4. При расчете значений критериев взрывопожарной опасности в качестве расчетного необходимо 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.
5. Количество поступивших в помещение веществ, которые могут образовать взрывоопасные газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется исходя из следующих предпосылок:
1) происходит расчетная авария одного из аппаратов по пункту 4 настоящего приложения;
2) все содержимое аппарата поступает в помещение;
3) 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 необходимо принимать равным: времени срабатывания системы автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если обеспечено резервирование ее элементов (но не более 120 с);
120 с, если не обеспечено резервирование ее элементов;
300 с при ручном отключении.
Использование технических средств для отключения трубопроводов, для которых время отключения превышает приведенные выше значения не допускается.
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.
4) 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;
5) происходит также испарение жидкости из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей;
6) длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 60 минут.
6. Количество пыли, которое может образовать взрывоопасную смесь, определяется из следующих предпосылок:
1) расчетной аварии предшествовало пыленакопление в производственном помещении, происходящее в условиях нормального режима работы;
2) 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.
Примечание: под «временем срабатывания» и «временем отключения» необходимо понимать промежуток времени от начала возможного поступления горючего вещества из трубопровода (перфорация, разрыв, изменение номинального давления) до полного прекращения поступления газа или жидкости в помещение.
7. 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.
Параграф 2. Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов,
паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей
8. Избыточное давление взрыва ∆ Р для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, Cl, Br, I, F, определяется по формуле
| 
| | (1) |
где Рmax - максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально. При отсутствии данных допускается принимать Рmax равным 900 кПа;
Р0 - начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);
m - масса горючего газа (далее по тексту - ГГ) или паров легковоспламеняющихся (далее по тексту - ЛВЖ) и горючих жидкостей (далее по тексту - 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 определен на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно методике приведенной в разделе 6 настоящего приложения. Допускается принимать значение Z по таблице 3;
Vсв - свободный объем помещения, м3;
rг,п - плотность газа или пара при расчетной температуре tp, кг/м 3 , определяется по формуле
| 
| | (2) |
где М - молярная масса, кг/кмоль;
v0 - мольный объем, равный 22,413 м 3 /кмоль;
tp - расчетная температура, °С.
Примечание - В качестве расчетной температуры необходимо 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.
В случае, если значения расчетной температуры tp по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61оС;
Сст - стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, % (об.), определяется по формуле
| 
| | (3) |
где 
- стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;
nС, nн , nо , nX , - число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;
Кн - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать Кн равным 3.
Таблица 3
| Вид горючего вещества | Значение Z |
| Водород | 1,0 |
| Горючие газы (кроме водорода) | 0,5 |
| Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые до температуры вспышки и выше | 0,3 |
| Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, при наличии возможности образования аэрозоля | 0,3 |
| Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, при отсутствии возможности образования аэрозоля | 0 |
9. Расчет ∆ Р для индивидуальных веществ, кроме приведенных в пункте 8 настоящего приложения, а также для смесей может быть выполнен по формуле
| 
| | (4) |
где Нт - теплота сгорания, Дж/кг;
rв - плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т 0 , кг/м 3;
Ср - теплоемкость воздуха, Дж/кг . К (допускается принимать равной 1,01 . 10 3 Дж/кг . К);
Т0 - начальная температура воздуха, К.
10. 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 в соответствии с требованиями «Правил устройства электроустановок Республики Казахстан», 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, необходимо разделить на коэффициент К, определяемый по формуле
где: А - кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, 1/с;
Т - продолжительность поступления горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в объем помещения, с (принимается по пункту 5 настоящего приложения).
11. Масса m, кг, поступившего в помещение при расчетной аварии газа определяется по формуле
где Va - объем газа, вышедшего из аппарата, м 3;
Vт - объем газа, вышедшего из трубопроводов, м3.
При этом
где Р1 - давление в аппарате, кПа;
V - объем аппарата, м3;
где V1т - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м3;
V2т - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м3;
где q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды, м 3 /с;
Т - время, определяемое по пункту 5, с;
| V2т = 0,01pP2 (r 21 L1 + r 22 L2 +... + r 2n Ln ), | | (10) |
где Р2 - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа;
r - внутренний радиус трубопроводов, м;
L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.
12. Масса паров жидкости m, поступивших в помещение при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, открытые емкости), определяется из выражения
| m = mр + mемк + mсв.окр., | | (11) |
где mр - масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;
mемк - масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг;
mсв.окр - масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг.
