Пожарная безопасность технологических процессов / Primer rascheta kategoriy pomeshcheniy i klassov zon 2010

МДж×кг-1;

- пластмасса: горючий материал; низшая теплота сгорания Q ÐÍ =39,8 МДж×кг-1; - сталь: негорючий материал.

6.14.2 Расчёт категории помещения Помещение не относится к категории А или Б, так как в нём отсутствуют горючие

газы, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, горючие пыли и волокна, способные образовывать взрывоопасные парогазовоздушные, пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Отсутствуют вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа. Имеющееся в помещении оборудование освобождено от автомобильного масла, а его незначительное количество на внутренних поверхностях емкостей недостаточно для образования паровоздушных взрывоопасных концентраций.

Определим принадлежность помещения к пожароопасным категориям (В1-В4). Горючими материалами в помещении являются имеющиеся на стенках и дне остатки автомобильного масла в оборудовании (5 кг.), пластмасса (6 кг.). Пожарная нагрузка определяется по формуле:

N

Q= ∑GI ×QHPI

I=1

Пожарная нагрузка Q= 5×45,78+6×39,8 = 467,7 МДж

Учитывая, что напольное хранение оборудования может размещаться в различных местах помещения и расстояния между участками пожарной загрузки составляют менее предельных значений (таблица Б.2 СП 12.13130.2009), общую расчётную площадь загрузки материалов, принимаем 12,5 м2.

Удельная пожарная нагрузка q= 467,7 = 37,416 МДж×м-2

12,5

Ввиду того, что удельная пожарная нагрузка составляет менее 180 МДж×м-2 (37,416 МДж×м-2) на площади более 10 м2, а в случае размещения материалов на площади менее 10 м2 расстояние между участками горючей загрузки будет составлять менее предельных значений (таблица Б.2 СП 12.13130.2009), инвентарная кладовая в осях 7- 8/Н-Р относится к категории В3.

В соответствии с требованиями п. 7.4.5 ПУЭ, помещение относится к зоне класса

П-IIа.

6.15. Электрощитовая в осях 12-13/Н-Р

6.15.1. Исходные данные Характеристика помещения

Электрощитовая площадью S=7 м2, высотой h=4,3 м и объёмом V=30,1 м3 расположена на первом этаже здания. В помещении находится электрооборудование с пускателями и электропроводкой (кабели, провода). В состав инженерного оборудования и коммуникаций входят текстолит, полипропилен, полиэтилен и капроновый жгут. В помещении используется 10 кг. полипропилена, 5 кг. полиэтилена, 5 кг. капрона, 3 кг. текстолита.

Основные характеристики обращающихся веществ и материалов:

- полипропилен: горючий материал; низшая теплота сгорания Q ÐÍ =45,67 МДж×кг-1;

31

- капрон: горючий материал; низшая теплота сгорания Q ÐÍ =31,09 МДж×кг-1; 6.15.2 Расчёт категории помещения

Помещение не относится к категории А или Б, так как в нём отсутствуют горючие газы, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, горючие пыли и волокна, способные образовывать взрывоопасные парогазовоздушные, пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Отсутствуют вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа.

Определим принадлежность помещения к пожароопасным категориям (В1-В4). Горючими материалами в помещении являются полипропилен (10 кг.), полиэтилен (5 кг.), капрон (5 кг.) и текстолит (3 кг.). Ввиду того, что все указанные материалы сочетаются совместно в электропроводах, пожарная нагрузка определяется по формуле:

N

Q= ∑GI ×QHPI

I=1

Пожарная нагрузка Q= 10×45,67+5×47,14+5×31,09+3×20,9=910,55 МДж

За расчётную площадь загрузки материалов, исходя из площади помещения S= 7 м2, в соответствии с требованиями п. Б.2 СП 12.13130.2009 принимаем 10 м2.

Удельная пожарная нагрузка q= 910,55 =91,055 МДж×м-2

ккатегории В4.

Всоответствии с требованиями п. 7.4.5 ПУЭ, помещение относится к зоне класса

П-IIа.

