Утверждены
Приказом ГУГПС МЧС
РФ
от 18 июня 2003 г.
N 314
НОРМЫ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИЙ ПОМЕЩЕНИЙ,
ЗДАНИЙ И НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК
ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
Determination of categories of
rooms,
buildings and external
installations
on excplosion and fire hazard
НПБ 105-03
Дата введения
1 августа 2003 года
Разработаны
Главным управлением Государственной противопожарной службы Министерства
Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и
ликвидации последствий стихийных бедствий (ГУГПС МЧС России) и Федеральным
учреждением "Всероссийский ордена "Знак Почета"
научно-исследовательский институт противопожарной обороны Министерства
Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и
ликвидации последствий стихийных бедствий" (ФГУ ВНИИПО МЧС России).
Внесены и
подготовлены к утверждению нормативно-техническим отделом Главного управления
Государственной противопожарной службы (ГУГПС МЧС России).
Письмом Минюста
России от 27.06.2003 г. N 07/6504-ЮД признаны не нуждающимися в государственной
регистрации.
Утверждены Приказом
МЧС России от 18.06.2003 г. N 314.
Взамен НПБ 105-95,
НПБ 107-97.
Настоящие
нормы устанавливают методику определения категорий помещений и зданий (или
частей зданий между противопожарными стенами - пожарных отсеков) <*>
производственного и складского назначения по взрывопожарной и пожарной
опасности в зависимости от количества и пожаровзрывоопасных
свойств находящихся (обращающихся) в них веществ и материалов с учетом
особенностей технологических процессов размещенных в них производств, а также
методику определения категорий наружных установок производственного и
складского назначения <**> по
пожарной опасности.
--------------------------------
<*> Далее по
тексту - помещений и зданий.
<**> Далее по
тексту - наружные установки.
Методика
определения категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности
должна использоваться в проектно-сметной и эксплуатационной документации на
здания, помещения и наружные установки.
Категории помещений
и зданий предприятий и учреждений определяются на стадии проектирования зданий
и сооружений в соответствии с настоящими нормами и ведомственными нормами
технологического проектирования, утвержденными в установленном порядке.
Требования норм к
наружным установкам должны учитываться в проектах на строительство, расширение,
реконструкцию и техническое перевооружение, при изменениях технологических
процессов и при эксплуатации наружных установок. Наряду с настоящими нормами
следует также руководствоваться положениями ведомственных норм технологического
проектирования, касающихся категорирования наружных установок, утвержденных в
установленном порядке.
В области оценки
взрывоопасности настоящие нормы выделяют категории взрывопожароопасных
помещений и зданий, более детальная классификация
которых по взрывоопасности и необходимые защитные мероприятия должны
регламентироваться самостоятельными нормативными документами.
Категории помещений
и зданий, определенные в соответствии с настоящими нормами, следует применять
для установления нормативных требований по обеспечению взрывопожарной и
пожарной безопасности указанных помещений и зданий в отношении планировки и
застройки, этажности, площадей, размещения помещений, конструктивных решений,
инженерного оборудования.
Настоящие нормы не
распространяются:
на помещения и
здания для производства и хранения взрывчатых веществ (далее - ВВ), средств инициирования ВВ, здания и сооружения,
проектируемые по специальным нормам и правилам, утвержденным в установленном
порядке;
на наружные
установки для производства и хранения ВВ, средств
инициирования ВВ, наружные установки, проектируемые по специальным нормам и
правилам, утвержденным в установленном порядке, а также на оценку уровня
взрывоопасности наружных установок.
Термины и их
определения приняты в соответствии с нормативными документами по пожарной
безопасности.
Под термином
"Наружная установка" в настоящих нормах понимается комплекс аппаратов
и технологического оборудования, расположенных вне зданий, с несущими и
обслуживающими конструкциями.
1. ОБЩИЕ
ПОЛОЖЕНИЯ
1. По
взрывопожарной и пожарной опасности помещения подразделяются на категории А, Б, В1 - В4, Г и Д, а здания - на категории А, Б, В, Г и Д.
По пожарной
опасности наружные установки подразделяются на категории
,
,
,
и
.
2. Категории
взрывопожарной и пожарной опасности помещений и зданий определяются для
наиболее неблагоприятного в отношении пожара или взрыва периода, исходя из вида
находящихся в аппаратах и помещениях горючих веществ и материалов, их
количества и пожароопасных свойств, особенностей технологических процессов.
Категории пожарной
опасности наружных установок определяются исходя из вида находящихся в наружных
установках горючих веществ и материалов, их количества и пожароопасных свойств,
особенностей технологических процессов.
3.
Определение пожароопасных свойств веществ и материалов производится на
основании результатов испытаний или расчетов по стандартным методикам с учетом
параметров состояния (давления, температуры и т.д.).
Допускается использование
справочных данных, опубликованных головными научно-исследовательскими
организациями в области пожарной безопасности или выданных Государственной
службой стандартных справочных данных.
Допускается
использование показателей пожарной опасности для смесей веществ и материалов по
наиболее опасному компоненту.
2.
КАТЕГОРИИ ПОМЕЩЕНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ
И ПОЖАРНОЙ
ОПАСНОСТИ
4. Категории
помещений по взрывопожарной и пожарной опасности принимаются в соответствии с
табл. 1.
5. Определение
категорий помещений следует осуществлять путем последовательной проверки
принадлежности помещения к категориям, приведенным в табл. 1, от высшей (А) к низшей (Д).
Таблица 1
┌─────────────┬───────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Категория
│ Характеристика веществ
и материалов, находящихся │
│ помещения
│ (обращающихся) в помещении │
├─────────────┼───────────────────────────────────────────────────────────┤
│А
взрыво- │Горючие газы, легковоспламеняющиеся
жидкости с температурой│
│пожароопасная│вспышки не
более 28 °C в таком количестве, что могут
│
│ │образовывать 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 │
├─────────────┼───────────────────────────────────────────────────────────┤
│Б
взрыво- │Горючие пыли или волокна,
легковоспламеняющиеся жидкости с │
│пожароопасная│температурой
вспышки более 28 °C, 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 │
├─────────────┼───────────────────────────────────────────────────────────┤
│ В1 - В4
│Горючие и трудногорючие жидкости,
твердые горючие и │
│пожароопасные│трудногорючие
вещества и 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 имеются в наличии или
обращаются, не относятся к │
│ │категориям А или Б
│
├─────────────┼───────────────────────────────────────────────────────────┤
│ Г
│Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или │
│ │расплавленном состоянии,
процесс обработки которых │
│ │сопровождается выделением
лучистого тепла, искр и пламени; │
│ │горючие газы, жидкости и
твердые вещества, которые │
│ │сжигаются или утилизируются
в качестве топлива │
├─────────────┼───────────────────────────────────────────────────────────┤
│ Д
│Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии │
└─────────────┴───────────────────────────────────────────────────────────┘
Примечание.
Разделение помещений на категории В1 - В4
регламентируется положениями, изложенными в табл. 4.
3. МЕТОДЫ
РАСЧЕТА КРИТЕРИЕВ ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ
ОПАСНОСТИ ПОМЕЩЕНИЙ
Выбор и
обоснование расчетного варианта
6. 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.
В случае если
использование расчетных методов не представляется возможным, допускается
определение значений критериев взрывопожарной опасности на основании
результатов соответствующих научно-исследовательских работ, согласованных и
утвержденных в установленном порядке.
7.
Количество поступивших в помещение веществ, которые могут образовать
взрывоопасные газовоздушные или паровоздушные смеси,
определяется исходя из следующих предпосылок:
а) происходит
расчетная авария одного из аппаратов согласно п. 6;
б) все содержимое
аппарата поступает в помещение;
в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих
аппарат, по прямому и обратному потокам в течение времени, необходимого для
отключения трубопроводов.
