НПБ 105-03. Нормы пожарной безопасности. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности

 

Утверждены

Приказом ГУГПС МЧС РФ

от 18 июня 2003 г. N 314

 

НОРМЫ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИЙ ПОМЕЩЕНИЙ,

ЗДАНИЙ И НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК

ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ

 

Determination of categories of rooms,

buildings and external installations

on excplosion and fire hazard

 

НПБ 105-03

 

Дата введения

1 августа 2003 года

 

Разработаны Главным управлением Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (ГУГПС МЧС России) и Федеральным учреждением Всероссийский ордена Знак Почета научно-исследовательский институт противопожарной обороны Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (ФГУ ВНИИПО МЧС России).

Внесены и подготовлены к утверждению нормативно-техническим отделом Главного управления Государственной противопожарной службы (ГУГПС МЧС России).

Письмом Минюста России от 27.06.2003 г. N 07/6504-ЮД признаны не нуждающимися в государственной регистрации.

Утверждены Приказом МЧС России от 18.06.2003 г. N 314.

Взамен НПБ 105-95, НПБ 107-97.

 

Настоящие нормы устанавливают методику определения категорий помещений и зданий (или частей зданий между противопожарными стенами - пожарных отсеков)  ;* ; производственного и складского назначения по взрывопожарной и пожарной опасности в зависимости от количества и пожаровзрывоопасных свойств находящихся (обращающихся) в них веществ и материалов с учетом особенностей технологических процессов размещенных в них производств, а также методику определения категорий наружных установок производственного и складского назначения  ;** ; по пожарной опасности.

--------------------------------

 ;* ; Далее по тексту - помещений и зданий.

 ;** ; Далее по тексту - наружные установки.

 

Методика определения категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности должна использоваться в проектно-сметной и эксплуатационной документации на здания, помещения и наружные установки.

Категории помещений и зданий предприятий и учреждений определяются на стадии проектирования зданий и сооружений в соответствии с настоящими нормами и ведомственными нормами технологического проектирования, утвержденными в установленном порядке.

Требования норм к наружным установкам должны учитываться в проектах на строительство, расширение, реконструкцию и техническое перевооружение, при изменениях технологических процессов и при эксплуатации наружных установок. Наряду с настоящими нормами следует также руководствоваться положениями ведомственных норм технологического проектирования, касающихся категорирования наружных установок, утвержденных в установленном порядке.

В области оценки взрывоопасности настоящие нормы выделяют категории взрывопожароопасных помещений и зданий, более детальная классификация которых по взрывоопасности и необходимые защитные мероприятия должны регламентироваться самостоятельными нормативными документами.

Категории помещений и зданий, определенные в соответствии с настоящими нормами, следует применять для установления нормативных требований по обеспечению взрывопожарной и пожарной безопасности указанных помещений и зданий в отношении планировки и застройки, этажности, площадей, размещения помещений, конструктивных решений, инженерного оборудования.

Настоящие нормы не распространяются:

на помещения и здания для производства и хранения взрывчатых веществ (далее - ВВ), средств инициирования ВВ, здания и сооружения, проектируемые по специальным нормам и правилам, утвержденным в установленном порядке;

на наружные установки для производства и хранения ВВ, средств инициирования ВВ, наружные установки, проектируемые по специальным нормам и правилам, утвержденным в установленном порядке, а также на оценку уровня взрывоопасности наружных установок.

Термины и их определения приняты в соответствии с нормативными документами по пожарной безопасности.

Под термином Наружная установка в настоящих нормах понимается комплекс аппаратов и технологического оборудования, расположенных вне зданий, с несущими и обслуживающими конструкциями.

 

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

1. По взрывопожарной и пожарной опасности помещения подразделяются на категории А, Б, В1 - В4, Г и Д, а здания  - на категории А, Б, В, Г и Д.

По пожарной опасности наружные установки подразделяются на категории , , ,  и .

2. Категории взрывопожарной и пожарной опасности помещений и зданий определяются для наиболее неблагоприятного в отношении пожара или взрыва периода, исходя из вида находящихся в аппаратах и помещениях горючих веществ и материалов, их количества и пожароопасных свойств, особенностей технологических процессов.

Категории пожарной опасности наружных установок определяются исходя из вида находящихся в наружных установках горючих веществ и материалов, их количества и пожароопасных свойств, особенностей технологических процессов.

3. Определение пожароопасных свойств веществ и материалов производится на основании результатов испытаний или расчетов по стандартным методикам с учетом параметров состояния (давления, температуры и т.д.).

Допускается использование справочных данных, опубликованных головными научно-исследовательскими организациями в области пожарной безопасности или выданных Государственной службой стандартных справочных данных.

Допускается использование показателей пожарной опасности для смесей веществ и материалов по наиболее опасному компоненту.

 

2. КАТЕГОРИИ ПОМЕЩЕНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ

И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ

 

4. Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности принимаются в соответствии с табл. 1.

5. Определение категорий помещений следует осуществлять путем последовательной проверки принадлежности помещения к категориям, приведенным в табл. 1, от высшей (А) к низшей (Д).

 

Таблица 1

 

┌─────────────┬───────────────────────────────────────────────────────────┐

  Категория       Характеристика веществ и материалов, находящихся     

  помещения                  (обращающихся) в помещении                

├─────────────┼───────────────────────────────────────────────────────────┤

│А взрыво-    │Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой│

│пожароопасная│вспышки не более 28 °C в таком количестве, что могут      

             │образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при   

             │воспламенении которых развивается расчетное избыточное    

             │давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.           

             │Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при   

             │взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с     

             │другом в таком количестве, что расчетное избыточное       

             │давление взрыва в помещении превышает 5 кПа               

├─────────────┼───────────────────────────────────────────────────────────┤

│Б взрыво-    │Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с │

│пожароопасная│температурой вспышки более 28 °C, горючие жидкости в таком │

             │количестве, что могут образовывать взрывоопасные          

             │пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении  

             │которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в │

             │помещении, превышающее 5 кПа                              

├─────────────┼───────────────────────────────────────────────────────────┤

   В1 - В4   │Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и       

│пожароопасные│трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и    

             │волокна), вещества и материалы, способные при             

             │взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с     

             │другом только гореть, при условии, что помещения, в которых│

             │они имеются в наличии или обращаются, не относятся к      

             │категориям А или Б                                        

├─────────────┼───────────────────────────────────────────────────────────┤

      Г      │Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или 

             │расплавленном состоянии, процесс обработки которых        

             │сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени; │

             │горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые        

             │сжигаются или утилизируются в качестве топлива            

├─────────────┼───────────────────────────────────────────────────────────┤

      Д      │Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии       

└─────────────┴───────────────────────────────────────────────────────────┘

 

Примечание. Разделение помещений на категории В1 - В4 регламентируется положениями, изложенными в табл. 4.