При этом каждое из слагаемых в формуле (11) определяется по формуле
где W - интенсивность испарения, кг/с . м2;
Fи - площадь испарения, м2, определяемая в соответствии с пунктом 5 в зависимости от массы жидкости mп, 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.
13. Масса mп, кг, вышедшей в помещение жидкости определяется в соответствии с пунктом 5 настоящего приложения.
14. Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле
| 
| | (13) |
где h - коэффициент, принимаемый по таблице 4 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения;
Рн - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости tp, определяемое по справочным данным, кПа.
Примечание: определение пожароопасных свойств веществ и материалов производится на основании результатов испытаний или расчетов по стандартным методикам с учетом параметров состояния (давления, температуры).
Таблица 4
| Скорость воздушного потока в помещении, м/с | Значение коэффициента h при температуре t, о С, воздуха в помещении |
| 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 |
Параграф 3. Расчет избыточного давления взрыва для горючих пылей
15. Расчет избыточного давления взрыва АР, кПа, производится по формуле (4), где коэффициент Z участия взвешенной пыли во взрыве рассчитывается по формуле
где F - массовая доля частиц пыли размером менее критического, с превышением которого аэровзвесь становится взрывобезопасной, то есть неспособной распространять пламя. В отсутствие возможности получения сведений для оценки величины Z допускается принимать Z = 0,5.
16. Расчетная масса взвешенной в объеме помещения пыли m, кг, образовавшейся в результате аварийной ситуации, определяется по формуле
где mвз - расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;
mав - расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, кг.
17. Расчетная масса взвихрившейся пыли mвз определяется по формуле
где Квз - доля отложившейся в помещении пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. При отсутствии экспериментальных сведений о величине Квз допускается принимать Квз = 0,9;
mn - масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии, кг.
18. Расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, maв, определяется по формуле
где man - 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, кг/с;
Т - время отключения, определяемое по пункту 5. 3) настоящего приложения, с;
Kn - коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата в помещение. При отсутствии экспериментальных сведений о величине Kn допускается принимать:
1) Kn = 0,5 - для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм;
2) Kn = 1,0 - для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.
Величина man принимается в соответствии с пунктами 4 и 6 методики.
19. Масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии определяется по формуле
| 
| (18) |
где KГ - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;
m1 - масса пыли, оседающей на труднодоступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между генеральными уборками, кг;
m2 - масса пыли, оседающей на доступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между текущими уборками, кг;
Ку - коэффициент эффективности пылеуборки. Принимается при ручной пылеуборке:
1) сухой - 0,6;
2) влажной - 0,7.
При механизированной вакуумной уборке:
1) пол ровный - 0,9;
2) 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).
20. Масса пыли mi (i = 1, 2), оседающей на различных поверхностях в помещении за межуборочный период, определяется по формуле
| mi = Mi (1-a)bi, (i = 1, 2) | (19) |
где Mi = 
- масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между генеральными пылеуборками, кг;
M1j - масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг;
M2 = 
- масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между текущими пылеуборками, кг;
M2j - масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг;
а - доля выделяющейся в объем помещения пыли, которая удаляется вытяжными вентиляционными системами. При отсутствии экспериментальных сведений о величине а принимают а = 0;
b1, b2 - доли выделяющейся в объем помещения пыли, оседающей соответственно на труднодоступных и доступных для уборки поверхностях помещения (b1 + b2 = 1).
При отсутствии сведений о величине коэффициентов b 1 и b 2 допускается принимать b1 = 1, b2 = 0.
21. Величина Mi (i = 1, 2) может быть также определена экспериментально (или по аналогии с действующими образцами производств) в период максимальной загрузки оборудования по формуле
| 
| (20) |
где G1j, G2j - интенсивность пылеотложений соответственно на труднодоступных F1j (м2 ) и доступных F2j (м2 ) площадях, кг/м 2. с;
t1, t2 - промежуток времени соответственно между генеральными и текущими пылеуборками, с.
Параграф 4. Определение категорий В1-В4 помещений
22. 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 Gi - количество i-го материала пожарной нагрузки, кг;
Qpнi - низшая теплота сгорания i-го материала пожарной нагрузки, МДж/кг.
