НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ. СИСТЕМА СТАНДАРТОВ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА. ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ГОСТ Р 12.3.047-2012 от 27.12.2012

Утвержден и введен в действие

Приказом Федерального

агентства по техническому

регулированию и метрологии

от 27 декабря 2012 г. N 1971-ст

 

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

СИСТЕМА СТАНДАРТОВ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА

 

ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

 

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

Occupational safety standards system. Fire safety

of technological processes. General requirements.

Methods of control

ГОСТ Р 12.3.047-2012

ОКС 13.220

 

Дата введения

1 января 2014 года

 

Предисловие

 

1. Разработан Федеральным государственным бюджетным учреждением "Всероссийский ордена "Знак Почета" научно-исследовательский институт противопожарной обороны" МЧС России (ФГБУ "ВНИИПО" МЧС России).

2. Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 274 "Пожарная безопасность".

3. Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2012 г. N 1971-ст.

4. Взамен ГОСТ Р 12.3.047-98.

 

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru).

 

1. Область применения

 

Настоящий стандарт устанавливает общие требования пожарной безопасности к технологическим процессам различного назначения при их проектировании, строительстве, реконструкции, вводе в эксплуатацию, эксплуатации и прекращении эксплуатации, капитальном ремонте, консервации, утилизации, а также при разработке и изменении нормативных документов по пожарной безопасности на объектах защиты и при разработке и изменении технологических частей проектов и технологических регламентов.

Настоящий стандарт не распространяется на:

- ядерные реакторы и предприятия по производству, переработке и хранению радиоактивных веществ и материалов;

- предприятия по производству и хранению промышленных взрывчатых веществ и боеприпасов;

- космические объекты и стартовые комплексы;

- объекты, связанные с проведением подводных и подземных работ;

- объекты по переработке и ликвидации токсичных отходов;

- объекты по уничтожению химического оружия.

 

2. Нормативные ссылки

 

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:

ГОСТ 12.1.044-89 (ИСО 4589-84). Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения.

Примечание. При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

 

3. Термины и определения

 

В настоящем стандарте использованы следующие термины с соответствующими определениями:

3.1. Авария: разрушение сооружений и (или) технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемый пожар и (или) взрыв, и (или) выброс опасных веществ.

3.2. Анализ опасности: выявление нежелательных событий, влекущих за собой реализацию опасности, анализ механизма возникновения таких событий и масштаба их величины, способного оказать поражающее действие.

3.3. Безопасность: состояние защищенности прав граждан, природных объектов, окружающей среды и материальных ценностей от последствий несчастных случаев, аварий и катастроф на промышленных объектах.

3.10.

3.11. Огненный шар: крупномасштабное диффузионное горение, реализуемое при разрыве резервуара с горючей жидкостью или газом под давлением с воспламенением содержимого резервуара.

3.12. Опасность: потенциальная возможность возникновения процессов или явлений, способных вызвать поражение людей, наносить материальный ущерб и разрушительно воздействовать на окружающую атмосферу.

3.13. Опасный параметр: параметр, который при достижении критических значений способен создавать опасность для рассматриваемого рода деятельности.

3.20. Пожароопасная ситуация: ситуация, характеризующаяся вероятностью возникновения пожара с возможностью дальнейшего его развития.

3.21. Показатель пожарной опасности: величина, количественно характеризующая какое-либо свойство пожарной опасности.

3.22. Проектная авария: авария, для предотвращения которой в проекте производственного объекта предусмотрены системы обеспечения безопасности, гарантирующие обеспечение заданного уровня безопасности.

3.23. Разгерметизация как способ взрывозащиты: наиболее распространенный способ пожаро-, взрывозащиты замкнутого оборудования и помещений, заключающийся в оснащении их предохранительными мембранами и (или) другими разгерметизирующими устройствами с такой площадью сбросного сечения, которая достаточна для предотвращения разрушения оборудования или помещения от роста избыточного давления при сгорании горючих смесей.

3.24. Размер зоны: протяженность ограниченной каким-либо образом части пространства.

 

4. Общие положения

 

4.1. При технико-экономическом обосновании строительства, проектировании технологического процесса и размещении технологического оборудования должен предусматриваться комплекс мер по обеспечению пожарной безопасности.

4.2. Оценку пожарной безопасности производственных объектов осуществляют с помощью критериев:

- индивидуального пожарного риска;

- социального пожарного риска;

- регламентированных параметров пожарной опасности технологических процессов.

4.3. Обеспечение пожарной безопасности технологических процессов должно быть основано на анализе их пожарной опасности.

Анализ пожарной опасности производственных объектов должен предусматривать:

- анализ пожарной опасности технологической среды и параметров технологических процессов на производственном объекте;

- определение перечня пожароопасных аварийных ситуаций и параметров для каждого технологического процесса;

- определение перечня причин, возникновение которых позволяет характеризовать ситуацию как пожароопасную для каждого технологического процесса;

- построение сценариев возникновения и развития пожаров, повлекших за собой гибель людей.

4.4. Анализ пожарной опасности технологических процессов предусматривает сопоставление показателей пожарной опасности веществ и материалов, обращающихся в технологическом процессе, с параметрами технологического процесса.

4.5. Определение пожароопасных ситуаций на производственном объекте должно осуществляться на основе анализа пожарной опасности каждого из технологических процессов и предусматривать выбор ситуаций, при реализации которых возникает опасность для людей, находящихся в зоне поражения опасными факторами пожара и сопутствующими проявлениями опасных факторов пожара. К пожароопасным ситуациям не относятся ситуации, в результате которых не возникает опасность для жизни и здоровья людей. Эти ситуации не учитываются при расчете пожарного риска.

4.6. Для каждой пожароопасной ситуации на производственном объекте должно быть приведено описание причин возникновения и развития пожароопасных ситуаций, мест их возникновения и факторов пожара, представляющих опасность для жизни и здоровья людей в местах их пребывания.

4.7. Для определения причин возникновения пожароопасных ситуаций должны быть определены события, реализация которых может привести к образованию горючей среды и появлению источника зажигания.

4.8. Анализ пожарной опасности технологических процессов должен быть основой для определения комплекса мероприятий, изменяющих параметры технологического процесса до уровня, обеспечивающего допустимый пожарный риск.

4.9. Оценка опасных факторов пожара, взрыва для различных сценариев их развития осуществляется на основе сопоставления информации о моделировании динамики опасных факторов пожара на территории производственного объекта и прилегающей к нему территории и информации о критических для жизни и здоровья людей значениях опасных факторов анализируемых пожара, взрыва.

4.10. Оценка последствий воздействия опасных факторов пожара, взрыва на людей для различных сценариев развития пожароопасных ситуаций предусматривает определение числа людей, попавших в зону поражения опасными факторами пожара, взрыва.

4.11. В случае невозможности проведения оценки пожарного риска (например, из-за отсутствия необходимых данных) допускается использование иных (детерминированных) критериев пожарной безопасности технологических процессов (допустимых значений параметров этих процессов).

4.12. При оценке пожарной опасности технологического процесса необходимо определить расчетным или экспериментальным путем:

- избыточное давление, развиваемое при сгорании газо-, паро- и пылевоздушных смесей в помещении (Приложение А);

- размер зон, ограниченных нижним концентрационным пределом распространения пламени (НКПР) газов и паров (Приложение Б);

- интенсивность теплового излучения при пожарах проливов для сопоставления с критическими (предельно допустимыми) значениями интенсивности теплового потока для человека и конструкционных материалов (Приложение В);

- размеры зоны распространения облака горючих газов и паров при аварии для определения оптимальной расстановки людей и техники при тушении пожара и расчета времени достижения облаком мест их расположения (Приложение Г);

- возможность возникновения и поражающее воздействие огненного шара при аварии для расчета радиусов зон поражения людей от теплового воздействия в зависимости от вида и массы топлива (Приложение Д);

- параметры волны давления при сгорании газо-, паро- и пылевоздушных смесей в открытом пространстве (Приложение Е);

- поражающие факторы при разрыве технологического оборудования вследствие воздействия на него очага пожара (Приложение Ж);

- интенсивность испарения горючих жидкостей и сжиженных газов на открытом пространстве и в помещении (Приложение И);

- параметры истечения жидкости и газа, а также размер сливных отверстий для горючих жидкостей в поддонах, отсеках и секциях производственных участков. При этом площадь сливного отверстия должна быть такой, чтобы исключить перелив жидкости через борт ограничивающего устройства и растекание жидкости за его пределами (Приложение К);

- параметры паровых завес для предотвращения контакта парогазовых смесей с источниками зажигания (Приложение Л);

- концентрационные пределы распространения пламени для горючих смесей, находящихся в технологических аппаратах и оборудовании, определяемые согласно ГОСТ 12.1.044. Допускается рассчитывать концентрационные пределы согласно [3];

- другие показатели пожаровзрывоопасности технологического процесса, необходимые для анализа их опасности.

Выбор параметров, необходимых для оценки пожарной опасности технологических процессов, осуществляется на основе анализа специфики их пожарной опасности.

4.13. К мероприятиям по снижению последствий пожара, взрыва следует относить:

- ограничение растекания горючих жидкостей по цеху, производственной площадке или складу;

- уменьшение интенсивности испарения горючих жидкостей;

- аварийный слив горючих жидкостей в аварийные емкости;

- установку огнепреградителей;

- ограничение массы опасных веществ при хранении и в технологических аппаратах;

- водяное орошение технологических аппаратов и резервуаров (Приложение М);

- флегматизацию горючих смесей в аппаратах и технологическом оборудовании;

- вынос пожароопасного оборудования в изолированные помещения;

- применение устройств, снижающих давление в аппаратах до безопасной величины при сгорании газо-, паро- и пылевоздушных смесей (Приложение Н);

- установку в технологическом оборудовании быстродействующих отключающих устройств;

- ограничение распространения пожара, взрыва с помощью противопожарных разрывов и преград с требуемым пределом огнестойкости (Приложения П и Р);

- применение огнезащитных красок и покрытий;

- защиту технологических процессов установками пожаротушения;

- применение пожарной сигнализации и систем оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре;

- обучение персонала предприятий способам ликвидации аварий;

- создание условий для скорейшего ввода в действие подразделений пожарной охраны путем устройства подъездных путей, пожарных водоемов и наружного противопожарного водоснабжения.

