационарных установок".

3. Расчет избыточного давления взрыва водорода в аккумуляторном помещении, в соответствии с п. 3.5. НПБ 105-95.

3.1. Расчетная формула:

где кПа, кПа, Z = 1,0

% (об),

,

,

3.2. При расчете избыточного давления взрыва с учетом работы аварийной вентиляции, в соответствии с п. 3.2.7. необходимо расчетный объем водорода, , поступивший в помещение, разделить на коэффициент K, определяемый по формуле:

где А - кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, 1/с, (1/ч);

Т - 3600 с, продолжительность поступления водорода в объем помещения

Система аварийной вентиляции должна быть обеспечена автоматическим пуском.

Пример
определения категории аккумуляторного помещения по взрывопожарной и пожарной опасности

1. Исходные данные.

1.1. Аккумуляторное помещение проектируемого дома связи объемом оборудуется аккумуляторными батареями СК-4 из 12 аккумуляторов и СК-1 из 13 аккумуляторов.

1.2. Максимальная абсолютная температура воздуха согласно СНиП 2.01.01-82 в районе строительства 38°С.

1.3. За расчетный вариант принимается одновременный заряд всех батарей, находящихся в аккумуляторном помещении, с наибольшим значением зарядного тока, превышающим в четыре раза максимально допустимый.

1.4. Плотность водорода при расчетной температуре воздуха:

1.5. Объем водорода, поступающего в аккумуляторное помещение при заряде двух батарей СК-4 и СК-1:

;

1.6. Свободный объем аккумуляторного помещения:

2. Избыточное давление взрыва водорода в аккумуляторном помещении:

кПа.

Так как расчетное избыточное давление взрыва более 5 кПа, то в соответствии с табл. 1 ВНТП аккумуляторное помещение следует относить к категории А.

3. Избыточное давление взрыва водорода в аккумуляторном помещении с учетом работы аварийной вентиляции.

3.1. При кратности воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, равной 8 , объем водорода, поступающего в помещение составит:

.

Избыточное давление взрыва при этом будет равно:

кПа.

3.2. При кратности воздухообмена, А = 8 в помещении со свободным объемом достаточно удаление воздуха аварийной вентиляцией:

,

с учетом требований СНиП 2.04.05-91.

3.3. Заключение. При оборудовании аккумуляторного помещения аварийной вентиляцией с кратностью воздухообмена А = 8 , отвечающей требованиям п. 3.2.7, ВНТП, СНиП 2.04.05-91 и ПУЭ, допускается не относить аккумуляторное помещение к категории А.

Согласно п. 2.2. и табл. 1 ВНТП при расчетном давлении взрыва менее 5 кПа, аккумуляторное помещение следует относить к категории В4.