 

3. МЕТОДЫ РАСЧЕТА КРИТЕРИЕВ ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ

ОПАСНОСТИ ПОМЕЩЕНИЙ

 

Выбор и обоснование расчетного варианта

 

6. При расчете значений критериев взрывопожарной опасности в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором во взрыве участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий взрыва.

В случае если использование расчетных методов не представляется возможным, допускается определение значений критериев взрывопожарной опасности на основании результатов соответствующих научно-исследовательских работ, согласованных и утвержденных в установленном порядке.

7. Количество поступивших в помещение веществ, которые могут образовать взрывоопасные газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется исходя из следующих предпосылок:

а) происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно п. 6;

б) все содержимое аппарата поступает в помещение;

в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат, по прямому и обратному потокам в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов.

Расчетное время отключения трубопроводов определяется в каждом конкретном случае исходя из реальной обстановки и должно быть минимальным с учетом паспортных данных на запорные устройства, характера технологического процесса и вида расчетной аварии.

Расчетное время отключения трубопроводов следует принимать равным:

времени срабатывания системы автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов;

120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;

300 с при ручном отключении.

Не допускается использование технических средств для отключения трубопроводов, для которых время отключения превышает приведенные выше значения.

Под временем срабатывания и временем отключения следует понимать промежуток времени от начала возможного поступления горючего вещества из трубопровода (перфорация, разрыв, изменение номинального давления и т.п.) до полного прекращения поступления газа или жидкости в помещение. Быстродействующие клапаны-отсекатели должны автоматически перекрывать подачу газа или жидкости при нарушении электроснабжения.

В исключительных случаях в установленном порядке допускается превышение приведенных выше значений времени отключения трубопроводов специальным решением соответствующих федеральных министерств и других федеральных органов исполнительной власти по согласованию с Госгортехнадзором России на подконтрольных ему производствах и предприятиях и МЧС России;

г) происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости; площадь испарения при разливе на пол определяется (при отсутствии справочных данных) исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих 70% и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,5 м2, а остальных жидкостей - на 1 м2 пола помещения;

д) происходит также испарение жидкости из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей;

е) длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.

8. Количество пыли, которое может образовать взрывоопасную смесь, определяется из следующих предпосылок:

а) расчетной аварии предшествовало пыленакопление в производственном помещении, происходящее в условиях нормального режима работы (например, вследствие пылевыделения из негерметичного производственного оборудования);

б) в момент расчетной аварии произошла плановая (ремонтные работы) или внезапная разгерметизация одного из технологических аппаратов, за которой последовал аварийный выброс в помещение всей находившейся в аппарате пыли.

9. Свободный объем помещения определяется как разность между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием. Если свободный объем помещения определить невозможно, то его допускается принимать условно равным 80% геометрического объема помещения.

 

Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов,

паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей

 

10. Избыточное давление взрыва  для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов C, H, O, N, Cl, Br, I, F, определяется по формуле

 

, (1)

 

где  - максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с требованиями п. 3. При отсутствии данных допускается принимать  равным 900 кПа;  - начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа); m - масса горючего газа (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение, вычисляемая для ГГ по формуле (6), а для паров ЛВЖ и ГЖ по формуле (11), кг; Z - коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно Приложению. Допускается принимать значение Z по табл. 2;  - свободный объем помещения, м3;  - плотность газа или пара при расчетной температуре , , вычисляемая по формуле:

 

, (2)

 

где M - молярная масса, ;  - мольный объем, равный 22,413 ;  - расчетная температура, °C. В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в данном помещении в соответствующей климатической зоне или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры  по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61 °C;  - стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, % (об.), вычисляемая по формуле:

 

, (3)

 

где  - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания; , , ,  - число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;  - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать  равным 3.

 

Таблица 2

 

┌────────────────────────────────────────────────────┬───────────┐

                   Вид горючего вещества            │Значение Z │

├────────────────────────────────────────────────────┼───────────┤

│Водород                                                 1,0   

├────────────────────────────────────────────────────┼───────────┤

│Горючие газы (кроме водорода)                           0,5   

├────────────────────────────────────────────────────┼───────────┤

│Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые      0,3   

│до температуры вспышки и выше                                 

├────────────────────────────────────────────────────┼───────────┤

│Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые      0,3   

│ниже температуры вспышки, при наличии возможности             

│образования аэрозоля                                          

├────────────────────────────────────────────────────┼───────────┤

│Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые       0    

│ниже температуры вспышки, при отсутствии возможности│          

│образования аэрозоля                                          

└────────────────────────────────────────────────────┴───────────┘

 

11. Расчет  для индивидуальных веществ, кроме упомянутых в п. 10, а также для смесей может быть выполнен по формуле:

 

, (4)

 

где  - теплота сгорания, ;  - плотность воздуха до взрыва при начальной температуре , ;  - теплоемкость воздуха,  (допускается принимать равной );  - начальная температура воздуха, K.

12. В случае обращения в помещении горючих газов, легковоспламеняющихся или горючих жидкостей при определении значения массы m, входящей в формулы (1) и (4), допускается учитывать работу аварийной вентиляции, если она обеспечена резервными вентиляторами, автоматическим пуском при превышении предельно допустимой взрывобезопасной концентрации и электроснабжением по первой категории надежности (ПУЭ), при условии расположения устройств для удаления воздуха из помещения в непосредственной близости от места возможной аварии.

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

 

К = АТ + 1, (5)

 

где A - кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, ; T - продолжительность поступления горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в объем помещения, с (принимается по п. 7).

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

 

, (6)

 

где  - объем газа, вышедшего из аппарата, м3;  - объем газа, вышедшего из трубопроводов, м3.

При этом

 

, (7)

 

где  - давление в аппарате, кПа; V - объем аппарата, м3;

 

, (8)

 

где  - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м3;  - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м3;

 

, (9)

 

где q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., ; T - время, определяемое по п. 7, с;

 

, (10)

 

где  - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа; r - внутренний радиус трубопроводов, м; L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.

14. Масса паров жидкости m, поступивших в помещение при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, открытые емкости и т.п.), определяется из выражения:

 

, (11)

 

где  - масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;  - масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг;  - масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг.

При этом каждое из слагаемых в формуле (11) определяется по формуле:

 

, (12)

 

где W - интенсивность испарения, ;  - площадь испарения, м2, определяемая в соответствии с п. 7 в зависимости от массы жидкости , вышедшей в помещение.

Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле (11) введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работ.

15. Масса , кг, вышедшей в помещение жидкости определяется в соответствии с п. 7.

16. Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для не нагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле:

 

, (13)

 

где  - коэффициент, принимаемый по табл. 3 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения;  - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости , определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями п. 3, кПа.