4.14. Результаты анализа параметров пожарной опасности и мероприятий по снижению последствий пожара, взрыва должны быть учтены при проектировании производственных объектов разработке планов тушения пожаров, а также планов локализации и ликвидации пожаровзрывоопасных ситуаций и аварий.

 

5. Порядок обеспечения пожарной безопасности

технологических процессов

 

5.1. Проектированию технологического процесса должен предшествовать анализ его пожарной опасности.

5.2. Анализ пожарной опасности технологических процессов должен включать:

- определение показателей пожарной опасности использующихся в технологическом процессе веществ и материалов в соответствии с методиками, регламентируемыми ГОСТ 12.1.044;

- изучение технологического процесса с целью определения оборудования, участков или мест, где сосредоточены горючие материалы или возможно образование газо-, паро- и пылевоздушных горючих смесей;

- определение возможности образования горючей среды внутри помещений, аппаратов и трубопроводов;

- определение возможности образования в горючей среде источников зажигания;

- исследование различных вариантов аварий, путей распространения пожара и выбор вариантов проектных аварий;

- расчет категории помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности;

- определение состава систем предотвращения пожара, взрыва и противопожарной защиты технологических процессов;

- разработку мероприятий по повышению пожарной безопасности технологических процессов и отдельных его участков.

5.3. Пожарная опасность технологических процессов определяется на основе изучения:

- технологического регламента;

- принципиальной технологической схемы производства продукции;

- показателей пожарной опасности веществ и материалов, обращающихся в технологическом процессе;

- конструктивных особенностей аппаратов, машин и агрегатов;

- схемы расположения в цехе, на участке или открытой площадке потенциально пожароопасного оборудования.

5.4. Для оценки пожарной безопасности технологического процесса технологический регламент должен включать:

- данные по рецептуре и основным характеристикам выпускаемой продукции, сырья, материалов и полупродуктов (состав, физико-химические свойства, показатели пожарной опасности, токсичности);

- сведения об отходах производства и выбросах в атмосферу;

- информацию о параметрах технологического режима (давление, температура, состав технологической среды);

- порядок проведения технологических операций;

- сведения о средствах контроля за технологическим процессом;

- требования к пожаробезопасному ведению технологического процесса, предотвращающие возможность возникновения пожаров и (или) взрывов.

При изучении технологического регламента следует рассматривать все стадии технологического процесса от подготовки сырья и до выпуска готовой продукции.

5.5. Для анализа пожарной опасности технологического процесса принципиальная схема производства продукции должна определять последовательность технологических операций по превращению сырья в готовую продукцию, параметры технологического режима, места ввода в процесс сырья и вспомогательных веществ, места получения полупродуктов и готовой продукции.

5.6. Данные о пожаровзрывоопасных свойствах представляются для всех имеющихся на производстве опасных веществ, материалов, смесей, полупродуктов и готовой продукции с учетом особенностей и параметров технологического процесса (давления, температуры, состава окислительной среды и т.п.).

5.7. В конструкции технологических аппаратов, машин и агрегатов должны быть предусмотрены меры защиты от пожара и (или) взрыва, обеспечивающие пожарную безопасность их работы.

5.8. Разработка технологического оборудования и связанного с ним технологического процесса, разделение технологической схемы на отдельные технологические блоки, ее аппаратурное оформление, выбор типа отключающих устройств и мест их установки, средств контроля, управления и противоаварийной защиты должны осуществляться с учетом требований пожарной безопасности.

5.9. При наличии в технологическом оборудовании пожароопасных, пожаровзрывоопасных и взрывоопасных технологических сред или возможности их образования должны разрабатываться мероприятия по обеспечению пожарной безопасности.

5.10. Технологическое оборудование и связанные с ним технологические процессы должны разрабатываться так, чтобы предотвратить возможность взрыва и (или) пожара в оборудовании при регламентированных значениях их параметров в нормальном режиме работы. Регламентированные значения параметров, определяющих пожарную опасность технологического оборудования и процесса, допустимый диапазон их изменений, организация проведения процесса должны устанавливаться разработчиком оборудования и процесса на основании данных о предельно допустимых значениях параметров или их совокупности для участвующих в процессе технологических сред.

5.11. Конструкция технологического оборудования и условия ведения технологических процессов должны предусматривать необходимые режимы и соответствующие им технические средства, предназначенные для своевременного обнаружения возникновения пожароопасных аварийных ситуаций, ограничения их дальнейшего развития, а также для ограничения поступления горючих веществ и материалов из технологического оборудования в очаг возможного пожара.

5.12. Оценку опасности возникновения пожара и путей его распространения проводят с помощью схем расположения пожароопасного оборудования, построенных на основе планов производственных зданий, установок, этажерок и помещений.

На схемах и картах указывают:

- места возможного образования горючей среды;

- участки возможных пожароопасных аварий;

- вероятные источники зажигания;

- пути распространения огня при пожаре;

- предусмотренные проектом меры защиты участков, узлов и аппаратов от пожара и взрыва.

5.13. На основе анализа, проведенного в соответствии с 5.2 - 5.6 и 5.8, разрабатывают систему мер по предотвращению пожара и противопожарной защите технологических процессов.

При этом необходимо дополнительно учитывать:

- возможность образования локальных горючих смесей у мест выхода паров, газов и пылей в помещение у аппаратов, постоянно или временно сообщающихся с внешней средой через открытые люки, дыхательные линии, предохранительные клапаны или имеющие открытые поверхности испарения;

- наличие и эффективность аспирационной системы, продувки инертным газом и блокировки аппаратов периодического действия, загрузка и разгрузка которых сопровождается открытием люков и крышек;

- эффективность отводных линий у аппаратов и емкостей, оснащенных дыхательными устройствами, предохранительными клапанами, устройствами ручного стравливания;

- работоспособность и эффективность систем улавливания газов и паров, устройств против переполнения и растекания жидкостей, приборов контроля и регулирования температуры при эксплуатации открытых емкостей, заполненных горючими жидкостями;

- надежность принятых способов уплотнения сальников, необходимость применения местных отсосов и блокировки вытяжной вентиляции при работе насосов для перекачки легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, сжиженных газов и компрессоров.

5.14. При наличии аппаратов и оборудования, работающих под вакуумом или в которых по условиям технологического процесса имеются смеси горючих веществ с окислителем, необходимо определить:

- возможность и условия образования в аппарате горючих смесей;

- необходимость контроля за составом среды в аппарате;

- необходимость в автоматических средствах предупреждения об образовании горючих смесей;

- возможность локализации горючих смесей;

- надежность и эффективность имеющихся средств защиты.

5.15. Для разработки мероприятий по обеспечению пожарной безопасности технологических процессов следует рассмотреть все виды источников зажигания, которые могут встретиться в производственном процессе.

При этом необходимо:

- установить, какие технические решения предусматриваются для того, чтобы данный аппарат или устройство сами не стали причиной возникновения пожара и (или) взрыва, оценить их эффективность и надежность;

- при наличии аппаратов, имеющих высокую температуру наружной поверхности стенок, определить возможность воспламенения горючих смесей участками, не имеющими теплоизоляции в случае аварий;

- установить перечень веществ и материалов, которые по условиям технологического процесса нагреваются выше температуры самовоспламенения и при аварийных выбросах из аппаратов способны воспламеняться при контакте с окружающим воздухом;

- определить, применяются ли в технологическом процессе вещества, способные воспламеняться при контакте с водой или другими веществами, обращающимися в технологическом процессе;

- проанализировать возможность образования и накопления пирофорных отложений;

- выявить наличие в технологическом процессе веществ, разлагающихся с воспламенением при нагреве, ударе, трении или самовозгорающихся на воздухе при нормальных условиях;

- предотвратить попадание металла и камней в машины и аппараты с вращающимися механизмами (мешалки, мельницы, дробилки, шнеки и т.п.) при наличии в них горючей среды;

- предусмотреть там, где это необходимо, применение искробезопасного и взрывозащищенного электрооборудования и другого технологического оборудования;

- предусмотреть средства контроля и защиты от перегрева подвижных частей машин и аппаратов;

- оценить возможность зажигания горючих смесей от теплового проявления электрической энергии (искры и дуги размыкания, короткие замыкания, токи перегрузки, перегрев электрических контактов, нагрев элементов оборудования индукционными токами и токами высокой частоты, удары молнии и разряды статического электричества);

- определить соответствие силового, осветительного и другого электрооборудования классам взрывоопасных и пожароопасных зон на основании требований [4];

- предотвратить возможность проникновения газов и паров из взрывоопасных помещений в помещения с нормальной средой, в которых используется невзрывозащищенное электрооборудование, и предусмотреть соответствующие меры защиты;

- разработать при необходимости иные технические решения по защите технологических процессов от возникновения пожаров и взрывов, предусматривающие предотвращение образования горючих сред и источников зажигания.

5.16. Если применяемая в технологическом процессе система предотвращения пожара не может обеспечить в случае его возникновения и распространения на соседние участки и оборудование установленные критерии пожарной безопасности, то для технологического процесса необходимо разработать мероприятия по его противопожарной защите.

5.17. Противопожарная защита технологических процессов должна обеспечиваться:

- применением установок пожаротушения и водяного орошения (при необходимости - автоматических) и соответствующих видов пожарной техники;

- применением автоматических установок пожарной сигнализации и оповещения и управления эвакуацией при пожаре;

- устройствами, ограничивающими распространение пожара;

- применением строительных конструкций с регламентированными пределами огнестойкости и классами конструктивной пожарной опасности;

- организацией своевременной эвакуации людей и снабжением персонала средствами коллективной и индивидуальной защиты от опасных факторов пожара.

