содержание   ..  1  2  3 

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(рекомендуемое)

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА СИСТЕМ МЕСТНЫХ ОТСОСОВ (СТО Газпром РД 1.2-138-2005)

Целью расчетов систем местных отсосов является определение требуемого минимального расхода воздуха для удаления пожаровзрывоопасных веществ, необходимости оборудования систем местных отсосов резервными вентиляторами, возможности объединения местных отсосов в общие системы, выбор исполнения электрического оборудования в зависимости от свойств перемещаемых пожаровзрывоопасных веществ и условий его размещения, а также назначение других мероприятий (огнезадерживающие и обратные клапаны, определение требуемой группы горючести, предела огнестойкости воздуховодов и т.п.) для обеспечения пожарной безопасности систем местных отсосов в соответствии с требованиями СНиП 41-01-2003.

Пример 1

1. Исходные данные

   п

    

   1. В аппарате объемом 10 м3 содержится ацетилен при рабочем давлении 101 кПа и температуре 30 оС. Для удаления ацетилена, выходящего через неплотности аппарата в помещение при допустимых условиях герметизации, предусмотрен вытяжной зонт. Объем помещения, в котором установлен аппарат, V = 80 м3. При возникновении неисправностей в аппарате, сопровождающихся утечкой ацетилена, предусмотрена аварийная вентиляция.

   2. Молярная масса ацетилена М = 26 кг/кмоль. Ацетилен – горючий газ с температурой самовоспламенения 335 оС, нижним концентрационным пределом распространения пламени 2,5 % (об) (см. табл. Г1 прилож. Г). Теплота сгорания 49,97106 Дж/кг, коэффициент участия во взрыве 0,5.

1. Обоснование расчетного варианта

   В качестве расчетного варианта принимается аппарат в исправном состоянии с утечкой ацетилена через прокладки, швы, разъемные соединения и другие элементы конструкции. За расчетную температуру принимается абсолютная летняя температура воздуха в данном

   P

    

   районе (Москва) согласно СНиП 23-01-99* t

   = 28,5 oС. Коэффициент износа аппарата К=1,5.

2. Определение скорости утечки ацетилена

   Скорость утечки ацетилена из аппарата определим по формуле (3):

   
    

     

   где K =1,5 – коэффициент, учитывающий степень износа производственного оборудования;

   С = 4,6110-5 – коэффициент при давлении газа в аппарате 101 кПа (принимается по табл. 1 п. 6.3. Методики);

   V =10 м3 – объем аппарата;

   М =26 кг/кмоль, молярная масса ацетилена;

   Т

    

   Р

    

   =303 К, температура газа в аппарате.

3. Нижний концентрационный предел распространения пламени ацетилена в % (об.)

   при расчетной температуре 28,5 оС определим по формуле (11):

   
    

   

   
    

4. Нижний концентрационный предел распространения пламени ацетилена в кг/м3 в соответствии с формулой (10) составит

   
    

   

   
    

5. Согласно формуле (1) минимальный расход воздуха в местном отсосе должен быть

   
    

      

   
    

6. Давление взрыва, создаваемое при горении ацетилена в помещении, определим по формуле (12)

    

   
    

   -4

    

   где Мy = 3600my = 3600210 ние одного часа;

   = 0,72 масса ацетилена (кг), поступившего в помещение в тече-

   6

    

   Hт = 49,9710

   • теплота сгорания ацетилена, Дж/кг;

   3

    

   Z = 0,5 – коэффициент участия ацетилена во взрыве: Vсв =Vn 0,8=64 – свободный объем помещения, м .

   Поскольку полученное давление больше 5 кПа, то, согласно НПБ 105-03, помещение

   является взрывоопасным и относится к категории А.

   

   

7. Рассчитаем концентрацию ацетилена в помещении при остановке вентилятора системы местных отсосов по уравнению (14)

   
    

   

8. Определяем отношение  (15):

   
    

   

   Поскольку  больше 0,1, то в соответствии с требованиями СНиП 41-01-2003 система местного отсоса при отсутствии автоматически включаемой аварийной вентиляции должна оборудоваться резервным вентилятором.

9. Плотность ацетилена по воздуху при расчетной температуре найдем по выражению (17):

Поскольку  меньше 1, и ацетилен легче воздуха, то воздуховоды должны иметь подъем не менее 0,005 в направлении движения газовоздушной среды.

Выводы

1. Для обеспечения пожаровзрывобезопасности помещения расход воздуха, создаваемый системой местного отсоса, должен быть не менее 55,44 м3/ч (фактическая производительность системы местного отсоса должна отвечать также требованиям санитарных норм к воздуху рабочей зоны).

2. Систему местного отсоса следует проектировать отдельно от системы общеобменной вентиляции (п. 5.1 Методики) с резервным вентилятором (п. 5.3 Методики).

3. В системе местного отсоса должно быть предусмотрено автоматическое блокирование вентилятора с аппаратом, обеспечивающее остановку аппарата при выходе из строя вентилятора, а при невозможности остановки аппарата – включение аварийной вентиляции (п. 5.3 Методики).