Расчетное время
отключения трубопроводов определяется в каждом конкретном случае исходя из
реальной обстановки и должно быть минимальным с учетом паспортных данных на
запорные устройства, характера технологического процесса и вида расчетной
аварии.
Расчетное время
отключения трубопроводов следует принимать равным:
времени
срабатывания системы автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным
данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает
0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов;
120 с, если
вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено
резервирование ее элементов;
300 с при ручном отключении.
Не допускается
использование технических средств для отключения
трубопроводов, для которых время отключения превышает приведенные выше
значения.
Под "временем
срабатывания" и "временем отключения" следует понимать
промежуток времени от начала возможного поступления горючего вещества из
трубопровода (перфорация, разрыв, изменение номинального давления и т.п.) до
полного прекращения поступления газа или жидкости в помещение.
Быстродействующие клапаны-отсекатели должны
автоматически перекрывать подачу газа или жидкости при нарушении
электроснабжения.
В исключительных
случаях в установленном порядке допускается превышение приведенных выше
значений времени отключения трубопроводов специальным решением соответствующих
федеральных министерств и других федеральных органов исполнительной власти по
согласованию с Госгортехнадзором России на подконтрольных ему производствах и
предприятиях и МЧС России;
г) происходит
испарение с поверхности разлившейся жидкости; площадь
испарения при разливе на пол определяется (при отсутствии справочных данных)
исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих 70% и менее (по
массе) растворителей, разливается на площади 0,5 м2, а
остальных жидкостей - на 1 м2 пола помещения;
д) происходит также
испарение жидкости из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и
со свежеокрашенных поверхностей;
е) длительность
испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более
3600 с.
8.
Количество пыли, которое может образовать взрывоопасную смесь, определяется из
следующих предпосылок:
а) расчетной аварии
предшествовало пыленакопление в производственном
помещении, происходящее в условиях нормального режима работы (например,
вследствие пылевыделения из негерметичного производственного оборудования);
б) в момент
расчетной аварии произошла плановая (ремонтные работы) или внезапная
разгерметизация одного из технологических аппаратов, за которой последовал
аварийный выброс в помещение всей находившейся в аппарате пыли.
9. Свободный объем
помещения определяется как разность между объемом помещения и объемом,
занимаемым технологическим оборудованием. Если свободный объем помещения
определить невозможно, то его допускается принимать условно равным
80% геометрического объема помещения.
Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов,
паров
легковоспламеняющихся и горючих жидкостей
10.
Избыточное давление взрыва
для индивидуальных горючих веществ, состоящих
из атомов C, H, O, N, Cl, Br,
I, F, определяется по формуле
, (1)
где
- 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
равным 900 кПа;
- начальное давление, кПа (допускается
принимать равным 101 кПа); m - 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;
- свободный объем помещения, м3;
- плотность газа или пара при расчетной
температуре
,
,
вычисляемая по формуле:
, (2)
где M - молярная
масса,
;
- мольный объем, равный 22,413
;
- расчетная температура, °C. 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
по каким-либо причинам определить не удается,
допускается принимать ее равной 61 °C;
- стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, % (об.), вычисляемая по формуле:
, (3)
где
- стехиометрический коэффициент кислорода в
реакции сгорания;
,
,
,
- число атомов С, Н,
О и галоидов в молекуле горючего;
- коэффициент, учитывающий негерметичность
помещения и неадиабатичность процесса горения.
Допускается принимать
равным 3.
Таблица 2
┌────────────────────────────────────────────────────┬───────────┐
│ Вид горючего вещества │Значение Z │
├────────────────────────────────────────────────────┼───────────┤
│Водород
│ 1,0 │
├────────────────────────────────────────────────────┼───────────┤
│Горючие
газы (кроме водорода)
│ 0,5 │
├────────────────────────────────────────────────────┼───────────┤
│Легковоспламеняющиеся
и горючие жидкости, нагретые
│ 0,3 │
│до
температуры вспышки и выше
│ │
├────────────────────────────────────────────────────┼───────────┤
│Легковоспламеняющиеся
и горючие жидкости, нагретые
│ 0,3 │
│ниже
температуры вспышки, при наличии возможности
│ │
│образования
аэрозоля
│ │
├────────────────────────────────────────────────────┼───────────┤
│Легковоспламеняющиеся
и горючие жидкости, нагретые
│ 0 │
│ниже
температуры вспышки, при отсутствии возможности│ │
│образования
аэрозоля
│ │
└────────────────────────────────────────────────────┴───────────┘
11. Расчет
для индивидуальных веществ, кроме
упомянутых в п. 10, а также для смесей может быть выполнен по формуле:
, (4)
где
- теплота сгорания,
;
- плотность воздуха до взрыва при
начальной температуре
,
;
- теплоемкость воздуха,
(допускается принимать равной
);
- начальная температура воздуха, K.
12. В случае обращения в помещении горючих газов, легковоспламеняющихся
или горючих жидкостей при определении значения массы m, 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 = АТ + 1, (5)
где A - кратность
воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией,
; T -
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:
, (6)
где
- объем газа, вышедшего из аппарата, м3;
- объем газа, вышедшего из трубопроводов, м3.
При этом
, (7)
где
- давление в аппарате, кПа; V - объем
аппарата, м3;
, (8)
где
- объем газа, вышедшего из трубопровода до его
отключения, м3;
- объем газа, вышедшего из трубопровода после
его отключения, м3;
, (9)
где q - расход
газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости
от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д.,
; T -
время, определяемое по п. 7, с;
, (10)
где
- 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:
, (11)
где
- масса жидкости, испарившейся с поверхности
разлива, кг;
- масса жидкости, испарившейся с поверхностей
открытых емкостей, кг;
- масса жидкости, испарившейся с поверхностей,
на которые нанесен применяемый состав, кг.
При этом каждое из
слагаемых в формуле (11) определяется по формуле:
, (12)
где W -
интенсивность испарения,
;
- площадь испарения, м2,
определяемая в соответствии с п. 7 в зависимости от массы жидкости
,
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
, кг, вышедшей в помещение жидкости определяется в
соответствии с п. 7.
16. Интенсивность
испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для не
нагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ при отсутствии данных
допускается рассчитывать W по формуле:
, (13)
где
- коэффициент, принимаемый по табл. 3 в
зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью
испарения;
- давление насыщенного пара при расчетной
температуре жидкости
,
определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями п. 3, кПа.
Таблица 3
┌─────────────────────┬──────────────────────────────────────────┐
│
Скорость воздушного │Значение коэффициента эта при температуре │
│
потока в помещении, │ t, °C,
воздуха в помещении │
│ -1
├────────┬───────┬────────┬───────┬────────┤
│ м х с │ 10
│ 15 │
20 │ 30
│ 35 │
├─────────────────────┼────────┼───────┼────────┼───────┼────────┤
│ 0 │ 1,0
│ 1,0 │
1,0 │ 1,0
│ 1,0 │
│ 0,1 │ 3,0
│ 2,6 │
2,4 │ 1,8
│ 1,6 │
│ 0,2 │ 4,6
│ 3,8 │
3,5 │ 2,4 │ 2,3
│
│ 0,5 │ 6,6
│ 5,7 │
5,4 │ 3,6
│ 3,2 │
│ 1,0 │ 10,0
│ 8,7 │
7,7 │ 5,6
│ 4,6 │
└─────────────────────┴────────┴───────┴────────┴───────┴────────┘
Расчет
избыточного давления взрыва для горючих пылей
17. Расчет
избыточного давления взрыва
, кПа,
производится по формуле (4), где коэффициент Z участия взвешенной пыли во
взрыве рассчитывается по формуле:
Z = 0,5 F, (14)
где F - массовая
доля частиц пыли размером менее критического, с превышением которого аэровзвесь становится взрывобезопасной, т.е. неспособной
распространять пламя. В отсутствие возможности получения сведений для оценки
величины Z допускается принимать Z = 0,5.
