Пособие по применению НПБ 105-95 (524090), страница 3
Текст из файла (страница 3)
29 - 39. Определение по ним пожароопасных категорий производится согласнопроцедуре, изложенной в пп. 5.1 - 5.6.6. ТИПОВЫЕ ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ КАТЕГОРИЙ ПОМЕЩЕНИЙ И ЗДАНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙИ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ6.1. Помещения с горючими газамиПример 11. Исходные данные.1.1. Аккумуляторное помещение объемом Vп = 27,2 м3 оборудуется аккумуляторными батареями СК-4из 12 аккумуляторов и СК-1 из 13 аккумуляторов.1.2. Максимальная абсолютная температура воздуха согласно СНиП 2.01.01-82 [1] в районестроительства 38 ° С (г.
Екатеринбург).1.3. Обоснование расчетного варианта наиболее неблагоприятного в отношении взрыва периода.1.3.1. При расчете избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта принимаетсянаиболее неблагоприятный в отношении взрыва период, связанный с формовкой и зарядкойполностью разряженных батарей с напряжением более 2,3 В на элемент и наибольшим значениемзарядного тока, превышающим в четыре раза максимальный зарядный ток.1.3.2. Происходит зарядка аккумуляторных батарей с максимальной номинальной емкостью (А ⋅ ч).Количество одновременно заряжаемых батарей устанавливается в зависимости от эксплуатационныхусловий, мощности и напряжения внешнего источника тока. Продолжительность поступленияводорода в помещение соответствует конечному периоду зарядки при обильном газовыделении ипринимается равным 1 ч (Т = 3600 с).1.3.3.
За расчетную температуру принимается максимальная абсолютная температура наружноговоздуха в населенном пункте (климатической зоне) согласно СНиП 2.01.01-82 [1].1.4. Расчет поступающего в помещение водорода при зарядке аккумуляторных батарей.1.4.1. Масса водорода, выделившегося в одном элементе при установившемся динамическомравновесии между силой зарядного тока и количеством выделяемого газа, составляеткг ⋅ А-1 ⋅ с-1,где F = 9,65 ⋅ 104 А ⋅ с ⋅ моль-1 - постоянная Фарадея; А - атомная единица массыводорода, равная 1 а.е.м = 1⋅ 10-3 кг ⋅ моль-1; Z = 1 - валентность водорода; I - силазарядного тока, А; Т - расчетное время зарядки, с.1.4.2. Объем водорода, поступающего в помещение при зарядке нескольких батарей, м3, можноопределить из выражениягде ρ г - плотность водорода при расчетной температуре воздуха, кг ⋅ м-3; Ii максимальный зарядный ток i-й батареи, А; ni - количество аккумуляторов i-й батареи.Плотность водорода определяется по формуле, кг ⋅ м-3,где М - масса одного киломоля водорода, равная 2 кг ⋅ кмоль-1; V0 - объем киломолягаза при нормальных условиях, равный 22,413 м3⋅ кмоль-1; α = 0,00367 град-1 коэффициент температурного расширения газа; tр - расчетная температура воздуха, ° С.Максимальная сила зарядного тока принимается по ГОСТ 825-73 “Аккумуляторы свинцовые длястационарных установок".1.5.
Стехиометрическая концентрация водорода СCT рассчитывается по формуле (3) НПБ 105-95СCT == 29,24 % (об.);1.6. Плотность водорода при расчетной температуре воздуха будет равнакг ⋅ м-3.1.7. Объем водорода, поступающего в аккумуляторное помещение при зарядке двух батарей СК-4 иСК-1, составитм3.1.6. Свободный объем аккумуляторного помещения составитVcв = 0,8 ⋅ Vп = 0,8 ⋅ 27,2 = 21,76 м3.2. Избыточное давление взрыва ∆ P водорода в аккумуляторном помещении согласно формуле (2)Пособия (Vн = m/ρ г) будет равнокПа.Так как расчетное избыточное давление взрыва более 5 кПа, то аккумуляторное помещение следуетотносить к категории А.3. Расчет избыточного давления взрыва водорода ∆ P в аккумуляторном помещении с учетом работыаварийной вентиляции (по п.
3.7 НПБ 105-95 [2], продолжительность поступления водорода в объемпомещения Т = 3600 с).3.1. При кратности воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, равной 8 ч-1, объемводорода, поступающего в помещение, составитм3.Избыточное давление взрыва ∆ P при этом будет равнокПа.3.2. При оборудовании аккумуляторного помещения аварийной вентиляцией с кратностьювоздухообмена А = 8 ч-1, отвечающей требованиям п. 3.7 НПБ 105-95, СНиП 2.04.05-91* [3] и ПУЭ [4],допускается не относить аккумуляторное помещение к категории А.Согласно п.
