Краткие теоретические сведения по теме

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 32Следующая ⇒

Основными критериями определяющие пожарную опасность помещений, зданий, сооружений является категория помещений по пожарной и взрывопожарной опасности (ПиВПО), а также класс зоны по правилам устройства электроустановок (ПУЭ). Исходя, из категории помещений и их класса зоны, определяется требуемый комплекс мер по предупреждению пожаров и взрывов.

В соответствии с требованиями технического регламента о требованиях пожарной безопасности (Федеральный закон от 22 июля 2008 года №123 – ФЗ в редакции от 10 июля 2012 г.) помещения производственного и складского назначения независимо от их функционального назначения подразделяются на следующие категории:

Таблица 1

Категории помещений складского и производственного назначения

Категории помещений по ПиВПО определяются исходя из вида находящихся в помещениях горючих веществ и материалов, их количества и пожароопасных свойств, а также исходя из объемно-планировочных решений помещений и характеристик проводимых в них технологических процессов.

Определение категорий помещений следует осуществлять путем последовательной проверки принадлежности помещений к категориям от наиболее опасной (А) к наименее опасной (Д)

После категорирования помещений производится категорирование зданий в целом. Согласно Техническому регламенту о требованиях пожарной безопасности здание относится к категории А, если суммарная площадь помещений категории А превышает 5% от площади всех помещений или 200 м², а если помещения оборудованы установками автоматического пожаротушения, то здание можно не относить к категории А, если суммарная площадь категории А не превышает 25% или до 1000 м².

Здание относится к категории Б, если оно не относится к категории А и суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5% или 200 м², а если помещения оборудованы автоматическими установками пожаротушения, то здание можно не относить к категории Б, если суммарная площадь помещений категорий А и Б не превышает 25% или 1000 м².

К категории В относятся здания, если, во-первых, они не отнесены к категориям А или Б, во-вторых, если суммарная площадь помещений категорий А, Б и В превышает 5% (10% при отсутствии в здании помещений категорий А и Б) суммарной площади всех помещений.

Допускается не относить к категории В здания, если площадь помещений категорий А, Б и В при наличии в них установок автоматического пожаротушения не превышает 25% площади здания (но не более 3500 м²).

Здание относится к категории Г, если, во-первых, не относится к категориям А, Б и В, и, во-вторых, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, В1, В2, В3 и Г превышает 5% суммарной площади всех помещений.

Здание не относится к категории Г, если суммированная площадь помещений категорий А. Б. В1, В2, В3 и Г в здании не превышает 25% суммированной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 5000 м² ) и помещения категорий А. Б. В1, В2, В3 оснащаются установками автоматического пожаротушения.

Здание относится к категории Д, если оно не относится к категории А. Б, В, и Г.

Методы определения классификационных признаков отнесения зданий и помещений производственного и складского назначения к категориям по пожарной и взрывопожарной опасности устанавливаются нормативными документами по пожарной безопасности методом расчета.

Категории зданий, сооружений и помещений производственного и складского назначения по пожарной и взрывопожарной опасности указываются в проектной документации на объекты капитального строительства и реконструкции.

В зависимости от установленной категории по ПиВПО помещения, здания или сооружения предусматриваются определенные объемно-планировочные решения и профилактические мероприятия.

При расчете категории принимается возможность аварийной разгерметизации одной наиболее крупной единицы технологического оборудования с наиболее пожаровзрывоопасным веществом. Учитывается также возможность натекания продуктов из подводящих коммуникаций за время до отключения соответствующих трубопроводов. Время отключения трубопровода принимается:

t₁ - равным времени срабатывания системы автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 10^-6 в год или обеспечено резервирование ее элементов;

t₂ - 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 10^-6 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;

t₃ - 300 с, при ручном отключении.

Количественным критерием назначения категории является избыточное давление (DР), которое может развиться при взрывном сгорании максимально возможного скопления взрывоопасных веществ в помещении. При DР > 5 кПа рассматриваемый объект относится к взрывопожароопасным категорий А или Б в зависимости от свойств веществ. При DР < 5 кПа объект относится либо к категории В, либо к категории Д в зависимости от величины пожарной нагрузки. Под пожарной нагрузкой понимается энергия, выделяемая при сгорании горючих материалов, находящихся в 1 м² пола помещения.