18. Расчетная масса
взвешенной в объеме помещения пыли, m, кг, образовавшейся в результате
аварийной ситуации, определяется по формуле:
, (15)
где
- расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;
- расчетная масса пыли, поступившей в
помещение в результате аварийной ситуации, кг.
19. Расчетная масса
взвихрившейся пыли
определяется по формуле:
, (16)
где
- доля отложившейся в помещении пыли,
способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. При
отсутствии экспериментальных сведений о величине
допускается полагать
;
- масса отложившейся в помещении пыли к
моменту аварии, кг.
20. Расчетная масса
пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации,
,
определяется по формуле:
, (17)
где
- масса горючей пыли, выбрасываемой в
помещение из аппарата, кг; q - производительность, с которой продолжается
поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента
их отключения,
; T -
время отключения, определяемое по п. 7 в), с;
- коэффициент пыления, представляющий
отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из
аппарата в помещение. При отсутствии
экспериментальных сведений о величине
допускается полагать:
для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм -
= 0,5;
для пылей с дисперсностью менее 350 мкм -
= 1,0.
Величина
принимается в соответствии с пп. 6 и 8.
21. Масса
отложившейся в помещении пыли к моменту аварии определяется по формуле:
, (18)
где
- доля горючей пыли в общей массе отложений
пыли;
- масса пыли, оседающей на труднодоступных для
уборки поверхностях в помещении за период времени между генеральными уборками, кг;
- масса пыли, оседающей на доступных для
уборки поверхностях в помещении за период времени между текущими уборками, кг;
- коэффициент эффективности пылеуборки.
Принимается при ручной пылеуборке:
сухой - 0,6;
влажной - 0,7.
При
механизированной вакуумной уборке:
пол ровный - 0,9;
пол с выбоинами (до
5% площади) - 0,7.
Под
труднодоступными для уборки площадями подразумевают такие поверхности в производственных
помещениях, очистка которых осуществляется только при генеральных пылеуборках.
Доступными для уборки местами являются поверхности, пыль с которых удаляется в
процессе текущих пылеуборок (ежесменно, ежесуточно и
т.п.).
22. Масса пыли
(i = 1,2), оседающей на различных поверхностях
в помещении за межуборочный период, определяется по
формуле:
, (i =
1,2) (19)
где
- масса пыли, выделяющаяся в объем помещения
за период времени между генеральными пылеуборками, кг;
- масса пыли, выделяемая единицей пылящего
оборудования за указанный период, кг;
- масса
пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между текущими
пылеуборками, кг;
- масса пыли, выделяемая единицей пылящего
оборудования за указанный период, кг;
- доля выделяющейся в объем помещения пыли,
которая удаляется вытяжными вентиляционными системами. При отсутствии
экспериментальных сведений о величине
полагают
= 0;
,
- доли выделяющейся в объем помещения пыли,
оседающей соответственно на труднодоступных и доступных для уборки поверхностях
помещения (
).
При отсутствии
сведений о величине коэффициентов
и
допускается полагать
,
.
23. Величина
(i = 1,2) может быть также определена
экспериментально (или по аналогии с действующими образцами производств) в
период максимальной загрузки оборудования по формуле:
, (i =
1,2) (20)
где
,
- интенсивность пылеотложений
соответственно на труднодоступных
(м2) и доступных
(м2) площадях,
;
,
- промежуток времени соответственно между
генеральными и текущими пылеуборками, с.
Определение
категорий В1 - В4 помещений
24. Определение
пожароопасной категории помещения осуществляется путем сравнения максимального
значения удельной временной пожарной нагрузки (далее по тексту - пожарная
нагрузка) на любом из участков с величиной удельной пожарной нагрузки,
приведенной в табл. 4.
Таблица 4
┌─────────┬───────────────┬──────────────────────────────────────┐
│Категория│Удельная пожар-│ Способ размещения │
│помещения│ная нагрузка g │ │
│ │на участке, │ │
│ │ -2
│ │
│ │МДж х м │ │
├─────────┼───────────────┼──────────────────────────────────────┤
│ В1 │ Более 2200 │ Не нормируется │
├─────────┼───────────────┼──────────────────────────────────────┤
│ В2
│ 1401 - 2200
│ См.
п. 25 │
├─────────┼───────────────┼──────────────────────────────────────┤
│ В3
│ 181 - 1400 │ То же │
├─────────┼───────────────┼──────────────────────────────────────┤
│
В4 │ 1 - 180 │На любом участке пола
помещения пло-
│
│ │ │щадью
10 м2. Способ размещения участ-
│
│ │ │ков пожарной нагрузки
определяется │
│ │ │согласно п. 25 │
└─────────┴───────────────┴──────────────────────────────────────┘
25. При
пожарной нагрузке, включающей в себя различные сочетания (смесь) горючих, трудногорючих жидкостей, твердых горючих и трудногорючих веществ и материалов в пределах
пожароопасного участка, пожарная нагрузка Q, МДж, определяется по формуле:
, (21)
где
- количество i-го
материала пожарной нагрузки, кг;
- низшая теплота сгорания i-го материала пожарной нагрузки,
.
Удельная пожарная
нагрузка g,
,
определяется из соотношения:
, (22)
где S - площадь
размещения пожарной нагрузки, м2 (но не менее 10 м2).
В помещениях
категорий В1 - В4 допускается наличие нескольких
участков с пожарной нагрузкой, не превышающей значений, приведенных в табл. 4.
В помещениях категории В4 расстояния между этими
участками должны быть более предельных. В табл. 5 приведены рекомендуемые
значения предельных расстояний
в зависимости от величины критической
плотности падающих лучистых потоков
,
, для
пожарной нагрузки, состоящей из твердых горючих и трудногорючих
материалов. Значения
,
приведенные в табл. 5, рекомендуются при условии, если H > 11 м; если H <
11 м, то предельное расстояние определяется как
, где
- определяется из табл. 5, H - минимальное
расстояние от поверхности пожарной нагрузки до нижнего пояса ферм перекрытия
(покрытия), м.
Таблица 5
┌──────────────┬─────┬─────┬─────┬─────┬──────┬─────┬─────┬──────┐
│ -2│ 5
│ 10 │ 15 │ 20
│ 25 │ 30
│ 40 │ 50
│
│q , кВт х м │
│ │ │
│ │ │
│ │
│
кр │ │
│ │ │ │ │
│ │
├──────────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┼─────┼──────┤
│l , м
│ 12 │ 8
│ 6 │
5 │ 4
│ 3,8 │ 3,2 │ 2,8
│
│
пр │ │
│ │ │ │ │
│ │
└──────────────┴─────┴─────┴─────┴─────┴──────┴─────┴─────┴──────┘
Значения
для некоторых материалов пожарной нагрузки
приведены в табл. 6.