6.16. Кладовая в осях 14-16/Н-Р

6.16.1. Исходные данные Характеристика помещения

Кладовая площадью S=26,3 м2, высотой h=4,3 м и объёмом V=113,1 м3 расположена на первом этаже здания. В помещении предусмотрено хранение на металлических стеллажах гарантийных деталей в упаковке, а также бывшие в употреблении металлические детали (агрегаты) автомобилей, ожидающие утилизации либо отправки на завод-изготовитель. Максимальная высота хранения материалов составляет 2,5 метра.

Основные характеристики обращающихся веществ и материалов:

- автомобильное масло: горючая жидкость; низшая теплота сгорания Q ÐÍ =45,78 МДж×кг-1;

- пластмасса: горючий материал; низшая теплота сгорания Q ÐÍ =39,8 МДж×кг-1;

- полиэтилен: горючий материал; низшая теплота сгорания Q ÐÍ =47,14 МДж×кг-1;

-картон: горючий материал; низшая теплота сгорания Q ÐÍ = 13,4 МДж/кг;

-сталь: негорючий материал.

6.16.2 Расчёт категории помещения Помещение не относится к категории А или Б, так как в нём отсутствуют горючие

газы, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, горючие пыли и волокна, способные образовывать взрывоопасные парогазовоздушные, пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в

32

помещении, превышающее 5 кПа. Отсутствуют вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа. Остатки автомобильного масла имеются только на поверхностях бывших в употреблении деталей автомобилей.

Определим принадлежность помещения к пожароопасным категориям (В1-В4). Горючими материалами в помещении являются автомобильное масло (5 кг.), пластмасса (8 кг.), картон (5 кг.) и полиэтилен (3 кг.). Пожарная нагрузка определяется по формуле:

N

Q= ∑GI ×QHPI

I=1

Пожарная нагрузка Q= 5×45,78+8×39,8+ 5×13,4+3×47,14 = 755,72 МДж

Учитывая, что хранение материалов предусматривается в различных местах помещения и расстояния между участками пожарной загрузки составляют менее предельных значений (таблица Б.2 СП 12.13130.2009), общую расчётную площадь загрузки материалов, принимаем 26,3 м2.

Удельная пожарная нагрузка q= 755,72 = 28,73 МДж×м-2

26,3

Ввиду того, что удельная пожарная нагрузка составляет менее 180 МДж×м-2 (28,73 МДж×м-2) на площади более 10 м2, а в случае размещения материалов на площади менее 10 м2 расстояние между участками горючей загрузки будет составлять менее предельных значений (таблица Б.2 СП 12.13130.2009), кладовая в осях 14-16/Н-Р относится к категории В3.

В соответствии с требованиями п. 7.4.5 ПУЭ, помещение относится к зоне класса

П-IIа.

6.17. Инвентарная кладовая в осях 16-18/Н-Р

6.17.1. Исходные данные Характеристика помещения

Инвентарная кладовая площадью S=8,8 м2, высотой h=4,3 м и объёмом V=37,84 м3 расположена на первом этаже здания. В помещении предусмотрено напольное хранение металлического оборудования и приспособлений в количестве 5 штук для замены

МДж×кг-1;

- пластмасса: горючий материал; низшая теплота сгорания Q ÐÍ =39,8 МДж×кг-1; - сталь: негорючий материал.

6.17.2 Расчёт категории помещения Помещение не относится к категории А или Б, так как в нём отсутствуют горючие

газы, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, горючие пыли и волокна, способные образовывать взрывоопасные парогазовоздушные, пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Отсутствуют вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа. Имеющееся в помещении оборудование освобождено от автомобильного масла. Его количество недостаточно

Определим принадлежность помещения к пожароопасным категориям (В1-В4). Горючими материалами в помещении являются имеющиеся на стенках и дне остатки

33

автомобильного масла в оборудовании (5 кг.), пластмасса (6 кг.). Пожарная нагрузка определяется по формуле:

N

Q= ∑GI ×QHPI

I=1

Пожарная нагрузка Q= 5×45,78+6×39,8 = 467,7 МДж

За расчётную площадь загрузки материалов, исходя из площади помещения S= 8,8 м2, в соответствии с требованиями п. Б.2 СП 12.13130.2009 принимаем 10 м2.