Расчет DР производится по формуле:

                                          (1)

где m - масса горючего газа, пара ЛВЖ или взвешенной в воздухе горючей пыли, поступившей из разгерметизированного технологического оборудования, кг;

Н_т - теплота сгорания истекающего вещества, кДж/кг;

Р_о - атмосферное давление, 101 кПа;

Z - коэффициент участия горючего вещества во взрыве (Z = 0,5 для газов и пылей, Z = 0,3 для паров жидкостей, Z = 1 для водорода);

V_п - свободный объем помещения, принимаемый равным 0,8 от геометрического объема, м³;

r_в - плотность воздуха (можно принять равной 1,2 кг/м³);

С_в - теплоемкость воздуха (можно принять равной 1,01 кДж/кг К);

Т_о - температура в помещении (можно принять равной 293 К);

К_н - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения (принимается равным 3);

К = At + 1 - А - кратность воздухообмена, с^-1; t - время поступления взрывоопасных веществ в помещение, с - коэффициент, учитывающий аварийную вентиляцию (этот коэффициент учитывается, если аварийная вентиляция оборудована резервными вентиляторами, автоматическим пуском при достижении взрывоопасной концентрации и электропитанием по первой категории надежности по ПУЭ).

С учетом численных значений показателей, входящих в уравнение (1) получаем:

∆Р =  х  .                                        (2)

Величина m рассчитывается в зависимости от агрегатного состояния горючего вещества.

1 )При разгерметизации аппарата с горючим газом (ГГ):

m = (V₁ + V_т) r,                                               (3)

где  - V_ап - объем аппарата, м³;

Р_ап - давление в аппарате, кПа;

Т, Т_о - температура в аппарате и в помещении;

К - объем газа, поступившего из аппарата, м³;

V_т = V_1т + V_2т - объем газа, вышедшего из трубопроводов, м³;

r - плотность газа при начале утечки, кг/м³;

V_1т = q´t, где - q - расход газа из трубопроводов, м³/с;

t - время отключения трубопроводов, с;

V_1т - объем газа подводящего трубопровода;

V_2т = r´l, где - r - радиус сечения трубопровода, м;

l - длина трубопровода от аппарата до задвижки, м;

V_2т- объем газа, вышедшего из трубопроводов после их отключения, м³.

2) При разгерметизации оборудования с ЛВЖ:

m = m_p + m_п + m_о,                                                                                    (4)

гдеm_p - масса жидкости, испарившейся при разливе, кг;

m_п - масса жидкости, испарившейся с поверхности аппарата, кг;

m_о - масса жидкости, испарившейся со свежеокрашенной поверхности, кг.

При этом m_p = W_и´F_и´t_и,                                                    (5)

где (h - коэффициент учета движения воздуха по табл. 1;

М - молекулярная масс ЛВЖ;

Р_н - давление насыщенных паров при расчетной температуре, кПа;

t_и - скорость испарения, кг/м²×с;

F_и - поверхность разлива, принимаемая 1 л на 1 м², если ЛВЖ содержит более 70% растворителя, и 1 л на 0,5 м² в остальных случаях;

t_и - время испарения принимается по времени полного испарения, но не более 3600 с.

Таблица 1

Значение коэффициента учета движения воздуха

3 ) При наличии взрывной пыли:

m = m_вз + m_ав,                                                                                          (6)

где m_вз = К_вз´m_п (К_вз = 0,9 - доля взвешенной пыли);

, К_г - доля горючей пыли, К_у - коэффициент эффективности уборки, принимаемый при ручной сухой 0,6 и при влажной 0,7, при механизированной на ровном полу 0,9 и на полу с выбоинами 0,7;

m₁ = М ´(1-a)´b₁ - масса пыли, оседающей за межуборочный период, кг;

М₁ - масса пыли, выделившейся за этот период из оборудования, кг;

a - доля пыли удаляемой вентиляцией;

b₁ - доля пыли на труднодоступных местах;

b₂ - то же на доступных местах (обычно b₁ = 1, b₂ = 0) - масса взвихрившейся пыли;

m_ав = (m_ап + q´t) ´ К_пm_ап - масса пыли, выброшенной при аварии из аппарата, кг;

К_п - коэффициент пыления, равный 0,5 при размере частиц более 350 мкм и 1,0 при размере частиц менее 350 мкм.

Определение категорий В1-В4 осуществляется путем сравнения максимального значения удельной пожарной нагрузки (q, МДж/м²) с табл. 2.

