Основы пожарной безопасности (стр. 2 )

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

- масса горючего газа (ГГ), вышедшего в результате расчетной аварии в помещение, вычисляемая для ГГ по формуле (4), кг;

- коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения (1);

- свободный объем помещения, м3;

- плотность газа при расчетной температуре , , вычисляемая по формуле:

, (2)

где - молярная масса, ;

- мольный объем, равный 22,413 ;

- расчетная температура, °С. В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в данном помещении.

- стехиометрическая концентрация ГГ, % (объемных), вычисляемая по формуле:

, (3)

где - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания, равный 1;

- число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;

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

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

, (4)

где - объем газа, вышедшего из аппарата, ;

- объем газа, вышедшего из трубопроводов, .

При этом

, (5)

где - давление в аппарате, кПа;

V - объем аппарата, м3;

, (6)

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

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

, (7)

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, с;

, (8)

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

- внутренний радиус трубопроводов, м;

- длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.

Категория помещений по взрывопожарной и пожарной опасности определяется по таблице 1.

Пример расчетной задачи по определению

пожаровзрывоопасности помещений

Задача № 1

Определить категорию пожаровзрывоопасности производственного помещения (см. задание) по восстановлению взрывоопасного вещества водородом. Водород подается по трубопроводу диаметром 1м, под давлением 1,01 МПа. Длина трубопровода от задвижки с электроприводом до реактора 15 м. Объем реактора 0,9 м3. Время работы задвижки по паспортным данным 5,0 с без указания на надежность. Температура в реакторе 1200°С и в помещении 20°С. Расход газа по трубопроводу 0,12 м3/с. Плотность газа 0,0817 кг/м3. Теплота сгорания водорода 119840 кДж/кг. Имеется аварийная вентиляция с кратностью воздухообмена 8 с-1, значение коэффициента z для водорода принимают равным 1.

Таблица 3 – Исходные данные для решения

Вариант	Длина, м	Ширина, м	Высота, м
1	15,8	15,8	6
2	10,2	10,2	6
3	14,5	14,5	6
4	12,5	12,5	6
5	16,5	16,5	6
6	15,2	15,2	6
7	14,9	14,9	6
8	18,2	18,2	6
9	19,5	19,5	6
10	20,5	20,5	6

Решение

Определим плотность газа по формуле (2) п.2.3.2:

кг/м3

Стехиометрическая концентрация ГГ, % (объемных), вычисляется по формуле (3):

%

При этом объем аппарата определим по формуле (5) п.2.3.2:

м3.

Объем газа, вышедшего из трубопровода до и после его отключения определяется по формулам (7) и (8):

м3;

м3.

Объем газа, вышедшего из трубопровода, по формуле (6) равняется:

=476,3 м3.

Масса m, кг, поступившего в помещение при расчетной аварии газа, по формуле (4) равняется:

кг.

Избыточное давление для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов Н определяется по формуле (1):

=620,15 кПа.

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

К = Аt + 1, (9)

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

t – время поступления взрывоопасных веществ в помещение (t = 120 с).

.

Поскольку водород является горючим газом и DР > 5 кПа, то помещение относится к категории А (таблица 1).

2.4 Категорирование наружных установок по пожарной опасности

Категории наружных установок по пожарной опасности принимаются в соответствии с таблицей 4.

Таблица 4 – Категории наружных установок по пожарной опасности

Категория наружной установки	Критерии отнесения наружной установки к той или иной категории по пожарной опасности
1	2
АН повышенная взрывопожароопасность	Установка относится к категории АН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28°С, вещества и (или) материалы, способные гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и (или) друг с другом (при условии, что величина пожарного риска при возможном сгорании указанных веществ с образованием волн давления превышает одну миллионную в год на расстоянии 30 м от наружной установки)

Продолжение таблицы 4

1	2
БН взрывопожароопасность	Установка относится к категории БН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие пыли и (или) волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28°С, горючие жидкости (при условии, что величина пожарного риска при возможном сгорании пыле - и (или) паровоздушных смесей с образованием волн давления превышает одну миллионную в год на расстоянии 30 м от наружной установки)
ВН пожароопасность	Установка относится к категории ВН, если в ней присутствуют (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, и если не реализуются критерии, позволяющие отнести установку к категории АН или БН (при условии, что величина пожарного риска при возможном сгорании указанных веществ и (или) материалов превышает одну миллионную в год на расстоянии 30 м от наружной установки)
ГН умеренная пожароопасность	Установка относится к категории ГН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) негорючие вещества и (или) расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и (или) пламени, а также горючие газы, жидкости и (или) твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива
ДН пониженная пожароопасность	Установка относится к категории ДН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) в основном негорючие вещества и (или) материалы в холодном состоянии и если по перечисленным выше критериям она не относится к категории АН, БН, ВН или ГН

3 ТРЕБОВАНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ К ВЕЩЕСТВАМ И МАТЕРИАЛАМ

3.1 Требования пожарной безопасности к информации о пожарной опасности веществ и материалов

Производитель (поставщик) должен разработать техническую документацию на вещества и материалы, содержащую информацию о безопасном применении этой продукции.

