Классификация взрыво- и пожароопасных зон

 

Наряду с категорированием производственных помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности используется классификация взрыво- и пожароопасных зон, которая установле­на "Правилами устройства электроустановок" (ПУЭ).

Пожароопасной зоной называется пространство внутри и вне помещений, в пределах которого постоянно или периодически об­ращаются горючие (сгораемые) вещества и в котором они могут находиться при нормальном технологическом процессе или при его нарушениях.

При расположении в помещении единичного пожароопасного оборудования пожароопас-ная зона принимается равной 3 м по го­ризонтали и вертикали. Согласно ПУЭ, пожароопасные зоны подраз­деляются на 4 класса: П – I, П – II, П – IIa, П – III (табл. 4)

Классификация пожароопасных зон

Таблица 4

Класс пожаро – опасной зоны	Характеристика
П – I	Зоны, расположенные в помещениях, в ко­торых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61 ºС.
П – II	Зоны, расположенные в помещениях, в ко­торых выделяются горючие пыли или во­локна с НПВ более 65 г/м3 к объему воз­духа
П – IIa	Зоны, расположенные в помещениях, в ко­торых обращаются твердые горючие вещес­тва
П – III	Зоны, расположенные вне помещения, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61 ºС или твердые горючие вещества

Наиболее опасными с точки зрения возникновения пожара яв­ляются зоны классов П – I и

П – II.

Взрывоопасной зоной считают помещение или ограниченное пространство в помещении или вне его, где имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси. При определении взрывоопасных зон принимается, что взры­воопасная зона в помещении занимает весь объем помещения, если объем взрывоопасной смеси превышает 5% свободного объема помещения. Если же он равен или меньше 5%, то взрывоопасной счита­ется зона в помещении в пределах до 5 м по горизонтали и вертикали от технологического аппарата, из которого возможно выделение горючих газов (ГГ) или паров легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ). Остальной объем помещения в этом случае считается невзрывоопасным, если нет других факторов, создающих в нем взрывоопасность.

  Согласно ПУЭ взрывоопасные зоны делятся на несколько классов (см. табл. 5)

В зависимости от класса пожаро- и взрывоопасности осу­ществляется выбор электрооборудования для установки в таких зонах.

Расчетный объем взрывоопасной газовоздушной смеси обра­зующейся при выходе горючих газов в воздушную среду помещения, определяется в куб.м по формуле

,                                                         (7)

где V^Г - количество поступающего в помещение горючего газа в куб.м;

- нижний концентрационный предел воспламенения газа в воздухе в % об.

x – коэффициент, учитывающий степень участия газов в об­разовании взрывоопасной газовоздушной смеси в 5% объема помещения, принимается равным 1,4.

Расчетный объем взрывоопасной паровоздушной смеси опреде­ляется в куб.м по формуле

,                                                         (8)

где  - объем паров ЛВЖ. или IЖ , поступивших в помещение в куб.м;

 - нижний концентрационный предел воспламенения паров в % об;

  x – коэффициент, учитывающий степень участия паров ЛВЖ или ГЖ в образовании взрывоопасной паровоздушной смеси в 5% объема помещения, принимается равным 3.

 

Таблица 5

Классы взрывоопасных зон.

Класс взрывоопасной зоны	Характеристика
В – I	Зоны в помещениях, в ко­торых выделяются ГГ или пары ЛВЖ в таком количестве и с такими свойствами, что они могут образовывать взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы (загрузке или разгрузке технологических аппаратов, хранении или переливании ЛВЖ, находящихся в открытых емкостях и т.п.)
В – Iа	Зоны в помещениях, в ко­торых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси ГГ или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей.
В – Iб	Зоны в помещениях, в ко­торых обращаются твердые горючие вещес­тва при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси ГГ или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей: – появившиеся ГГ обладают высоким НВП (15% и более) и резким запахом при допустимых концентрациях; – образуются взрывоопасные области только в верхней части помещений производств, связанных с обращением газообразного водорода
В – Iг	Пространство у наружных установок: технологических установок, содержащих ГГ или ЛВЖ, надземных и подземных резервуаров с ЛВЖ или ГГ, эстакад для слива и налива ЛВЖ и др.
В – II	Зоны в помещения, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что они способны образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы.
В – IIа	Зоны в помещения, в которых опасные состояния, указанные для В-II, не имеют места при нормальной эксплуатации оборудования, а возможны только в результате аварий или неисправностей.