5.18. Ограничение распространения пожара должно обеспечиваться:

- устройством противопожарных преград;

- установлением предельно допустимых площадей противопожарных отсеков и секций;

- устройством аварийного отключения технологических установок и коммуникаций;

- применением средств, предотвращающих или ограничивающих разлив и растекание жидкостей при аварийной ситуации;

- применением огнепреграждающих устройств.

5.19. Выбор огнетушащих веществ, составов и автоматических установок пожарной сигнализации, количества, быстродействия и производительности установок пожаротушения следует проводить на стадии проектирования технологических процессов в зависимости от физико-химических свойств перерабатываемых веществ и средств тушения и сценариев проектных пожаров.

В случае изменения технологического процесса или отдельных его операций следует пересматривать выбор средств и способов предотвращения пожара и противопожарной защиты.

При этом применяемые виды пожарной техники должны обеспечивать эффективное тушение пожара и быть безопасными для людей.

5.20. Если при пожаре возможно горение нескольких различных горючих веществ и материалов, отличающихся друг от друга пожароопасными свойствами и характеристиками необходимых средств тушения, то расчет и проектирование установок пожаротушения должны 

быть произведены по наиболее неблагоприятному для ликвидации пожара веществу или продукту.

Если по условиям совместимости огнетушащих веществ с горючими материалами назначение общего для всех огнетушащего агента нецелесообразно, то допустимо применение нескольких огнетушащих веществ. При этом горючие вещества, не совместимые с тем или иным огнетушащим составом, должны быть пространственно отделены или вынесены в отдельные помещения.

 

 

 

 

 

Приложение А

 

МЕТОД РАСЧЕТА ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ,

РАЗВИВАЕМОГО ПРИ СГОРАНИИ ГАЗО-, ПАРО-

И ПЫЛЕВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ В ПОМЕЩЕНИИ

 

А.1. Выбор и обоснование расчетного варианта

А.1.1. При расчете критериев взрывопожарной опасности в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в образовании горючих газо-, паро- и пылевоздушных смесей участвует наибольшее количество газов, паров, пылей, наиболее опасных в отношении последствий сгорания этих смесей.

А.1.2. Количество поступивших в помещение веществ, которые могут образовать горючие газовоздушные, паровоздушные, пылевоздушные смеси, определяется исходя из следующих предпосылок:

а) происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно А.1.1;

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 определяют в каждом конкретном случае исходя из реальной обстановки, и оно 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  в год или обеспечено резервирование ее элементов;

- 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает  в год и не обеспечено резервирование ее элементов;

- 300 с при ручном отключении;

г) происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости; площадь испарения при разливе на пол определяется (при отсутствии справочных данных) исходя из расчета, что 1 литр 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.

А.1.3. Количество пыли, которое может образовать пылевоздушную 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.

А.1.4. 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.

А.1.5. Определение пожароопасных свойств веществ и материалов проводят на основании результатов испытаний или расчетов по стандартным методикам [3] с учетом параметров состояния (давление, температура и т.д.).

Допускается использование справочных данных.

Допускается использование показателей пожарной опасности для смесей веществ и материалов по наиболее опасному компоненту.

А.2. Расчет избыточного давления для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей

А.2.1. Избыточное давление  для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов C, H, O, N, Cl, Br, I, F, определяется по формуле

 

, (А.1)

где  - максимальное давление, развиваемое при сгорании стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с требованиями А.1.5. При отсутствии данных допускается принимать  равным 900 кПа;

 - 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 А.14, а для паров ЛВЖ и ГЖ - по формуле А.19, кг;

Z - коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно А.2.3 и А.2.4. Допускается принимать значение Z по таблице А.1;

 - свободный объем помещения, м3;

 - плотность газа или пара при расчетной температуре , вычисляемая по формуле

 

, (А.2)

 

г

Таблица А.1

 

Значение коэффициента Z участия горючих газов

и паров в горении

 

Вид горючего вещества	Значение Z
Водород	1,0
Горючие газы (кроме водорода)	0,5
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые до температуры вспышки и выше	0,3
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, при наличии возможности образования аэрозоля	0,3
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, при отсутствии возможности образования аэрозоля	0

 

Таблица А.2

 

Значения допустимых отклонений  концентраций

при уровне значимости 

Характер распределения концентраций
Для горючих газов при отсутствии подвижности воздушной среды	0,100000	1,29
	0,050000	1,38
	0,010000	1,53
	0,003000	1,63
	0,001000	1,70
	0,000001	2,04
Для горючих газов при подвижности воздушной среды	0,100000	1,29
	0,050000	1,37
	0,010000	1,52
	0,003000	1,62
	0,001000	1,70
	0,000001	2,03
Для паров легковоспламеняющихся жидкостей при отсутствии подвижности воздушной среды	0,100000	1,19
	0,050000	1,25
	0,010000	1,35
	0,003000	1,41
	0,001000	1,46
	0,000001	1,68
Для паров легковоспламеняющихся жидкостей при подвижности воздушной среды	0,100000	1,21
	0,050000	1,27
	0,010000	1,38
	0,003000	1,45
	0,001000	1,51
	0,000001	1,75

А.2.4. Коэффициент Z участия паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей при сгорании паровоздушной смеси может быть определен по номограмме, приведенной на рисунке А.1.

 

 

Рисунок А.1. Зависимость коэффициента Z от X

X рассчитывают по формуле

А.2.5. В случае обращения в помещении горючих газов, легковоспламеняющихся или горючих жидкостей при определении массы m, входящей в формулы А.1 и А.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 согласно [4], при условии расположения устройств для удаления воздуха из помещения в непосредственной близости от места возможной аварии.

Допускается учитывать постоянно работающую общеобменную вентиляцию, обеспечивающую концентрацию горючих газов и паров в помещении, не превышающую предельно допустимую взрывобезопасную концентрацию, рассчитанную для аварийной вентиляции. Указанная общеобменная вентиляция должна быть оборудована резервными вентиляторами, включающимися автоматически при остановке основных. Электроснабжение указанной вентиляции должно осуществляться не ниже чем по первой категории надежности.

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, (А.13)

 

где A - кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, ;

T - продолжительность поступления горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в объем помещения, с (принимается по А.1.2).

А.2.6. Масса m, кг, поступившего в помещение при расчетной аварии газа, определяется по формуле

Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле А.19 введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работ.

Масса паров жидкости, поступивших в помещение при аварийной ситуации, может быть определена экспериментально или расчетным путем.

А.2.8. Массу паров , кг, вышедшую в помещение жидкости, определяют в соответствии с А.1.2.

А.2.9. Интенсивность испарения W, , определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых выше расчетной температуры окружающей среды ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле

 

, (А.21)

 

где  - коэффициент, принимаемый по таблице А.3 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения;

 - давление насыщенного пара при расчетной температуре , определяемое по справочным данным, кПа;

M - молярная масса, кг x к x моль.

 

Таблица А.3

 

Значение коэффициента  в зависимости от скорости

и температуры воздушного потока

Скорость воздушного потока в помещении,	Значение коэффициента  при температуре °C, воздуха в помещении
	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

А.2.10. Масса паров m, кг, при испарении жидкости, нагретой выше расчетной температуры, но не выше температуры кипения жидкости, определяется по соотношению

Формулы А.22 и А.23 справедливы для жидкостей, нагретых от температуры вспышки и выше при условии, что температура вспышки жидкости превышает значение расчетной температуры .

А.3. Расчет избыточного давления взрыва для горючих пылей

А.3.1. Расчет избыточного давления , кПа, производится по формуле (А.4), где коэффициент Z участия взвешенной пыли в горении рассчитывают по формуле

 

Z = 0,5F, (А.24)

 

где F - массовая доля частиц пыли размером менее критического, с превышением которого аэровзвесь становится неспособной распространять пламя. В отсутствие возможности получения сведений для оценки величины F допускается принимать F = 1.

К пылям, способным образовывать горючие пылевоздушные смеси, относят дисперсные материалы, характеризующиеся наличием показателей пожарной опасности: нижним концентрационным пределом распространения пламени, максимальным давлением, развиваемым при сгорании пылевоздушной смеси (более 50 кПа), и скоростью его нарастания, минимальным взрывоопасным содержанием кислорода менее 21% (об.).

А.3.2. Расчетную массу взвешенной в объеме помещения пыли m, кг, образовавшейся в результате аварийной ситуации, определяют по формуле

 

А.3.3. Расчетную массу взвихрившейся пыли  определяют по формуле

А.3.5. Массу отложившейся в помещении пыли к моменту аварии определяют по формуле

А.3.6. Масса пыли , оседающей на различных поверхностях в помещении за межуборочный период, определяется по формуле

А.3.7.  могут быть также определены экспериментально (или по аналогии с действующими образцами производств) в период максимальной загрузки оборудования по формуле

А.3.8. В таблице А.4 приведены типичные предельно допустимые значения избыточного давления с точки зрения повреждения зданий.

Таблица А.4

 

Типичные предельно допустимые значения

избыточного давления с точки зрения повреждения зданий

Степень поражения	Типичные предельно допустимые значения избыточного давления, кПа
Полное разрушение зданий	100
50%-ное разрушение зданий	53
Средние повреждения зданий	28
Умеренные повреждения зданий (повреждение внутренних перегородок, рам, дверей и т.п.)	12
Нижний порог повреждения человека волной давления	5
Малые повреждения (разбита часть остекления)	3

 

А.4. Определение избыточного давления для смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли

 

 

 

Приложение Б

 

МЕТОД РАСЧЕТА МАКСИМАЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ

ВЗРЫВООПАСНЫХ ЗОН, ОГРАНИЧЕННЫХ НИЖНИМ КОНЦЕНТРАЦИОННЫМ

ПРЕДЕЛОМ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ ГАЗОВ И ПАРОВ ЖИДКОСТЕЙ,

РАЗМЕРОВ ЗОН ПОРАЖЕНИЯ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ ПОЖАРА - ВСПЫШКИ

 

 

 

 

 

 

Приложение В

МЕТОД РАСЧЕТА ИНТЕНСИВНОСТИ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

ПРИ ПОЖАРАХ ПРОЛИВОВ ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ

И ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ

 

 

Таблица В.1

Среднеповерхностная плотность теплового излучения

пламени в зависимости от диаметра очага и удельная

массовая скорость выгорания для некоторых жидких

углеводородных топлив

Топливо	, кВт/м2, при d, м					m', кг/(м2 x с)
	10	20	30	40	50
СПГ	220	180	150	130	120	0,08
СУГ (пропан-бутан)	80	63	50	43	40	0,1
Бензин	60	47	35	28	25	0,06
Дизельное топливо	40	32	25	21	18	0,04

 

В.3. В таблице В.2 представлены типичные значения предельно допустимой интенсивности теплового излучения для различных степеней поражения человека и материалов.