Техническая документация на вещества и материалы (в том числе паспорта, технические условия, технологические регламенты) должна содержать информацию о показателях пожарной опасности веществ и материалов.

Обязательными показателями для включения в техническую документацию являются:

1) для газов:

а) группа горючести;

б) температура самовоспламенения;

в) концентрационные пределы распространения пламени;

г) максимальное давление взрыва;

д) скорость нарастания давления взрыва.

2) для жидкостей:

а) группа горючести;

б) температура вспышки;

в) температура воспламенения;

г) температура самовоспламенения;

д) температурные пределы распространения пламени.

3) для твердых веществ и материалов (за исключением строительных материалов):

а) группа горючести;

б) температура воспламенения;

в) температура самовоспламенения;

г) коэффициент дымообразования;

д) показатель токсичности продуктов горения;

4) для твердых дисперсных веществ:

а) группа горючести;

б) температура самовоспламенения;

в) максимальное давление взрыва;

г) скорость нарастания давления взрыва;

д) индекс взрывоопасности.

Необходимость включения дополнительной информации о по­казателях пожарной опасности определяет разработчик технической документации на вещества и материалы.

3.2 Классификация пожаров и опасных факторов пожара

Цель классификации пожаров и опасных факторов пожара:

1. Классификация пожаров по виду горючего материала используется для обозначения области применения средств пожаротушения.

2. Классификация пожаров по сложности их тушения используется при определении состава сил и средств подразделений пожарной охраны и других служб, необходимых для тушения пожаров.

3. Классификация опасных факторов пожара используется при обосновании мер пожарной безопасности, необходимых для защиты людей и имущества при пожаре.

Пожары классифицируются по виду горючего материала и подразделяются на следующие классы:

1) пожары твердых горючих веществ и материалов (А);

2) пожары горючих жидкостей или плавящихся твердых веществ и материалов (В);

3) пожары газов (С);

4) пожары металлов (D);

5) пожары горючих веществ и материалов электроустановок, находящихся под напряжением (Е);

6) пожары ядерных материалов, радиоактивных отходов и радиоактивных веществ (F).

К опасным факторам пожара, воздействующим на людей и имущество, относятся:

1) пламя и искры;

2) тепловой поток;

3) повышенная температура окружающей среды;

4) повышенная концентрация токсичных продуктов горения и

термического разложения;

5) пониженная концентрация кислорода;

6) снижение видимости в дыму.

К сопутствующим проявлениям опасных факторов пожара относятся:

1) осколки, части разрушившихся зданий, сооружений, строений, транспортных средств, технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;

2) радиоактивные и токсичные вещества и материалы, попавшие в окружающую среду из разрушенных технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;

3) вынос высокого напряжения на токопроводящие части техно­логических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;

4) опасные факторы взрыва, происшедшего вследствие пожара;

5) воздействие огнетушащих веществ.

3.3 Показатели и классификация пожаровзрывоопасности и пожарной опасности веществ и материалов

1. Классификация веществ и материалов по пожаровзрывоопасности и пожарной опасности используется для установления требований пожарной безопасности при получении веществ и материалов, применении, хранении, транспортировании, переработке и утилизации.

2. Для установления требований пожарной безопасности к конструкции зданий, сооружений, строений и системам противопожарной защиты используется классификация строительных материалов по пожарной опасности.

Классификация строительных материалов по пожарной опасности

По горючести строительные материалы подразделяются на горючие (Г) и негорючие (НГ).

Строительные материалы относятся к негорючим при следующих значениях параметров горючести, определяемых экспериментальным путем: прирост температуры – не более 50 0С, продолжительность устойчивого пламенного горения – не более 10 секунд.

Характеристика горючих строительных материалов по горючести, воспламеняемости, распространению пламени, дымообразующей способности, токсичности представлена в таблицах 5,6,7,8,9.

Таблица 5 – Характеристика горючих строительных материалов по горючести

Горючесть строительного материала	Крат- кое наиме-но- вание	Температура дымовых газов, 0С	Степень повреждения по длине испытуемого образца, %	Степень повреждения по массе испытуемого образца, %	Продолжи-тельность самосто-ятельного горения, с
слабогорючие	Г1	не более 135	не более 65	не более 20	0
умеренногорючие	Г2	не более 235	не более 85	не более 50	не более 30
нормальногорю-чие	Г3	не более 450	более 85	не более 50	не более 300
сильногорючие	Г4	более 450	более 85	более 50	более 300

Таблица 6 – Характеристика горючих строительных материалов по воспламеняемости

Воспламеняемость строительного материала	Краткое наименование	Величина критической поверхностной плотности теплового потока, кВт/м2
трудновоспламеняемые	В1	более 35
умеренновоспламеняемые	В2	не менее 20, но не более 35
лекговоспламеняемые	В3	менее 20

Таблица 7 – Характеристика горючих строительных материалов по скорости распространения пламени по поверхности

Распространения пламени по поверхности	Краткое наименование	Величина критической поверхностной плотности теплового потока, кВт/м2
не распространяющие	РП1	более 11
слабораспространяющие	РП2	не менее 8, но не более 11
умеренно распространяющие	РП3	не менее 5, но не более 8
сильно распространяющие	РП4	менее 5

Таблица 8 – Характеристика горючих строительных материалов по дымообразующей способности