 

Таблица 3

 

┌─────────────────────┬──────────────────────────────────────────┐

│ Скорость воздушного │Значение коэффициента эта при температуре │

│ потока в помещении, │        t, °C, воздуха в помещении       

            -1       ├────────┬───────┬────────┬───────┬────────┤

       м х с            10      15     20      30     35  

├─────────────────────┼────────┼───────┼────────┼───────┼────────┤

         0              1,0    1,0    1,0     1,0    1,0  

         0,1            3,0    2,6    2,4     1,8    1,6  

         0,2            4,6    3,8    3,5     2,4    2,3  

         0,5            6,6    5,7    5,4     3,6    3,2  

         1,0           10,0    8,7    7,7     5,6    4,6  

└─────────────────────┴────────┴───────┴────────┴───────┴────────┘

 

Расчет избыточного давления взрыва для горючих пылей

 

17. Расчет избыточного давления взрыва , кПа, производится по формуле (4), где коэффициент Z участия взвешенной пыли во взрыве рассчитывается по формуле:

 

Z = 0,5 F, (14)

 

где F - массовая доля частиц пыли размером менее критического, с превышением которого аэровзвесь становится взрывобезопасной, т.е. неспособной распространять пламя. В отсутствие возможности получения сведений для оценки величины Z допускается принимать Z = 0,5.

18. Расчетная масса взвешенной в объеме помещения пыли, m, кг, образовавшейся в результате аварийной ситуации, определяется по формуле:

 

, (15)

 

где  - расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;  - расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, кг.

19. Расчетная масса взвихрившейся пыли  определяется по формуле:

 

, (16)

 

где  - доля отложившейся в помещении пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. При отсутствии экспериментальных сведений о величине  допускается полагать ;  - масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии, кг.

20. Расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, , определяется по формуле:

 

, (17)

 

где  - масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение из аппарата, кг; q - производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, ; T - время отключения, определяемое по п. 7 в), с;  - коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата в помещение. При отсутствии экспериментальных сведений о величине  допускается полагать:

для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм -  = 0,5;

для пылей с дисперсностью менее 350 мкм -  = 1,0.

Величина  принимается в соответствии с пп. 6 и 8.

21. Масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии определяется по формуле:

 

, (18)

 

где  - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;  - масса пыли, оседающей на труднодоступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между генеральными уборками, кг;  - масса пыли, оседающей на доступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между текущими уборками, кг;  - коэффициент эффективности пылеуборки. Принимается при ручной пылеуборке:

сухой - 0,6;

влажной - 0,7.

При механизированной вакуумной уборке:

пол ровный - 0,9;

пол с выбоинами (до 5% площади) - 0,7.

Под труднодоступными для уборки площадями подразумевают такие поверхности в производственных помещениях, очистка которых осуществляется только при генеральных пылеуборках. Доступными для уборки местами являются поверхности, пыль с которых удаляется в процессе текущих пылеуборок (ежесменно, ежесуточно и т.п.).

22. Масса пыли  (i = 1,2), оседающей на различных поверхностях в помещении за межуборочный период, определяется по формуле:

 

, (i = 1,2) (19)

 

где  - масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между генеральными пылеуборками, кг;  - масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг;

- масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между текущими пылеуборками, кг;  - масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг;  - доля выделяющейся в объем помещения пыли, которая удаляется вытяжными вентиляционными системами. При отсутствии экспериментальных сведений о величине  полагают  = 0; ,  - доли выделяющейся в объем помещения пыли, оседающей соответственно на труднодоступных и доступных для уборки поверхностях помещения ( ).

При отсутствии сведений о величине коэффициентов  и  допускается полагать , .

23. Величина  (i = 1,2) может быть также определена экспериментально (или по аналогии с действующими образцами производств) в период максимальной загрузки оборудования по формуле:

 

, (i = 1,2) (20)

 

где ,  - интенсивность пылеотложений соответственно на труднодоступных  (м2) и доступных  (м2) площадях, ; ,  - промежуток времени соответственно между генеральными и текущими пылеуборками, с.

 

Определение категорий В1 - В4 помещений

 

24. Определение пожароопасной категории помещения осуществляется путем сравнения максимального значения удельной временной пожарной нагрузки (далее по тексту - пожарная нагрузка) на любом из участков с величиной удельной пожарной нагрузки, приведенной в табл. 4.

 

Таблица 4

 

┌─────────┬───────────────┬──────────────────────────────────────┐

│Категория│Удельная пожар-│            Способ размещения        

│помещения│ная нагрузка g │                                     

         │на участке,                                         

                -2                                           

         │МДж х м                                             

├─────────┼───────────────┼──────────────────────────────────────┤

    В1     Более 2200                Не нормируется          

├─────────┼───────────────┼──────────────────────────────────────┤

    В2   │ 1401 - 2200                  См. п. 25             

├─────────┼───────────────┼──────────────────────────────────────┤

    В3     181 - 1400                    То же               

├─────────┼───────────────┼──────────────────────────────────────┤

    В4       1 - 180    │На любом участке пола помещения пло- 

                        │щадью 10 м2. Способ размещения участ- │

                        │ков пожарной нагрузки определяется   

                        │согласно п. 25                       

└─────────┴───────────────┴──────────────────────────────────────┘

 

25. При пожарной нагрузке, включающей в себя различные сочетания (смесь) горючих, трудногорючих жидкостей, твердых горючих и трудногорючих веществ и материалов в пределах пожароопасного участка, пожарная нагрузка Q, МДж, определяется по формуле:

 

, (21)

 

где  - количество i-го материала пожарной нагрузки, кг;  - низшая теплота сгорания i-го материала пожарной нагрузки, .

Удельная пожарная нагрузка g, , определяется из соотношения:

 

, (22)

 

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

В помещениях категорий В1 - В4 допускается наличие нескольких участков с пожарной нагрузкой, не превышающей значений, приведенных в табл. 4. В помещениях категории В4 расстояния между этими участками должны быть более предельных. В табл. 5 приведены рекомендуемые значения предельных расстояний  в зависимости от величины критической плотности падающих лучистых потоков , , для пожарной нагрузки, состоящей из твердых горючих и трудногорючих материалов. Значения , приведенные в табл. 5, рекомендуются при условии, если H  ; 11 м; если H  ; 11 м, то предельное расстояние определяется как , где  - определяется из табл. 5, H - минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки до нижнего пояса ферм перекрытия (покрытия), м.

 

Таблица 5

 

┌──────────────┬─────┬─────┬─────┬─────┬──────┬─────┬─────┬──────┐

            -2│  5  │ 10  │ 15  │ 20    25  │ 30  │ 40    50 

│q  , кВт х м                                           

│ кр                                                    

├──────────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┼─────┼──────┤

│l  , м        │ 12    8    6    5     4  │ 3,8 │ 3,2 │ 2,8 

│ пр                                                    

└──────────────┴─────┴─────┴─────┴─────┴──────┴─────┴─────┴──────┘

 

Значения  для некоторых материалов пожарной нагрузки приведены в табл. 6.