Удельная пожарная нагрузка q= 467,7 = 46,77 МДж×м-2

10

Ввиду того, что удельная пожарная нагрузка составляет менее 180 МДж×м-2

(46,77 МДж×м-2) на площади 10 м2, инвентарная кладовая в осях 16-18/Н-Р относится

ккатегории В4.

Всоответствии с требованиями п. 7.4.5 ПУЭ, помещение относится к зоне класса

П-IIа.

6.18. Кузовной участок в осях 12-19/Р-Ф

6.18.1. Исходные данные Характеристика помещения

Кузовной участок площадью S=787,3 м2, высотой h=8,9 м и объёмом V=7007 м3 расположен на первом этаже здания. Помещение предназначено для выполнения жестяных работ, работ по рихтовке кузова и правке вмятин автомобилей. Одновременно на кузовном участке может находиться до 12-ти автомобилей.

Основные характеристики обращающихся веществ и материалов:

- резина: горючий материал; низшая теплота сгорания Q ÐÍ =33,52 МДж×кг-1;

- изооктан (в составе бензина в количестве 92%): легковоспламеняющаяся жидкость; плотность 703 кг×м-3; температура вспышки -370С; низший концентрационный предел распространения пламени 0,9 %; низшая теплота сгорания Q ÐÍ =47,82 МДж×кг-1;

-автомобильное масло: горючая жидкость; низшая теплота сгорания Q ÐÍ =45,78 МДж×кг-1;

-поливинилхлорид: горючий материал; низшая теплота сгорания Q ÐÍ =20,7 МДж×

кг-1;

6.18.2. Расчет категории помещения Ввиду наличия в объеме топливных баков автомобилей бензина, относящегося к

легковоспламеняющейся жидкости, определим возможность принадлежности кузовного участка к категории повышенной взрывопожароопасной опасности А.

При определении избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта аварии принимается повреждения в ходе проведения ремонтных работ топливного бака автомобиля с последующим разливом бензина на пол помещения. Исходя из возможного варианта нахождения на кузовном участке автомобилей

34

различных моделей, в документе при расчете принимаем наиболее неблагоприятный вариант, в части повреждения полностью заправленного бензином топливного бака автомобиля класса «внедорожник» Toyota Land Cruiser Prado. В соответствии с техническими характеристиками, объем топливного бака данного автомобиля составляет 87 литров.

Испарение вещества с поверхности разлившегося бензина, представляющего из себя смесь нескольких химических веществ, происходит исходя 1 л. на 0,5 м2 площади пола. За расчетную температуру принимается максимальная абсолютная температура воздуха в данном районе (Н. Новгород) согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» 37 0С.

Бензин является смесью предельных углеводородов на основе изооктана. Его процентное содержание показывает октановое число (например: в Аи 92 - 92% изооктана). Тем самым бензин представляет собой изооктан с примесями. Расчет категории производим по легковоспламеняющейся жидкости - изооктану (2- метилгептану).

Основные данные по изооктану сведены в таблицу:

Плотность паров изооктана при tР = 37 °С:

рп = М / V0×(1+ 0,00367 × tр) = 114,23 /(22,413×(1+ 0,00367×37))=4,49 кг×м-3; где М - молярная масса, кг × кмоль-1;

V0 - 22,413 м3 × кмоль-1 мольный объем (п. А 2.1 СП 12.13130.2009);

tр - 37° С расчётная температура, максимально возможная температура воздуха в данном помещении, соответствующей климатической зоне.

Длительность испарения жидкости принимается равной времени её полного испарения по п. А.1.1 е) СП 12.13130.2009 Т = 3600 с.