 

Таблица В.2

Типичные предельно допустимые значения интенсивности

теплового излучения для различных степеней поражения

человека и повреждения материалов 

Степень поражения	Типичные предельно допустимые значения интенсивности теплового излучения, кВт/м2
Без негативных последствий в течение длительного времени	1,4
Безопасно для человека в брезентовой одежде	4,2
Непереносимая боль через 20 - 30 с Ожог 1-й степени через 15 - 20 с Ожог 2-й степени через 30 - 40 с Воспламенение хлопка-волокна через 15 мин	7,0
Воспламенение древесины, окрашенной масляной краской по строганой поверхности; воспламенение фанеры	17,0
Непереносимая боль через 3 - 5 с Ожог 1-й степени через 6 - 8 с Ожог 2-й степени через 12 - 16 с	10,5
Воспламенение древесины с шероховатой поверхностью (влажность 12%) при длительности облучения 15 мин	12,9
Воспламенение древесины, окрашенной масляной краской по строганой поверхности; воспламенение фанеры	17,0

 

 

 

 

Приложение Г

МЕТОД РАСЧЕТА РАЗМЕРОВ ЗОН РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОБЛАКА

ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ПАРОВ ПРИ АВАРИИ

 

Сущность метода

В настоящем приложении установлен порядок расчета изменения во времени концентрации газа в облаке при мгновенном выбросе и непрерывном истечении сжиженного углеводородного газа (СУГ).

Г.1. Мгновенный выброс СУГ

Г.1.1. Мгновенный выброс СУГ может происходить при повреждении резервуара или иного аппарата, в котором СУГ находится под давлением.

За счет внутренней энергии СУГ его массовая доля  мгновенно испаряется, образуя с капельками жидкости облако аэрозоля. За счет больших скоростей вихревых потоков происходит быстрое вовлечение в облако воздуха и быстрое испарение оставшейся части СУГ.

Массу воздуха , кг, мгновенно вовлекающуюся в облако для такого испарения, рассчитывают по формуле

 

Таблица Г.1

 

Классы устойчивости атмосферы по Паскуиллу

Класс по Паскуиллу	Типичная скорость ветра, м/с	Описание погоды	Вертикальный градиент температуры, К/м
A	1	Безоблачно	>>> 0,01
B	2	Солнечно и тепло	>> 0,01
C	5	Переменная облачность в течение дня	> 0,01
D	5	Облачный день или облачная ночь	0,01
E	3	Переменная облачность в течение ночи	< 0,01
F	2	Ясная ночь	Инверсия (отрицательный градиент)

 

 

 

Приложение Д

 

МЕТОД РАСЧЕТА ИНТЕНСИВНОСТИ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

И ВРЕМЕНИ СУЩЕСТВОВАНИЯ ОГНЕННОГО ШАРА

Д.1. Интенсивность теплового излучения q (кВт/м2) для огненного шара определяется по формуле В.1.

Д.2. Величина  определяется на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать  равной 350 кВт/м2.

Д.3. Значение  определяется по формуле

 

, (Д.1)

 

где H - высота центра огненного шара, м;

 - эффективный диаметр огненного шара, м;

r - расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром огненного шара, м.

Д.4. Эффективный диаметр огненного шара  (м) определяется по формуле

, (Д.2)

 

где m - масса продукта, поступившего в окружающее пространство, кг.

Д.5. Величину H допускается принимать равной .

Время существования огненного шара  определяется по формуле

 

. (Д.3)

 

Д.6. Коэффициент пропускания атмосферы  для огненного шара рассчитывается по формуле

 

. (Д.4)

 

Д.7. В таблице Д.1 представлены типичные значения предельно допустимых доз теплового излучения при воздействии огненного шара на человека.

 

Таблица Д.1

Типичные значения предельно допустимых доз теплового

излучения при воздействии огненного шара на человека

 

 

 

 

Приложение Е

 

МЕТОД РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ВОЛНЫ ДАВЛЕНИЯ ПРИ СГОРАНИИ

ГАЗО-, ПАРО- И ПЫЛЕВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ В ОТКРЫТОМ ПРОСТРАНСТВЕ

 

Е.1. Методика количественной оценки параметров воздушных волн давления при сгорании газо-, паро- и пылевоздушных смесей

Е.2. Определение ожидаемого режима сгорания облака

Ожидаемый режим сгорания облака зависит от типа горючего вещества и степени загроможденности окружающего пространства.

Е.3. Классификация горючих веществ по степени чувствительности

Вещества, способные к образованию горючих смесей с воздухом, по степени своей чувствительности к возбуждению взрывных процессов разделены на четыре класса:

класс 1 - особо чувствительные вещества (размер детонационной ячейки менее 2 см);

класс 2 - чувствительные вещества (размер детонационной ячейки лежит в пределах от 2 до 10 см);

класс 3 - среднечувствительные вещества (размер детонационной ячейки лежит в пределах от 10 до 40 см);

класс 4 - слабочувствительные вещества (размер детонационной ячейки больше 40 см).

Классификация наиболее распространенных в промышленном производстве горючих веществ приведена в таблице Е.1. В случае, если вещество не внесено в классификацию, его следует классифицировать по аналогии с имеющимися в списке веществами, а при отсутствии информации о свойствах данного вещества его следует отнести к классу 1, т.е. рассматривать наиболее опасный случай.

Таблица Е.1

Класс 1	Класс 2	Класс 3	Класс 4
Ацетилен	Акрилонитрил	Ацетальдегид	Бензол
Винилацетилен	Акролеин	Ацетон	Декан
Водород	Бутан	Бензин	о-Дихлорбензол
Гидразин	Бутилен	Винилацетат	Додекан
Изопропилнитрат	Бутадиен	Винилхлорид	Метан
Метилацетилен	1,3-Пентадиен	Гексан	Метилбензол
Нитрометан	Пропан	Изооктан	Метилмеркаптан
Окись пропилена	Пропилен	Метиламин	Метилхлорид
Окись этилена	Сероуглерод	Метилацетат	Окись углерода
Этилнитрат	Этан	Метилбутилкетон	Этиленбензол
	Этилен	Метилпропилкетон
	Эфиры:	Метилэтилкетон
	диметиловый	Октан
	дивиниловый	Пиридин
	метилбутиловый	Сероводород
		Спирты:
	Широкая фракция легких углеводородов	метиловый
		этиловый
		пропиловый
		амиловый
		изобутиловый
		изопропиловый
		Циклогексан
		Этилформиат
		Этилхлорид

Таблица Е.2

 

Классы горючих веществ
Класс 1
Ацетилен	1,1
Метилацетилен	1,05
Винилацетилен	1,03
Окись этилена	0,62
Гидразин	0,44
Изопропилнитрат	0,41
Этилнитрат	0,30
Водород	2,73
Нитрометан	0,25
Класс 2
Этилен	1,07
Диэтилэфир	0,77
Дивинилэфир	0,77
Окись пропилена	0,7
Акролеин	0,62
Сероуглерод	0,32
Бутан	1
Бутилен	1
Бутадиен	1
1,3-Пентадиен	1
Этан	1
Диметилэфир	0,66
Диизопропиловый эфир	0,82
ШФЛУ	1
Пропилен	1
Пропан	1
Класс 3
Винилхлорид	0,42
Кумол	0,84
Метиламин	0,70
Спирты:
Метиловый	0,45
Этиловый	0,61
Пропиловый	0,69
Амиловый	0,79
Циклогексан	1
Ацетальдегид	0,56
Винилацетат	0,51
Бензин	1
Гексан	1
Изооктан	1
Пиридин	0,77
Циклопропан	1
Этиламин	0,80
Класс 4
Метан	1,14
Трихлорэтан	0,15
Метилхлорид	0,12
Бензол	1
Декан	1
Додекан	1
Метилбензол	1
Метилмеркаптан	0,53
Окись углерода	0,23
Дихлорэтан	0,24
Сероводород	0,34
Ацетон	0,65
Дихлорбензол	0,42
Трихлорэтан	0,14

 

Е.5. Классификация окружающего пространства по степени загроможденности

Характером загроможденности окружающего пространства в значительной степени определяется скорость распространения пламени при сгорании облака и, следовательно, параметры волны давления. Характеристики загроможденности окружающего пространства разделяются на четыре класса:

класс I - наличие длинных труб, полостей, каверн, заполненных горючей смесью, при сгорании которой возможно ожидать формирование турбулентных струй продуктов сгорания, имеющих размеры не менее трех размеров детонационной ячейки данной смеси. Если размер детонационной ячейки для данной смеси неизвестен, то минимальный характерный размер струй принимается равным 5 см для горючих веществ класса 1; 20 см - для горючих веществ класса 2; 50 см - для горючих веществ класса 3 и 150 см - для горючих веществ класса 4;

класс II - сильно загроможденное пространство: наличие полузамкнутых объемов, высокая плотность размещения технологического оборудования, лес, большое количество повторяющихся препятствий;

класс III - средне загроможденное пространство: отдельно стоящие технологические установки, резервуарный парк;

класс IV - слабо загроможденное и свободное пространство.

