gost_51330.9-99 (ГОСТ Р 51330.9-99 (МЭК 60079-10-95)), страница 5

1):НКПР (кг/м3) - 0,416 × 10-3 × М × (НКПР) (объемные %),где М - молярная масса, кг/кмоль.При общей вентиляции зоны для заданной величины кратности воздухообмена в единицувремени с гипотетический объем Vг взрывоопасной смеси вокруг источника утечки определяютпо формулеVг =(∆V / ∆t )min,kc(Б.2)где с - кратность воздухообмена, с-1;k - коэффициент безопасности по отношению к НКПР (как правило k = 0,25 для постояннойутечки и утечки первой степени и К = 0,5 для утечки второй степени).Выражение (Б.2) действительно для мгновенного перемешивания горючего газа и свежеговоздуха до однородной смеси у источника утечки. На практике подобные идеальные условия,как правило, не встречаются в связи с наличием возможных препятствий воздушному потоку,что ухудшает вентиляцию отдельных областей зоны.Таким образом, эффективность воздухообмена у источника утечки будет ниже, чем величинас в выражении (Б.4), что приводит к увеличению объема Vг.

Для учета этого обстоятельства вформулу (Б.2) вводят дополнительный коэффициент f и получают следующее выражениеVг =f (∆V / ∆t )min,kc(Б.3)где f - коэффициент эффективности рассеивания взрывоопасной смеси; f находится впределах от f = 1 (идеальная ситуация) до f = 5 (типичный случай, т. е. имеется преградавоздушному потоку).Величина Vг представляет собой объем, за пределами которого средняя концентрациявзрывоопасной смеси газа или пара составляет менее 0,25 или 0,5 от НКПР, в зависимости отвеличины коэффициента безопасности k (выражение Б.2).

Это означает, что для самых худшихслучаев оценки гипотетического объема концентрация газа или пара будет значительно ниже, т.е. в реальности объем взрывоопасной смеси, в котором концентрация выше НКПР будетзначительно меньше Vг.б) Закрытая зонаДля закрытой зоны значение с определяют по формулес=где∆Vобщ / ∆t - расход свежего воздуха;∆Vобщ / ∆tV0,(Б.4)V0 - вентилируемый объем, м3.в) Наружные условияНа открытом воздухе даже небольшая скорость ветра вызывает значительное перемещениевоздуха. Например, на открытом воздухе в пространстве в виде куба с размерами каждойстороны в несколько метров при скорости ветра около 0,5 м/с обеспечивается кратностьвоздухообмена более 100/ч (0,03/с).Для открытого пространства при значении с = 0,03/с гипотетический объем Vгвзрывоопасной смеси определяют по формулеVг =(∆V / ∆t ) min,0, 03k(Б.5)где 0,03 - кратность воздухообмена;∆V / ∆t - выражается в единицах объема в секунду.Обычно на открытом воздухе рассеивание взрывоопасной смеси происходит быстрее.Реальный механизм дисперсии проявляется таким образом, что расчет по этому методу даетзавышенный результат.г) Определение времени присутствия (существования) tВремя (t), за которое после устранения утечки средняя концентрация снижается отначального значения Х0 до (НКПР) × k, определяют по формулеt=НКПР ⋅ k−f,⋅ lnсХ0(Б.6)где Х0 - начальная концентрация горючего вещества, % или кг/м3.В непосредственной близости от источника утечки концентрация горючего вещества вовзрывоопасной смеси может составлять 100 %.

Однако при расчете t величина Х0 должнавыбираться в зависимости от конкретных условий, с учетом, наряду с другими факторами,объема, а также частоты и длительности утечки. Практически концентрация Х0 должнавыбираться всегда выше НКПР;с - кратность воздухообмена;t - время (размерность времени должна быть одинаковой с размерностью кратностивоздухообмена, т. е. если с это кратность воздухообмена в секунду, то t также должновыражаться в секундах);f - коэффициент эффективности рассеивания взрывоопасной смеси, учитывающий реальныйпроцесс перемешивания воздуха (см. выражение Б. 3).Значение f может изменяться от f = 5, например при вентиляции, когда воздух проникаетчерез трещины и выходит через единственное выпускное отверстие, до f ≈ 1, например привентиляции, когда воздух проникает через перфорированный потолок и выходит черезмногочисленные выпускные отверстия;ln - натуральный логарифм, т.