Объем Vж и площадь испарения Fи определяются в соответствии с положениями п. А 1.2 г) СП 12.13130.2009:

Vж = 87 л. - по условиям технологии максимальное количество бензина в топливном баке автомобиля Toyota Land Cruiser Prado. Исходя из процентного содержания изооктана в бензине 92% - количество данного вещества в бензине в объемном отношении будет

составлять 80 л.;

Fи = 0,5 х Vж = 0,5 х 80 = 40 м2;

Определяем давление насыщенных паров Рн изооктана при расчетной температуре tр= 37° С.

lg Рн = А - В/(СА + tР) = 6,01307 - 1319,529/(211,625 + 37)=0,7; Рн = 5,01 кПа. Интенсивность испарения изооктана W составит:

- W = 10-6 × η × M × Рн = 10-6 × 1,0 × 114,23 × 5,01 =0,53 × 10-4 кг × с-1 × м -2

где: η = 1 - коэффициент при скорости 1,0 м × с-1 воздушного потока над поверхностью испарения и температуре 37°С в помещении кузовного участка (табл. А.2 СП 12.13130.2009).

В соответствии с положениями п. А 2.3 СП 12.13130.2009 определяем массу паров,

поступивших в помещение:

m = W × Fи × Т = 0,53 × 10-4 × 40 × 3600 = 7,63 кг

35

Значение коэффициента участия паров изооктана во взрыве Z = 0,3 принимаем по табл. А.1 СП 12.13130.2009.

Значение стехиометрической концентрации Сст согласно формуле (А3) СП 12.13130.2009 составит:

Сст= 100/(1+4,84 × β)

где: β - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания,

β = nс + (nн-nх)/4-n0/2,

где: nс, nн, n0, nх — число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;

- для изооктана β = 8 + 18 / 4 = 12,5; Сст = 100 / (1 + 4,84 × 12,5) = 1,62 %. Избыточное давление взрыва Р согласно формуле (А.1) СП 12.13130.2009 составит:

Р = (Рm a x -Р0 ) × (m × Z/Vс в × рп .) × (100/Сс т ) × (1/Кн )

где: Рmах = 900 кПа - максимальное давление взрыва стехиометрической паровоздушной смеси в замкнутом пространстве;

Ро = 101 кПа - начальное давление (атмосферное); Кн = 3 - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и

неадиабатичность процесса горения (п. А 2.1 СП 12.13130.2009).

Для расчета избыточного давления определим свободный объем помещения: Vсв = 0,8 × Vпом = 0,8 × 7007 = 5605,6 м3

Р = (900 - 101) × ((7,63 × 0,3) / (5605,6 × 4,49)) × (100 / 1,62) × (1 / 3) = 1,47

кПа.

Расчетное избыточное давление взрыва на кузовном участке не превышает 5 кПа, следовательно в соответствии с требованиями таблицы 1 СП 12.13130.2009 данное помещение не относится к категориям А и Б.

Определим принадлежность кузовного участка к пожароопасным категориям (В1-

В4).

Исходя из возможного варианта нахождения на кузовном участке автомобилей различных моделей с максимальным количеством 12 штук, в документе при расчете пожарной нагрузки принимаем нагрузку автомобиля сегмента «D» на примере Toyota Avensis. Среднее количество бензина в топливном баке каждого из автомобилей принимаем 40 литров.

На один автомобиль Toyota Avensis принимаем горючие материалы в следующем количестве: 80 кг. резины; 40 л. (m = Vр × рж = 0,04 м3 × 703 кг×м-3= 28,12 кг.) бензина; 14,75 кг. автомобильного масла; 5,7 кг. поливинилхлорида; 41,65 кг. пластмассы; 1,2 кг. полиэтилена; 9 кг. кожи; 19,5 кг. войлока; 8 кг. текстиля; 6,3 кг. битума; 1,2 кг. тормозной жидкости.

Пожарная нагрузка хранящихся материалов определяется по формуле:

N

Q= ∑GI ×QHPI

I=1

Для вычисления суммарной пожарной нагрузки, определяем теплоту сгорания изооктана. Исходя из имеющихся справочных данных, теплота сгорания данного вещества равняется 5,463 МДж/моль. Приводим данную величину к единой единице измерения (МДж/кг).