Удельная пожарная нагрузка g, МДж/м2, определяется из соотношения
| 
| (22) |
где S - площадь размещения пожарной нагрузки, м 2 (но не менее 10 м2).
В помещениях категорий В1-В4 допускается наличие нескольких участков с пожарной нагрузкой, не превышающей значений, приведенных в таблице 5 настоящего приложения.
В помещениях категории В4 расстояния между этими участками принимаются более предельных.
В таблице 5 приведены рекомендуемые значения предельных расстояний lпр в зависимости от величины критической плотности падающих лучистых потоков qкр, кВт/м2, для пожарной нагрузки, состоящей из твердых горючих и трудногорючих материалов.
Значения lпр приведенные в таблице 5, рекомендуются при условии, если:
1) Н - минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки до нижнего пояса ферм перекрытия (покрытия), м - более 11 м;
2) если Н - менее 11 м, то предельное расстояние определяется как l = l + (11 - Н), где lпр - определяется по таблице 5.
Таблица 5
| qкр, кВт/м 2 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 |
| lпр, м | 12 | 8 | 6 | 5 | 4 | 3,8 | 3,2 | 2,8 |
Значения qкр для некоторых материалов пожарной нагрузки приведены в таблице 6 настоящего приложения.
Таблица 6
| Материал | q кр , кВт/м 2 |
| Древесина (сосна влажностью 12 %) | 13,9 |
| Древесно-стружечные плиты (плотностью 417 кг . м -3 ) | 8,3 |
| 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 qкр определяется по материалу с минимальным значением qкр.
Для материалов пожарной нагрузки с неизвестными значениями qкр значения предельных расстояний принимаются l пр > 12 м.
Для пожарной нагрузки, состоящей из ЛВЖ или ГЖ, рекомендуемое расстояние lпр между соседними участками размещения (разлива) пожарной нагрузки определяется по формулам
| l пр > 15 м, при Н > 11, | (23) |
| l пр > 26 - Н при Н <11 | (24) |
«Если при определении категорий В2 или В3 количество пожарной нагрузки Q, определенное по формуле 21, отвечает неравенству
Q > 0,64 g т Н2,
| где, | gт = 2200 МДж·м-2, при 1401 МДж·м-2 ≤ g ≤ 2200 МДж·м-2; |
| gт = 1400 МДж·м-2, при 181 МДж·м-2 ≤ g ≤ 1400 МДж·м-2; |
| gт = 180 МДж·м-2, при 0 g ≤ 180 МДж·м-2. |
то помещение будет относиться к категориям В1 или В2 соответственно.
Параграф 5. Определение избыточного давления взрыва для веществ и материалов, способных взрываться
и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом
23. Расчетное избыточное давление взрыва ∆ Р 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 Н т энергию, выделяющуюся при взаимодействии (с учетом сгорания продуктов взаимодействия до конечных соединений), или экспериментально в натурных испытаниях. В случае когда определить величину ∆Р не представляется возможным, необходимо принимать ее превышающей 5 кПа.
Параграф 6. Определение избыточного давления взрыва для взрывоопасных
смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли
24. Расчетное избыточное давление взрыва ∆Р для гибридных взрывоопасных смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли, определяется по формуле
где ∆Р 1 - давление взрыва, вычисленное для горючего газа (пара) в соответствии с пунктами 8 и 9;
∆Р 2 - давление взрыва, вычисленное для горючей пыли в соответствии с пунктом 15 настоящего приложения.
Глава 3. Категории зданий по взрывопожарной и пожарной опасности
25. 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 1 тыс. м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.
26. 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 1 тыс. м2 ) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.
27. Здание относится к категории В1-В4, если одновременно выполнены два условия:
здание не относится к категориям А или Б;
суммарная площадь помещений категорий А, Б и В1-В4 превышает 5 % (10 %, если в здании отсутствуют помещения категорий А и Б) суммарной площади всех помещений.
Допускается не относить здание к категории В1-В4, если суммарная площадь помещений категорий А, Б и В1-В4 в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 3,5 тыс. м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.
28. Здание относится к категории Г, если одновременно выполнены два условия:
здание не относится к категориям А, Б или В1-В4;
суммарная площадь помещений категорий А, Б, В1-В4 и Г превышает 5 % суммарной площади всех помещений.
Допускается не относить здание к категории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, В1-В4 и Г в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 5 тыс. м2) и помещения категорий А, Б, В1-В4 оборудуются установками автоматического пожаротушения.