Таблица 6
┌───────────────────────────────────────────────────┬────────────┐
│ Материал │ q , │
│ │ кр │
│
│ -2 │
│
│ кВт х м │
├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤
│Древесина
(сосна влажностью 12%)
│ 13,9 │
├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤
│
-3 │ │
│Древесно-стружечные
плиты (плотностью 417 кг х м
)│ 8,3 │
├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤
│Торф
брикетный
│ 13,2 │
├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤
│Торф
кусковой │ 9,8
│
├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤
│Хлопок-волокно
│ 7,5 │
├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤
│Слоистый
пластик │ 15,4
│
├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤
│Стеклопластик
│ 15,3 │
├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤
│Пергамин │ 17,4
│
├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤
│Резина
│ 14,8 │
├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤
│Уголь
│ 35,0 │
├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤
│Рулонная
кровля
│ 17,4 │
├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤
│Сено,
солома (при минимальной влажности до 8%)
│ 7,0 │
└───────────────────────────────────────────────────┴────────────┘
Если пожарная
нагрузка состоит из различных материалов, то значение
определяется по материалу с минимальным
значением
.
Для материалов
пожарной нагрузки с неизвестными значениями
значения предельных расстояний принимаются
12 м.
Для пожарной
нагрузки, состоящей из ЛВЖ или ГЖ, рекомендуемое расстояние
между соседними участками размещения (разлива)
пожарной нагрузки рассчитывается по формулам:
, (23)
. (24)
Если при
определении категорий В2 или В3 количество пожарной
нагрузки Q, определенное по формуле 21, отвечает неравенству:
,
то помещение будет
относиться к категориям В1 или В2 соответственно.
Здесь
= 2200 МДж/м2 при
1401 МДж/м2
2200 МДж/м2 и
= 1400 МДж/м2 при 181 МДж/м2
1400 МДж/м2.
Определение
избыточного давления взрыва
для веществ и
материалов, способных взрываться
и гореть при
взаимодействии с водой,
кислородом воздуха
или друг с другом
26. Расчетное избыточное давление взрыва
для веществ и материалов, способных взрываться
и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом,
определяется по приведенной выше методике, полагая Z = 1 и принимая в качестве
величины
энергию, выделяющуюся при взаимодействии (с
учетом сгорания продуктов взаимодействия до конечных соединений), или
экспериментально в натурных испытаниях. В случае
когда определить величину
не представляется возможным, следует принимать
ее превышающей 5 кПа.
Определение
избыточного давления взрыва для взрывоопасных
смесей, содержащих
горючие газы (пары) и пыли
27. Расчетное
избыточное давление взрыва
для гибридных взрывоопасных смесей, содержащих
горючие газы (пары) и пыли, определяется по формуле:
, (25)
где
- давление взрыва, вычисленное для горючего
газа (пара) в соответствии с пп. 10 и 11;
- давление взрыва, вычисленное для горючей
пыли в соответствии с п. 17.
4.
КАТЕГОРИИ ЗДАНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
28. Здание
относится к категории А, если в нем суммарная площадь
помещений категории А превышает 5% площади всех помещений или 200 м2.
Допускается не
относить здание к категории А, если суммарная площадь
помещений категории А в здании не превышает 25% суммарной площади всех
размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2) и эти помещения оборудуются
установками автоматического пожаротушения.
29. Здание
относится к категории Б, если одновременно выполнены
два условия:
здание не относится
к категории А;
суммарная площадь
помещений категорий А и Б превышает 5% суммарной
площади всех помещений или 200 м2.
Допускается не
относить здание к категории Б, если суммарная площадь
помещений категорий А и Б в здании не превышает 25% суммарной площади всех
размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2) и эти помещения оборудуются
установками автоматического пожаротушения.
30. Здание
относится к категории В, если одновременно выполнены
два условия:
здание не относится
к категориям А или Б;
суммарная площадь
помещений категорий А, Б и В превышает 5% (10%, если в
здании отсутствуют помещения категорий А и Б) суммарной площади всех помещений.
Допускается не
относить здание к категории В, если суммарная площадь
помещений категорий А, Б и В в здании не превышает
25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 3500 м2) и
эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.
31. Здание
относится к категории Г, если одновременно выполнены два условия:
здание не относится
к категориям А, Б или В;
суммарная площадь
помещений категорий А, Б, В и Г превышает 5% суммарной
площади всех помещений.
Допускается не
относить знание к категории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г в здании не превышает 25% суммарной площади
всех размещенных в нем помещений (но не более 5000 м2) и помещения категорий А,
Б, В оборудуются установками автоматического пожаротушения.
32. Здание
относится к категории Д, если оно не относится к
категориям А, Б, В или Г.
5.
КАТЕГОРИИ НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК ПО ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
33. Категории
наружных установок по пожарной опасности принимаются в соответствии с табл. 7.
Таблица 7
┌──────────┬──────────────────────────────────────────────────────────────┐
│Категория
│ Критерии отнесения наружной
установки к той или иной │
│
наружной │ категории
по пожарной опасности
│
│установки
│
│
├──────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────┤
│
А
│Установка относится к категории А , если
в ней присутствуют │
│ н
│
н │
│ │(хранятся, перерабатываются,
транспортируются) горючие газы; │
│ │легковоспламеняющиеся жидкости
с температурой вспышки не более│
│ │28 °C; вещества и/или
материалы, способные гореть при взаимо- │
│ │действии
с водой, кислородом воздуха и/или друг с другом; │
│ │при условии, что величина
индивидуального риска при возможном │
│ │сгорании
указанных веществ с образованием волн давления превы-│
│ │ -6
│
│ │шает
10 в год на расстоянии 30 м от наружной
установки │
├──────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ Б
│Установка относится к категории Б , если
в ней присутствуют │
│ н
│
н │
│ │(хранятся, перерабатываются,
транспортируются) горючие пыли │
│ │и/или волокна;
легковоспламеняющиеся жидкости с температурой
│
│ │вспышки более 28 °C; горючие
жидкости; при условии, что вели- │
│ │чина индивидуального риска при
возможном сгорании пыле- и/или │
│ │паровоздушных смесей с
образованием волн давления превышает
│
│ │ -6
│
│ │10 в год на расстоянии 30 м от наружной
установки │
├──────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ В
│Установка относится к
категории В , если в ней присутствуют │
│ н
│
н │
│ │(хранятся, перерабатываются,
транспортируются) горючие и/или │
│ │трудногорючие
жидкости; твердые горючие и/или трудногорючие │
│ │вещества и/или материалы (в
том числе пыли и/или волокна); │
│ │вещества и/или материалы,
способные при взаимодействии с │
│ │водой, кислородом воздуха
и/или друг с другом гореть; не реа- │
│ │лизуются
критерии, позволяющие отнести установку к категориям │
│ │А или Б ; при условии,
что величина индивидуального риска при│
│ │ н н │
│ │возможном сгорании
указанных веществ и/или материалов превы- │
│ │ -6
│
│ │шает
10 в год на расстоянии 30 м от наружной
установки │
├──────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ Г
│Установка относится к категории Г , если
в ней присутствуют │
│ н
│
н │
│ │(хранятся, перерабатываются,
транспортируются) негорючие ве- │
│ │щества
и/или материалы в горячем, раскаленном и/или расплав- │
│ │ленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается │
│ │выделением лучистого тепла,
искр и/или пламени, а также горю- │
│ │чие
газы, жидкости и/или твердые вещества, которые сжигаются │
│ │или утилизируются в качестве
топлива │
├──────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ Д
│Установка относится к категории Д , если
в ней присутствуют │
│ н
│
н │
│ │(хранятся, перерабатываются,
транспортируются) в основном │
│ │негорючие вещества и/или
материалы в холодном состоянии и по │
│ │перечисленным выше критериям
она не относится к категориям │
│ │А , Б
, В , Г
│
│ │ н н н н │
└──────────┴──────────────────────────────────────────────────────────────┘
34. Определение
категорий наружных установок следует осуществлять путем последовательной
проверки их принадлежности к категориям, приведенным в табл. 7, от высшей (
) к
низшей (
).