QH8C18 = (5,463 МДж/моль / 114,23 кг/моль) × 1000 = 47,82 МДж/кг Суммарная пожарная нагрузка Q = 80×33,52+28,12×47,82+14,75×45,78+ +5,7×20,7+41,65×39,8+1,2×47,14+9×19,9+19,5×26,82+8×24,27+6,3×39,8+ +1,2×43,11 = 7 732,5 МДж

Исходя из того, что на кузовном участке возможно одновременное размещение до 12-ти автомобилей и расстояния между автомобилями (участками пожарной загрузки) с

36

учетом их расстановки в помещении могут составлять менее предельных значений (таблица Б.2 СП 12.13130.2009), общая пожарная нагрузка составляет:

Qобщ = 7732,5 × 12 = 92 790 МДж

Расчетную площадь загрузки материалов, с учетом технических характеристик Toyota Avensis, принимаем исходя из площади автомобиля.

Sа= 4,765×1,81 = 8,62 м2

Учитывая, что хранение материалов предусматривается по всей площади помещения и расстояния между участками пожарной загрузки составляют менее предельных значений, общую расчётную площадь загрузки материалов принимаем

Sобщ = 8,62 × 12 = 103,44 м2

Удельная пожарная нагрузка q= 92790 = 897 МДж×м-2

103,44

Проверяем неравенство Q ≥ 0,64×qт ×Н2

где qт – величина удельной пожарной нагрузки, МДж×кг-1

Н – минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки до нижнего пояса ферм перекрытия (покрытия), м., определяемое исходя из высоты автомобиля Toyota Avensis равное 1,48 м.

Q ≥ 0,64×1400×7,422= 49 330,53 МДж

Поскольку неравенство Q= 92 790 ≥ 49 330,53 выполняется, кузовной участок в осях 12-19/Р-Ф относится к категории В2.

В соответствии с требованиями п. 7.4.5 ПУЭ, помещение относится к зоне класса

П-IIа.

6.19.Помещение краскоприготовительного участка в осях 1-3/Р/2-Ф

6.19.1.Исходные данные

Характеристика помещения

Помещение площадью S =30,2 м2, высотой h=3,3 м и объёмом V=99,66 м3 расположено на первом этаже у наружной стены. Имеет обособленный выход непосредственно наружу. С примыкающим к нему подготовительным участком помещение имеет соединение посредством тамбур-шлюза с постоянным подпором воздуха.

Одна часть помещения площадью 11,7 м2 представляет собой хранение на металлических стеллажах готовой автомобильной водорастворимой эмали Standohyd Basecoat лакокрасочной системы «STANDOX», принимаемой в качестве основы для приготовления конечного материала для покраски автомобилей и деталей к ним. В состав паров эмали, согласно санитарно-эпидемиологического заключения, входят метилпирролидин (69%), бутан (27,6%) и бутоксиэтанол (3,4%). Эмаль хранится в металлической таре емкостью от 1 до 3 кг. Каждый из стеллажей содержит 3 яруса, с общим хранением на стеллаже до 100 кг. эмали.

В другой части помещения площадью 18,5 м2 осуществляется смешивание автоэмали с растворителем на водной основе без содержания минеральных солей марки «Standohyd». Конечный для покраски продукт приготавливается из расчета 2 доли эмали и 1 доля водного растворителя. Готовый материал заливается в мерные пластиковые емкости снабженных обратным клапаном, объемом 0,5 л. каждая. Одновременно в колерной может находиться до 20 заполненных продуктом мерных емкостей, которые впоследствии доставляются в закрытом виде к окрасочно-сушильным камерам «SIMA», расположенных на подготовительном участке сервисной зоны. Для создания запаса в колерной имеется до 100 штук мерных емкостей, хранящихся в картонной коробке.

Основные характеристики обращающихся веществ и материалов:

37

-метилпирролидин: легковоспламеняющаяся жидкость; молярная масса 85,15 кг×кмоль-1; плотность 804 кг×м-3; температура кипения 80,50С; температура вспышки - 140С; низший концентрационный предел распространения пламени 1,4 %;

-бутан: горючий бесцветный газ; молярная масса 58,123 кг×кмоль-1; плотность 578,9 кг×м-3; температура кипения -0,50С; температура вспышки -690С; низший

концентрационный предел распространения пламени 1,8 %; теплота сгорания Q ÐÍ = - 2657 кДж×моль-1;