29. Здание относится к категории Д, если оно не относится к категориям А, Б, В1-В4 или Г.
Глава 4. Категории наружных установок по пожарной опасности
30. Категории наружных установок по пожарной опасности принимаются в соответствии с таблицей 7 настоящего приложения.
31. Определение категорий наружных установок необходимо осуществлять путем последовательной проверки их принадлежности к категориям, приведенным в таблице 7, от высшей (АН ) к низшей (ДН ).
Таблица 7
| Категория наружной установки | Критерии отнесения наружной установки к той или иной категории по пожарной опасности |
| АН (повышенная взрывопожароопасность) | Установка относится к категории АН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие газы; легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28оС; вещества и (или) материалы, способные гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и (или) друг с другом, при условии, что горизонтальный размер зоны, ограничивающей газопаровоздушные смеси с концентрацией горючего выше нижнего концентрационного предела распространения пламени, превышает 30 м и (или) расчетное избыточное давление при сгорании газопаровоздушной смеси на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 5кПа. |
| 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 28о С; горючие жидкости, при условии, что горизонтальный размер зоны, ограничивающей паровоздушные смеси с концентрацией горючего выше нижнего концентрационного предела распространения пламени, превышает 30 м и (или) расчетное избыточное давление при сгорании паро-, или пылевоздушной смеси на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 5кПа. |
| 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; не реализуются критерии, позволяющие отнести установку к категориям АН или БН и интенсивность теплового излучения от очага пожара веществ и (или) материалов на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 4 кВт м2 |
| ГН (умеренная пожароопасность) | Установка относится к категории ГН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) негорючие вещества и (или) материалы в горячем, раскаленном 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 состоя нии и по перечисленным выше критериям она не относится к категориям АН, БН, ВН или ГН |
Глава 5. Методы расчета значений критериев пожарной опасности наружных установок
Параграф 1. Методы расчета значений критериев пожарной опасности для
горючих газов и паров. Выбор и обоснование расчетного варианта
33. Выбор расчетного варианта необходимо 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 необходимо принимать вариант аварии, для которого произведение годовой частоты реализации этого варианта Qw и расчетного избыточного давления /\ Р при сгорании газопаровоздушных смесей в случае реализации указанного варианта максимально, то есть:
Расчет величины G производится в следующей последовательности:
1) рассматриваются различные варианты аварии и определяются из статистических данных или на основе годовой частоты аварий со сгоранием газопаровоздушных смесей Q wi для этих вариантов;
2) для каждого из рассматриваемых вариантов определяются по изложенной ниже методике значения расчетного избыточного давления ∆Pi ;
3) вычисляются величины G = Q wi . ∆Pi для каждого из рассматриваемых вариантов аварии, среди которых выбирается вариант с наибольшим значением Gi;
4) в качестве расчетного для определения критериев пожарной опасности принимается вариант, в котором величина Gi максимальна. При этом количество горючих газов и паров, вышедших в атмосферу, рассчитывается, исходя из рассматриваемого сценария аварии с учетом пунктов 35-40 настоящего приложения.
34. При невозможности реализации описанного выше метода в качестве расчетного необходимо 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 35-40 настоящего приложения.
35. Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется, исходя из следующих предпосылок:
1) происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно пунктов 33 или 34 настоящего приложения (в зависимости от того, какой из подходов к определению расчетного варианта аварии принят за основу);
2) все содержимое аппарата поступает в окружающее пространство;
3) 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 необходимо принимать равным:
времени срабатывания систем автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если обеспечено резервирование ее элементов (но не более 120 с);
120 с, если 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.
В исключительных случаях в установленном порядке допускается превышение приведенных выше значений времени отключения трубопроводов;
Примечание: под «временем срабатывания» и «временем отключения» необходимо понимать промежуток времени от начала возможного поступления горючего вещества из трубопровода (перфорация, разрыв, изменение номинального давления) до полного прекращения поступления газа или жидкости в окружающее пространство. Быстродействующие клапаны-отсекатели должны автоматически перекрывать подачу газа или жидкости при нарушении электроснабжения.
4) 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 ;
5) происходит также испарение жидкостей из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей;
6) длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 60 минут.
36. Масса газа m, кг, поступившего в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле
где Va - объем газа, вышедшего из аппарата, м3
Vт - объем газа вышедшего из трубопровода, м3;
rr - плотность газа, кг/м 3 .
