В производственном помещении предусматривается обезжиривание деталей, которое производится в ваннах с растворителем, емкостью по 10 л в каждой. Открытое зеркало одной ванны составляет 0,1 м2
.
За расчетную аварийную ситуацию принимается разлив содержимого одной ванны. Кроме этого, происходит испарение растворителя с открытого зеркала остальных ванн и поверхностей обезжиренных деталей.
Выбрав соответствующее варианту условие задания (табл. 4), требуется определить, к какой категории по взрывопожарной и пожарной опасности необходимо отнести производственное помещение и предложить мероприятия по предупреждению аварийной ситуации.
№
варианта
Наименование
растворителя
Скорость воздушного потока в помещении,
м/с
Температура растворителя,
0
С
Давление насыщенного пара растворителя, кПа
Количество
ванн,
шт
Площадь поверхностей обезжиренных деталей,
м2
Объем
помещения,
Vп, м3
1.
Бутиловый спирт
0,1
19
0,63
6
0,5
250
Примечание:
при решении задачи пользоваться приложениями 6,7,8,4.
Приложение 6
Общие положения
1. Категории взрывопожарной и пожарной опасности помещений и зданий определяются для наиболее неблагоприятного в отношении пожара или взрыва периода, исходя из вида находящихся в аппаратах и помещениях горючих веществ и материалов, их количества и пожароопасных свойств, особенностей технологических процессов.
2. Происходит испарение:
· с поверхности разлившейся жидкости; площадь испарения при разливе на пол определяется (при отсутствии справочных данных) исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих 70 % и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,5 м2
, а остальных жидкостей — на 1 м2
пола помещения;
· из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей.
3. Длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.
4. Для определения пожароопасных свойств веществ и материалов допускается использование справочных данных.
5. 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.
Расчет избыточного давления взрыва для паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей
Избыточное давление взрыва DР
для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, С1, Вr, I, F, определяется по формуле
(6.1)
где Рmax
—
максимальное давление взрыва стехиометрической паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным. При отсутствии данных допускается принимать Рmax
равным 900 кПа;
Р0
— начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);
т —
масса паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение, вычисляемая по формуле (6.4), кг;
Z
— коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан на основе характера распределения паров в объеме помещения. Допускается принимать значение Z
по табл. П. 6.1;
Vсв
—
свободный объем помещения, м3,
;
rг.п
— плотность пара при расчетной температуре tp
, кг×м-3
, вычисляемая по формуле
( 6.2)
где М—
молярная масса, кг×кмоль-1
;
v0
—
мольный объем, равный 22,413 м3
×кмоль-1
;
tp
— расчетная температура, °С. В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в данном помещении;
Сст
— стехиометрическая концентрация паров ЛВЖ и ГЖ, % (об.), вычисляемая по формуле
( 6.3)
где —
стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;
¾ число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;
Кн
—
коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать Кн
равным 3.
Таблица П. 6.1
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
Масса паров жидкости m, поступивших в помещение при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, открытые емкости и т.п.), определяется из выражения
т = тр
+ темк
+ тсв.окр.
,
( 6.4)
где mр
—
масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;
темк
— масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг;
тсв.окр
—
масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг.
При этом каждое из слагаемых в формуле (4) определяется по формуле
m = W Fи T,
( 6.5)
где W —
интенсивность испарения, кг×с-1
×м-2
;
Fи
— площадь испарения, м2
, определяемая в соответствии с п. 2 в зависимости от массы жидкости тп
, вышедшей в помещение;
Т
- время испарения, с.
( 6.6)
где mр
- масса разлившейся жидкости, кг, определяемая по формуле:
m=Vж
·ρж
( 6.7)
где Vж
–объем разлившейся жидкости, м3
;
ρж
- плотность жидкости, кг/м3
.
Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W no формуле:
W = 10-6h
Pн
,
( 6.8)
где h —
коэффициент, принимаемый по табл. П. 6.2 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения;
Рн
—
давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости tр
, кПа.
Таблица П. 6.2
Скорость воздушного потока в помещении,
Значение коэффициента h
при температуре t, °С,
воздуха в помещении
м×с-1
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 7
Характеристики растворителей, используемых для обезжиривания деталей
Таблица П. 7.1
Физико-химические свойства растворителей
№
п/п
Наименование
растворителя
Формула
Молекулярная масса
Плотность,
кг/м3
Температура
вспышки,
0
С
1.
Амилацетат
СН3
СООС5
Н11
130,19
877,4
25
2.
Ацетон
СН3
СОСН3
58,08
790,8
-18
3.
Бензол
С6
Н6
78,11
879
-11
4.
Бутилацетат
СН3
СООС4
Н9
116,16
870
29
5.
Бутиловый спирт
СН3
(СН2
)2
СН2
ОН
74,12
809,8
34
6.
Гексан
СН3
(СН2
)4
СН3
86,18
659,35
-20
7.
Ксилол
С6
Н4
(СН3
)2
106,16
855
29
8.
Толуол
С6
Н5
СН3
92,14
866,92
4
9.
Циклогексанол
С6
Н11
ОН
100,16
960
61
10.
Этилацетат
СН3
СООС2
Н5
88,10
881
2
11.
Этилцеллозольв
С2
Н5
ОСН2
СН2
ОН
90,12
931,1
52
12.
Нонан
СН3
(СН2
)7
СН3
128,26
717,6
31
13.
Декан
СН3
(СН2
)8
СН3
142,29
730,03
47
Приложение 8
Основные мероприятия по предотвращению взрыва во взрывопожароопасном производстве
Мероприятия по предотвращению взрыва (пожара) взрывоопасной (пожароопасной) смеси в производственном помещении:
1. Использование рабочей и аварийной вентиляций;
2. Применение электрооборудования взрывобезопасного исполнения;
3. Проведение мероприятий по сбору пролитой жидкости;
4. Отключение электропитания;
5. Отключение нагревательного оборудования;
6. Использование при работе инструмента искробезопасного исполнения;
7. Предотвращение образования и накопления зарядов статического электричества;
8. Контроль воздушной среды производственного помещения;
9. Оповестить пожарную службу предприятия;
10. Подготовить к работе средства пожаротушения;
11. Организация обучения правилам пожарной безопасности;
12. Использование устройств, обеспечивающих ограничение распространения пожара, обваловки, бункеровки опасных участков;
13. Применение пожарной сигнализации;
14. Использование системы противодымной защиты;
15. Подача в производственное помещение инертных газов.
Приложение 9
Расчет объёма приточного воздуха, необходимого для удаления избыточного тепла из помещения
Согласно СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» [23] расход приточного воздуха для систем вентиляции по избыткам явной теплоты определяется
( 9.1)
где Q изб –избыточный явный тепловой поток в помещение, Вт
С – теплоемкость воздуха, равная 1.2 кДж/м3
°С,
t уд – температура воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, °С,
tп.- температура воздуха, подаваемого в помещение, °С,
tп = 22.2 °С. (средняя температура самого жаркого месяца в Тульской области за 10 лет )
Q изб.= ά*F*( t ст. - t у ), Вт ( 9.2)
где ά - коэффициент теплоотдачи от нагретой поверхности к воздуху;
ά =11.6 Вт/м2
°С,
F –площадь нагретой поверхность, м2
;
t ст. – температура термоизолированной поверхности, °С,