2.2 и табл.1 НПБ 105-95 при расчетном давлении взрыва менее 5 кПа аккумуляторноепомещение следует относить к категории В4.Пример 21. Исходные данные.1.1. Пост диагностики автотранспортного предприятия для грузовых автомобилей, работающих насжатом природном газе. Объем помещения Vп = 300 м3. Свободный объем помещения Vсв = 0,8 ⋅ Vп =0,8 ⋅ 300 = 240 м3. Объем баллона со сжатым природным газом V = 50 л = 0,05 м3.
Давление в баллонеР1 = 2 ⋅ 104 кПа.1.2. Основной компонент сжатого природного газа - метан (98 % (об.)). Молярная масса метана М =16,04 кг ⋅ кмоль-1.2. Обоснование расчетного варианта аварии.При определении избыточного давления взрыва ∆ P в качестве расчетного варианта авариипринимается разгерметизация одного баллона со сжатым природным газом и поступление его в объемпомещения.
За расчетную температуру принимается максимальная абсолютная температура воздухав данном районе (Москва) согласно СНиП 2.01.01-82 tр = 37 ° С.Плотность метана при tр = 37 ° Скг ⋅ м-3.3. Масса поступившего в помещение при расчетной аварии метана m определяется по формулам (6) и(7) НПБ 105-95:Va = 0,01⋅ 2 ⋅ 104 ⋅ 0,05 = 10 м3;m = 10 ⋅ 0,6301 = 6,301 кг.4. Избыточное давление взрыва ∆ P, определенное по формуле (9) или номограмме (рис.
19) Пособия,составит∆ P = 2,36 ⋅ 103 ⋅ 6,301/240 = 62 кПа.По номограмме при m/Vсв ⋅ 104 = 6,301/240 ⋅ 104 = 262,5 ∆ P > 12 кПа.5. Расчетное избыточное давление взрыва превышает 5 кПа, следовательно, помещение постадиагностики относится к категории А.Пример 31. Исходные данные.1.1. Помещение участка наращивания кремния. Наращивание поликристалла кремния осуществляетсяметодом восстановления тетрахлорида кремния в атмосфере водорода на двух установках сдавлением в их реакторах Р1 = 200 кПа. Водород подается к установкам от коллектора,расположенного за пределами участка, по трубопроводу из нержавеющей стали диаметром d = 0,02 м(радиусом r = 0,01 м) под давлением Р2 = 300 кПа.
Суммарная длина трубопровода от автоматическойзадвижки с электроприводом, расположенной за пределами участка, до установок составляет L1 = 15 м.Объем реактора V = 0,09 м3. Температура раскаленных поверхностей реактора t = 1200 ° С. Времяавтоматического отключения по паспортным данным Та = 3 с. Расход газа в трубопроводе q = 0,06 м3⋅с-1. Размеры помещения LxSxH = 15,81x 15,81x 6 м. Объем помещения Vп = 1500 м3. Свободныйободный объем помещения Vсв = 0,8 ⋅ 1500 = 1200 м3.
Площадь помещения F = 250 м2.1.2. Молярная масса водорода М = 2,016 кг ⋅ кмоль-1. Нижний концентрационный пределраспространения пламени водорода СНКПР = 4,1 % (об.). Стехиометрическая концентрация водородаССТ = 29,24 % (об.). Максимальное давление взрыва водорода Рmax = 730 кПа. Тетрахлорид кремния негорючее вещество. Образующиеся в результате химической реакции вещества - негорючие.2.
Обоснование расчетного варианта аварии.При определении избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта аварии принимаетсяразгерметизация одного реактора и выход из него и подводящего трубопровода водорода в объемпомещения. За расчетную температуру принимается максимальная абсолютная температура воздухав данном районе (г. Воронеж) согласно СНиП 2.01.01-82 tр = 41 ° С. Плотность водорода при tр = 41 ° Скг ⋅ м-3.Расчетное время отключения трубопровода по п. 3.2 в) НПБ 105-95 Та = 120 с.3.