- бутоксиэтанол: легковоспламеняющаяся жидкость; молярная масса 118,2 кг×кмоль-1; плотность 902,7 кг×м-3; температура кипения 1710С; температура вспышки 610С; низший концентрационный предел распространения пламени 1,3-7,6 %; теплота сгорания Q ÐÍ =- 3619 кДж×моль-1;

- пластмасса: горючий материал; низшая теплота сгорания Q ÐÍ =39,8 МДж×кг-1; - картон: горючий материал; низшая теплота сгорания Q ÐÍ =13,4 МДж×кг-1;

6.19.2. Расчет категории помещения Ввиду наличия в помещении легковоспламеняющихся жидкостей

(метилпирролидин и бутоксиэтанол) определим возможность принадлежности данного помещения к категории повышенной взрывопожароопасности А.

В качестве расчетного варианта аварии принимается ситуация связанная с падением одной емкости эмали со стеллажа и образованием свободной поверхности испарения в результате её разлива. В состав паров эмали, выделяющихся в воздушную среду помещения, входят такие химические вещества как метилпирролидин, бутан и бутоксиэтанол. Исходя из того, что метилпирролидин имеет наихудшие показатели в пожарном отношении и принимая во внимание его наибольшее процентное соотношение в смеси (эмали), расчет категории производим в первую очередь по данному химическому веществу. За расчетную температуру принимается максимальная абсолютная температура воздуха в данном районе (Н. Новгород) согласно СНиП 23-01- 99 «Строительная климатология» 37 0С.

Основные данные взрывоопасности по метилпирролидину сведены в таблицу:

tр - 37° С расчётная температура, максимально возможная температура воздуха в данном помещении, соответствующей климатической зоне.

Длительность испарения жидкости принимается равной времени её полного испарения по п. А.1.1 е) СП 12.13130.2009 Т = 3600 с.

Объем Vж и площадь испарения Fи определяются в соответствии с положениями п. А 1.2 г) СП 12.13130.2009:

Vж = 3 л – максимальное количество метилпирролидина вышедшего из металлической емкости (тары) по условиям возникшей аварии в результате падения её на пол,

опрокидывания и вытекания содержимого; Fи = 0,5 х Vж = 0,5 х 3 = 1,5 м2;

38

Определяем давление насыщенных паров Рн при расчетной температуре tр= 37° С.

-для метилпирролидина lg Рн = А - В / (СА + tР) = 7,51087 – 1628,7/ (227 + 37) = 1,34; Рн = 21,87 кПа.

Интенсивность испарения W составит:

-для метилпирролидина W = 10-6 × η × M × Рн = 10-6 × 1,0 × 85,14 × 21,87 = 2,02 × 10-4 кг × с-1 × м -2

где: η = 1 - коэффициент при скорости 1,0 м × с-1 воздушного потока над поверхностью испарения и температуре 37°С в помещении краскоприготовительного участка (табл. А.2 СП 12.13130.2009).

В соответствии с положениями п. А 2.3 СП 12.13130.2009 определяем массу паров, поступивших в помещение:

m = W × Fи × Т = 2,02 × 10-4 × 1,5 × 3600 = 1,09 кг

Значение коэффициента участия паров метилпирролидина во взрыве Z = 0,3 принимаем по табл. А.1 СП 12.13130.2009.

Значение стехиометрической концентрации Сст согласно формуле (А3) СП 12.13130.2009 составит:

Сст= 100/(1+4,84 × β)

где: β - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания,

β = nс + (nн-nх)/4-n0/2,

где: nс, nн, n0, nх — число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;

- для метилпирролидина β = 5 + 10 / 4 = 7,5; Сст = 100 / (1 + 4,84 × 7,5) = 2,68 %. Избыточное давление взрыва Р согласно формуле (А.1) СП 12.13130.2009 составит:

Р = (Рm a x -Р0 ) × (m × Z/Vс в × рп .) × (100/Сс т ) × (1/Кн )

где: Рmах = 900 кПа - максимальное давление взрыва стехиометрической паровоздушной смеси в замкнутом пространстве;

Ро = 101 кПа - начальное давление (атмосферное); Кн = 3 - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и

неадиабатичность процесса горения.