е. 2,303 lg;k - коэффициент безопасности по отношению к НКПР (см. выражение Б.2).Значение t, определенное из выражения (Б.6), само по себе не является количественнымкритерием класса зоны. Оно может быть использовано для установления класса зоны толькопри сравнении с временными характеристиками конкретного процесса.д) Оценка уровня вентиляцииПостоянная утечка обычно соответствует зоне класса 0, утечка первой степени - зоне класса1, а утечка второй степени - зоне класса 2. Однако такое соответствие не является строгим из-заналичия вентиляции.В практических случаях уровень и готовность вентиляции могут быть так высоки, чтовзрывоопасные зоны отсутствуют.

И наоборот, уровень вентиляции может быть настольконизким, что зону необходимо относить к низкому классу (т. е. взрывоопасная зона относится кклассу 1 при источнике утечки второй степени). Это происходит, например, в случаях, когдауровень вентиляции настолько низкий, что взрывоопасная смесь продолжает существовать ирассеивается очень медленно после устранения источника утечки горючего газа или пара. Такимобразом, присутствие взрывоопасной смеси продолжается дольше, чем предполагалось дляданной степени утечки.Расчетное значение гипотетического объема Vг используется для отнесения уровнявентиляции к высокому, среднему или низкому. Время существования взрывоопасной смеси 1позволяет установить, какой требуется уровень вентиляции для зоны, чтобы онасоответствовала зонам классов 0, 1 или 2.Уровень может рассматриваться как высокий ВВ, если объем Vг очень мал или им можнопренебречь. При такой вентиляции можно считать, что источник утечки не образуетвзрывоопасной смеси, т.

е. зона взрывобезопасна. Однако в непосредственной близости отисточника утечки взрывоопасная смесь присутствует, но размеры этой области пренебрежимомалы.На практике высокий уровень вентиляции можно обеспечить только в следующих случаях:местными системами искусственной вентиляции вблизи источника; в небольших закрытыхзонах; при очень небольшой утечке в зонах больших размеров.При устройстве систем вентиляции необходимо учитывать следующие обстоятельства.Во-первых, большинство закрытых зон содержат много источников утечки.

В то же времяиметь множество небольших взрывоопасных зон в помещениях, классифицированных каквзрывобезопасные, не рекомендуется.Во-вторых, при утечках, которые характерны для классификации зон, естественнаявентиляция часто бывает недостаточной даже на открытом воздухе.В третьих, нерационально интенсивно проветривать средствами искусственной вентиляциибольшие помещения.Объем Vг не характеризует время, в течение которого взрывоопасная смесь продолжаетсуществовать после прекращения утечки при ВВ уровне, но он является таким фактором при ВСили ВН уровнях вентиляции.Уровень СВ должен воздействовать на рассеивание утечки горючего газа или пара.

Времярассеивания взрывоопасной смеси после устранения утечки должно быть таким, чтобывыполнялись условия зоны класса 1 или 2 в зависимости от того, является ли степень утечкипервой или второй.Допускаемое время рассеивания зависит от ожидаемой частоты утечки и длительностикаждой утечки. Объем Vг часто бывает меньше объема любой закрытой зоны. В этом случаедопускается классифицировать как взрывоопасную только часть закрытой зоны. В ряде случаевобъем Vг может быть таким же, как объем закрытой зоны. Тогда всю закрытую зонуклассифицируют как взрывоопасную.Если требования к зоне не удовлетворяются, то уровень рассматривают как ВН.

При уровнеВН гипотетический объем Vг часто бывает равным или большим, чем объем закрытой зоны.Уровень ВН на открытых пространствах практически не встречается, за исключением случаевналичия преград воздушному потоку, например в ямах.Б.5 Готовность вентиляцииГотовность вентиляции оказывает влияние на образование и присутствие взрывоопаснойсмеси.

Поэтому готовность вентиляции также должна учитываться при определении классазоны.По готовности вентиляцию разделяют на три уровня (см. примеры в приложении В):- хорошая - вентиляция присутствует постоянно;- средняя - вентиляция присутствует при нормальных условиях эксплуатации. Допускаютсяее перерывы при условии, что они нечастые и кратковременные;- плохая - вентиляция, не отвечающая требованиям первого и второго уровня готовности,при этом длительные ее перерывы не ожидаются.