35. В случае, если из-за отсутствия данных представляется невозможным
оценить величину индивидуального риска, допускается использование вместо нее
следующих критериев.
Для категорий
и
:
горизонтальный
размер зоны, ограничивающей газопаровоздушные смеси с
концентрацией горючего выше нижнего концентрационного предела распространения
пламени (НКПР), превышает 30 м (данный критерий применяется только для горючих
газов и паров) и/или расчетное избыточное давление при сгорании газо-, паро- или пылевоздушной смеси на расстоянии 30 м от
наружной установки превышает 5 кПа.
Для категории
:
интенсивность
теплового излучения от очага пожара веществ и/или материалов, указанных для
категории
, на
расстоянии 30 м от наружной установки превышает 4
.
6. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ КРИТЕРИЕВ
ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК
МЕТОД
РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ КРИТЕРИЕВ
ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
ДЛЯ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ПАРОВ
Выбор и
обоснование расчетного варианта
36. Выбор
расчетного варианта следует осуществлять с учетом годовой частоты реализации и
последствий тех или иных аварийных ситуаций. В качестве расчетного для
вычисления критериев пожарной опасности для горючих газов и паров следует
принимать вариант аварии, для которого произведение годовой частоты реализации
этого варианта
и расчетного избыточного давления
при сгорании газопаровоздушных
смесей в случае реализации указанного варианта максимально, то есть:
. (26)
Расчет величины G
производится следующим образом:
а) рассматриваются
различные варианты аварии и определяются из статистических данных или на основе
годовой частоты аварий со сгоранием газопаровоздушных
смесей
для этих вариантов;
б) для каждого из
рассматриваемых вариантов определяются по изложенной ниже методике значения
расчетного избыточного давления
;
в) вычисляются
величины
для каждого из рассматриваемых вариантов
аварии, среди которых выбирается вариант с наибольшим значением
;
г) в
качестве расчетного для определения критериев пожарной опасности принимается
вариант, в котором величина
максимальна. При этом количество горючих газов и паров, вышедших в атмосферу,
рассчитывается исходя из рассматриваемого сценария аварии с учетом пунктов 38 -
43.
37. При
невозможности реализации описанного выше метода в качестве расчетного следует
выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы
аппаратов, при котором в образовании горючих газопаровоздушных
смесей участвует наибольшее количество газов и паров, наиболее опасных в
отношении последствий сгорания этих смесей. В этом случае количество газов и
паров, вышедших в атмосферу, рассчитывается в соответствии с пунктами 38 - 43.
38.
Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется исходя
из следующих предпосылок:
а) происходит
расчетная авария одного из аппаратов согласно п. 36 или п. 37 (в зависимости от
того, какой из подходов к определению расчетного варианта аварии принят за
основу);
б) все содержимое
аппарата поступает в окружающее пространство;
в) происходит
одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат, по прямому и
обратному потоку в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов.
Расчетное время
отключения трубопроводов определяется в каждом конкретном случае, исходя из
реальной обстановки, и должно быть минимальным с учетом паспортных данных на
запорные устройства, характера технологического процесса и вида расчетной
аварии.
Расчетное время
отключения трубопроводов следует принимать равным:
времени
срабатывания систем автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным
данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает
0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов (но не более 120 с);
120 с, если
вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено
резервирование ее элементов;
300 с при ручном отключении.
Не допускается
использование технических средств для отключения
трубопроводов, для которых время отключения превышает приведенные выше
значения.
Под "временем
срабатывания" и "временем отключения" следует понимать
промежуток времени от начала возможного поступления горючего вещества из
трубопровода (перфорация, разрыв, изменение номинального давления и т.п.) до
полного прекращения поступления газа или жидкости в окружающее пространство.
Быстродействующие клапаны-отсекатели должны
автоматически перекрывать подачу газа или жидкости при нарушении
электроснабжения.
В исключительных
случаях в установленном порядке допускается превышение приведенных выше
значений времени отключения трубопроводов специальным решением соответствующих
министерств или ведомств по согласованию с Госгортехнадзором России на
подконтрольных ему производствах и предприятиях и МЧС России;
г) происходит
испарение с поверхности разлившейся жидкости; площадь
испарения при разливе на горизонтальную поверхность определяется (при
отсутствии справочных или иных экспериментальных данных) исходя из расчета, что
1 л смесей и растворов, содержащих 70% и менее (по массе) растворителей,
разливается на площади 0,10 м2, а остальных жидкостей
- на 0,15 м2;
д) происходит также
испарение жидкостей из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости,
и со свежеокрашенных поверхностей;
е) длительность
испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более
3600 с.
39. Масса газа m,
кг, поступившего в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется
по формуле:
, (27)
где
- объем газа, вышедшего из аппарата, м3;
- объем газа, вышедшего из трубопровода, м3;
- плотность газа,
.
При этом:
, (28)
где
- давление в аппарате, кПа; V - объем
аппарата, м3;
, (29)
где
- объем газа, вышедшего из трубопровода до его
отключения, м3;
- объем газа, вышедшего из трубопровода после
его отключения, м3;
, (30)
где q - расход
газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости
от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д.,
; Т -
время, определяемое по п. 38, с;
, (31)
где
- максимальное давление в трубопроводе по
технологическому регламенту, кПа; r - внутренний радиус трубопроводов, м; L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до
задвижек, м.
40. Масса паров
жидкости m, кг, поступивших в окружающее пространство при наличии нескольких
источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со
свеженанесенным составом, открытые емкости и т.п.), определяется из выражения:
, (32)
где
- масса жидкости, испарившейся с поверхности
разлива, кг;
- масса жидкости, испарившейся с поверхностей
открытых емкостей, кг;
- масса жидкости, испарившейся с поверхностей,
на которые нанесен применяемый состав, кг;
- масса жидкости, испарившейся в окружающее
пространство в случае ее перегрева, кг.
При этом каждое из
слагаемых (
,
,
) в
формуле (32) определяют из выражения:
, (33)
где W -
интенсивность испарения,
;
- площадь испарения, м2,
определяемая в соответствии с п. 38 в зависимости от массы жидкости
,
вышедшей в окружающее пространство; Т - продолжительность поступления паров
легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в окружающее пространство согласно п.
38, с.
Величину
определяют по формуле (при
>
):
, (34)
где
- масса вышедшей перегретой жидкости, кг;
- удельная теплоемкость жидкости при
температуре перегрева жидкости
,
;
- температура перегретой жидкости в
соответствии с технологическим регламентом в технологическом аппарате или
оборудовании, К;
- нормальная температура кипения жидкости, К;
- удельная теплота испарения жидкости при
температуре перегрева жидкости
,
.
Если аварийная
ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то
она должна быть учтена в формуле (32) введением дополнительного слагаемого,
учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя
из продолжительности их работы.
41. Масса
вышедшей жидкости, кг,
определяется в соответствии с п. 38.
42. Интенсивность
испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых ЛВЖ при отсутствии данных допускается
рассчитывать W по формуле:
, (35)
где M - молярная
масса,
;
- давление насыщенного пара при
расчетной температуре жидкости, определяемое по справочным данным в
соответствии с требованиями п. 3, кПа.
43. Для сжиженных углеводородных газов (СУГ) при отсутствии данных
допускается рассчитывать удельную массу испарившегося СУГ
из пролива,
, по
формуле:
, (36)
где M -
молярная масса СУГ,
;
- мольная теплота испарения СУГ при начальной
температуре СУГ
,
;
- начальная температура материала, на
поверхность которого разливается СУГ, К;
- начальная температура СУГ, К;
- коэффициент теплопроводности материала, на
поверхность которого разливается СУГ,
;
- коэффициент температуропроводности
материала, на поверхность которого разливается СУГ,
;
- теплоемкость материала, на поверхность
которого разливается СУГ,
;
- плотность материала, на поверхность которого
разливается СУГ,
; t - текущее время, с, принимаемое равным
времени полного испарения СУГ, но не более 3600 с;
число Рейнольдса; U
- скорость воздушного потока,
;
- характерный размер пролива СУГ, м;
- кинематическая вязкость воздуха,
;
- коэффициент теплопроводности воздуха,
.