Для расчета избыточного давления определим свободный объем помещения: Vсв = 0,8 × Vпом = 0,8 × 99,66 = 79,73 м3

Р = (900 - 101) × ((1,09 × 0,3) / (79,73 × 3,35)) × (100 / 2,68) × (1 / 3) = 11,8 кПа. Расчетное избыточное давление взрыва в производственном помещении краскоприготовительного участка превышает 5 кПа, следовательно, согласно СП 12.13130.2009 данное помещение краскоприготовительного участка относится к

категории А (повышенной взрывопожароопасности).

В соответствии с требованиями п. 7.4.5 ПУЭ, помещение краскоприготовительного участка относится к зоне класса В-Iа.

6.20. Участок подготовки в осях 1-9/Р-Ф

6.20.1. Исходные данные Характеристика помещения

Участок подготовки площадью S=790,3 м2, высотой h=8,9 м и объёмом V=7033,7 м3 расположен на первом этаже здания. Помещение предназначено для выполнения работ по подготовке автомобилей и деталей к ним к окраске в окрасочно-сушильных камерах «SIMA» заводского изготовления, располагаемых на площадях данного участка. Конструкции окрасочно-сушильных камер выполнены из двойных стен, с заполнением пространства между ними теплоизолирующим негорючим материалом. Общее количество окрасочно-сушильных камер – 3 штуки. Две камеры предназначены для покраски деталей,

39

одна – для окраски автомобиля. Все камеры снабжены необходимыми системами автоматики и безопасности. Окраска в камерах проводится вручную, способом пульверизации. Подготовленная на краскоприготовительном участке водорастворимая эмаль Standohyd Basecoat в мерных емкостях с максимально-возможным объемом 0,5 л. доставляется в окрасочные камеры. Мерные емкости снабжены обратными клапанами и доставляются к камерам с плотно закрытыми крышками. В объем подготовительных работ входит шлифовка и обезжиривание негорючими материалами поверхностей, подвергаемых окраске. Одновременно на участке, с учетом предусмотренных постов обслуживания, максимально может находиться до 14 автомобилей и 1 машина в окрасочной камере.

Основные характеристики обращающихся веществ и материалов:

- резина: горючий материал; низшая теплота сгорания Q ÐÍ =33,52 МДж×кг-1;

- изооктан (в составе бензина в количестве 92%): легковоспламеняющаяся жидкость; плотность 703 кг×м-3; температура вспышки -370С; низший концентрационный предел распространения пламени 0,9 %; низшая теплота сгорания Q ÐÍ =47,82 МДж×кг-1;

-метилпирролидин (в составе бензина в количестве 69%): легковоспламеняющаяся жидкость; молярная масса 85,15 кг×кмоль-1; плотность 804 кг×м-3; температура кипения 80,50С; температура вспышки -140С; низший концентрационный предел распространения пламени 1,4 %;

-бутан (в составе бензина в количестве 27,6 %): горючий бесцветный газ; молярная масса 58,123 кг×кмоль-1; плотность 578,9 кг×м-3; температура кипения -0,50С; температура вспышки -690С; низший концентрационный предел распространения

пламени 1,8 %; теплота сгорания Q ÐÍ = - 2657 кДж×моль-1;

- бутоксиэтанол (в составе бензина в количестве 3,4%): легковоспламеняющаяся жидкость; молярная масса 118,2 кг×кмоль-1; плотность 902,7 кг×м-3; температура кипения 1710С; температура вспышки 610С; низший концентрационный предел распространения пламени 1,3-7,6 %; теплота сгорания Q ÐÍ =- 3619 кДж×моль-1;

-автомобильное масло: горючая жидкость; низшая теплота сгорания Q ÐÍ =45,78 МДж×кг-1;

-поливинилхлорид: горючий материал; низшая теплота сгорания Q ÐÍ =20,7 МДж×

кг-1;

6.20.2. Расчет категории помещения Ввиду наличия на участке легковоспламеняющихся жидкостей (изооктан,

метилпирролидин) определим возможность принадлежности подготовительного участка к категории повышенной взрывопожароопасной опасности А. В качестве расчетных вариантов по возможности образования на участке взрывоопасных паров, рассмотрим следующие ситуации:

- образование свободной поверхности испарения в результате аварийного разлива эмали;

40