 

Таблица 6

 

┌───────────────────────────────────────────────────┬────────────┐

                   Материал                            q  ,   

                                                        кр    

                                                            -2 │

                                                     кВт х м  

├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤

│Древесина (сосна влажностью 12%)                      13,9    

├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤

                                                -3 │           

│Древесно-стружечные плиты (плотностью 417 кг х м  )│    8,3    

├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤

│Торф брикетный                                        13,2    

├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤

│Торф кусковой                                          9,8    

├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤

│Хлопок-волокно                                         7,5    

├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤

│Слоистый пластик                                      15,4    

├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤

│Стеклопластик                                         15,3    

├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤

│Пергамин                                              17,4    

├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤

│Резина                                                14,8    

├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤

│Уголь                                                 35,0    

├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤

│Рулонная кровля                                       17,4    

├───────────────────────────────────────────────────┼────────────┤

│Сено, солома (при минимальной влажности до 8%)         7,0    

└───────────────────────────────────────────────────┴────────────┘

 

Если пожарная нагрузка состоит из различных материалов, то значение  определяется по материалу с минимальным значением .

Для материалов пожарной нагрузки с неизвестными значениями  значения предельных расстояний принимаются    12 м.

Для пожарной нагрузки, состоящей из ЛВЖ или ГЖ, рекомендуемое расстояние  между соседними участками размещения (разлива) пожарной нагрузки рассчитывается по формулам:

 

, (23)

 

. (24)

 

Если при определении категорий В2 или В3 количество пожарной нагрузки Q, определенное по формуле 21, отвечает неравенству:

 

,

 

то помещение будет относиться к категориям В1 или В2 соответственно. Здесь  = 2200 МДж/м2 при 1401 МДж/м2  2200 МДж/м2 и  = 1400 МДж/м2 при 181 МДж/м2  1400 МДж/м2.

 

Определение избыточного давления взрыва

для веществ и материалов, способных взрываться

и гореть при взаимодействии с водой,

кислородом воздуха или друг с другом

 

26. Расчетное избыточное давление взрыва  для веществ и материалов, способных взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом, определяется по приведенной выше методике, полагая Z = 1 и принимая в качестве величины  энергию, выделяющуюся при взаимодействии (с учетом сгорания продуктов взаимодействия до конечных соединений), или экспериментально в натурных испытаниях. В случае когда определить величину  не представляется возможным, следует принимать ее превышающей 5 кПа.

 

Определение избыточного давления взрыва для взрывоопасных

смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли

 

27. Расчетное избыточное давление взрыва  для гибридных взрывоопасных смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли, определяется по формуле:

 

, (25)

 

где  - давление взрыва, вычисленное для горючего газа (пара) в соответствии с пп. 10 и 11;  - давление взрыва, вычисленное для горючей пыли в соответствии с п. 17.

 

4. КАТЕГОРИИ ЗДАНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ

 

28. Здание относится к категории А, если в нем суммарная площадь помещений категории А превышает 5% площади всех помещений или 200 м2.

Допускается не относить здание к категории А, если суммарная площадь помещений категории А в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

29. Здание относится к категории Б, если одновременно выполнены два условия:

здание не относится к категории А;

суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5% суммарной площади всех помещений или 200 м2.

Допускается не относить здание к категории Б, если суммарная площадь помещений категорий А и Б в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

30. Здание относится к категории В, если одновременно выполнены два условия:

здание не относится к категориям А или Б;

суммарная площадь помещений категорий А, Б и В превышает 5% (10%, если в здании отсутствуют помещения категорий А и Б) суммарной площади всех помещений.

Допускается не относить здание к категории В, если суммарная площадь помещений категорий А, Б и В в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 3500 м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

31. Здание относится к категории Г, если одновременно выполнены два условия:

здание не относится к категориям А, Б или В;

суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г превышает 5% суммарной площади всех помещений.

Допускается не относить знание к категории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 5000 м2) и помещения категорий А, Б, В оборудуются установками автоматического пожаротушения.

32. Здание относится к категории Д, если оно не относится к категориям А, Б, В или Г.

 

5. КАТЕГОРИИ НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК ПО ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ

 

33. Категории наружных установок по пожарной опасности принимаются в соответствии с табл. 7.

 

Таблица 7

 

┌──────────┬──────────────────────────────────────────────────────────────┐

│Категория │    Критерии отнесения наружной установки к той или иной     

│ наружной │               категории по пожарной опасности               

│установки │                                                             

├──────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────┤

    А     │Установка относится к категории А , если в ней присутствуют  

     н                                     н                           

          │(хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие газы; 

          │легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более│

          │28 °C; вещества и/или материалы, способные гореть при взаимо- │

          │действии с водой, кислородом воздуха и/или друг с другом;    

          │при условии, что величина индивидуального риска при возможном │

          │сгорании указанных веществ с образованием волн давления превы-│

                 -6                                                    

          │шает 10   в год на расстоянии 30 м от наружной установки     

├──────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────┤

    Б     │Установка относится к категории Б , если в ней присутствуют  

     н                                     н                           

          │(хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие пыли  

          │и/или волокна; легковоспламеняющиеся жидкости с температурой 

          │вспышки более 28 °C; горючие жидкости; при условии, что вели- │

          │чина индивидуального риска при возможном сгорании пыле- и/или │

          │паровоздушных смесей с образованием волн давления превышает  

            -6                                                         

          │10   в год на расстоянии 30 м от наружной установки          

├──────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────┤

    В     │Установка относится  к категории В , если в ней присутствуют 

     н                                      н                          

          │(хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие и/или 

          │трудногорючие жидкости; твердые горючие и/или трудногорючие  

          │вещества и/или материалы (в том числе пыли и/или волокна);   

          │вещества и/или материалы, способные при взаимодействии с     

          │водой, кислородом воздуха и/или друг с другом гореть; не реа- │

          │лизуются критерии, позволяющие отнести установку к категориям │

          │А  или Б ; при условии, что величина индивидуального риска при│

          │ н      н                                                    

          │возможном сгорании указанных веществ и/или материалов превы- 

                 -6                                                     

          │шает 10   в год на расстоянии 30 м от наружной установки     

├──────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────┤

    Г     │Установка относится к категории Г , если в ней присутствуют  

     н                                     н                           

          │(хранятся, перерабатываются, транспортируются) негорючие ве- 

          │щества и/или материалы в горячем, раскаленном и/или расплав- 

          │ленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается   

          │выделением лучистого тепла, искр и/или пламени, а также горю- │

          │чие газы, жидкости и/или твердые вещества, которые сжигаются 

          │или утилизируются в качестве топлива                          

├──────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────┤

    Д     │Установка относится к категории Д , если в ней присутствуют  

     н                                     н                           

          │(хранятся, перерабатываются, транспортируются) в основном    

          │негорючие вещества и/или материалы в холодном состоянии и по 

          │перечисленным выше критериям она не относится к категориям   

          │А , Б , В , Г                                                

          │ н   н   н   н                                               

└──────────┴──────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

34. Определение категорий наружных установок следует осуществлять путем последовательной проверки их принадлежности к категориям, приведенным в табл. 7, от высшей ( ) к низшей ( ).