Таблица 2

Определение категорий В1-В4 по удельной нагрузки

Таблица 3

Расстояние между участками длины трубопровода

Величина q определяется по уравнению 7:

q = Q / S,                                                       (7)

где Q = G_i´Q_i (G_i - количество i-го материала пожарной нагрузки, кг;

Q_i - низшая теплота сгорания i-го материала пожарной нагрузки, МДж/кг);

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

Значения критической плотности лучистых потоков от очагов пожара из твердых материалов даны в табл. 4

Таблица 4

Значения критической плотности лучистых потоков от очагов пожара

Величина 1 пр из табл. 3 принимается при Н (высота помещения) > 11 м, а при Н < 11 м принимается как 1 = 1пр + (11 - Н). Для пожарной нагрузки с неизвестной величиной q_кр значение 1пр ³ 12 м. При проливе горючих жидкостей 1пр между соседними участками разлива рассчитывается по формулам:

1пр ³ 15 при Н ³ 11 м (8)

1пр ³ 26 - Н при Н < 11 м.

Если при определении категорий В2 или В3 реализуется условие

Q³ 0,64q ´ Н²(9)

то помещение должно относится к категориям В1 и В2 соответственно.

Для веществ и материалов, способных взрываться и гореть при взаимодействии с водой, воздухом или друг с другом, при расчете DР величина коэффициента Z принимается равной 1, а за Н_т - энергия взаимодействия.

Пример расчета ПиВПО

Пример 1. Определить категорию пожаровзрывоопасности производственного помещения длиной 15,8 м, шириной 15,8 м и высотой 6,0 м, в котором размещен технологический процесс по восстановлению тетрахлорида кремния водородом. Водород подается по трубопроводу диаметром 0,02 м 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 сек. без указания на надежность, температура в реакторе 1200°С и в помещении 25°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. Значение коэффициента Z принимаем равным 1.

Решение. Согласно уравнения (3) определяем массу водорода, вышедшего в помещение при аварии:

Определяем по уравнению (3) значение DР.

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

Пример 2. В помещении размером 32 м ´ 16 м ´ 9 м находятся аппараты, в которых имеется горючая жидкость (ГЖ) в количестве 15 кг в каждом. Температура сгорания ГЖ 41,87 МДж/кг. Площадь размещения пожарной нагрузки при аварийном проливе 8 м². Температура жидкости и в помещении 20°С. Упругость пара ГЖ при 20°С - 9 кПа. Молекулярная масса ГЖ - 16,8.

Решение. Для определения категории рассчитываем скорость испарения и массу паров по уравнению (5):

m_p = W_и´F_и´t_и = 1,17 ´ 10^-4´ 8 ´ 3,6 ´ 10^-3 = 3,37 кг.

Категорию пожароопасности рассчитываем по уравнению (1):

Помещение должно быть отнесено к категории В. Для определения подкатегории определяем пожарную нагрузку:

Q = G_i´Q_Cr = 15 ´ 41,87 = 628 МДж.

Принимаем в соответствии с ППР РФ – 2012 гS = 10 м².

Удельная пожарная нагрузка составит:

q = Q / S = 628 / 10 = 62,8 МДж/м².

В соответствии с табл. 2 это помещение должно быть отнесено к В4.

Для дальнейшего уточнения используем уравнение (8 при Н = 9 l_пр должно быть больше 26 - 9 = 17. В наших условиях l_пр = 10 м, т.е. условия подкатегории В4 не выполняется и помещение должно быть отнесено к подкатегории В3.

Проверку проведем по уравнению (9):

Q³ 0,64 ´q´ Н² = 0,64 ´ 62,8 ´ 9² = 3255,6 МДж.

Т.к. Q = 628 МДж, т.е. меньше 3255,6 МДж, то условие по уравнению (9) не выполняется и помещение должно быть отнесено к категории В3.

Пример 3. Определить категорию взрывопожарной или пожарной опасности помещения участки дробления резиновой крошки завода по переработке изношенных автомобильных шин. Площадь помещения S = 2000 м², высота Н = 9 м, объем V = 18000 м³. Максимальное количество горючих материалов в помещении 24000 кг. Транспортировка крошки осуществляется контейнерами и шпеками закрытого типа. В местах пылевыделения устроены местные отсосы, удаляющие основное количество выделившейся пыли. Максимальное количество осевшей пыли на труднодоступных для уборки поверхностях составляет 12 кг, а на доступных - 8 кг. Крошка подается по транспортной линии в количестве 1000 кг/ч. Крошка содержит до 12% взрывоопасной пыли. Теплота сгорания резиновой крошки Н_т = 27000 кДж.

Решение. Наибольшее количество взвешенной в воздухе пыли может быть в случае аварийного разрушения транспортной линии и выброса пыли в помещение. Время аварийного поступления пыли в помещения для случая ручного отключения системы составляет 5 минут. В этом случае количество пыли, поступившей в помещение, будет равно:

Масса пыли, отложившейся на труднодоступных поверхностях М₁ = 12 кг, а на доступных для уборки М₂ = 8 кг.