 

Пример решения задачи

 

Задача. На участок вакуумного напыления, расположенный в отдельном помещении (8 х 16 х 4 м), доставляется на тележке сменный запас ЛВЖ в составе: 8 л изопропилового спирта во фляге, 2 л этилового спирт в литровых стеклянных бутылях.

Возможны два варианта аварийной ситуации:

1. Разлив при разгрузке 2 л этилового спирта;

2. Разлив 8 л изопропилового спирта при расфасовке в стеклянные бутыли.

Для анализа выбираем наиболее невыгодный вариант - разлив 8 л спирта. Суть ситуации состоит в том, что разлившийся спирт растекается по полу помещения, происходит его испарение, в результате этого в помещении образуется паровоздушная смесь, воспламенение которой может привести к взрыву.

Поскольку спирт является ЛВЖ с температурой вспышки 13 ºС, то помещение участка может относиться к категории А, если расчетное избыточное давление взрыва ΔР превосходит

5 кПа. Следовательно, необходимо произвести расчет ΔР.

Расчет ΔР будем производить по формуле (1), но предвари­тельно определим величины некоторых входящих в нее параметров. Прежде всего определим массу паров изопропилового спирта, по­ступивших в помещение, для чего используем формулу (5):

   m = W ∙ F_И ∙ T

При этом F_И = 8 м² (так как 1 л спирта растекается на площади 1 кв. м.).

Интенсивность испарения W определяем по справочным данным (см. табл. 7) при этом считаем, что температура спирта при расчетной аварийной ситуации равна температуре воздуха в рабочей зоне помещения. Поскольку помещение оборудовано венти­ляционной системой для нормализации параметров микроклимата, принимаем температуру воздуха равной максимально допустимой температуре для теплого периода года (по ГОСТ 12.1.005-88). В нашем случае температуру воздуха принимаем равной 25 ºС. (Если помещение не оборудовано вентиляционными системами, то температуру, воздуха выбирают в зависимости от района строи­тельства по СНиП 2.01.01- 88 как абсолютную максимальную температуру. Например, для г. Минска такая температура составляет 18 ºС).

Скорость воздушного потока над поверхностью испарения спирта принимаем равной 0.

Следовательно, по табл. 7 скорость испарения изопропилового спирта

U_Ж = 0,059 м³/м² ∙ ч = 1,63 ∙ 10^-5 м³/м² ∙ с.

Для определения длительности испарения Т рассчитаем время полного испарения всего разлившегося спирта. (Если это время превосходит 1 час, то в формулу (5) в качестве параметра Т подставим 1 ч или 3600 с.

,                                                                       (9)

Поскольку по нашим справочным данным (см. табл. 7) ско­рость испарения имеет единицу измерения (м³/м² ∙ с), то чтобы получить интенсивность испарения, умножаем скорость U_Ж на плот­ность паров ρ_П (см. табл. 8). Получаем

  Следовательно,

 

Поскольку полное время испарения изопропилового спирта превышает 3600 с, то для расчета массы его паров, поступивших в помещение, мы берем время 3600 с.

Соответственно,

m = W ∙ F_И ∙ T = 3600 ∙ 4 ∙ 10^-5 ∙ 8 = 1,15 кг

z = 0,3 (так как спирт нагрет до температуры 25 ºС, что превосходит температуру вспышки,

        равную 13 ºС)

V_СВ = 0,8 ∙ V_{ПОМЕЩЕНИЯ} = 0,8 ∙ 512 =410 м³.

По табл. 8 находим плотность паров спирта ρ_П = 2,45 кг/м³

поскольку

(так как химическая формула спирта С₃Н₈O, т. е. n_C = 3, n_H = 8, n_X = 0, n_O = 1)

К_H = 3

Подставив найденные величины в формулу (1), получим

.

Поскольку полученное расчетное значение избыточного дав­ления взрыва паровоздушной смеси не превышает 5 кПа, то производственное помещение не относится к категории А.

Данное помещение относится к категории Д, так как в нем отсутствуют вещества и материалы, указанные в табл. СН'ГП 24-86 для категорий Б, В и Г.

В то же время в нем имеется взрывоопасная зона класса В - Iа (так как взрывоопасная паровоздушная смесь образуется в аварийной ситуации в месте расфасовки изопропилового спирта).

Для определения размеров взрывоопасной зоны рассчитаем объем взрывоопасной парово-здушной смеси, для расчета использу­ем формулу (8):

так как

 (по табл. 8).

Так как 5% от свободного объема помещения составляет 20,5 куб м. то V_ВЗР менее этой величины.