Формула 36
справедлива для СУГ с температурой
. При
температуре СУГ
дополнительно рассчитывается масса перегретых СУГ
по формуле 34.
Расчет
горизонтальных размеров зон,
ограничивающих газо- и паровоздушные смеси с концентрацией
горючего выше НКПР,
при аварийном поступлении горючих
газов и паров ненагретых легковоспламеняющихся
жидкостей в
открытое пространство
44. Горизонтальные
размеры зоны, м, ограничивающие область концентраций,
превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени (
),
вычисляют по формулам:
для горючих газов (ГГ):
, (37)
для паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ):
, (38)
,
где
- масса поступивших в открытое пространство ГГ при аварийной ситуации, кг;
- плотность ГГ при расчетной температуре и
атмосферном давлении,
;
- масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое
пространство за время полного испарения, но не более 3600 с, кг;
- плотность паров ЛВЖ при расчетной
температуре и атмосферном давлении,
;
- давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной
температуре, кПа; К - коэффициент, принимаемый равным К = Т / 3600 для ЛВЖ; Т -
продолжительность поступления паров ЛВЖ в открытое пространство, с;
- нижний концентрационный предел
распространения пламени ГГ или паров ЛВЖ, % (об.); М -
молярная масса,
;
- мольный объем, равный 22,413
;
- расчетная температура, °С. В качестве
расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру
воздуха в соответствующей климатической зоне или максимальную возможную
температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного
повышения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной
температуры
по каким-либо причинам определить не удается,
допускается принимать ее равной 61 °С.
45. За начало
отсчета горизонтального размера зоны принимают внешние габаритные размеры
аппаратов, установок, трубопроводов и т.п. Во всех случаях значение
должно быть не менее 0,3 м для ГГ и ЛВЖ.
Расчет
избыточного давления и импульса волны давления
при сгорании смесей
горючих газов и паров с воздухом
в открытом
пространстве
46. Исходя из
рассматриваемого сценария аварии, определяется масса m, кг, горючих газов и
(или) паров, вышедших в атмосферу из технологического аппарата, в соответствии
с пунктами 38 - 43.
47. Величину
избыточного давления
, кПа,
развиваемого при сгорании газопаровоздушных смесей,
определяют по формуле:
, (39)
где
- атмосферное давление, кПа (допускается
принимать равным 101 кПа); r -
расстояние от геометрического центра газопаровоздушного
облака, м;
- приведенная масса газа или пара, кг,
вычисляется по формуле:
, (40)
где
- удельная теплота сгорания газа или пара,
; Z -
коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который допускается
принимать равным 0,1;
- константа, равная
; m -
масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее
пространство, кг.
48. Величину
импульса волны давления i, Па х с, вычисляют по
формуле:
. (41)
МЕТОД
РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ КРИТЕРИЕВ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
ДЛЯ ГОРЮЧИХ ПЫЛЕЙ
49. В качестве расчетного варианта аварии для определения критериев
пожарной опасности для горючих пылей следует выбирать
наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов,
при котором в горении пылевоздушной смеси участвует наибольшее количество
веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий такого
горения.
50. Количество
поступивших веществ, которые могут образовывать горючие пылевоздушные смеси,
определяется исходя из предпосылки о том, что в момент расчетной аварии
произошла плановая (ремонтные работы) или внезапная разгерметизация одного из
технологических аппаратов, за которой последовал аварийный выброс в окружающее
пространство находившейся в аппарате пыли.
51. Расчетная масса
пыли, поступившей в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется
по формуле:
, (42)
где М - расчетная
масса поступившей в окружающее пространство горючей пыли, кг;
- расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;
- расчетная масса пыли, поступившей в
результате аварийной ситуации, кг.
52. Величина
определяется по формуле:
, (43)
где
- доля горючей пыли в общей массе отложений
пыли;
- доля отложенной вблизи аппарата пыли,
способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. В
отсутствие экспериментальных данных о величине
допускается принимать
;
- масса отложившейся вблизи аппарата пыли к
моменту аварии, кг.
53. Величина
определяется по формуле:
, (44)
где
- масса горючей пыли, выбрасываемой в
окружающее пространство при разгерметизации технологического аппарата, кг; при отсутствии ограничивающих выброс пыли инженерных
устройств следует полагать, что в момент расчетной аварии происходит аварийный
выброс в окружающее пространство всей находившейся в аппарате пыли; q -
производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в
аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения,
; Т -
расчетное время отключения, с, определяемое в каждом
конкретном случае исходя из реальной обстановки. Следует принимать равным времени срабатывания системы автоматики, если
вероятность ее отказа не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование
ее элементов (но не более 120 с); 120 с, если вероятность отказа системы
автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее
элементов; 300 с при ручном отключении;
- коэффициент пыления, представляющий
отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из
аппарата. В отсутствие экспериментальных данных о величине
допускается принимать: 0,5 - для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм; 1,0 - для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.
54. Избыточное
давление
для горючих пылей рассчитывается следующим образом:
а) определяют
приведенную массу горючей пыли
, кг, по формуле:
, (45)
где М - масса
горючей пыли, поступившей в результате аварии в окружающее пространство, кг; Z
- коэффициент участия пыли в горении, значение которого допускается принимать
равным 0,1. В отдельных обоснованных случаях величина Z может быть снижена, но
не менее чем до 0,02;
- теплота сгорания пыли,
;
- константа, принимаемая равной
;
б) вычисляют
расчетное избыточное давление
, кПа,
по формуле:
, (46)
где r - расстояние
от центра пылевоздушного облака, м. Допускается отсчитывать величину r от
геометрического центра технологической установки;
- атмосферное давление, кПа.
55. Величину
импульса волны давления i, Па х с, вычисляют по
формуле:
. (47)
МЕТОД
РАСЧЕТА ИНТЕНСИВНОСТИ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
56. Интенсивность
теплового излучения рассчитывают для двух случаев пожара (или для того из них,
который может быть реализован в данной технологической установке):
пожар проливов ЛВЖ,
ГЖ или горение твердых горючих материалов (включая горение пыли);
"огненный
шар" - крупномасштабное диффузионное горение, реализуемое при разрыве
резервуара с горючей жидкостью или газом под давлением с воспламенением
содержимого резервуара.
Если возможна
реализация обоих случаев, то при оценке значений критерия пожарной опасности
учитывается наибольшая из двух величин интенсивности теплового излучения.
57. Интенсивность
теплового излучения q,
, для
пожара пролива жидкости или при горении твердых материалов вычисляют по
формуле:
, (48)
где
- среднеповерхностная
плотность теплового излучения пламени,
;
- угловой коэффициент облученности;
- коэффициент пропускания атмосферы.
Значение
принимается на основе имеющихся экспериментальных
данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив указанные данные приведены в
табл. 8.
При отсутствии
данных допускается принимать величину
равной: 100
для СУГ, 40
для нефтепродуктов, 40
для твердых материалов.