35. В случае, если из-за отсутствия данных представляется невозможным оценить величину индивидуального риска, допускается использование вместо нее следующих критериев.

Для категорий  и :

горизонтальный размер зоны, ограничивающей газопаровоздушные смеси с концентрацией горючего выше нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР), превышает 30 м (данный критерий применяется только для горючих газов и паров) и/или расчетное избыточное давление при сгорании газо-, паро- или пылевоздушной смеси на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 5 кПа.

Для категории :

интенсивность теплового излучения от очага пожара веществ и/или материалов, указанных для категории , на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 4 .

 

6. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ КРИТЕРИЕВ

ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК

 

МЕТОД РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ КРИТЕРИЕВ

ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ДЛЯ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ПАРОВ

 

Выбор и обоснование расчетного варианта

 

36. Выбор расчетного варианта следует осуществлять с учетом годовой частоты реализации и последствий тех или иных аварийных ситуаций. В качестве расчетного для вычисления критериев пожарной опасности для горючих газов и паров следует принимать вариант аварии, для которого произведение годовой частоты реализации этого варианта  и расчетного избыточного давления  при сгорании газопаровоздушных смесей в случае реализации указанного варианта максимально, то есть:

 

. (26)

 

Расчет величины G производится следующим образом:

а) рассматриваются различные варианты аварии и определяются из статистических данных или на основе годовой частоты аварий со сгоранием газопаровоздушных смесей  для этих вариантов;

б) для каждого из рассматриваемых вариантов определяются по изложенной ниже методике значения расчетного избыточного давления ;

в) вычисляются величины  для каждого из рассматриваемых вариантов аварии, среди которых выбирается вариант с наибольшим значением ;

г) в качестве расчетного для определения критериев пожарной опасности принимается вариант, в котором величина  максимальна. При этом количество горючих газов и паров, вышедших в атмосферу, рассчитывается исходя из рассматриваемого сценария аварии с учетом пунктов 38 - 43.

37. При невозможности реализации описанного выше метода в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в образовании горючих газопаровоздушных смесей участвует наибольшее количество газов и паров, наиболее опасных в отношении последствий сгорания этих смесей. В этом случае количество газов и паров, вышедших в атмосферу, рассчитывается в соответствии с пунктами 38 - 43.

38. Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется исходя из следующих предпосылок:

а) происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно п. 36 или п. 37 (в зависимости от того, какой из подходов к определению расчетного варианта аварии принят за основу);

б) все содержимое аппарата поступает в окружающее пространство;

в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат, по прямому и обратному потоку в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов.

Расчетное время отключения трубопроводов определяется в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки, и должно быть минимальным с учетом паспортных данных на запорные устройства, характера технологического процесса и вида расчетной аварии.

Расчетное время отключения трубопроводов следует принимать равным:

времени срабатывания систем автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов (но не более 120 с);

120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;

300 с при ручном отключении.

Не допускается использование технических средств для отключения трубопроводов, для которых время отключения превышает приведенные выше значения.

Под временем срабатывания и временем отключения следует понимать промежуток времени от начала возможного поступления горючего вещества из трубопровода (перфорация, разрыв, изменение номинального давления и т.п.) до полного прекращения поступления газа или жидкости в окружающее пространство. Быстродействующие клапаны-отсекатели должны автоматически перекрывать подачу газа или жидкости при нарушении электроснабжения.

В исключительных случаях в установленном порядке допускается превышение приведенных выше значений времени отключения трубопроводов специальным решением соответствующих министерств или ведомств по согласованию с Госгортехнадзором России на подконтрольных ему производствах и предприятиях и МЧС России;

г) происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости; площадь испарения при разливе на горизонтальную поверхность определяется (при отсутствии справочных или иных экспериментальных данных) исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих 70% и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,10 м2, а остальных жидкостей - на 0,15 м2;

д) происходит также испарение жидкостей из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей;

е) длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.

39. Масса газа m, кг, поступившего в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле:

 

, (27)

 

где  - объем газа, вышедшего из аппарата, м3;  - объем газа, вышедшего из трубопровода, м3;  - плотность газа, .

При этом:

 

, (28)

 

где  - давление в аппарате, кПа; V - объем аппарата, м3;

 

, (29)

 

где  - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м3;  - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м3;

 

, (30)

 

где q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., ; Т - время, определяемое по п. 38, с;

 

, (31)

 

где  - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа; r - внутренний радиус трубопроводов, м; L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.

40. Масса паров жидкости m, кг, поступивших в окружающее пространство при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, открытые емкости и т.п.), определяется из выражения:

 

, (32)

 

где  - масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;  - масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг;  - масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг;  - масса жидкости, испарившейся в окружающее пространство в случае ее перегрева, кг.

При этом каждое из слагаемых ( , , ) в формуле (32) определяют из выражения:

 

, (33)

 

где W - интенсивность испарения, ;  - площадь испарения, м2, определяемая в соответствии с п. 38 в зависимости от массы жидкости , вышедшей в окружающее пространство; Т - продолжительность поступления паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в окружающее пространство согласно п. 38, с.

Величину  определяют по формуле (при   ; ):

 

, (34)

 

где  - масса вышедшей перегретой жидкости, кг;  - удельная теплоемкость жидкости при температуре перегрева жидкости , ;  - температура перегретой жидкости в соответствии с технологическим регламентом в технологическом аппарате или оборудовании, К;  - нормальная температура кипения жидкости, К;  - удельная теплота испарения жидкости при температуре перегрева жидкости , .

Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле (32) введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работы.

41. Масса  вышедшей жидкости, кг, определяется в соответствии с п. 38.

42. Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле:

 

, (35)

 

где M - молярная масса, ;  - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями п. 3, кПа.

43. Для сжиженных углеводородных газов (СУГ) при отсутствии данных допускается рассчитывать удельную массу испарившегося СУГ  из пролива, , по формуле:

 

, (36)

 

где M - молярная масса СУГ, ;  - мольная теплота испарения СУГ при начальной температуре СУГ , ;  - начальная температура материала, на поверхность которого разливается СУГ, К;  - начальная температура СУГ, К;  - коэффициент теплопроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, ;  - коэффициент температуропроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, ;  - теплоемкость материала, на поверхность которого разливается СУГ, ;  - плотность материала, на поверхность которого разливается СУГ, ; t - текущее время, с, принимаемое равным времени полного испарения СУГ, но не более 3600 с;  число Рейнольдса; U - скорость воздушного потока, ;  - характерный размер пролива СУГ, м;  - кинематическая вязкость воздуха, ;  - коэффициент теплопроводности воздуха, .

Формула 36 справедлива для СУГ с температурой . При температуре СУГ  дополнительно рассчитывается масса перегретых СУГ  по формуле 34.

