Анализ пожарной опасности и разработка мер противопожарной защиты процесса окраски

 

3. Расчёт  категории помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности

       Исходя  из характеристик применяемых веществ, категория категория каждого помещения определяется путём последовательной проверки принадлежности помещения от высшей (А) к низшей (Д), в зависимости от величины избыточного давления взрыва и удельной пожарной нагрузки в помещениях. 

1. Характеристика  пожарной опасности  помещений

       Параметры помещений приведены в таблице 2. Максимальная температура воздуха  принята 35 ºС […]. Свободный объём помещения принимаем равным 80% от объёма помещения (…). 

       Таблица 2 – Характеристика пожарной опасности  помещений 

 

2. Пожароопасные характеристики обращающихся веществ

       Основные  пожароопасные характеристики веществ  и материалов, обращающихся в помещениях и наружной установке, приведены  в таблице 3. Свойства обращающихся вещесьв определены по справочным данным […].  

Таблица 3 - Основные пожароопасные характеристики веществ. 

 

 

3. Расчёт  категории первого  помещения

 
 

       При расчете значений критериев взрывопожарной опасности в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии. Для данного помещения принимаем наихудший вариант – полное разрушение мерника растворителя. В таком случае объём разлившегося вещества будет определяться по формуле: 

       V_А1 = V₁+V₂+V₃+V₄,                                                       (1) 

где V₁ – объём разлившейся жидкости из аппарата, м³; V₂ – объём подводящего трубопровода, м³; V₃ – объём отводящего трубопровода, м³; V₄ – объём жидкости, поданной насосом до закрытия задвижки, м³.

       (2) 

где V_а – объём аппарата, м³; ε – степень заполнения аппарата; w_p – доля растворителя, %.

 

       (3) 

где d – диаметр трубопровода, м. 

       (4) 

где S₂ – площадь сечения подводящего трубопровода, м²; l₂ – расстояние до запорной арматуры на подводящей линии, м. 

       (5) 

где S₃ – площадь сечения отводящего трубопровода, м²; l₃ – расстояние до запорной арматуры на отводящей линии, м. 

       (6) 

где q – расход подводящей линии, м³/с; Т – время срабатывания запорной арматуры, с.   

       

 

       По  условию аварии в помещение выливается V_А1 = 11,0128 м³ жидкости, которая разливается на площади 11012,8 м², т. к. 1 л жидкости разливается на 1 м².

        Масса разлившегося вещества будет  определяться по формуле: 

       (7) 

где r - плотность вещества, кг/м³.

 

       Давление  насыщенных паров определяем по следующей  формуле:

 

(8) 

где А, В, С_А – константы уравнения Антуана (…); t_p – температура среды, °С.

       Определяем  интенсивность испарения по формуле: 

              (9) 
           

где h – коэффициент, зависящий от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения; М – молярная масса вещества, кг/кмоль.

       Площадь обвалования найдём по формуле: 

                                                      (10) 

где S_пом – площадь помещения, м²; k – коэффициент ограничения розлива, %.

       Т.к. площадь обвалования меньше площади  помещения, то принимаем, что площадь испарения равна площади обвалования (F_исп=S_обв).

       Масса испарившейся жидкости, поступившей  в помещение:

       

           (11) 

где Т_исп – время испарения, с.

       Определяем  плотность паров вещества при расчётной температуре по формуле:                 

                          (12) 

где – молярный объем, м³/кмоль.

       Определяем  стехиометрический коэффициент  кислорода в реакции сгорания по следующей формуле: 

                  b = n_c +      (13) 

где  n_с, n_н, n_о, n_х – число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле вещества.

       Определяем  стехиометрическую концентрацию паров  вещества по формуле: 

                                              (14)  

       Избыточное  давление взрыва определяем по формуле:

 

      DР = (Р_max - Р_о)       (15) 

где P_max – максимальное давление взрыва стехиометрической паровоздушной смеси в замкнутом объеме, кПа; P₀ – атмосферное давление; Z – коэффициент участия горючего во взрыве; К_н – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения; V_СВ – свободный объем помещения, м³.

       Вывод:  первое помещение относится к категории А, т.к.  в нём хранится легковоспламеняющаяся жидкость с температурой вспышки менее 28 ^оС в таком количестве, что может образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.

     

     

4. Расчёт  категории второго  помещения

 
 

       Для данного помещения принимаем  наихудший вариант – полное разрушение смесителя растворителя. В таком случае объём разлившегося вещества будет определяться:  

V₁ = 9 ^. 0,72 ^. 0,735 = 4,7628 м³ ,

S₂= 0,00785 м²,

V₂ = 0,00785 ^. 2,9 ^. 1 = 0,02277 м³,

V₃ = 0,00785 ^. 2,9 ^. 0,21 = 0,00478 м³,

V₄ = 0,00785 ^. 2,9 ^. 0,735 = 0,01673 м³,

V₅ = 0,045 ^. 120 ^. 1 = 5,4 м³,

V₆ = 0,045 ^. 120 ^. 0,21 = 1,134 м³,

V_А2 = 4,7628 + 0,02277 + 0,00478 + 0,01673 + 5,4 + 1,134 = 11,3411 м³. 

где V₁ – объём разлившейся жидкости из аппарата, м³; V₂ – объём подводящего трубопровода c ацетоном, м³; V₃ – объём подводящего трубопровода c полуфабрикатом, м³; V₄ – объём отводящего трубопровода, м³; V₅ – объём жидкости, поданной насосом до закрытия задвижки c ацетоном, м³; V₆ – объём жидкости, поданной насосом до закрытия задвижки c полуфабрикатом, м³.

       По  условию аварии в помещение выливается V_А2 = 11,3411 м³ жидкости, которая разливается на площади 11341,1 м², т. к. 1 л жидкости разливается на 1 м².

       Масса разлившегося вещества будет определяться по формуле (7): 

       

11,3411 ^. 790,8 =8968,5 кг. 

       Площадь обвалования найдём по формуле (10): 

       

                                                

где S_пом – площадь помещения, м²; k – коэффициент ограничения розлива, %.

       Т.к. площадь обвалования меньше площади  помещения, то принимаем, что площадь испарения равна площади обвалования (F_исп=S_обв).

       Определяем  интенсивность испарения по формуле (9): 

       

 
 

       Масса испарившейся жидкости, поступившей в помещение определяется по формуле (11): 

       

 

     Избыточное  давление взрыва определяем по формуле (15): 

DР

       Вывод:  второе помещение относится к  категории А, т.к.  в нём хранится легковоспламеняющаяся жидкость с температурой вспышки менее 28 ^оС в таком количестве, что может образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. 

5. Расчёт  категории третьего помещения

 

       Для данного помещения принимаем  наихудший вариант – полное разрушение бака готовой краски. В таком случае объём разлившегося вещества будет определяться:  

V₁ = 10,8 ^. 0,65 ^. 0,735 = 5,1597 м³,

S₂ = 0,00785 м²,

V₂ = 0,00785 ^. 3,7 ^. 0,735 = 0,02135 м³,

V₂ = 0,00785 ^. 3,7 ^. 0,735 = 0,02135 м³,

V₄ = 0,054 ^. 120 ^. 0,735 = 4,7628 м³,

V_А3 = 5,1597 ^. 0,02135 ^. 0,02135 ^. 4,7628 = 9,9652 м³.