Таблица 8
Среднеповерхностная плотность теплового излучения
пламени в
зависимости от диаметра очага
и удельная массовая
скорость выгорания
для некоторых
жидких углеводородных топлив
┌─────────────┬────────────────────────────────────────────┬──────────────┐
│ Топливо
│
-2 │ М,
│
│ │ Е ,
кВт х м │ -2 -1│
│ │ f │кг х м х с │
│
├────────┬────────┬────────┬────────┬────────┤ │
│ │d = 10 м│d
= 20 м│d = 30 м│d
= 40 м│d = 50 м│ │
├─────────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼──────────────┤
│
СПГ (метан) │ 220 │
180 │ 150
│ 130 │
120 │ 0,08
│
├─────────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼──────────────┤
│СУГ (пропан- │ 80
│ 63 │
50 │ 43 │
40 │ 0,10
│
│бутан) │ │ │ │ │ │ │
├─────────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼──────────────┤
│ Бензин
│ 60 │
47 │ 35
│ 28 │
25 │ 0,06
│
├─────────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼──────────────┤
│ Дизельное
│ 40 │
32 │ 25
│ 21 │
18 │ 0,04
│
│ топливо
│ │ │ │ │ │ │
├─────────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼──────────────┤
│ Нефть
│ 25 │
19 │ 15
│ 12 │
10 │ 0,04
│
├─────────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴──────────────┤
│ Примечание. Для диаметров очагов менее 10
м или
более 50 м следует│
│принимать
величину Е такой же, как и для очагов диаметром 10 м
и 50 м│
│ f
│
│соответственно.
│
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
Рассчитывают
эффективный диаметр пролива d, м, по формуле:
, (49)
где F - площадь
пролива, м2.
Вычисляют высоту
пламени Н, м, по формуле:
, (50)
где М - удельная
массовая скорость выгорания топлива,
;
- плотность окружающего воздуха,
;
- ускорение свободного падения.
Определяют угловой
коэффициент облученности
по формулам:
, (51)
где
,
- факторы облученности для вертикальной и
горизонтальной площадок соответственно, определяемые с помощью выражений:
, (52)
; (53)
; (54)
; (55)
; (56)
, (57)
где r - расстояние
от геометрического центра пролива до облучаемого объекта, м.
Определяют
коэффициент пропускания атмосферы по формуле:
. (58)
58. Интенсивность
теплового излучения q,
, для
"огненного шара" вычисляют по формуле (48).
Величину
определяют на основе имеющихся экспериментальных
данных. Допускается принимать
равным 450
.
Значение
вычисляют по формуле:
, (59)
где Н - высота
центра "огненного шара", м;
- эффективный диаметр "огненного
шара", м; r - расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности
земли непосредственно под центром "огненного шара", м.
Эффективный диаметр
"огненного шара"
определяют по формуле:
, (60)
где m - масса
горючего вещества, кг.
Величину Н
определяют в ходе специальных исследований. Допускается принимать величину Н равной
.
Время существования
"огненного шара"
, с, определяют по формуле:
. (61)
Коэффициент
пропускания атмосферы
рассчитывают по формуле:
. (62)
7. МЕТОД
ОЦЕНКИ ИНДИВИДУАЛЬНОГО РИСКА
59. Настоящий метод
применим для расчета величины индивидуального риска (далее по тексту - риска)
на наружных установках при возникновении таких поражающих факторов, как
избыточное давление, развиваемое при сгорании газо-,
паро- или пылевоздушных смесей, и тепловое излучение при сгорании веществ и
материалов.
60. Величину
индивидуального риска
при сгорании газо-,
паро- или пылевоздушных смесей рассчитывают по формуле:
, (63)
где
- годовая частота возникновения i-й аварии с
горением газо-, паро- или пылевоздушной смеси на
рассматриваемой наружной установке, 1/год;
- условная вероятность поражения человека,
находящегося на заданном расстоянии от наружной установки, избыточным давлением
при реализации указанной аварии i-го типа; n -
количество типов рассматриваемых аварий.
Значения
определяют из статистических данных или на
основе методик, изложенных в нормативных документах, утвержденных в
установленном порядке. В формуле (63) допускается учитывать только одну
наиболее неблагоприятную аварию, величина
для которой принимается равной годовой частоте
возникновения пожара с горением газо-, паро- или
пылевоздушных смесей на наружной установке по нормативным документам,
утвержденным в установленном порядке, а значение
вычислять, исходя из массы горючих веществ,
вышедших в атмосферу, в соответствии с пп. 37 - 43.
61. Величину
индивидуального риска
при возможном сгорании веществ и материалов,
указанных в табл. 7 для категории
,
рассчитывают по формуле:
, (64)
где
- годовая частота возникновения пожара на
рассматриваемой наружной установке в случае аварии i-го
типа, 1/год;
- условная вероятность поражения человека,
находящегося на заданном расстоянии от наружной установки, тепловым излучением
при реализации аварии i-го типа; n - количество типов
рассматриваемых аварий.
Значение
определяют из статистических данных или на
основе методик, изложенных в нормативных документах, утвержденных в
установленном порядке.
В формуле (64)
допускается учитывать только одну наиболее неблагоприятную аварию, величина
для которой принимается равной годовой частоте
возникновения пожара на наружной установке по нормативным документам,
утвержденным в установленном порядке, а значение
вычислять, исходя из массы горючих веществ,
вышедших в атмосферу, в соответствии с пунктами 37 - 43.
62. Условную
вероятность
поражения человека избыточным давлением при
сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей на
расстоянии r от эпицентра определяют следующим образом:
вычисляют
избыточное давление
и импульс i по методам, описанным в разделе 6
(методы расчета значений критериев пожарной опасности для горючих газов и паров
или метод расчета значений критериев пожарной опасности для горючих пылей);
исходя из
значений
и i вычисляют величину "пробит" - функции
по формуле:
, (65)
, (66)
где
- избыточное давление, Па; i - импульс волны
давления, Па х с.
С помощью табл. 9
определяют условную вероятность поражения человека. Например, при значении
= 2,95 значение
= 2% = 0,02, а при
= 8,09 значение
= 99,9% = 0,999.
Таблица 9
Значения
условной вероятности поражения человека
в зависимости от
величины
┌───────────┬─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│
Условная │ Величина Р
│
│вероятность│ r │
│
поражения,├─────┬─────┬─────┬──────┬─────┬─────┬─────┬──────┬─────┬─────┤
│ %
│ 0 │
1 │ 2
│ 3 │
4 │ 5
│ 6 │
7 │ 8
│ 9 │
├───────────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┼─────┤
│ 0
│ - │2,67 │2,95 │ 3,12
│3,25 │3,36 │3,45 │ 3,52 │3,59 │3,66
│
│ 10
│3,72 │3,77 │3,82 │ 3,90 │3,92 │3,96
│4,01 │ 4,05 │4,08 │4,12 │
│ 20
│4,16 │4,19 │4,23 │ 4,26 │4,29 │4,33
│4,36 │ 4,39 │4,42 │4,45 │
│ 30
│4,48 │4,50 │4,53 │ 4,56 │4,59 │4,61
│4,64 │ 4,67 │4,69 │4,72 │
│ 40
│4,75 │4,77 │4,80 │ 4,82 │4,85 │4,87
│4,90 │ 4,92 │4,95 │4,97 │
│ 50
│5,00 │5,03 │5,05 │ 5,08 │5,10 │5,13
│5,15 │ 5,18 │5,20 │5,23 │
│ 60
│5,25 │5,28 │5,31 │ 5,33 │5,36 │5,39
│5,41 │ 5,44 │5,47 │5,50 │
│ 70
│5,52 │5,55 │5,58 │ 5,61 │5,64 │5,67
│5,71 │ 5,74 │5,77 │5,81 │
│ 80
│5,84 │5,88 │5,92 │ 5,95 │5,99 │6,04
│6,08 │ 6,13 │6,18 │6,23 │
│ 90
│6,28 │6,34 │6,41 │ 6,48 │6,55 │6,64
│6,75 │ 6,88 │7,05 │7,33 │
├───────────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┼─────┤
│ -
│0,00 │0,10 │0,20 │ 0,30 │0,40 │0,50
│0,60 │ 0,70 │0,80 │0,90 │
├───────────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┼─────┤
│ 99
│7,33 │7,37 │7,41 │ 7,46 │7,51 │7,58
│7,65 │ 7,75 │7,88 │8,09 │
└───────────┴─────┴─────┴─────┴──────┴─────┴─────┴─────┴──────┴─────┴─────┘
63. Условную
вероятность поражения человека тепловым излучением
определяют следующим образом:
а) рассчитывают
величину
по формуле:
, (67)
где t - эффективное
время экспозиции, с; q - интенсивность теплового излучения,
,
определяемая в соответствии с методом расчета интенсивности теплового излучения
(раздел 6).