 

Расчет горизонтальных размеров зон,

ограничивающих газо- и паровоздушные смеси с концентрацией

горючего выше НКПР, при аварийном поступлении горючих

газов и паров ненагретых легковоспламеняющихся

жидкостей в открытое пространство

 

44. Горизонтальные размеры зоны, м, ограничивающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени ( ), вычисляют по формулам:

для горючих газов (ГГ):

 

, (37)

 

для паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ):

 

, (38)

 

,

 

где  - масса поступивших в открытое пространство ГГ при аварийной ситуации, кг;  - плотность ГГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, ;  - масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 3600 с, кг;  - плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре и атмосферном давлении, ;  - давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа; К - коэффициент, принимаемый равным К = Т / 3600 для ЛВЖ; Т - продолжительность поступления паров ЛВЖ в открытое пространство, с;  - нижний концентрационный предел распространения пламени ГГ или паров ЛВЖ, % (об.); М - молярная масса, ;  - мольный объем, равный 22,413 ;  - расчетная температура, °С. В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в соответствующей климатической зоне или максимальную возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры  по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61 °С.

45. За начало отсчета горизонтального размера зоны принимают внешние габаритные размеры аппаратов, установок, трубопроводов и т.п. Во всех случаях значение  должно быть не менее 0,3 м для ГГ и ЛВЖ.

 

Расчет избыточного давления и импульса волны давления

при сгорании смесей горючих газов и паров с воздухом

в открытом пространстве

 

46. Исходя из рассматриваемого сценария аварии, определяется масса m, кг, горючих газов и (или) паров, вышедших в атмосферу из технологического аппарата, в соответствии с пунктами 38 - 43.

47. Величину избыточного давления , кПа, развиваемого при сгорании газопаровоздушных смесей, определяют по формуле:

 

, (39)

 

где  - атмосферное давление, кПа  (допускается  принимать  равным 101 кПа); r - расстояние от  геометрического  центра газопаровоздушного облака, м;  - приведенная масса газа или пара, кг, вычисляется по формуле:

 

, (40)

 

где  - удельная теплота сгорания газа или пара, ; Z - коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который допускается принимать равным 0,1;  - константа, равная ; m - масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.

48. Величину импульса волны давления i, Па х с, вычисляют по формуле:

 

. (41)

 

МЕТОД РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ КРИТЕРИЕВ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ

ДЛЯ ГОРЮЧИХ ПЫЛЕЙ

 

49. В качестве расчетного варианта аварии для определения критериев пожарной опасности для горючих пылей следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в горении пылевоздушной смеси участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий такого горения.

50. Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие пылевоздушные смеси, определяется исходя из предпосылки о том, что в момент расчетной аварии произошла плановая (ремонтные работы) или внезапная разгерметизация одного из технологических аппаратов, за которой последовал аварийный выброс в окружающее пространство находившейся в аппарате пыли.

51. Расчетная масса пыли, поступившей в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле:

 

, (42)

 

где М - расчетная масса поступившей в окружающее пространство горючей пыли, кг;  - расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;  - расчетная масса пыли, поступившей в результате аварийной ситуации, кг.

52. Величина  определяется по формуле:

 

, (43)

 

где  - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;  - доля отложенной вблизи аппарата пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. В отсутствие экспериментальных данных о величине  допускается принимать ;  - масса отложившейся вблизи аппарата пыли к моменту аварии, кг.

53. Величина  определяется по формуле:

 

, (44)

 

где  - масса горючей пыли, выбрасываемой в окружающее пространство при разгерметизации технологического аппарата, кг; при отсутствии ограничивающих выброс пыли инженерных устройств следует полагать, что в момент расчетной аварии происходит аварийный выброс в окружающее пространство всей находившейся в аппарате пыли; q - производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, ; Т - расчетное время отключения, с, определяемое в каждом конкретном случае исходя из реальной обстановки. Следует принимать равным времени срабатывания системы автоматики, если вероятность ее отказа не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов (но не более 120 с); 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов; 300 с при ручном отключении;  - коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата. В отсутствие экспериментальных данных о величине  допускается принимать: 0,5 - для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм; 1,0 - для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.

54. Избыточное давление  для горючих пылей рассчитывается следующим образом:

а) определяют приведенную массу горючей пыли , кг, по формуле:

 

, (45)

 

где М - масса горючей пыли, поступившей в результате аварии в окружающее пространство, кг; Z - коэффициент участия пыли в горении, значение которого допускается принимать равным 0,1. В отдельных обоснованных случаях величина Z может быть снижена, но не менее чем до 0,02;  - теплота сгорания пыли, ;  - константа, принимаемая равной ;

б) вычисляют расчетное избыточное давление , кПа, по формуле:

 

, (46)

 

где r - расстояние от центра пылевоздушного облака, м. Допускается отсчитывать величину r от геометрического центра технологической установки;  - атмосферное давление, кПа.

55. Величину импульса волны давления i, Па х с, вычисляют по формуле:

 

. (47)

 

МЕТОД РАСЧЕТА ИНТЕНСИВНОСТИ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

 

56. Интенсивность теплового излучения рассчитывают для двух случаев пожара (или для того из них, который может быть реализован в данной технологической установке):

пожар проливов ЛВЖ, ГЖ или горение твердых горючих материалов (включая горение пыли);

огненный шар - крупномасштабное диффузионное горение, реализуемое при разрыве резервуара с горючей жидкостью или газом под давлением с воспламенением содержимого резервуара.

Если возможна реализация обоих случаев, то при оценке значений критерия пожарной опасности учитывается наибольшая из двух величин интенсивности теплового излучения.

57. Интенсивность теплового излучения q, , для пожара пролива жидкости или при горении твердых материалов вычисляют по формуле:

 

, (48)

 

где  - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, ;  - угловой коэффициент облученности;  - коэффициент пропускания атмосферы.

Значение  принимается на основе имеющихся экспериментальных данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив указанные данные приведены в табл. 8.

При отсутствии данных допускается принимать величину  равной: 100  для СУГ, 40  для нефтепродуктов, 40  для твердых материалов.

 

Таблица 8

 

Среднеповерхностная плотность теплового излучения

пламени в зависимости от диаметра очага

и удельная массовая скорость выгорания

для некоторых жидких углеводородных топлив

 

┌─────────────┬────────────────────────────────────────────┬──────────────┐

   Топливо                                -2                   М,     

                              Е , кВт х м                      -2    -1│

                               f                         │кг х м   х с 

             ├────────┬────────┬────────┬────────┬────────┤             

             │d = 10 м│d = 20 м│d = 30 м│d = 40 м│d = 50 м│             

├─────────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼──────────────┤

│ СПГ (метан) │   220     180    150      130     120       0,08    

├─────────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼──────────────┤

│СУГ (пропан- │   80      63      50      43      40        0,10    

│бутан)                                                            

├─────────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼──────────────┤

   Бензин       60      47      35      28      25        0,06    

├─────────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼──────────────┤

  Дизельное     40      32      25      21      18        0,04    

   топливо                                                        

├─────────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼──────────────┤

    Нефть       25      19      15      12      10        0,04    

├─────────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴──────────────┤

   Примечание. Для диаметров очагов менее 10 м  или  более  50  м следует│

│принимать величину Е  такой же, как и  для  очагов  диаметром 10 м и 50 м│

                    f                                                   

│соответственно.                                                          

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

Рассчитывают эффективный диаметр пролива d, м, по формуле:

 

, (49)

 

где F - площадь пролива, м2.