Е.6. Классификация режимов сгорания облака

Для оценки воздействия сгорания облака возможные режимы сгорания разделяются на шесть классов по диапазонам скоростей их распространения следующим образом:

класс 1 - детонация или горение со скоростью фронта пламени 500 м/с и более;

класс 2 - дефлаграция, скорость фронта пламени от 300 до 500 м/с;

класс 3 - дефлаграция, скорость фронта пламени от 200 до 300 м/с;

класс 4 - дефлаграция, скорость фронта пламени от 150 до 200 м/с;

класс 5 - дефлаграция, скорость фронта пламени определяется по формуле

 

, (Е.2)

 

где  - константа, равная 43;

M - масса горючего вещества, содержащегося в облаке, кг;

класс 6 - дефлаграция, скорость фронта пламени определяется по формуле

 

, (Е.3)

где  - константа, равная 26;

M - масса горючего вещества, содержащегося в облаке, кг.

Е.7. Ожидаемый режим сгорания облака

Ожидаемый режим сгорания облака определяется с помощью таблицы Е.3, в зависимости от класса горючего вещества и класса загроможденности окружающего пространства.

 

Таблица Е.3

Класс горючего вещества	Класс загроможденности окружающего пространства
	I	II	III	IV
1	1	1	2	3
2	1	2	3	4
3	2	3	4	5
4	3	4	5	6

При определении максимальной скорости фронта пламени для режимов сгорания 2 - 4 классов дополнительно рассчитывается видимая скорость фронта пламени по соотношению Е.2. В том случае, если полученная величина больше максимальной скорости, соответствующей данному классу, она принимается по формуле Е.3.

Е.8. Расчет максимального избыточного давления и импульса фазы сжатия воздушных волн давления

 

Приложение Ж

 

МЕТОД РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ВОЛНЫ ДАВЛЕНИЯ

ПРИ ВЗРЫВЕ РЕЗЕРВУАРА С ПЕРЕГРЕТОЙ ЖИДКОСТЬЮ

ИЛИ СЖИЖЕННЫМ ГАЗОМ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА НЕГО ОЧАГА ПОЖАРА

При попадании замкнутого резервуара со сжиженным газом (СУГ) с легковоспламеняющейся (ЛВЖ) или горючей (ГЖ) жидкостью в очаг пожара может происходить нагрев содержимого резервуара до температуры, существенно превышающей нормальную температуру кипения, с соответствующим повышением давления. За счет нагрева несмоченных стенок сосуда снижаются прочностные характеристики материала, в результате чего при определенных условиях оказывается возможным разрыв резервуара с возникновением волн сжатия.

Рассчитывают показатель , характеризующий возможность возникновения волн сжатия, по формуле

, (Ж.1)

 

 

 

Приложение И

 

МЕТОД РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ИСПАРЕНИЯ ГОРЮЧИХ

НЕНАГРЕТЫХ ЖИДКОСТЕЙ И СЖИЖЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ

Таблица И.1

 

Скорость воздушного потока, м/с	Значение коэффициента  при температуре t (°C) воздуха
	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

 

 

 

Приложение К

 

МЕТОДЫ РАСЧЕТА РАЗМЕРА СЛИВНЫХ ОТВЕРСТИЙ

ИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ (ПОДДОНОВ, ОТСЕКОВ),

ИСТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ ИЗ РЕЗЕРВУАРА И ПЛОЩАДИ РАСТЕКАНИЯ

ЖИДКОСТИ ПРИ МГНОВЕННОМ РАЗРУШЕНИИ РЕЗЕРВУАРА

К.1. Метод расчета размера сливных отверстий

К.1.1. Настоящий метод устанавливает порядок расчета площади сливного отверстия в ограничивающем жидкость устройстве (поддоне, отсеке, огражденном бортиками участке цеха, производственной площадке и т.п.), при котором исключается перелив жидкости через борт ограничивающего устройства и растекание жидкости за его пределами.

К.1.2. В расчете учитывают поступление горючей жидкости в поддон из аппарата в момент его аварийного вскрытия, воды от установки пожаротушения и выгорание жидкости с поверхности поддона.

К.1.3. В методике расчета приняты следующие допущения:

- при возникновении аварийной ситуации герметичность стенок аппарата не нарушается;

- разрушаются только патрубки, лежащие ниже уровня жидкости в аппарате, образуя сливные отверстия, равные диаметру патрубков;

- вероятность одновременного разрушения двух патрубков мала;

- давление паров над поверхностью жидкости в аппарате в процессе слива жидкости не меняется.

К.1.4. Для проведения расчета необходимо знать:

К.1.5. По заданным исходным данным определяют скорости истечения , м3/с, жидкости из аппарата через отверстия, равные сечению трубопроводов, расположенных на аппарате, по формуле

 

 

Таблица К.1

 

Зависимость параметра a от b

a	b	a	b	a	b	a	b
0,000	0,000	0,990	0,993	3,107	1,901	14,999	3,408
0,071	0,106	1,000	1,000	3,418	1,987	16,573	3,506
0,170	0,241	1,045	1,030	3,762	2,075	18,313	3,605
0,268	0,361	1,081	1,053	4,144	2,164	20,236	3,705
0,362	0,467	1,185	1,117	4,568	2,255	22,362	3,804
0,454	0,560	1,255	1,158	5,037	2,347	24,711	3,903
0,540	0,642	1,337	1,205	5,557	2,440	27,308	4,003
0,622	0,714	1,433	1,256	6,132	2,534	30,178	4,102
0,697	0,777	1,543	1,313	6,769	2,628	33,351	4,219
0,765	0,831	1,668	1,374	7,473	2,725	36,857	4,302
0,853	0,877	1,810	1,439	8,253	2,821	40,732	4,401
0,876	0,915	1,971	1,509	9,115	2,918	45,014	4,501
0,921	0,946	2,151	1,581	10,068	3,015	54,978	4,701
0,955	0,970	2,352	1,657	11,121	3,113	67,148	4,901
0,980	0,980	2,575	1,736	12,287	3,211	74,210	5,000
0,986	0,986	2,828	1,817	13,575	3,309

К.1.11.4. Рассчитывают площадь сливного отверстия f, м3, по формуле

. (К.8)

 

К.1.12. Выбирают сечение отходящих от поддона трубопроводов  из условия .

К.2. Истечение жидкости из резервуара

К.2.1. Метод устанавливает параметры истечения горючей жидкости из отверстия резервуара при его разгерметизации и количество жидкости, переливавшейся через обвалование.

Рассматривается резервуар, находящийся в обваловании (рисунок К.1).

 

Рисунок К.1. Схема для расчета истечения жидкости

из отверстия в резервуаре

 

Вводятся следующие допущения:

истечение через отверстие однофазное;

резервуар имеет постоянную площадь сечения по высоте;

диаметр резервуара намного больше размеров отверстия;

размеры отверстия намного больше толщины стенки;

поверхность жидкости внутри резервуара горизонтальна;

температура жидкости остается постоянной в течение времени истечения.

К.2.2. Цель расчетов заключается в определении количества жидкости, вылившейся через отверстие резервуара при его разгерметизации и перелившейся через обвалование.

К.3. Растекание жидкости при мгновенном разрушении резервуара

К.3.1. Метод предусматривает расчет последствий при распаде резервуара на приблизительно равные по размеру части. При такой пожароопасной ситуации часть хранимой в резервуаре жидкости может перелиться через обвалование.

К.3.2. Цель расчетов заключается в оценке с помощью математической модели определения доли жидкости, переливавшей через обвалование при мгновенном разрушении резервуара.

К.3.3. Приняты следующие допущения:

рассматривается плоская одномерная задача;

время разрушения резервуара много меньше характерного времени движения гидродинамической волны до обвалования;

жидкость является невязкой;

трение жидкости о поверхность земли отсутствует;

поверхность земли является плоской, горизонтальной.

К.3.4. Система уравнений, описывающих движение жидкости, имеет вид:

Рисунок К.2. Типичная картина движения жидкости

в обваловании при мгновенном разрушении резервуара

 

График расчетной и экспериментальной зависимостей массовой доли перелившейся через обвалование жидкости Q от параметра  представлен на рисунке К.3.

 

Рисунок К.3. Зависимость доли перелившейся

через обвалование жидкости Q от параметра :

1 - расчет; 2 - эксперимент

 

 

 

 

Приложение Л

МЕТОД РАСЧЕТА ПРОТИВОПОЖАРНЫХ ПАРОВЫХ ЗАВЕС

Л.1. Общие требования

Противопожарная паровая завеса предназначена для предотвращения контакта горючих газовых смесей, образующихся при авариях на предприятиях нефтехимической и газовой промышленности, с источниками зажигания (например, с нагревательными печами). Завеса должна обладать достаточными плотностью и дальнобойностью, исключающими проскок горючей смеси в защищаемую зону объекта. Выполнение этих требований достигается оптимальной компоновкой конструкции устройства, воспроизводящего завесу, и расчетом параметров завесы. Метод включает только расчет устройства, воспроизводящего паровую завесу. Расчет магистрального паропровода проводится по общеизвестным методам.

Л.1.1. Устройство для создания паровой завесы (рисунок Л.1, разрез и план) представляет собой кольцевой трубчатый коллектор 4, вдоль оси которого по всей верхней части просверлены отверстия одинакового диаметра на равном расстоянии друг от друга. Диаметр  и длину  коллектора, количество (n) и диаметр  отверстий определяют расчетом по формулам соответственно Л.8; Л.2; Л.7 и Л.4.

Рисунок Л.1. Схема устройства для создания паровой завесы

1 - защищаемый объект; 2 - ограждение; 3 - опора коллектора;

4 - коллектор; 5 - дренажный вентиль; h - высота верхней

кромки ограждения над коллектором;  - высота опоры;

X - расстояние от коллектора до защищаемой стороны объекта;

 - расстояние от ограждения до коллектора

Л.1.2. Коллектор располагается на металлических, бетонных или кирпичных опорах 3, высота которых должна быть не менее 0,2 м.