Величину t находят:
1) для пожаров
проливов ЛВЖ, ГЖ и твердых материалов:
, (68)
где
- характерное время обнаружения пожара, с
(допускается принимать t = 5 с); х - расстояние от места расположения человека
до зоны, где интенсивность теплового излучения не превышает 4
, м; u
- скорость движения человека,
(допускается принимать u = 5
);
2) для воздействия
"огненного шара" - в соответствии с методом расчета интенсивности
теплового излучения (раздел 6);
б) с помощью табл.
9 определяют условную вероятность
поражения человека тепловым излучением.
64. Если для
рассматриваемой технологической установки возможен как пожар пролива, так и
"огненный шар", в формуле (64) должны быть учтены оба указанных выше
типа аварии.
Приложение
Рекомендуемое
РАСЧЕТНОЕ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЯ
КОЭФФИЦИЕНТА Z
УЧАСТИЯ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ПАРОВ
НЕНАГРЕТЫХ
ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ ВО ВЗРЫВЕ
Материалы
настоящего Приложения применяются для случая
, где
- нижний концентрационный предел
распространения пламени газа или пара, % (об.), и для помещений в форме прямоугольного параллелепипеда с
отношением длины к ширине не более 5.
1. Коэффициент Z
участия горючих газов и паров легковоспламеняющихся жидкостей во взрыве при
заданном уровне значимости
рассчитывается по формулам:
при
и
, (1)
при
и
, (2)
где
- предэкспоненциальный
множитель, % (об.), равный:
при отсутствии
подвижности воздушной среды для горючих газов:
, (3)
при подвижности
воздушной среды для горючих газов:
, (4)
при отсутствии
подвижности воздушной среды для паров легковоспламеняющихся жидкостей:
, (5)
при подвижности
воздушной среды для паров легковоспламеняющихся жидкостей:
, (6)
m - масса газа или
паров ЛВЖ, поступающих в объем помещения в соответствии с разделом 3, кг;
- допустимые отклонения концентрации при
задаваемом уровне значимости
,
приведенные в таблице П1;
,
,
- расстояния по осям X, Y и Z от источника
поступления газа или пара, ограниченные нижним концентрационным пределом
распространения пламени соответственно, м; рассчитываются по формулам (10 - 12)
Приложения; L, S - длина и ширина помещения соответственно, м; F - площадь пола
помещения соответственно, м2; U - подвижность
воздушной среды,
;
- концентрация насыщенных паров при расчетной
температуре
, °С,
воздуха в помещении, % (об.).
Концентрация
может быть найдена по формуле:
, (7)
где
- давление насыщенных паров при расчетной
температуре (находится из справочной литературы), кПа;
- атмосферное давление, равное 101 кПа.
Таблица П1
┌──────────────────────┬──────────────────────┬──────────────────┐
│Характер
распределения│ - │ дельта │
│ концентраций │ Q (С > С) │ │
├──────────────────────┼──────────────────────┼──────────────────┤
│Для
горючих газов при │
0,1 │ 1,29 │
│отсутствии
подвижности├──────────────────────┼──────────────────┤
│воздушной
среды │ 0,05 │ 1,38 │
│
├──────────────────────┼──────────────────┤
│ │ 0,01 │ 1,53 │
│
├──────────────────────┼──────────────────┤
│ │ 0,003 │ 1,63 │
│ ├──────────────────────┼──────────────────┤
│ │ 0,001 │ 1,70 │
│
├──────────────────────┼──────────────────┤
│ │ 0,000001 │ 2,04 │
├──────────────────────┼──────────────────────┼──────────────────┤
│Для
горючих газов при │
0,1 │ 1,29 │
│подвижности
воздушной
├──────────────────────┼──────────────────┤
│среды │ 0,05 │ 1,37
│
│
├──────────────────────┼──────────────────┤
│ │ 0,01 │ 1,52 │
│
├──────────────────────┼──────────────────┤
│ │ 0,003 │ 1,62
│
│
├──────────────────────┼──────────────────┤
│ │ 0,001 │ 1,70 │
│
├──────────────────────┼──────────────────┤
│ │ 0,000001 │ 2,03 │
├──────────────────────┼──────────────────────┼──────────────────┤
│Для
паров │ 0,1 │ 1,19 │
│легковоспламеняющихся
├──────────────────────┼──────────────────┤
│жидкостей
при │ 0,05 │ 1,25 │
│отсутствии
подвижности├──────────────────────┼──────────────────┤
│воздушной
среды │ 0,01 │ 1,35 │
│
├──────────────────────┼──────────────────┤
│ │ 0,003 │ 1,41 │
│
├──────────────────────┼──────────────────┤
│ │ 0,001 │ 1,46 │
│
├──────────────────────┼──────────────────┤
│ │ 0,000001 │ 1,68
│
├──────────────────────┼──────────────────────┼──────────────────┤
│Для
паров │ 0,1 │ 1,21 │
│легковоспламеняющихся
├──────────────────────┼──────────────────┤
│жидкостей
при │ 0,05 │ 1,27 │
│подвижности
воздушной
├──────────────────────┼──────────────────┤
│среды │ 0,01 │ 1,38 │
│
├──────────────────────┼──────────────────┤
│ │ 0,003 │ 1,45 │
│
├──────────────────────┼──────────────────┤
│ │ 0,001 │ 1,51 │
│
├──────────────────────┼──────────────────┤
│ │ 0,000001 │ 1,75 │
└──────────────────────┴──────────────────────┴──────────────────┘
Величина уровня
значимости
выбирается исходя из особенностей
технологического процесса. Допускается принимать
равным 0,05.
2. Величина
коэффициента Z участия паров легковоспламеняющихся жидкостей во взрыве может
быть определена по графику, приведенному на рисунке.
Значения Х
определяются по формуле:
(8)
где
- величина, задаваемая соотношением:
, (9)
где
- эффективный коэффициент избытка горючего,
принимаемый равным 1,9.
3. Расстояния
,
и
рассчитываются по формулам:
; (10)
; (11)
, (12)
где
- коэффициент, принимаемый равным 1,1314 для
горючих газов и 1,1958 для легковоспламеняющихся жидкостей;
- коэффициент, принимаемый равным 1 для
горючих газов и
= Т/3600 для легковоспламеняющихся
жидкостей;
- коэффициент, принимаемый равным 0,0253 для
горючих газов при отсутствии подвижности воздушной среды; 0,02828 для горючих
газов при подвижности воздушной среды; 0,04714 для легковоспламеняющихся
жидкостей при отсутствии подвижности воздушной среды и 0,3536 для
легковоспламеняющихся жидкостей при подвижности воздушной среды; Н - высота
помещения, м.
При отрицательных
значениях логарифмов расстояния
,
и
принимаются равными
0.