Вычисляют высоту пламени Н, м, по формуле:

 

, (50)

 

где М - удельная массовая скорость выгорания топлива, ;  - плотность окружающего воздуха, ;  - ускорение свободного падения.

Определяют угловой коэффициент облученности  по формулам:

 

, (51)

 

где ,  - факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок соответственно, определяемые с помощью выражений:

 

, (52)

 

; (53)

 

; (54)

 

; (55)

 

; (56)

 

, (57)

 

где r - расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта, м.

Определяют коэффициент пропускания атмосферы по формуле:

 

. (58)

 

58. Интенсивность теплового излучения q, , для огненного шара вычисляют по формуле (48).

Величину  определяют на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать  равным 450 .

Значение  вычисляют по формуле:

 

, (59)

 

где Н - высота центра огненного шара, м;  - эффективный диаметр огненного шара, м; r - расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром огненного шара, м.

Эффективный диаметр огненного шара  определяют по формуле:

 

, (60)

 

где m - масса горючего вещества, кг.

Величину Н определяют в ходе специальных исследований. Допускается принимать величину Н равной .

Время существования огненного шара , с, определяют по формуле:

 

. (61)

 

Коэффициент пропускания атмосферы  рассчитывают по формуле:

 

. (62)

 

7. МЕТОД ОЦЕНКИ ИНДИВИДУАЛЬНОГО РИСКА

 

59. Настоящий метод применим для расчета величины индивидуального риска (далее по тексту - риска) на наружных установках при возникновении таких поражающих факторов, как избыточное давление, развиваемое при сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей, и тепловое излучение при сгорании веществ и материалов.

60. Величину индивидуального риска  при сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей рассчитывают по формуле:

 

, (63)

 

где  - годовая частота возникновения i-й аварии с горением газо-, паро- или пылевоздушной смеси на рассматриваемой наружной установке, 1/год;  - условная вероятность поражения человека, находящегося на заданном расстоянии от наружной установки, избыточным давлением при реализации указанной аварии i-го типа; n - количество типов рассматриваемых аварий.

Значения  определяют из статистических данных или на основе методик, изложенных в нормативных документах, утвержденных в установленном порядке. В формуле (63) допускается учитывать только одну наиболее неблагоприятную аварию, величина  для которой принимается равной годовой частоте возникновения пожара с горением газо-, паро- или пылевоздушных смесей на наружной установке по нормативным документам, утвержденным в установленном порядке, а значение  вычислять, исходя из массы горючих веществ, вышедших в атмосферу, в соответствии с пп. 37 - 43.

61. Величину индивидуального риска  при возможном сгорании веществ и материалов, указанных в табл. 7 для категории , рассчитывают по формуле:

 

, (64)

 

где  - годовая частота возникновения пожара на рассматриваемой наружной установке в случае аварии i-го типа, 1/год;  - условная вероятность поражения человека, находящегося на заданном расстоянии от наружной установки, тепловым излучением при реализации аварии i-го типа; n - количество типов рассматриваемых аварий.

Значение  определяют из статистических данных или на основе методик, изложенных в нормативных документах, утвержденных в установленном порядке.

В формуле (64) допускается учитывать только одну наиболее неблагоприятную аварию, величина  для которой принимается равной годовой частоте возникновения пожара на наружной установке по нормативным документам, утвержденным в установленном порядке, а значение  вычислять, исходя из массы горючих веществ, вышедших в атмосферу, в соответствии с пунктами 37 - 43.

62. Условную вероятность  поражения человека избыточным давлением при сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей на расстоянии r от эпицентра определяют следующим образом:

вычисляют избыточное давление  и импульс i по методам, описанным в разделе 6 (методы расчета значений критериев пожарной опасности для горючих газов и паров или метод расчета значений критериев пожарной опасности для горючих пылей);

исходя из значений  и i вычисляют величину пробит - функции  по формуле:

 

, (65)

 

, (66)

 

где  - избыточное давление, Па; i - импульс волны давления, Па х с.

С помощью табл. 9 определяют условную вероятность поражения человека. Например, при значении  = 2,95 значение  = 2% = 0,02, а при  = 8,09 значение  = 99,9% = 0,999.

 

Таблица 9

 

Значения условной вероятности поражения человека

в зависимости от величины 

 

┌───────────┬─────────────────────────────────────────────────────────────┐

│ Условная                          Величина Р                          

│вероятность│                                  r                         

│ поражения,├─────┬─────┬─────┬──────┬─────┬─────┬─────┬──────┬─────┬─────┤

     %       0    1    2    3     4    5    6    7     8    9 

├───────────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┼─────┤

     0       -  │2,67 │2,95 │ 3,12 │3,25 │3,36 │3,45 │ 3,52 │3,59 │3,66 │

    10     │3,72 │3,77 │3,82 │ 3,90 │3,92 │3,96 │4,01 │ 4,05 │4,08 │4,12 │

    20     │4,16 │4,19 │4,23 │ 4,26 │4,29 │4,33 │4,36 │ 4,39 │4,42 │4,45 │

    30     │4,48 │4,50 │4,53 │ 4,56 │4,59 │4,61 │4,64 │ 4,67 │4,69 │4,72 │

    40     │4,75 │4,77 │4,80 │ 4,82 │4,85 │4,87 │4,90 │ 4,92 │4,95 │4,97 │

    50     │5,00 │5,03 │5,05 │ 5,08 │5,10 │5,13 │5,15 │ 5,18 │5,20 │5,23 │

    60     │5,25 │5,28 │5,31 │ 5,33 │5,36 │5,39 │5,41 │ 5,44 │5,47 │5,50 │

    70     │5,52 │5,55 │5,58 │ 5,61 │5,64 │5,67 │5,71 │ 5,74 │5,77 │5,81 │

    80     │5,84 │5,88 │5,92 │ 5,95 │5,99 │6,04 │6,08 │ 6,13 │6,18 │6,23 │

    90     │6,28 │6,34 │6,41 │ 6,48 │6,55 │6,64 │6,75 │ 6,88 │7,05 │7,33 │

├───────────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┼─────┤

     -     │0,00 │0,10 │0,20 │ 0,30 │0,40 │0,50 │0,60 │ 0,70 │0,80 │0,90 │

├───────────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┼─────┤

    99     │7,33 │7,37 │7,41 │ 7,46 │7,51 │7,58 │7,65 │ 7,75 │7,88 │8,09 │

└───────────┴─────┴─────┴─────┴──────┴─────┴─────┴─────┴──────┴─────┴─────┘

 

63. Условную вероятность поражения человека тепловым излучением  определяют следующим образом:

а) рассчитывают величину  по формуле:

 

, (67)

 

где t - эффективное время экспозиции, с; q - интенсивность теплового излучения, , определяемая в соответствии с методом расчета интенсивности теплового излучения (раздел 6).