Л.1.3. Расстояние от коллектора до защищаемого объекта определяют расчетом.

Л.1.4. Коллектор должен иметь дренажные вентили 5 для спуска конденсата или атмосферных осадков.

Л.1.5. Вдоль оси коллектора устанавливают жесткое газонепроницаемое ограждение (листовое железо или кирпичная стена) для предотвращения протекания горючей смеси между отдельными струями в начальном участке завесы. Верхняя кромка ограждения должна быть от 0,4 до 0,6 м выше коллектора. Расстояние между коллектором и ограждением определяют расчетом. Проемы в ограждениях должны быть постоянно закрыты плотными дверями.

Л.1.6. Траектория струи завесы должна превышать защищаемую зону. Высоту завесы над защищаемой зоной определяют расчетом. Для высоких объектов завеса может быть выполнена многосекционной в вертикальном направлении.

Л.1.7. Для обеспечения равномерной раздачи пара по длине коллектора необходимо, чтобы отношение суммарной площади отверстий к площади поперечного сечения коллектора было меньше или равно 0,3.

Л.1.8. Температуру воздуха при расчете следует принимать равной средней для наиболее холодного (зимнего) периода времени, характерного для данного географического района.

Л.1.9. Скорость ветра при расчете следует принимать равной средней скорости для наиболее ветреного периода, характерного для данного географического района.

Л.2. Порядок расчета параметров паровой завесы

Л.2.1. Рассчитывают следующие величины.

Л.2.1.1. Расстояние X, м, от коллектора завесы до защищаемого объекта:

X = 0,25H, (Л.1)

 

где H - высота защищаемой зоны объекта, м.

Л.2.1.2. Длина коллектора , м:

, (Л.2)

где P - периметр защищаемого объекта, м.

 

Указанный порядок расчета проводят после ориентировочного выбора значений давления пара и диаметра отверстий в коллекторе по таблице Л.1.

Таблица Л.1

 

Изменение высоты завесы в зависимости

от диаметра отверстий и давления пара

	, мм
	3	4	5	6	7	8	9	10
3	3,30	4,05	4,7	5,3	5,9	6,5	7,0	7,5
4	4,00	4,80	5,5	6,3	7,0	7,6	8,2	8,7
5	4,50	5,40	6,3	7,2	7,9	8,7	9,3	10,0
6	4,85	5,80	6,7	7,7	8,5	9,3	10,0	-
7	5,25	6,30	7,3	8,3	9,2	10,0	-	-
8	5,50	6,60	7,6	8,7	9,5	-	-	-
9	5,75	7,00	8,0	9,2	10,0	-	-	-
10	6,15	7,40	8,5	9,8	-	-	-	-
12	6,70	8,00	9,3	11,0	-	-	-	-
14	7,10	8,50	10,0	-	-	-	-	-
16	7,50	9,00	-	-	-	-	-	-
4	2,60	3,20	3,70	4,20	4,60	5,0	5,5	5,80
5	3,00	3,60	4,15	4,80	5,25	5,7	6,2	6,60
6	3,20	3,90	4,50	5,15	5,70	6,2	6,7	7,15
7	3,50	4,20	4,85	5,50	6,10	6,7	7,2	7,70
8	3,65	4,40	5,20	5,80	6,40	7,0	7,6	8,10
10	4,10	5,00	5,70	6,50	7,20	7,9	8,5	9,10
12	4,40	5,40	6,20	7,00	7,80	8,5	9,2	9,80
16	5,00	6,00	6,90	7,80	8,70	9,5	10,3	-
4	-	2,40	2,80	3,1	3,50	3,8	4,1	4,4
5	-	2,80	3,10	3,5	3,90	4,3	4,6	5,0
6	2,42	2,92	3,36	3,8	4,25	4,6	5,0	5,4
7	2,60	3,16	3,60	4,1	4,60	5,0	5,4	5,8
8	2,70	3,30	3,80	4,3	4,80	5,2	5,6	6,0
9	2,90	3,45	4,00	4,5	5,00	5,5	5,9	6,3
10	3,10	3,74	4,30	4,9	5,40	5,9	6,4	6,8
12	3,30	4,10	4,70	5,1	5,90	6,4	6,9	7,4
15	3,60	4,40	5,00	5,7	6,30	6,9	7,4	8,0
4	-	-	1,84	2,10	2,30	2,54	2,75	2,90
6	-	1,95	2,25	2,57	2,82	3,10	3,34	3,60
8	-	2,20	2,52	2,90	3,20	3,50	3,80	4,00
10	2,10	2,50	2,85	3,16	3,60	4,00	4,30	4,60
12	2,20	2,65	3,06	3,40	3,85	4,20	4,60	4,90
15	2,42	2,90	3,86	3,82	4,25	4,60	5,00	5,35

Примечания

В таблице Л.1 в вертикальной графе даны значения давления пара, в горизонтальной - диаметры отверстий, а в пересечении горизонтальных и вертикальных граф - высоты паровых завес (высота защищаемых зон) в метрах.

Таблица Л.1 составлена для скоростей ветра 2, 3, 4 и 6 м/с. При больших скоростях ветра указанные величины следует принимать такими же, что и для 6 м/с. Таблица дает возможность оценить необходимое значение давления пара и соответствующий ему диаметр отверстий для обеспечения требуемой высоты завесы (высоты защищаемого объекта).

Для одного и того же давления пара высота завесы будет тем больше, чем больше диаметр отверстий. Однако с увеличением диаметра будет увеличиваться и расход пара. Следует подбирать давление пара и диаметр отверстий таким образом, чтобы были обеспечены требуемая высота завесы и наиболее экономичный отбор пара. Диаметр отверстий следует принимать наименьшим из возможного (но не менее 3 мм) для каждого давления пара.

Приложение М

 

ТРЕБОВАНИЯ

К ВОДЯНОМУ ОРОШЕНИЮ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

М.1. Для предотвращения увеличения масштаба аварии при пожаре технологическое оборудование производственных объектов должно быть защищено от теплового излучения установками водяного орошения (пожарными лафетными стволами, стационарными установками водяного орошения).

М.2. Пожарные лафетные стволы устанавливаются:

- на наружных установках категорий АН, БН и ВН - для защиты колонных аппаратов высотой до 30 м, содержащих горючие газы (ГГ), легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие жидкости (ГЖ), а на нефтеперерабатывающих, нефтехимических, химических и газоперерабатывающих предприятиях - для защиты аппаратов и оборудования, содержащих ГГ, ЛВЖ и ГЖ;

- на сырьевых, товарных и промежуточных складах (парках) - для защиты шаровых и горизонтальных (цилиндрических) резервуаров со сжиженными углеводородными газами (СУГ), ЛВЖ и ГЖ под давлением;

- на сливоналивных эстакадах СУГ, ЛВЖ и ГЖ - для защиты конструкций эстакад и цистерн подвижного состава.

М.3. Лафетные стволы устанавливают со стационарным подключением к водопроводной сети.

М.4. Количество и расположение лафетных стволов для защиты оборудования (кроме резервуаров), расположенного на наружной установке, определяют, исходя из условий орошения защищаемого оборудования не менее чем одной компактной струей.

Количество и расположение лафетных стволов для защиты резервуаров с СУГ и ЛВЖ под давлением определяют из условия орошения каждой точки резервуара не менее чем одной компактной струей.

Орошение проводят одновременно горящего и смежных с ним резервуаров (колонн).

М.5. Лафетные стволы для защиты открытых железнодорожных сливоналивных эстакад как односторонних, так и двухсторонних, должны быть расположены по обе стороны эстакады с таким расчетом, чтобы обеспечивалось орошение каждой железнодорожной цистерны и каждой точки конструкции эстакады по всей ее длине не менее чем двумя компактными струями.

М.6. Лафетные стволы следует устанавливать на расстоянии не менее:

- 15 м от защищаемого оборудования наружной установки, железнодорожной сливоналивной эстакады, железнодорожных цистерн. Допускается уменьшение расстояния от лафетного ствола до защищаемого оборудования до 10 м при условии наличия дублирующих лафетных стволов или применения дистанционно управляемых или осциллирующих лафетных стволов;

- 10 м от оси стенки или обвалования резервуаров (вне обвалования или ограждающих стен резервуаров).

Лафетные стволы и их устройства управления не допускается размещать в зоне действия паровых завес печей.

М.7. Лафетные стволы для защиты наземных (надземных) резервуаров с СУГ и ЛВЖ под давлением, а также железнодорожных сливоналивных эстакад должны устанавливаться на специальных лафетных вышках.

Оптимальную высоту лафетных вышек и расположение лафетных стволов следует определять исходя из высоты и расположения оборудования, углов наклона и расстояния лафетного ствола от защищаемого объекта.

В необходимых случаях допускается применение осциллирующих лафетных стволов.

М.8. При высоте колонных аппаратов более 30 м их защиту на высоте более 30 м следует осуществлять стационарными установками орошения.

В тех случаях, когда защита колонных аппаратов или другого оборудования лафетными стволами невозможна или нецелесообразна, их следует защищать стационарными установками водяного орошения на всю высоту.

М.9. Резервуары с СУГ и ЛВЖ под давлением в сырьевых, товарных и промежуточных складах (парках) дополнительно к лафетным стволам должны иметь автоматические стационарные системы водяного орошения.

М.10. Наземные (надземные) резервуары с ЛВЖ и ГЖ объемом 5000 м3 и более должны быть оборудованы стационарными установками водяного орошения с возможностью подсоединения передвижной пожарной техники.

Для резервуаров с теплоизоляцией из негорючих материалов допускается не присоединять стационарную установку водяного орошения к противопожарному водопроводу; при этом сухие трубопроводы ее должны быть выведены за пределы ограждения резервуаров и оборудованы соединительными головками и заглушками.