При этом
где Р1 - давление в аппарате, кПа;
V - объем аппарата, м3;
где V1т - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м3;
V2т - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м3;
где q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды, м 3 /с;
Т - время, определяемое по пункту 35, с;
| V2т = 0,01 n P2 (r21 L1 + r 22 L2 +... + r2 n Ln ), | (31) |
где P2 - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа;
r - внутренний радиус трубопроводов, м;
L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.
37. Масса паров жидкости m, кг, поступивших в окружающее пространство при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, открытые емкости), определяется из выражения
| m = mр + mемк + mсв.окр + mпер, | (32) |
где mр - масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;
mемк - масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг;
mсв.окр - масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг;
mпер - масса жидкости, испарившейся в окружающее пространство в случае ее перегрева, кг.
При этом каждое из слагаемых (mр, mемк, mсв.окр) в формуле (32) определяют из выражения
где W - интенсивность испарения, кг/с . м2;
Fи - площадь испарения, м 2 , определяемая в соответствии с пунктом 35 в зависимости от массы жидкости m п , вышедшей в окружающее пространство;
Т - продолжительность поступления паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в окружающее пространство согласно пункта 38 настоящего приложения, с.
Величину mпер определяют по формуле (при Та > Ткип )
| 
| (34) |
где mП - масса вышедшей перегретой жидкости, кг;
Ср - удельная теплоемкость жидкости при температуре перегрева жидкости Та , Дж/кг . К;
Та - температура перегретой жидкости в соответствии с технологическим регламентом в технологическом аппарате или оборудовании, К;
Ткип - нормальная температура кипения жидкости, К;
Lисп - удельная теплота испарения жидкости при температуре перегрева жидкости Та , Дж/кг.
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.
38. Масса mП вышедшей жидкости, кг, определяется в соответствии с пунктом 35 настоящего приложения.
39. Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле
| 
| (35) |
где М - молярная масса, г/моль;
РН - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, определяемое по справочным данным, кПа.
Пункт 40 изложен в редакции приказа Министра по чрезвычайным ситуациям РК от 10.02.23 г. № 72 (введен в действие с 26 февраля 2023 г.) (см. стар. ред.)
40. Для сжиженных нефтяных газов (далее по тексту - СНГ) при отсутствии данных допускается рассчитывать удельную массу испарившегося СНГ mСНГ из пролива, кг/м2 , по формуле
(36)
где М - молярная масса СНГ, кг/моль;
Lисп - мольная теплота испарения СНГ при начальной температуре СНГ Тж, Дж/моль;
Т0 - начальная температура материала, на поверхность которого разливается СНГ, К;
Тж - начальная температура СНГ, К;
λтв - коэффициент теплопроводности материала, на поверхность которого разливается СНГ, Вт/м . К;
ɑ - коэффициент температуропроводности материала, на поверхность которого разливается СНГ, м 2 /с;
Ств - теплоемкость материала, на поверхность которого разливается СНГ, Дж/кг . К;
ρтв - плотность материала, на поверхность которого разливается СНГ, кг/м3;
t - текущее время, с, принимаемое равным времени полного испарения СНГ, но не более 60 минут;
Re - число Рейнольдса;
U - скорость воздушного потока, м/с;
d - характерный размер пролива СНГ, м;
VB - кинематическая вязкость воздуха, м 2 /с;
λB - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/м . К.
Формула (36) применяется для СНГ с температурой Тж ≤ Ткип
При температуре СНГ Тж > Ткип дополнительно рассчитывается масса перегретых СНГ mпер по формуле (34).
Параграф 2. 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
41. Горизонтальные размеры зоны, м, ограничивающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени (C нкпр ), вычисляют по формулам:
1) для горючих газов (ГГ):
| 
| (37) |
2) для паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ):
| 
| (38) |
| 
| |
где mг - масса поступивших в открытое пространство ГГ при аварийной ситуации, кг;
rг - плотность ГГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг/м3;
mп - масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 60 мин, кг;
rп - плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг/м3;
Рн - 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;
Снкпр - нижний концентрационный предел распространения пламени ГГ или паров ЛВЖ, % (об.);
М - молярная масса, кг/кмоль;
V0 - мольный объем, равный 22,413 м 3 /кмоль;
tр - расчетная температура, о С.
В качестве расчетной температуры необходимо 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 tp по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61оС.