Величину t находят:

1) для пожаров проливов ЛВЖ, ГЖ и твердых материалов:

 

, (68)

 

где  - характерное время обнаружения пожара, с (допускается принимать t = 5 с); х - расстояние от места расположения человека до зоны, где интенсивность теплового излучения не превышает 4 , м; u - скорость движения человека,  (допускается принимать u = 5 );

2) для воздействия огненного шара - в соответствии с методом расчета интенсивности теплового излучения (раздел 6);

б) с помощью табл. 9 определяют условную вероятность  поражения человека тепловым излучением.

64. Если для рассматриваемой технологической установки возможен как пожар пролива, так и огненный шар, в формуле (64) должны быть учтены оба указанных выше типа аварии.

 

 

 

 

 

Приложение

Рекомендуемое

 

РАСЧЕТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЯ

КОЭФФИЦИЕНТА Z УЧАСТИЯ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ПАРОВ

НЕНАГРЕТЫХ ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ ВО ВЗРЫВЕ

 

Материалы настоящего Приложения применяются для случая , где  - нижний концентрационный предел распространения пламени газа или пара, % (об.), и для помещений в форме прямоугольного параллелепипеда с отношением длины к ширине не более 5.

1. Коэффициент Z участия горючих газов и паров легковоспламеняющихся жидкостей во взрыве при заданном уровне значимости  рассчитывается по формулам:

 

при  и 

 

, (1)

 

при  и 

 

, (2)

 

где  - предэкспоненциальный множитель, % (об.), равный:

при отсутствии подвижности воздушной среды для горючих газов:

 

, (3)

 

при подвижности воздушной среды для горючих газов:

 

, (4)

 

при отсутствии подвижности воздушной среды для паров легковоспламеняющихся жидкостей:

 

, (5)

 

при подвижности воздушной среды для паров легковоспламеняющихся жидкостей:

 

, (6)

 

m - масса газа или паров ЛВЖ, поступающих в объем помещения в соответствии с разделом 3, кг;  - допустимые отклонения концентрации при задаваемом уровне значимости , приведенные в таблице П1; , ,  - расстояния по осям X, Y и Z от источника поступления газа или пара, ограниченные нижним концентрационным пределом распространения пламени соответственно, м; рассчитываются по формулам (10 - 12) Приложения; L, S - длина и ширина помещения соответственно, м; F - площадь пола помещения соответственно, м2; U - подвижность воздушной среды, ;  - концентрация насыщенных паров при расчетной температуре , °С, воздуха в помещении, % (об.).

Концентрация  может быть найдена по формуле:

 

, (7)

 

где  - давление насыщенных паров при расчетной температуре (находится из справочной литературы), кПа;  - атмосферное давление, равное 101 кПа.

 

Таблица П1

 

┌──────────────────────┬──────────────────────┬──────────────────┐

│Характер распределения│              -             дельта     

     концентраций            Q (С  ; С)                       

├──────────────────────┼──────────────────────┼──────────────────┤

│Для горючих газов при │         0,1                 1,29      

│отсутствии подвижности├──────────────────────┼──────────────────┤

│воздушной среды                0,05                1,38      

                      ├──────────────────────┼──────────────────┤

                               0,01                1,53      

                      ├──────────────────────┼──────────────────┤

                              0,003                1,63      

                      ├──────────────────────┼──────────────────┤

                              0,001                1,70      

                      ├──────────────────────┼──────────────────┤

                             0,000001              2,04      

├──────────────────────┼──────────────────────┼──────────────────┤

│Для горючих газов при │         0,1                 1,29      

│подвижности воздушной ├──────────────────────┼──────────────────┤

│среды                          0,05                1,37      

                      ├──────────────────────┼──────────────────┤

                               0,01                1,52      

                      ├──────────────────────┼──────────────────┤

                              0,003                1,62      

                      ├──────────────────────┼──────────────────┤

                              0,001                1,70      

                      ├──────────────────────┼──────────────────┤

                             0,000001              2,03      

├──────────────────────┼──────────────────────┼──────────────────┤

│Для паров                      0,1                 1,19      

│легковоспламеняющихся ├──────────────────────┼──────────────────┤

│жидкостей при                  0,05                1,25      

│отсутствии подвижности├──────────────────────┼──────────────────┤

│воздушной среды                0,01                1,35      

                      ├──────────────────────┼──────────────────┤

                              0,003                1,41      

                      ├──────────────────────┼──────────────────┤

                              0,001                1,46      

                      ├──────────────────────┼──────────────────┤

                             0,000001              1,68      

├──────────────────────┼──────────────────────┼──────────────────┤

│Для паров                      0,1                 1,21      

│легковоспламеняющихся ├──────────────────────┼──────────────────┤

│жидкостей при                  0,05                1,27      

│подвижности воздушной ├──────────────────────┼──────────────────┤

│среды                          0,01                1,38      

                      ├──────────────────────┼──────────────────┤

                              0,003                1,45      

                      ├──────────────────────┼──────────────────┤

                              0,001                1,51      

                      ├──────────────────────┼──────────────────┤

                             0,000001              1,75      

└──────────────────────┴──────────────────────┴──────────────────┘

 

Величина уровня значимости  выбирается исходя из особенностей технологического процесса. Допускается принимать  равным 0,05.

2. Величина коэффициента Z участия паров легковоспламеняющихся жидкостей во взрыве может быть определена по графику, приведенному на рисунке.

 

 

Значения Х определяются по формуле:

 

(8)

 

где  - величина, задаваемая соотношением:

 

, (9)

 

где  - эффективный коэффициент избытка горючего, принимаемый равным 1,9.

3. Расстояния ,  и  рассчитываются по формулам:

 

; (10)

 

; (11)

 

, (12)

 

где  - коэффициент, принимаемый равным 1,1314 для горючих газов и 1,1958 для легковоспламеняющихся жидкостей;  - коэффициент, принимаемый равным 1 для горючих газов и  = Т/3600 для легковоспламеняющихся жидкостей;  - коэффициент, принимаемый равным 0,0253 для горючих газов при отсутствии подвижности воздушной среды; 0,02828 для горючих газов при подвижности воздушной среды; 0,04714 для легковоспламеняющихся жидкостей при отсутствии подвижности воздушной среды и 0,3536 для легковоспламеняющихся жидкостей при подвижности воздушной среды; Н - высота помещения, м.

При отрицательных значениях логарифмов расстояния ,  и  принимаются равными 0.