Расчетное количество осевшей пыли:

М_п = М₁ + М₂ = 12 + 8 = 20 кг.

Количество взвихрившейся пыли:

М_вз = 0,9 ´ М_п = 0,9 ´ 20 = 18 кг.

Общее количество взрывоопасной пыли в помещении:

М = М_ав + М_вз = 10 + 18 = 28 кг.

Расчетное избыточное давление взрыва в помещении:

Пожарная нагрузка:

Q = G´H = 24000 ´ 27 = 648000 МДж.

Удельная пожарная нагрузка:

q = Q / S = 648000 / 2000 = 324 МДж/м².

На основании табл. 4.1. ППР РФ и примечания 2 к этой таблице помещение следует отнести к пожароопасной категории В2, поскольку произведение

0,64 ´q´h² = 0,64 ´ 324 ´ 9² = 16796 МДж <Q = 648000 МДж.

Определение класса зоны для складских (технических) помещений производится по Правилам устройства электроустановок (ПУЭ-01).

В основу характеристики зон положена пожарная опасность веществ и материалов, имеющих место или используемые в этом или ином помещении.

В соответствии с Правилами устройства электроустановок взрывоопасные и пожароопасные зоны характеризуются следующими классами.

Взрывоопасная зона

0-й класс - зоны, в которых взрывоопасная газовая смесь присутствует постоянно или хотя бы в течение одного часа.

1-й класс- зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальном режиме работы оборудования выделяются горючие газы или пары ЛВЖ, образующие с воздухом взрывоопасные смеси.

2-й класс - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальном режиме работы оборудования взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом не образуется, а возможны только в результате аварии или повреждения технологического оборудования.

20-й класс – зоны в которых взрывоопасные смеси горючей пыли с воздухом имеют нижний концентрационный предел воспламенения менее 65 грамм на кубический метр и присутствуют постоянно

21-й класс - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальном режиме работы оборудования выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна, способные образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при концентрации 65 и менее граммов на кубический метр.

22-й класс - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальном режиме работы оборудования не образуются взрывоопасные смеси горючих пылей или волокон с воздухом при концентрации 65 и менее граммов на кубический метр, но возможно образование такой взрывоопасной смеси горючих пылей или волокон с воздухом только в результате аварии или повреждения технологического оборудования

Пожароопасные зоны

П-I – зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки 61 и более градуса Цельсия.

П-II - зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие пыли или волокна.

П-IIа – зона расположенные в помещениях, в которых обращаются твердые горючие вещества в количестве, при котором удельная пожарная нагрузка составляет не менее 1 мегаджоуля на квадратный метр.

П-III – зоны расположенные вне зданий, сооружений, строений, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки 61 и более градуса Цельсия или любые твердые горючие вещества.

Исходя из состояния воздушной среды (наличия легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, взрывоопасных и пожароопасных пылей и волокон) определяется класс зоны по ПУЭ во взрывоопасной или пожароопасной зоне.

Около оборудования, имеющего повышенную пожарную опасность, следует вывешивать стандартные знаки (аншлаги, таблички) безопасности.

В соответствии с требованиями Правил противопожарного режима в РФ (ППР-12) на дверях складских, технических помещений вывешиваются таблички по взрывопожарной и пожарной опасности и классу зоны по Правилам устройства электроустановок. Числитель категория, знаменатель класс зоны.

2. Рекомендации студентам по подготовке к занятию

2.1.Изучить теоретические основы классификации помещений по (ПиВПО) помещений, зданий и классы зон по правилам устройства электроустановок (ПУЭ);

2.2.Изучить метод расчета категории помещений по ПиВПО;

2.3.Ознакомиться с содержанием настоящего практического занятия;

2.4.Провести по выше приведенному примеру в письменном виде расчеты категорий помещений по ПиВПО применительно к следующим вариантам (вариант студентом выбирается самостоятельно по последней цифре зачетной книжки);

Таблица 5

Варианты задания

2.5. В целях самоконтроля и подготовки к индивидуальной защите практического работы ознакомиться с контрольными вопросами к данному занятию и дать на них в устной форме предварительные ответы.

Познавательные статьи:



Техника нижней прямой подачи мяча

Комплекс физических упражнений для развития мышц плечевого пояса

Стандарт Порядок надевания противочумного костюма

Общеразвивающие упражнения без предметов