Подачу воды на орошение наземных (надземных) резервуаров с ЛВЖ и ГЖ объемом менее 5000 м3, а также наземного оборудования подземных резервуаров допускается предусматривать передвижной пожарной техникой.

М.11. Запас воды для противопожарной защиты должен обеспечивать орошение защищаемого оборудования в течение расчетного времени, необходимого для подготовки к тушению и непосредственно для тушения пожара.

М.12. Расход воды на стационарные установки орошения должен приниматься для:

- наружных установок - по аппаратам колонного типа, исходя из суммы расходов воды на охлаждение условно горящей колонны и смежных с ней колонн, расположенных на расстоянии менее двух диаметров наибольшей горящей или смежной с ней колонны;

- сырьевых, товарных и промежуточных складов (парков) со сферическими резервуарами с СУГ и ЛВЖ под давлением, на одновременное орошение условно горящего резервуара и смежных с ним резервуаров, расположенных на расстоянии менее диаметра наибольшего горящего или смежного с ним резервуара, а для горизонтальных (цилиндрических) - согласно таблице М.1;

- сырьевых, товарных и промежуточных складов (парков) с наземными (надземными) изотермическими резервуарами с СУГ на одновременное орошение условно горящего резервуара и смежных с ним резервуаров, расположенных на расстоянии трех и менее диаметров наибольшего горящего или смежного с ним резервуара.

 

Таблица М.1

Число одновременно орошаемых горизонтальных

(цилиндрических) резервуаров

Расположение резервуаров	Объем единичного резервуара, м3
	25	50	100	160	175	200
В один ряд	5	5	5	5	3	3
В два ряда	6	6	6	6	6	6

М.13. Интенсивность подачи воды на охлаждение поверхности оборудования для стационарных установок водяного орошения должна приниматься не менее нормативных значений, приведенных в таблицах М.2 и М.3.

Таблица М.2

Нормативная интенсивность орошения поверхности

защищаемого оборудования

Наименование оборудования	Интенсивность подачи воды, л/(м2 x с)
Сферические и цилиндрические резервуары с СУГ и ЛВЖ, под давлением:
поверхности без арматуры	0,1
поверхности в местах расположения арматуры	0,5
Колонные аппараты:
с отметки установки аппарата до отметки 20 м	0,1
с отметки 20 м и свыше	0,2

 

Таблица М.3

Нормативная интенсивность орошения наземных (надземных)

резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов

Способ орошения резервуаров	Интенсивность подачи воды, л/с, на один метр длины
	окружности горящего резервуара	половины окружности соседнего резервуара
1. Стационарная установка водяного орошения для резервуаров высотой стенки, м:
- более 12	0,75	0,30
- 12 и менее и для резервуаров с плавающей крышей	0,50	0,20
2. Передвижная пожарная техника	0,80	0,30

М.14. Ручной пуск дистанционно управляемых лафетных стволов и стационарных установок водяного орошения должен быть предусмотрен как непосредственно с места у кольцевой сети противопожарного водопровода за пределами отбортовки оборудования или защитного ограждения резервуаров на расстоянии не менее 15 м от защищаемого оборудования, так и дистанционно из помещения с постоянным присутствием персонала (операторной).

М.15. Тип, количество и особенности расстановки оросителей стационарных установок водяного орошения, а также режим их работы (давление перед оросителями, расход воды, дисперсность распыла) должны быть определены исходя из условия равномерного орошения всех защищаемых поверхностей с заданной интенсивностью, обеспечивающей тепловую защиту оборудования.

 

Приложение Н

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕБУЕМОЙ БЕЗОПАСНОЙ

ПЛОЩАДИ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ

Настоящий метод предназначен для определения безопасной площади разгерметизации оборудования и помещений (такая площадь сбросного сечения предохранительного устройства, вскрытие которой в процессе сгорания смеси внутри оборудования или помещения позволяет сохранить последние от разрушения или деформации), в которых обращаются горючие газы, жидкости или пыли, способные создавать с воздухом взрывоопасные смеси, сгорающие ламинарно или турбулентно во фронтальном режиме.

Метод не распространяется на системы, склонные к детонации или объемному самовоспламенению.

Н.1. Сущность метода

Безопасную площадь разгерметизации определяют по расчетным формулам на основе данных о параметрах оборудования, показателях пожаровзрывоопасности горючих смесей, условиях возникновения и развития процесса.

Метод устанавливает зависимость безопасной площади разгерметизации от объема оборудования или помещения и максимально допустимого давления внутри него, давления и температуры технологической среды, термодинамических и термокинетических параметров горючей смеси, условий истечения, степени турбулентности.

Н.2. Формулы для расчета безопасной площади разгерметизации технологического оборудования с газопаровыми смесями

Н.2.1. Безопасную площадь разгерметизации технологического оборудования с газопаровыми смесями определяют по следующим безразмерным критериальным соотношениям:

 

, (Н.1)

для сосудов, рассчитанных на максимальное относительное давление взрыва  (при одновременном выполнении условия ).

, (Н.2)

 

для сосудов, выдерживающих давление взрыва в диапазоне относительных значений .

Таблица Н.1

Эмпирические коэффициенты для расчета фактора

турбулентности <1>

 

Для полых аппаратов объемом менее 1 м3 фактор турбулентности  составляет от 1 до 2.

С ростом объема аппарата фактор турбулентности увеличивается и для полых аппаратов объемом около 10 м3 составляет от 2,5 до 5 в зависимости от степени негерметичности (отношение ) аппарата.

Для сосудов объемом до 200 м3 различной формы с незначительными встроенными внутрь элементами фактор турбулентности не превышает, как правило, 8.

Н.4.2. Влияние формы аппарата

Для аппаратов с соотношением длины к диаметру до 5:1 можно считать, что форма аппарата не влияет на значение фактора турбулентности, т.к. увеличение поверхности пламени из-за его вытягивания по форме аппарата компенсируется уменьшением поверхности в результате более раннего касания пламени стенок сосуда.

Н.4.3. Влияние начальной герметизации аппарата

Для полых аппаратов объемом до 200 м3 с начально открытыми сбросными сечениями, например люками, значение фактора турбулентности, как правило, не превышает 2; для аппаратов с начально закрытыми сбросными сечениями (мембраны, разгерметизаторы и т.д.) не превышает 8.

Н.4.4. Влияние степени негерметичности аппарата 

Увеличение степени негерметичности  в 10 раз от 0,025 до 0,25, что равнозначно увеличению площади разгерметизации в 10 раз для одного и того же аппарата, приводит к возрастанию фактора турбулентности в 2 раза (для аппаратов объемом около 10 м3 с 2,5 до 5).

Н.4.5. Влияние максимально допустимого давления в аппарате (коррелирует с влиянием давления разгерметизации).

При увеличении относительного максимально допустимого давления внутри аппарата (прочности аппарата) в диапазоне  фактор турбулентности не изменяется. С ростом относительного максимально допустимого давления выше  (до ) для начально открытых сбросных сечений фактор турбулентности снижается с 2 до 0,8, для начально закрытых - с 8 до 2. Этот результат согласуется с физическими представлениями о том, что при большем значении давления, которое выдерживает аппарат, меньше площадь сбросного сечения, а следовательно, фронт пламени подвергается меньшему возмущающему воздействию.

Н.4.6. Влияние условий истечения

Если истечение горючей смеси и продуктов сгорания осуществляется через сбросной трубопровод, расположенный за разгерметизирующим элементом и имеющий диаметр, приблизительно равный диаметру сбросного отверстия, то значение фактора турбулентности вне зависимости от объема сосуда от 10 до 15 м3 принимается равным 4 (для сосудов со степенью негерметичности  от 0,015 до 0,035, когда оснащение сосудов сбросным трубопроводом оправдано по соображениям разумного соотношения характерных размеров сосуда и трубопровода) при условии .

При оснащении системы разгерметизации оросителем или другим аналогичным устройством, установленным в трубопроводе непосредственно за разгерметизатором для подачи хладагента в истекающую из аппарата смесь, фактор турбулентности принимается таким же, как при истечении непосредственно из аппарата в атмосферу. Эффект интенсификации горения в аппарате при сбросе газов через трубопровод исчезает при увеличении давления разгерметизации до 0,2 МПа при начальном давлении 0,1 МПа.

Н.4.7. Влияние условий разгерметизации, мгновенное вскрытие сбросного сечения повышает вероятность возникновения вибрационного горения внутри аппарата. Амплитуда в акустической волне вибрационного горения может достигать +/- 0,1 МПа. Перемешивание смеси, например, вентилятором, приводит к уменьшению колебаний давления.

Н.4.8. Влияние препятствий и турбулизаторов

Вопрос о влиянии различных препятствий, расположенных на пути распространения пламени, и турбулентности в смеси перед фронтом пламени является одним из определяющих в выборе фактора турбулентности. Наиболее правильным методом определения фактора турбулентности при наличии внутри аппарата сложных препятствий и турбулизованной смеси может считаться метод, основанный на сравнении расчетной и экспериментальной динамики роста давления (зависимость давление - время).

Имеющиеся данные указывают, что ускорение пламени на специальных препятствиях достигает  и более уже в сосудах объемом около 10 м3.

Для углеводородовоздушных смесей турбулентное распространение пламени с автономной генерацией турбулентности внутри зоны горения характеризуется максимальным фактором турбулентности, около .

При искусственно создаваемой изотропной турбулентности максимальное значение фактора турбулентности при точечном зажигании не превышает 4 - 6. Дальнейшее увеличение степени изотропной турбулентности приводит к гашению пламени.

Для сосудов со встроенными и подвижными элементами, влияние которых на значение фактора турбулентности не может быть в настоящее время оценено, например, с использованием литературных данных или экспертным методом, выбор фактора турбулентности должен ограничиваться снизу значением .

Н.4.9. Коэффициент расхода 

Коэффициент расхода  является эмпирическим коэффициентом, учитывающим влияние реальных условий истечения на расход газа, определенный по известным теоретическим модельным соотношениям.

