Законодательная база Российской Федерации

"ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИЙ ПОМЕЩЕНИЙ, ЗДАНИЙ И НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ. НПБ 105-03" (утв. Приказом МЧС РФ от 18.06.2003 N 314)

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.

10. Избыточное давление взрыва дельтаР для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, CI, Вr, I, F, определяется по формуле

, (1)

где P_max- 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 P_max равным 900 кПа; P_0 - 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; V_св - свободный объем помещения, м3; ро_г,п - плотность газа или пара при расчетной температуре t_p, кг·м(-3), вычисляемая по формуле

, (2)

где M - молярная масса, кг·кмоль(-1); V_0 - мольный объем, равный 22,413 м3·кмоль(-1); t_p - расчетная температура, °С. 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 t_p по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61 °С; С_ст - стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, % (об.), вычисляемая по формуле

,(3)

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 неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать K_H равным 3.

Таблица 2

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

, (4)

где H_T- теплота сгорания, Дж·кг(-1); ро_В - плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т_0, кг·м(-3); С_р - теплоемкость воздуха, Дж·кг(-1) К(-1) (допускается принимать равной 1,01·10(3) Дж·кг(-1)К(-1)); Т_0 - начальная температура воздуха, К.

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 K, определяемый по формуле

K= AT + 1,(5)

где A - кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, с(-1); 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

m= (V_a+ V_т)ро_г,(6)

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

При этом

V_a = 0,01P1V,(7)

где P1 - давление в аппарате, кПа; V - объем аппарата, м3;

V_т = V_1т + V_2т,(8)

где V_1т - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м3; V_2т - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м3;

V_1т = qT,(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., м3·c(-1); T - время, определяемое по п.7, с;

, (10)

где P2 - 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

m= m_p + m_вмк + m_св.окр, (11)

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

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

M= W(F_и)T,(12)

где W - интенсивность испарения, кг·с(-1)м(-2); F_и - площадь испарения, м2, определяемая в соответствии с п.7 в зависимости от массы жидкости m_п, 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 m_п, 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 эта - коэффициент, принимаемый по табл.3 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения; Р_н - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости t_p, определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями п.3, кПа.

Таблица 3

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

Z= 0,5F,(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

m= m_вз + m_ав,(15)

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

19. Расчетная масса взвихрившейся пыли m_вз определяется по формуле

m_вз = K_взm_n,(16)

где K_вз - доля отложившейся в помещении пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. При отсутствии экспериментальных сведений о величине K_вз допускается полагать K_вз=0,9; m_n - масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии, кг.

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

m_ав = (m_аn+ qT)K_n, (17)

где m_аn - 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, кг·с(-1); T- время отключения, определяемое по п.7в), с; K_n - коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата в помещение. При отсутствии экспериментальных сведений о величине K_n допускается полагать:

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

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

Величина m_аn принимается в соответствии с пп.6 и 8.

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

,(18)

где K2 - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли; m1 - масса пыли, оседающей на труднодоступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между генеральными уборками, кг; m2 - масса пыли, оседающей на доступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между текущими уборками, кг; K_y - 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 m_i (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; M_1j - масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг; - масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между текущими пылеуборками, кг; M_2j - масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг; альфа - доля выделяющейся в объем помещения пыли, которая удаляется вытяжными вентиляционными системами. При отсутствии экспериментальных сведений о величине альфа полагают альфа=0; бета1, бета2 - доли выделяющейся в объем помещения пыли, оседающей соответственно на труднодоступных и доступных для уборки поверхностях помещения (бета1 + бета2 = 1).

При отсутствии сведений о величине коэффициентов бета1 и бета2 допускается полагать бета1 = 1, бета2 = 0.

23. Величина M_i (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 G_1j, G_2j - интенсивность пылеотложений соответственно на труднодоступных F_1j (м2) и доступных F_2j (м2) площадях, кг·м(-2)с(-1); тау1, тау2 - промежуток времени соответственно между генеральными и текущими пылеуборками, с.

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

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 G_i- количество i-го материала пожарной нагрузки, кг; Q(p)_нi- низшая теплота сгорания i-го материала пожарной нагрузки, МДж·кг(-1).

Удельная пожарная нагрузка g, МДж·м(-2), определяется из соотношения

G= Q/S,(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 l_np в зависимости от величины критической плотности падающих лучистых потоков q_kp, кВт·м(-2), для пожарной нагрузки, состоящей из твердых горючих и трудногорючих материалов. Значения l_np, приведенные в табл.5, рекомендуются при условии, если H > 11 м; если H < 11 м, то предельное расстояние определяется как l= l_np + (11 - H), где l_np - определяется из табл.5, H - минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки до нижнего пояса ферм перекрытия (покрытия), м.

Таблица 5

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

Таблица 6

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

Для материалов пожарной нагрузки с неизвестными значениями q_kp значения предельных расстояний принимаются l_np> = 12 м.

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

l_np>=15 м при H>=11, (23)

l_np >= 26 - H при H<11. (24)

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

Q>=0,64g_тH(2),

то помещение будет относиться к категориям В1 или В2 соответственно. Здесь g_т=2200 МДж·м(-2) при 1401 МДж·м(-2)<=g<= 2200 МДж·м(-2) и g_т=1400 МДж·м(-2) при 181 МДж·м(-2) <= g <= 1400 МДж·м(-2).

26. Расчетное избыточное давление взрыва дельтаР 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 Н_т энергию, выделяющуюся при взаимодействии (с учетом сгорания продуктов взаимодействия до конечных соединений), или экспериментально в натурных испытаниях. В случае, когда определить величину дельтаР 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 дельтаР для гибридных взрывоопасных смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли, определяется по формуле

дельтаР = дельтаР1 + дельтаР2, (25)

где дельтаР1 - давление взрыва, вычисленное для горючего газа (пара) в соответствии с пп.10 и 11; дельтаР2 - давление взрыва, вычисленное для горючей пыли в соответствии с п.17.