Решение. Согласно НПБ 105-03 [7] при расчете значений критериев взрывопожарной опасности в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии

Согласно НПБ 105-03 [7] при расчете значений критериев взрывопожарной опасности в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором во взрыве участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий взрыва.

Количество поступивших в помещение веществ, которые могут образовать взрывоопасные паровоздушные смеси, определяем исходя из следующих предпосылок:

– происходит авария трубопровода, по которому транспортируется дизельное топливо;

– все содержимое трубопровода поступает в помещение.

Длительность аварии принята равной 1 ч.

Согласно НПБ 105-03 количественной мерой взрывоопасных паровоздушных смесей принимается избыточное давление взрыва, составляющее 5 кПа.

Масса паров жидкости, которая будет участвовать во взрыве, рассчитывается по формуле:

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

F_и – площадь испарения с поверхности разлива, м²;

τ – продолжительность испарения, τ = 3600 с;

η – коэффициент, принимаемый по табл. 3 НПБ105-03 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения, η =1,0.

Для определения поверхности испарения необходимо знать, какой объем жидкости выходит из трубопровода и объем жидкости, поступающий в помещение за счет работы насоса до полного отключения задвижек:

где l_тр – длина трубопровода, из которого происходит истечение жидкости,

l_тр = 1 м;

f_тр – сечение трубопровода, из которого происходит истечение жидкости,

f_тр = 0,785·d² = 0,785·0,2² = 0,0314 (м²);

q_н – производительность насоса, q_н =140 м³/ч= 0,039 м³/с;

τ_откл – продолжительность отключения побудителя расхода, τ_откл =300 с;

Согласно НПБ 105-03 площадь испарения при разливе на пол определяется исходя из расчета, что 1 л разливается на площади 1 м² пола помещения. Однако поверхность разлива ограничена размерами пола помещения, поэтому площадь испарения принимаем равной 54 м².

Величину давления насыщенного пара определяем по уравнению Антуана:

где А, В и С_А - константы, зависящие от свойств жидкости, приведены в справочной литературе, А = 5,07818; В =1255,73; С_а= 199,523.

Подставим полученные значения в формулу расчета интенсивности испарения:

Определим массу паров, участвующих во взрыве:

Расчет избыточного давления взрыва для индивидуальных веществ и смесей может быть выполнен по формуле:

где Н_т – теплота сгорания дизельного топлива, Н_т = 43590·10³ Дж/кг;

ρ_в – плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т₀,

ρ_в = 1,21 кг/м³;

С_в – теплоемкость воздуха, допускается принимать С_в = 1,01·10³ Дж/(кг·К);

Т₀ – начальная температура воздуха, Т₀ = 20 + 273 = 293К.

Рассчитав массу паров, участвующих во взрыве, можно определить избыточное давление взрыва:

Так как избыточное давление взрыва оказалось меньше 5 кПа, то помещение насосной станции можно отнести к пожароопасной категории.

Определяем пожароопасную категорию помещения. В соответствии с требованиями НПБ 105-03 все пожароопасные помещения подразделяются на категории В1, В2, В3 и В4. Определение пожароопасной категории помещения осуществляется путем сравнения максимального значения удельной временной пожарной нагрузки на любом из участков с величиной удельной пожарной нагрузки, приведенной в таблице 4 НПБ 105-03.

Максимальное значение удельной временной пожарной нагрузки g определяется по формуле:

,

где Q - пожарная нагрузка в пределах пожароопасного участка, МДж;

S - площадь размещения пожарной нагрузки, м² (но не менее 10 м²).

Пожарная нагрузка Q определяется по формуле:

Q = S G_i × Q_i,

где G_i – количество i-го материала пожарной нагрузки, кг;

Q _нi – низшая теплота сгорания i-го материала пожарной нагрузки, МДж/кг.

Определяем массу жидкости, которая поступит в помещение из трубопроводов и насоса m_р:

Учитывая, что при аварийной ситуации в помещение может поступить достаточно большое количество жидкости, за расчетный участок принимается вся площадь насосной станции. При этом:

Q = G – Q_н = 9430,92 – 43,59 = 411094 МДж.

Удельная пожарная нагрузка равна:

Поскольку g > 2200, то в соответствии с требованиями НПБ 105-03 помещение насосной следует отнести к категории В1 по взрывопожарной и пожарной опасности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Федеральный закон РФ«Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» от 22.07.2008 г N 123-ФЗ

2. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования (ГОСТ 12.1.004-91). – М.: Госстандарт России,1992.

3. ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности (ГОСТ 12.2.003-91). – М.: Госстандарт России,1998.

4. ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля (ГОСТ Р 12.3.047-98). – М.: Госстандарт России,1998.

5. Взрывобезопасность. Общие требования: ГОСТ 12.1.010-76* ССБТ.

6. Пожарная безопасность. Термины и определения 12.1.033-81 ССБТ.

7. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения: ГОСТ 12.1.044-89* ССБТ.

8. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание: ГОСТ 12.4.009-83* ССБТ.

9. Пожаровзрывобезопасность статического электричества. Общие требования: ГОСТ 12.1.018-93 ССБТ.

10. НПБ 105-03 Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности - М.: ФГУ ВНИИПО МЧС РОССИИ.

11. Правила пожарной безопасности в Российской Федерации ППБ-01-03. − М.: Инфра-М, 1994.

12. Программа по курсу «Пожарная безопасность технологических процессов производств». − М.: УрИ ГПС МЧС России, 2007.

13. Алексеев М. В., Волков О. М., Шатров Н. Ф. Пожарная профилактика технологических процессов производств. - М.: ВИПТШ МВД СССР, 1986.

14. Горячев С. А., Обухов А. И., Рубцов В. В., Швырков С. А. Основы технологии, процессов и аппаратов пожаровзрывоопасных производств. − М.: АГПС МЧС России, 2003.

15. Грушевский Б. В., Котов Н. Л., Сидорук В. И., Токарев В. Г., Шурин Е. Т. Пожарная профилактика в строительстве. - М.: Стройиздат, 1989

16. Клубань В. С., Петров А. П., Рябиков В. С. Пожарная безопасность предприятий промышленности и агропромышленного комплекса. - М.: Стройиздат, 1987

17. Волков О. М. Пожарная безопасность резервуаров нефтепродуктами. - М.: Недра, 1984

18. Сучков В. П. Пожарная безопасность при хранении легково-спламеняющихся и горючих жидкостей на промышленных предприятиях. - М.: Стройиздат, 1981

19. А.Н. Баратов, А.Я., Корольченко Справочник. Пожаро-взрывоопасность веществ и материалов и средства тушения. 1-ая и 2-ая части. М.: «Химия». 1990

20. М. В. Алексеев. Основы пожарной профилактики в технологических процессах производств. - М.: 1972.

21. Корольченко А. Я. Пожаровзрывоопасность промышленной пыли. − М.: Химия, 1986.

22. Стрижевскнй К. И., Заказнов В. Ф. Промышленные огнепреградители. − М.: Химия, 1974.

23. Водяник В. И. Предохранительные устройства для защиты химического оборудования. − М.: Химия, 1975.

24. Замулюкин А. Т., Воронин Ю. А. О замене легковоспламеняющихся и горючих веществ пожаробезопасными моющими средствами в технологических процессах производств. – М.: ВИПТШ МВД СССР, 1983.

25. Касаткин А. Г. Процессы и аппараты химической технологии. – М.: Химия, 1971.

26. Е.И. Иванов Противопожарная защита открытых технологических установок – М.: Химия, 1986.

27. Малинин В.Р., Коробейникова Е.Г. Категорирование помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности (НПБ 105-95) – Учебное пособие – СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МВД России, 2002. – 82 с.

28. Пособие по применению НПБ 105-95 "Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности" при рассмотрении проектно-сметной документации.

29. Штеба Т. В., Контобойцев Е.А. Учебно-методическое пособие по выполнению аналитической части дипломных проектов на кафедре «Пожарной безопасности технологических процессов» - Екатеринбург: УрИ ГПС МЧС России, 2008. - 114 с.

30. Сучков В. П. Особенности пожарного надзора за взрывопожароопасными технологиями. Часть 1. Расчетные и экспериментальные методы оценки пожарной опасности Москва – 2007. – 153 с.

31. Волков О.М., Проскуряков Г.А. Пожарная безопасность на предприятиях транспорта и хранения нефти и нефтепродуктов. М., Недра, 1981. - 256 с.

32. Горячев С.А., Клубань В.С. Задачник по курсу «Пожарная профилактика технологических процессов» - М.: ВИПТШ МВД России, 1996. – 122 с.