2. Оценка пожарной и взрывопожарной опасности производственных помещений.

При осуществлении мер по обеспечению пожарной и взрывной безопасности большое значение имеет оценка пожарной опасности производства.

Условия, возникающие при пожаре в производственных поме­щениях, зависят от того, какие вещества в них используются, перерабатываются или хранятся.

Производственные помещения по взрывопожарной и пожарной опасности делятся на пять категорий. Принципы такого категорирования установлены СН и П 2.09.02 –85, СНБ 2.02.03 -характеристики категорий приведены в табл.2.

Таблица 2

Категории помещений

Категория помещения	Характеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении
Взрывоопасные А	Горючие газы, легковоспламеняющиеся, жидкости с температурой вспышки не более 28 ºС в таком количестве, что могут образовывать взрывоопа­сные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых в помещении развивается расчетное избыточное давление взрыва, превыша- ющее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, при котором расчетное избыточное давление взрыва в помеще-нии превышает 5 кПа.
Б	Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с темпера-турой вспышки более 28 ºС в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пыле- и паровоздушные сме­си, при воспламенении кото-рых в помещении развивается расчетное избыточное давление взрыва, превышающее 5 кПа.

ПожароопасныеВ	Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы, (в том числе пыли и волокна),вещества и материа-лы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть при условии, что помещения, в которых они имею-тся в наличии или обращаются, не отно­сятся к категориям А или Б.
Г	Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплав-ленном состоянии, про­цесс обработка которых сопровождается выделе- нием 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.

При этом 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 материалов, их коли­чества и пожароопасных свойств, особенностей технологического процесса.

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

Количество поступивших в помещение веществ, способных образовывать взрывоопаснее паро- или газовоздушные смеси, определяют исходя из следующих предпосылок:

а) авария происходит одного из аппаратов;

б) все содержимое аппарата поступает в помещение;

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

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

д) испарение жидкости происходит из емкостей, эксплуати­руемых с открытым зеркалом жидкости или со свежеокрашенных поверхностей.

е) длительность испарения жидкости равна времени полного ее испарения, но не более

3600 с

Свободный объем помещения находят как разность между объ­емом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудо­ванием. Если это определить невозможно, то допуска-ется принимать его условно равным 80% геометрического объема помещения.

Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов, паров ЛВЖ и ГЖ

Избыточное давление взрыва ΔР для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, Cl, Вr, I, F определяют по формуле

, (1)

где P_max – максимальное давление взрыва стехиометрической газо- или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным; при отсут -ствии данных допускается принимать P_max равным 900 кПа;

P₀ - начальное давление, кПа; допускается принимать P₀ равным 101 кПа;

m - масса горючего газа (ГГ) или паров ЛВЖ и ГЖ, попавших в результате аварии в помещение, кг;

z - коэффициент участия горючего во взрыве, рассчитывается в зависимости от характера распределения паров и газов в объеме помещения; допускается принимать для горючих газов рав­ным 0,5, ЛВЖ и ГЖ. нагретых ниже температуры вспышки, при наличии возможности образования аэрозоля – 0,3, при ее отсутствии – 0, нагретых до температуры вспышки и выше – 0,3;

V_СВ - свободный объем помещения, куб. м;

- плотность пара или газа, кг ∙ м^-3;

С_СТ - стехиометрическая концентрация объемных долей ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ в %, вычисляемая по формуле

(2)

где - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

n_C, n_H, n_O, n_X - число атомов С, Н, О и галоидов в молеку­ле горючего;

K_H - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатический процесс горения. Допускается принимать K_H рав­ным 3.

Для других индивидуальных веществ, а также для смесей расчет ΔР может быть выполнен по формуле

(3)

где H_T - теплота сгорания. ДЖ/кг;

- плотность воздуха до взрыва при начальной температу­ре T_0, кг/м³;

Ср - теплоемкость воздуха, Дж/(кг∙К); допускается прини­мать равной 1,01∙10³ Дж/(кг∙К);

T₀ - начальная температура воздуха, К ;

Массу (кг) поступившего в помещение при расчетной аварии газа определяют по формуле

где V_a, V_T - объем газа, вышедшего из аппарата и из трубопро­водов, м³. При этом V_a = 0,01∙P₁∙V где P₁ - давление в аппарате, кПа; V - объем аппарата, м³;

V_T = V_1T + V_2T , Где V_1T и V_2T - объем газа, вышедшего из трубопровода до и после его отключения, м³.

Величина V_1T = q ∙ T, где q - расход газа, определяемый в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т-д, м³/с, T – время, с.

V_2T = 0,01 ∙ π ∙ P₂ ∙ (r₁² ∙ L₁ + r₂² ∙ L₂+…+ r_n² ∙ L_n)?

где P₂ - максимальное давление в трубопроводе по технологи­ческому регламенту, кПа.

г - внутренний радиус трубопроводов, м;

L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задви­жек, м.

Если пары жидкости поступают в помещение от нескольких источников испарения (разлитой жидкости, открытых емкостей, поверхности со свеженанесенным составом и т. п.), то массу па­ров определяют из выражения

m = m_P + m_ЕМК + m_{СВ.ОКР.,} (4₎

где m_P, m_ЕМК, m_СВ.ОКР. - масса жидкости, испарившейся с поверхностей разлива, открытых емкостей и с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг.

При этом каждое из слагаемых в (4) определяется по форму­ле

m = W ∙ F_И ∙ T, (5)

W - интенсивность испарения, кг/(с ∙ м²);

F_И - площадь испарения, м².

Интенсивность испарения W находят по справочным и экспе­риментальным данным. Для ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле

(6)

где η – коэффициент, принимаемый по табл. 3 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения;

M - молекулярная масса;

Р_Н - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, определяемое по справочным данным, кПа.

Таблица 3

Значение коэффициентов η

Скорость воздушного потока в помещении, м/с	Температура воздуха в помещении, ºС
	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

Формулы для расчета величины избыточного давления взрыва для других случаев (для горючих пылей; веществ, материалов, способных взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом; взрывоопасных смесей, содержащих газы (пары) и пыли) приведены в ОНТП 24 - 86.

В зависимости от категории взрывопожарной и пожарной опасности к производственным помещениям и зданиям применяются соответствующие требования в отношении их огнестойкости и этажности, а также к проектированию технических средств проти­вопожарной защиты. С учетом категории взрывопожарной и пожар­ной опасности устанавливается нормативная длина эвакуационных путей, определяются нормы первичных средств пожаротушения оп­ределяется необходимость применения установок автоматической пожарной защиты или сигнализации, а также молниезащиты.

После определения категории отдельных производственных помещений устанавливается категория взрывопожарной и пожарной опасности всего здания. Правила определения категории здания приведены в ОНТП 24-86.