НПБ 105-03 НОРМЫ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИЙ ПОМЕЩЕНИЙ, ЗДАНИЙ И НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК - Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей

Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей

10. Избыточное давление взрыва DР для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, С1, Вr, I, F, определяется по формуле

                                                 (1)

где Р_max - максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с требованиями п. 3. При отсутствии данных допускается принимать Р_max равным 900 кПа;

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

т - масса горючего газа (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение, вычисляемая для ГГ по формуле (6), а для паров ЛВЖ и ГЖ по формуле (11), кг;

Z - коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно приложению. Допускается принимать значение Z по табл. 2;

V_св - свободный объем помещения, м³;

r_г.п - плотность газа или пара при расчетной температуре t_p, кг×м^-3, вычисляемая по формуле

                                                      (2)

где М- молярная масса, кг×кмоль^-1;

V₀ - мольный объем, равный 22,413 м³×кмоль^-1;

t_p - 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 повышения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры t_p 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

                                                          (3)

где  - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

n_C, n_H, n_O, n_X ¾ число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;

К_н - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать К_н равным 3.

Таблица 2

11. Расчет DР для индивидуальных веществ, кроме упомянутых в п. 10, а также для смесей может быть выполнен по формуле

                                                   (4)

где Н_Т - теплота сгорания, Дж×кг^-1;

r_в - плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т₀, кг×м^-3;

С_р - теплоемкость воздуха, Дж×кг^-1×К^-1 (допускается принимать равной 1,01×10³ Дж× кг^-1×К^-1);

Т₀ - начальная температура воздуха, К.

12. В случае обращения в помещении горючих газов, легковоспламеняющихся или горючих жидкостей при определении значения массы т, входящей в формулы (1) и (4), допускается учитывать работу аварийной вентиляции, если она обеспечена резервными вентиляторами, автоматическим пуском при превышении предельно допустимой взрывобезопасной концентрации и электроснабжением по первой категории надежности (ПУЭ), при условии расположения устройств для удаления воздуха из помещения в непосредственной близости от места возможной аварии.

При этом массу m горючих газов или паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, нагретых до температуры вспышки и выше, поступивших в объем помещения, следует разделить на коэффициент К, определяемый по формуле

К = А·Т + 1,                                                                 (5)

где А - кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, с^-1;

Т - продолжительность поступления горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в объем помещения, с (принимается по п. 7).

13. Масса m, кг, поступившего в помещение при расчетной аварии газа, определяется по формуле

т = (V_a + V_T) r_r,                                                             (6)

где V_а - объем газа, вышедшего из аппарата, м³;

V_T - объем газа, вышедшего из трубопроводов, м³.

При этом

V_а = 0,01Р₁V,                                                                  (7)

где  P₁ - давление в аппарате, кПа;

V - объем аппарата, м³;

V_Т = V_1Т + V_2Т,                                                                (8)

где V_1Т - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м³;

V_2Т - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м³;

V_1Т = qT,                                                                     (9)

q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., м³×с^-1;

Т - время, определяемое по п. 7, с;

,                           (10)

где P₂ - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа,

r - внутренний радиус трубопроводов, м;

L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.

14. Масса паров жидкости m, поступивших в помещение при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, открытые емкости и т.п.), определяется из выражения

т = т_р + т_емк + т_св.окр.,                                                     (11)

где m_р - масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;

т_емк - масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг;

т_св.окр - масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг.

При этом каждое из слагаемых в формуле (11) определяется по формуле

m = W F_и T,                                                              (12)

где W - интенсивность испарения, кг×с^-1×м^-2;

F_и - площадь испарения, м², определяемая в соответствии с п. 7 в зависимости от массы жидкости т_п, вышедшей в помещение.

Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле (11) введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работ.

15. Масса m_р, кг, вышедшей в помещение жидкости определяется в соответствии с п. 7.

16. Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле

W = 10^-6 h P_н,                                                       (13)

где h - коэффициент, принимаемый по табл. 3 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения;

Р_н - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости t_р, определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями п. 3, кПа.

Таблица 3