Для предохранительных мембран и разгерметизирующих устройств с непосредственным сбросом продуктов сгорания в атмосферу, как правило, . При наличии сбросных трубопроводов  от 0,4 до 1 (включая случай с подачей хладагента в трубопровод непосредственно за мембраной).

Значение коэффициента расхода возрастает в указанном диапазоне с увеличением скорости истечения и температуры истекающего газа с ростом фактора турбулентности.

Произведение коэффициента расхода на площадь разгерметизации  представляет собой эффективную площадь разгерметизации.

Н.4.10. Аналог принципа Ле Шателье-Брауна

Согласно критериальному соотношению (Н.1) относительное избыточное давление

 

. (Н.5)

 

Теоретические и экспериментальные исследования процесса сгорания газа в негерметичном сосуде позволили установить аналог принципа Ле Шателье-Брауна: газодинамика горения газа в негерметичном сосуде реагирует на внешнее изменение условий протекания процесса в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется. Так, увеличение с целью снижения давления площади разгерметизации F в десять раз в сосуде объемом порядка 10 м3 сопровождается увеличением фактора турбулизации в два раза. Физическое объяснение наблюдаемого явления достаточно простое: с увеличением площади разгерметизации возрастает возмущающее воздействие на фронте пламени.

Избыточное давление коррелирует согласно критериальному соотношению П.5 с отношением , а не просто . Как показали исследования, уменьшение размера ячейки турбулизирующей решетки, приводящей к возрастанию фактора турбулизации в 1,75 раза (с 8 до 14), сопровождается существенно меньшим увеличением отношения  - лишь в 1,11 раза. Сказанное необходимо учитывать при факторе турбулентности .

Н.5. Определение нормальной скорости распространения пламени и термодинамических параметров

Таблица Н.2

 

Результаты расчета значений 

для некоторых стехиометрических газопаровых смесей

при начальном давлении 0,1 МПа и температуре 298,15 К

Таблица Н.3

Значение коэффициента C

Уровень пожаровзрывоопасности пыли	C,
1	0,26
2	0,30
3	0,51

 

Таблица Н.4

 

Уровень пожаровзрывоопасности пыли в зависимости от 

Н.6.3. Формулы для расчета безопасной площади разгерметизации оборудования и помещений, в которых обращаются гибридные смеси

Для гибридной взрывоопасной смеси (горючего газа с горючей пылью) расчет ведут по более опасной компоненте (обычно газу).

 

Приложение П

 

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ПОЖАРА

В ПОМЕЩЕНИЯХ ЗДАНИЙ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

 

П.2.4. Расчет средней температуры поверхности стен

Определяют максимальную усредненную температуру поверхности стен

для ПРН

, (П.15)

 

для ПРВ при  с точностью до 10%

. (П.16)

 

При  максимальное усредненное значение температуры поверхности стены с точностью до 3,5% составляет 850 °C.

а) при ПРН:

для конструкции стен

 

, (П.19)

для конструкций перекрытия

 

; (П.20)

б) при ПРВ:

для конструкций стен при 

 

, (П.21)

 

при 

;

 

для конструкций перекрытий (покрытий) при 

 

, (П.22)

 

при 

.

Вычисляют время достижения максимальной усредненной плотности теплового потока в конструкции для ПРН и ПРВ:

для конструкций стен

, (П.23)

для конструкций перекрытия (покрытия)

. (П.24)

 

Определяют изменение средней плотности теплового потока в соответствующие конструкции

 

. (П.25)

П.2.6. Расчет максимальных значений плотностей тепловых потоков, уходящих из очага пожара через проемы помещения, расположенные на одном уровне, при ПРВ.

Максимальную плотность теплового потока с продуктами горения, уходящими через проемы, рассчитывают по формуле

. (П.26)

П.3. Расчет температурного режима в помещении с учетом начальной стадии пожара при горении твердых горючих и материалов

П.3.1. По данным пожарно-технического обследования или проектной документации определяют:

- объем помещения V;

- площадь проемов помещения ;

- высоту проемов ;

- общее количество горючей нагрузки каждого вида горючего твердого материала ;

- приведенную высоту проемов h;

- высоту помещения h;

- общее количество горючей нагрузки, приведенное к древесине, P.

П.3.2. По результатам экспериментальных исследований в соответствии с объемом помещения V и горючей нагрузкой q определяют минимальную продолжительность начальной стадии пожара (НСП) . Времени окончания НСП соответствует температура .

П.3.3. Рассчитывают температурный режим развитой стадии пожара.

П.3.4. По результатам расчета температурного режима строят зависимость среднеобъемной температуры в помещении в координатах температура - время так, чтобы значению температуры  на восходящей ветви соответствовало значение .

П.3.5. Определяют изменение среднеобъемной температуры в начальной стадии пожара

, (П.27)

где  - среднеобъемная температура в момент окончания НСП, °C.

Среднее значение  горения горючей нагрузки из твердых органических материалов принимается равным 250 °C.

 

 

Приложение Р

МЕТОД РАСЧЕТА ТРЕБУЕМОГО ПРЕДЕЛА ОГНЕСТОЙКОСТИ

СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

 

Р.1. Расчет требуемых пределов огнестойкости

Метод расчета требуемых пределов огнестойкости железобетонных и огнезащищенных металлических конструкций промышленных зданий (сооружений) учитывает характеристики технологических процессов и устанавливает соответствующие требования к огнестойкости конструкций, исходя из нормируемого риска достижения предельного состояния конструкций по признаку потери несущей и теплоизолирующей способностей в условиях реальных пожаров.

Требуемые пределы огнестойкости устанавливаются на основе определения эквивалентной продолжительности пожаров и коэффициента огнестойкости. Коэффициент огнестойкости рассчитывают в зависимости от заданной предельной вероятности отказов конструкций в условиях реальных пожаров.

 

Рисунок Р.1. Зависимость минимальной продолжительности

начальной стадии пожара  от объема V, высоты H помещения

и количества горючей нагрузки q, приведенной к древесине

 

Сплошная линия при H = 4,8 м; q = 68 - 70 кг/м2;

Пунктирные линии при H = 6,6 м:

1 - q = 2,4 - 14 кг/м2;

2 - q = 67 - 119 кг/м2;

3 - q = 60 - 66 кг/м2;

4 - q = 60 кг/м2;

5 - q = 82 - 155 кг/м2;

6 - q = 140 - 160 кг/м2;

7 - q = 200 кг/м2;

8 - q = 210 - 250 кг/м2;

9 - q = 500 - 550 кг/м2

 

 

 

Рисунок Р.2. Зависимость минимальной продолжительности

начальной стадии пожара  от объема V и высоты H помещения

Рисунок Р.3. Зависимость эквивалентной

продолжительности пожара  от продолжительности пожара

для железобетонных и огнезащищенных металлических

конструкций перекрытия в условиях локальных

пожаров  (или продолжительности НСП )

при горении твердых и трудногорючих материалов

 

 

Рисунок Р.4. Зависимость эквивалентной продолжительности

пожара  от продолжительности пожара  для железобетонных

и огнезащищенных металлических конструкций перекрытия

при горении ЛВЖ и ГЖ

 

 

 

 

Рисунок Р.5. Зависимость эквивалентной продолжительности

пожара  от продолжительности пожара  для горизонтальных

незащищенных металлических конструкций

 

 

Рисунок Р.6. Зависимость эквивалентной продолжительности

пожара  от продолжительности пожара  для вертикальных

незащищенных металлических конструкций

 

 

 

Рисунок Р.7. Зависимость эквивалентной продолжительности

пожара  от характерной продолжительности пожара 

для огнезащищенных металлических и железобетонных

конструкций перекрытия

 

 

 

Рисунок Р.8. Зависимость эквивалентной продолжительности

пожара  от характерной продолжительности объемного пожара

 для железобетонных несущих стен

Рисунок Р.9. Зависимость эквивалентной продолжительности

пожара  от характерного времени объемного пожара 

для центрально сжатых железобетонных колонн

 

Таблица Р.1

 

Допустимые вероятности отказов конструкций от пожаров 

Группа конструкций	Вероятность отказов
Вертикальные несущие конструкции, противопожарные преграды, ригели, перекрытия, фермы, балки
Другие горизонтальные несущие конструкции, перегородки
Прочие строительные конструкции

Таблица Р.2

Вероятности возникновения пожара 

для промышленных помещений

Промышленный цех	Вероятность возникновения пожара ,
По обработке синтетического каучука и искусственных волокон	2,65
Литейные и плавильные	1,89
Механические	0,60
Инструментальные	0,60
По переработке мясных и рыбных продуктов	1,53
Горячей прокатки металлов	1,89
Текстильного производства	1,53
Электростанций	2,24

 

Таблица Р.3

Значения характеристики безопасности P

 

Вероятность отказов конструкций при пожаре	Характеристика безопасности
	3,7
	4,1
	4,4
	4,5
	3,1
	3,5
	3,8
	4,0
	2,3
	2,8
	3,2
	3,5
	1,3
	2,0
	2,5
	2,6

 

Таблица Р.4

 

Коэффициент огнестойкости 

 

Площадь отсеков S, м2	Вертикальные несущие конструкции, противопожарные преграды, балки, перекрытия, фермы	Другие горизонтальные несущие конструкции, перегородки	Прочие строительные конструкции
1000	1,36	0,99	0,58
2500	1,52	1,14	0,75
5000	1,69	1,26	0,87
7500	1,79	1,31	0,94
10000	1,84	1,42	0,99
20000	2,03	1,47	1,10

 

 

БИБЛИОГРАФИЯ

[1]	Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности"
[2]	Федеральный закон "О пожарной безопасности" от 21 декабря 1994 г. N 69-ФЗ
[3]	Расчет концентрационных пределов распространения пламени парогазовых смесей сложного состава. Методическое пособие. Москва, ВНИИПО, 2012
[4]	Правила устройства электроустановок (утверждены Министерством энергетики Российской Федерации, Приказ от 08.07.2002 N 204).