Масса поступившего в помещение при расчетной аварии водорода m определяется по формулам (6)- (10) НПБ 105-95:Va = 0,01 ⋅ 200 ⋅ 0,09 = 0,18 м3;V1T = 0,06 ⋅ 120 = 7,2 м3;V2T = 0,01 ⋅ 3,14 ⋅ 300 ⋅ 0,012 ⋅ 15 = 0,014 м3;VT = 7,2 + 0,014 = 7,214 м3;m = (0,18 + 7,214) ⋅ 0,0782 = 0,5782 кг.4. Определение коэффициента участия водорода во взрыве Z проводим в соответствии сприложением НПБ 105-95.4.1. Средняя концентрация водорода в помещении Сср составитСср==0,62 % (об.).Сср = 0,62 % (об.) < 0,5 ⋅ СНКПР = 0,5 ⋅ 4,1 = 2,05 % (об.), следовательно, можно определить значениекоэффициента участия водорода во взрыве Z расчетным методом.4.2.
Значение предэкспоненциального множителя С0 составитС0 = 3,77 ⋅ 103 ⋅= 23,23 % (об.).4.3. Расстояния ХНКПР, УНКПР и ZНКПР составят:ХНКПР = УНКПР = 1,1314 ⋅ 15,81 ⋅ZНКПР = 0,0253 ⋅ 6 ⋅= 25,65 м;= 0,218 м.4.4. Расчетное значение коэффициента Z будет равноZ=⋅ 0,0782 ⋅ (23,23 + 4,1/1,38) ⋅ 250 ⋅ 0,218 = 0,97.5. Избыточное давление взрыва ∆ P согласно формуле (1) НПБ 105-95 составит∆ P = (730 - 101) ⋅= 4,29 кПа.6. Расчетное избыточное давление взрыва менее 5 кПа. Помещение участка наращивания кремния неотносится к категории А.
Согласно п. 2.2 и табл. 1 НПБ 105-95 при расчетном давлении взрыва менее 5кПа данное помещение следует относить к категории В4.6.2. Помещения с легковоспламеняющимися жидкостямиПример 41. Исходные данные.1.1. Помещение складирования ацетона. В помещении хранится десять бочек с ацетоном, каждаяобъемом по Vа = 80 л = 0,08 м3. Размеры помещения Lx Sx H = 12x 6x 6 м.
Объем помещения Vп = 432м3. Свободный объем помещения Vсв = 0,8 ⋅ 432 = 345,6 м3. Площадь помещения F = 72 м2.1.2. Молярная масса ацетона М = 58,08 кг ⋅ кмоль-1. Константы уравнения Антуана: А = 6,37551; В =1281,721; СА = 237,088. Химическая формула ацетона С3Н6О. Плотность ацетона (жидкости) ρ ж = 790,8кг ⋅ м-3. Температура вспышки ацетона tвсп = -18 ° С.2. Обоснование расчетного варианта аварии.При определении избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта аварии принимаетсяразгерметизация одной бочки и разлив ацетона по полу помещения, исходя из расчета, что 1 лацетона разливается на 1 м2 пола помещения.
За расчетную температуру принимается абсолютнаятемпература воздуха в данном районе (г. Мурманск) согласно СНиП 2.01.01-82 tр = 32 ° С.3. Определение параметров взрывопожарной опасности проводим с использованием номограммПособия.3.1. В соответствии с рис. 2 Пособия для tр = 32 ° С определяется значение параметра xt = 0,896.3.2. Рассчитывается значение параметра М ⋅ xt = 58,08 ⋅ 0,896 = 52,0.3.3. Согласно рис. 6 Пособия для значения параметра М ⋅ xt = 52,0 определяется значение плотностипаров ацетона при расчетной температуре ρ п = 2,32 кг ⋅ м-3кг ⋅ м-3).(расчетное3.4.
Рассчитывается значение параметра tр + СА = 32 + 237,088 ≈ 270 (269,088).3.5. Согласно рис. 7 Пособия для значения параметров tр + СА = 270 и Вх = 1000 определяетсязначение параметра хвх= 3,7. Искомое значение параметраxв = (1281,721/1000) ⋅ 3,7 ≈ 4,7 (4,724).3.6. Согласно рис. 8 Пособия для значения параметров xв = 4,7 и А = 6,4 (6,37551) определяетсязначение параметра lgРН = 1,68.3.7. Согласно рис. 9 Пособия для значения параметра lgРН = 1,68 определяется значение давлениянасыщенных паров ацетона РН = 47 кПа (lgPH = 6,37551 - 1281,721/(32 + 237,088) = 1,612306, откударасчетное значение РН = 40,95 кПа). Следовательно, графическое определение при большихзначениях давления насыщенных паров ацетона РН дает довольно завышенные значения сопределенным запасом по сравнению с расчетом по формуле Антуана.3.8.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
