- •Пожаровзрывобезопасность
- •2. Определение пожароопасности жидкости
- •2.1. Расчетный метод определения температуры вспышки жидкости.
- •2.2. Экспериментальное определение температуры вспышки жидкости
- •2.2.1. Описание лабораторной установки
- •2.2.2. Порядок проведения эксперимента
- •2.2. Определение категории помещения краскоприготовительного отделения малярного цеха
- •2.3. Рассчитать величину избыточного давления (∆р) при аварии в цехе приготовления сахарной пудры
- •2.4. Определение пожароопасных категорий в1 – в4 помещений
- •2.5. Определение категории зданий по взрывопожарной и пожарной опасности
- •Практическое занятие №3 расчет флегматизирующей концентрации инертных разбавителей и галогеносодержащих ингибиторов
- •Практическое занятие №4 ограничение распространения пожара при проектировании зданий
- •Показатели огнестойкости зданий
- •Практическое занятие №5 определение взрыво и пожароопасности смесей и зон и выбор электрооборудования
- •Классификация взрывоопасных зон
- •Порядок выполнения работы
- •Практическое занятие №6 выбор огнетушащих веществ и пожарной техники
- •Приложения
- •Методика определения категорий помещений, зданий и наружных установок
- •1. Общие положения
- •2. Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности
- •3. Методы расчета критериев взрывопожарной опасности помещений Выбор и обоснование расчетного варианта
- •Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей
- •Расчет избыточного давления взрыва для горючих пылей
- •Определение категорий в1 – в4 помещений
- •Определение избыточного давления взрыва для веществ и материалов, способных взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом
- •Определение избыточного давления взрыва для взрывоопасных смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли
- •4. Категории зданий по взрывопожарной и пожарной опасности
- •5. Категории наружных установок по пожарной опасности
- •Расчет избыточного давления и импульса волны давления при сгорании смесей горючих газов и паров с воздухом в открытом пространстве
- •Метод расчета значений критериев пожарной опасности для горючих пылей
- •Справочные данные
- •Огнестойкость зданий в зависимости от различных факторов
- •Примеры выполнения расчетов категорий зданий по взрывопожарной и пожарной безопасности
- •Библиографический список
- •Оглавление
2.5. Определение категории зданий по взрывопожарной и пожарной опасности
Например, здания категории А:
Исходные данные:
Производственное шестиэтажное здание. Общая площадь помещения здания F = 9000 м2. В здании находятся помещения категории А суммарной площадью FА = 400 м2.
Определение категории здания:
Суммарная площадь помещений категории А составляет 4,44 % и не превышает 5 % площади всех помещений здания, но более 200 м2
Согласно НПБ 105-03 здание относится к категории А.
В прил. 3 приведено 11 примеров выполнения расчетов. Необходимо выполнить расчеты и определить категорию здания по взрывопожарной и пожарной опасности в каждом примере.
Практическое занятие №3 расчет флегматизирующей концентрации инертных разбавителей и галогеносодержащих ингибиторов
Предотвращение образования горючей среды достигается следующими путями:
1) поддержанием концентрации горючих газов, паров, взвесей и (или) окислителей в смеси вне пределов их воспламенения (ниже НКПР, выше ВКПР);
2) достижением достаточной концентрации флегматизатора в воздухе защищаемого объекта или его части.
Флегматизация заключается в создании в технологическом оборудовании или занимаемом помещении среды, не поддерживающей горение. Это один из эффективных способов предупреждения образования взрывоопасной смеси.
Различают 2 метода флегматизации:
1) разбавление воздуха инертными разбавителями (N2, CО2, пар);
2) введение в воздух ингибиторов горения – хладонов (СFВr3; С2 F4 Вr2, СF3Сl), а также комбинированных составов (смесь N2 с хладонами).
Первый метод предназначен для взрывозащиты технологического оборудования, а второй – преимущественно для защиты производственных помещений.
Флегматизацией инертными разбавителями достигается снижение концентрации кислорода в газовой смеси до 12...15 % (по объему). Для веществ с широким диапазоном воспламенения (Н2, ацетилен, СО), некоторых металлосодержащих соединений (LiН) содержание кислорода при флегматизации необходимо снижать до 5 % (по объему) и ниже.