Следовательно, взрывоопасная зона В - Ia в помещении име­ет размеры до 5 м по горизонтали и вертикали от места расфасовки изопропилового спирта.

 

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

для практических занятий на тему:

«КАТЕГОРИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ

И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ»

Задача: Определить категорию взрывопожарной и пожарной опасности помещения участка отмывки оснований, а также оценить наличие и класс взрывоопасных зон. Геометрический объём помещения . В нём установлены две ванны, объёмом  и площадью открытой поверхности  каждая, в которых находится технологическая жидкость.

Поддоны и системы аварийного слива жидкости из ванн за пределы помещения отсутствуют. Воздухообмен, создаваемый системами вентиляции, не учитывается. Район строительства – г. Минск.

За аварийную ситуацию принимается разлив технологической жидкости в результате перфорации одной ванны. Испарение с обработанных деталей не учитывается из-за незначительного количества жидкости на их поверхности.

 

Параметр	Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8
Объём помещения , м3	5*12*4	6*14*4	6*16*4	6*12*4	5*16*4	8*20*4	5*10*4	7*14*4
Объём ёмкости , м3	0,005	0,008	0,01	0,006	0,008	0,012	0,005	0,01
Площадь открытой поверхности ванны , м2	0,25	0,4	0,5	0,3	0,4	0,6	0,25	0,5
Вид технологической жидкости	ацетон	толуол	ксилол	бензин Б-70	уайт- спирит	этиловый спирт	бензол	изопроп. спирт
Площадь испарения разлитой жидкости , м2	5	8	10	6	8	12	5	10

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица 6

Показатели пожарной опасности некоторых веществ

№ п/п	Вещество	Хим. формула	Молярная масса	Температура вспышки, ° С	Нижн. концентр. предел воспламенения, % об.	Горючесть, воспламеняемость
1	Ацетон	C3H6O	58,08	-18	2,91	ЛВЖ
2	Бензол	C6H6	78,11	-12	1,43	ЛВЖ
3	Ксилол	C8H10	10,16	25	1,0	ЛВЖ
4	Изопроп. спирт	C3H8O	60,09	13	2,23	ЛВЖ
5	Толуол	C7H8	92,14	4	1,25	ЛВЖ
6	Этиловый спирт	C2H6O	46,06	13	3,61	ЛВЖ
7	Бензин Б-70	C7H14	102,2	-34	0,92	ЛВЖ
8	Уайт-спирит	C10H21	147,3	33	0,7	ЛВЖ

 

Таблица 7

Скорости испарения некоторых веществ (в м³/м²×ч) при различных температурах

воздуха и скорости воздушного потока над поверхностью испарения, равной 0

№ п/п	Вещество	Скорость испарения в м3/м2×ч при температуре воздуха в ° С
		20	25	30	35	40
1	Ацетон	0,31	0,39	0,51	0,64	0,80
2	Бензол	0,08	0,11	0,15	0,19	0,24
3	Ксилол	0,005	0,007	0,009	0,013	0,018
4	Изопроп. спирт	0,04	0,06	0,08	0,11	0,15
5	Толуол	0,02	0,03	0,04	0,05	0,07
6	Этиловый спирт	0,07	0,09	0,13	0,18	0,24
7	Бензин Б-70	0,07	0,09	0,11	0,13	0,16
8	Уайт-спирит	0,002	0,003	0,004	0,005	0,007

Таблица 8

Плотность паров некоторых веществ  (в кг/м³)

при различных температурах воздуха  в ° С

№ п/п	Вещество	Плотность паров  (кг/м3) при температуре воздуха (° С)
		20	25	30	35	40
1	Ацетон	2,41	2,37	2,33	2,29	2,25
2	Бензол	3,24	3,19,	3,13	3,08	3,03
3	Ксилол	4,41	4,33	4,26	4,19	4,13
4	Изопроп. спирт	2,49	2,45	2,41	2,37	2,33
5	Толуол	3,82	3,76	3,70	3,64	3,58
6	Этиловый спирт	1,91	1,88	1,85	1,82	1,79
7	Бензин Б-70	4,24	4,17	4,10	4,04	3,97
8	Уайт-спирит	6,12	6,01	5,92	5,82	5,73

 

Таблица 9

Плотность некоторых веществ в жидком состоянии (в кг/м³) при температуре  в ° С

№ п/п

Вещество

Плотность жидкости  (кг/м3) при температуре (° С) Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 338; Мы поможем в написании вашей работы! Поделиться с друзьями: ⇐ Предыдущая123 Мы поможем в написании ваших работ! . . © 2014-2024 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.054)