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.
42. За начало отсчета горизонтального размера зоны принимают внешние габаритные размеры аппаратов, установок, трубопроводов. Во всех случаях значение Rнкпр для ГГ и ЛВЖ должно быть не менее 0,3 м.
Параграф 3. Расчет избыточного давления и импульса волны давления при сгорании
смесей горючих газов и паров с воздухом в открытом пространстве
43. Исходя из рассматриваемого сценария аварии, определяется масса m, кг, горючих газов и (или) паров, вышедших в атмосферу из технологического аппарата в соответствии с пунктами 35-40 настоящего приложения.
44. Величину избыточного давления ∆ Р, кПа, развиваемого при сгорании газопаровоздушных смесей, определяют по формуле
| ∆Р = Р 0 . (0,8m пр 0,33 /r + 3m пр 0,66 /r 2 + 5m пр /r 3 ), | (39) |
где Р 0 - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);
r - расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м;
m пр - приведенная масса газа или пара, кг, вычисляется по формуле
| m пр = (Q сг /Q 0 ) . m . Z, | (40) |
где Q сг - удельная теплота сгорания газа или пара, Дж/кг;
Z - коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который допускается принимать равным 0,1;
Q0 - константа, равная 4,52.106 Дж/кг;
m - масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.