Флегматизация воздуха производственных помещений галогеносодержащими ингибиторами обеспечивает возможность не только взрывозащиты, но и пожаротушения. При этом для флегматизации требуется гораздо меньшее количество ингибитора (около 3...5 % по объему). Это обеспечивает быстрое создание флегматизированной среды, что очень важно при быстром заполнении помещений взрывоопасным веществом, достижение эффекта флегматизации при полученном содержании кислорода (около 18 % кислорода по объему), что допустимо для кратковременного пребывания людей.
Флегматизирующую концентрацию инертных разбавителей и галогенсодержащих ингибиторов применительно к воздушным смесям органических веществ, состоящих из атомов С, Н, N, О, можно рассчитать по формуле
φф = 100 · (S – 4,84β)/1 + S + (γ – 1) · (1 + 4,84β), %, (1)
где S – безразмерный параметр, определяемый по формуле
S = nн hн + nс hс + nо hо + nNhN + hΔQ, (2)
β – стехиометрический коэффициент О2 в реакции горения, γ – безразмерный параметр, характеризующий флегматизирующую способность (табл. 3.1); nн ,nс, nо, nN – число соответствующих атомов в формуле горючего; hн, hс ,hо ,hN –эмпирические коэффициенты соответственно равные:
hн = 2,989; hс = 3,441; hо = – 0,522; hN = – 0,494; h = 0,0314 моль/кДж,
ΔQо – стандартная теплота образования горючего, кДж/моль.
Коэффициент β определяется по формуле
β = nс + 0,25nн – 0,5n0 (3)
Расчет флегматизирующей концентрации инертных разбавителей (N2 ,CО2, Н2О пар) для пылевоздушных смесей проводится по тем же формулам, в которых эмпирические коэффициенты соответственно равны:
для пылей полимерных материалов:
hн = 2,93; hс = 10,17; hо = –0,522; hN = –0,49; h = 0,0263 моль/кДж
для пылей лекарственных препаратов:
hн = 2,06; hс = 7,37; hо = –0,53; hN = –0,49; h = 0,0202 моль/кДж
Таблица 3.1
Параметры, характеризующие флегматизирующую способность флегматизаторов
Флегматизатор |
γ |
Флегматизатор |
γ |
Азот (N2) |
1,00 |
Тетрахлорметан (CСl4) |
4,8 |
Водяной пар (Н2О) |
1,23 |
Трифтортрихлорэтан (C2F3Сl3) |
5,6 |
Диоксид углерода (CО2) |
1,56 |
Хлорпентафторэтан (C2FСl5) |
6,0 |
Тетрафторметан (CF4) |
2,40 |
Перфторпропан (C3F8) |
6,1 |
Шестифтористая сера (SF6) |
3,90 |
Хлорбромметан (CН2СlВr ) |
10,4 |
Дифторхлорметан (CНF2Сl) |
3,30 |
Дифторхлорбромметан (CF2СlВr) |
12,7 |
Фтортрихлорметан (CFСl3) |
4,00 |
Трифторбромметан (CF3Вr) |
16,2 |
Дифтордихлорметан CF2Сl2) |
4,50 |
Дихлортетрафторэтан (C2F4Сl2) |
6,0 |
Для практического применения значения флегматизирующей концентрации необходимо умножить на коэффициенты безопасности, которые равны 1, 2 для химически инертных газов (N2 ,CО2, Н2О пар) и 1,5 для галогенсодержащих ингибиторов.
Пример. Определить концентрацию флегматизатора CF2Сl2 для предотвращения образования взрывоопасной смеси CН4 метана с воздухом.
ΔQоCН4 = 76,67 кДж/моль
Решение:
Определим величину стехиометрического коэффициента для метана CН4.
β = nс + 0,25nн – 0,5nо = 1 + 0,25 · 4 = 2
Пользуясь формулой (2) определим параметр S для метана.
S = 4 · 2,989 + 3,441 + 0,0314 · 76,67 = 17,8
3. Из табл.3.1 выбираем значение γ.
Для CF2Сl2 γ = 4,50.
4. Пользуясь формулой (1) определяем величину флегматизирующей концентрации для метано-воздушной смеси:
= 100 · (17,8 – 4,84 · 2)/1 + 17,8 + (4,5 – 1) · (1 + 4,84 · 2) = 15,41 %
5. Для повышения надежности по предупреждению образования взрывоопасности смеси вводим коэффициент безопасности:
=15,41·1,5 = 23,12 % (об.)
В прил. 2 (табл. П 2.4) приведены варианты задач по определению концентрации флегматизаторов. Номер варианта соответствует порядковому номеру в списке группового журнала.