Если готовность не отвечает требованиямдаже третьего уровня, то такая вентиляция не может рассматриваться как вентиляция зоны.а) Готовность при естественной вентиляцииДля наружных условий оценка вентиляции основывается на предполагаемой минимальнойскорости ветра 0,5 м/с, которая существует практически постоянно. В этом случае готовностьвентиляции является хорошей.б) Готовность при искусственной вентиляцииПри оценке готовности искусственной вентиляции необходимо принимать во вниманиенадежность оборудования и готовность, например, аварийных вентиляторов. Хорошаяготовность обеспечивается, если при авариях автоматически включаются запасныевентиляторы. Однако если предусмотрены средства предотвращения утечки горючего веществапри выходе из строя вентилятора (например, посредством автоматической остановкитехнологического процесса), то классификацию вентиляции, установленную для работающихвентиляторов, менять не требуется, т.

е. готовность можно считать хорошей.Б.6 Практические указанияСвязь между параметрами вентиляции и классом взрывоопасной зоны для утечек различнойстепени показана в таблице Б. 1. Примеры расчетов параметров, необходимых для установлениякласса зоны, приведены в разделе Б.7.Таблица Б.1 - Вентиляция и класс взрывоопасной зоныСтепень утечкиУровень вентиляцииВСГотовностьХорошаяСредняяПлохаяХорошаяСредняя(Зона класса 0 ПМ) (Зона класса 0 ПМ) (Зона класса 0 ПМ) Зона класса 0 Зона класса 0Взрывобезопасная1) Зона класса 21)Зона класса 11)Зона класса 2(Зона класса 1 ПМ) (Зона класса 1 ПМ) (Зона класса 1 ПМ) Зона класса 1 Зона класса 1 +Взрывобезопасная1) Зона класса 21)Зона класса 21)Зона класса 2(Зона класса 2 ПМ) (Зона класса 2 ПМ) Зона класса 2Зона класса 2 Зона класса 2Взрывобезопасная1) Взрывобезопасная1)ВВПостоянная(непрерывная)Первой степениВторой степени1)ВНПлохаяХорошая, средняя или плохаяЗона класса 0Зона класса 0Зона класса 1Зона класса 1 + Зона класса 1 или 02)Зона класса 2Зона класса 2Зона класса 1 (возможно зона класса02))Символы 0ПМ, 1ПМ и 2ПМ означают, что из-за наличия источника утечки зоны классов 0, 1 и 2 существуют, но они имеют пренебрежимо малые размеры.Зону класса 0 принимают в случае, если вентиляция настолько слабая и утечка такова, что взрывоопасная смесь присутствует практически постоянно (т.

е. приближение к условиямотсутствия вентиляции).Примечание - Знак «+» означает, что зона низкого класса (например, класса 0) окружена зоной более высокого класса.2)Б.7 Расчеты уровня вентиляцииРасчет № 1Характеристика утечкиГорючее вещество:Источник утечкиНижний концентрационный предел воспламенения (НКПВ)Степень утечкиКоэффициент безопасности kИнтенсивность утечки ( ∆G / ∆t ) maxХарактеристика вентиляцииЗакрытое помещениеКратность воздухообмена сКоэффициент эффективности рассеивания взрывоопаснойсмеси fОкружающая температура ТТемпературный коэффициент (Т/293 К).Минимальный объемный расход свежего воздуха(∆V / ∆t ) min =пары толуолаповрежденный фланец0,046 кг/м3 (1,2 объемных %)постоянная (непрерывная)0,252,8 × 10-10 кг/с1/ч (2,8 × 10-4 /с)520 °С (293 К)1(∆G / ∆t ) max Т2,8 ⋅10−10 2933⋅=⋅= 2, 4 ⋅10−8 м /с.k ⋅ НКПР 293 0, 25 ⋅ 0, 046 293Гипотетический объем Vгf (∆V / ∆t ) min 5 ⋅ 2, 4 ⋅10−83Vг === 4,3 ⋅10−4 м .−4с2,8 ⋅10Время существования взрывоопасной смеси в данном примере не рассчитывают, т.