4. Электрооборудование системы местного отсоса должно быть выполнено во взрывозащищенном исполнении, так как газовоздушная смесь удаляется из помещения категории А (п. 5.4 Методики).

1. Оборудование системы местного отсоса может быть размещено в помещении, в котором находится аппарат с ацетиленом, или в общем помещении для вентиляционного оборудования вытяжных систем общеобменной вентиляции для помещений категорий А и Б ( п. 5.5 Методики).

2. Воздуховод системы местного отсоса должен быть выполнен из негорючих материалов и оборудован огнезадерживающим клапаном в местах его пересечения противопожарной преграды или перекрытия помещений категорий А, Б или В1-В3 и иметь подъем не менее 0,005 в сторону движения воздуха. Предел огнестойкости воздуховода системы местного отсоса должен быть не менее 0,5 ч (пп. 5.7 5.9, 5.11 Методики).

Пример 2

1. Исходные данные

   п

    

   1. В аккумуляторном помещении объемом V

      
       

      = 180 м3 размещаются две аккумулятор-

      ные батареи СК-4 (без системы рекомбинации водорода) из 12 аккумуляторов с максимальным зарядным током 36 А и СК-1 из 13 аккумуляторов с зарядным током 9 А. Аккумуляторные батареи устанавливаются под вытяжным зонтом. Максимальная условная температура воздуха в помещении принимается 28 оС (г. Екатеринбург). Других взрывопожароопасных веществ, кроме водорода, выделяющегося в процессе зарядки аккумуляторов, нет.

   2. Обоснование расчетного варианта.

      Расчет системы местного отсоса производим для процесса одновременной зарядки двух батарей максимальным зарядным током. Процесс зарядки сопровождается выделением водорода в помещение. Молярная масса водорода М = 2 кг/кмоль. Водород – горючий газ с температурой самовоспламенения 510 оС, нижним концентрационным пределом распространения

      6

       

      пламени о=4,12 % (об.) (см. табл. Г1 прилож. Г). Удельная теплота сгорания 119,810

      коэффициент участия во взрыве 1,0.

      Дж/кг,

2. Массу водорода, образующегося в единицу времени при зарядке двух батарей, рассчитываем по формуле (6):

   
    

       

   
    

   где Тр – расчетная условная температура, 301К;

   i

    

   I – максимальный зарядный ток i-й батареи, 36 А и 9А;

   Ni – количество аккумуляторных элементов i-й батареи 12 и 13; k – число аккумуляторов, два.

3. Нижний концентрационный предел распространения пламени водорода в % (об.) при расчетной условной температуре 28 оС найдем по формуле (11):

   
    

     

4. Нижний концентрационный предел распространения пламени водорода в соответствии с формулой (10) составит

   
    

   

   
    

   

5. Согласно формуле (1) минимальный расход воздуха в системе местных отсосов должен быть

      

6. Определим давление взрыва, создаваемое при горении смеси водорода с воздухом в помещении по уравнению (12):

   
    

    

   
    

   Н

    

   где М часа;

   = 3600mH

   = 36001,210-5 = 0,043 кг – масса водорода, поступившего в течение одного

   H

    

   T

    

   = 119,8 – удельная теплота сгорания водорода, Дж/кг;

   Z = 1,0 – коэффициент участия водорода во взрыве:

   n

    

   V

    

   СВ

    

   = V    – свободный объем помещения, м3.

   Поскольку полученное давление меньше 5 кПа, то в соответствии с НПБ 105-03 помещение не относится к категории А.

7. Рассчитаем концентрацию водорода в помещении при остановке вентилятора местных отсосов по уравнению (14):

   
    

      

   
    

8. Определяем отношение  (15):

   
    

   

   
    

   Поскольку  меньше , то в соответствии с требованиями СНиП 41-01-2003 в системе местного отсоса установки резервного вентилятора не требуется.

9. Плотность водорода по воздуху при расчетной температуре найдем по формуле (17):

Поскольку  меньше 1, водород легче воздуха, то воздуховоды должны иметь подъем не менее 0,005 в направлении движения газовоздушной среды.

Выводы

1. Для обеспечения пожарной безопасности аккумуляторного помещения производительность системы местных отсосов должна быть не менее 26,28 м3/ч без резервного вентилятора.

2. Систему местного отсоса следует проектировать отдельно от системы общеобменной вентиляции (п. 5.1 Методики).

3. В системе необходимо предусмотреть автоматическое блокирование вентилятора, обеспечивающее остановку процесса зарядки при выходе из строя вентилятора (п. 5.3 Методики).

4. Электрооборудование системы местных отсосов должно быть выполнено в обычном исполнении, так как удаление газовой смеси осуществляется не из помещения категории А (п. 5.5 Методики).

5. Оборудование систем местных отсосов может быть размещено в помещении, в котором размещены аккумуляторы, или в общем помещении для вентиляционного оборудования вытяжных систем общеобменной вентиляции (п. 5.5 Методики).

6. Воздуховоды системы местных отсосов должны быть выполнены из негорючих материалов и оборудованы огнезадерживающими клапанами в местах их пересечения противопожарной преграды или перекрытия помещений категорий А, Б или В1-В3 и иметь подъем 0,005 в сторону движения газовоздушной смеси. Предел огнестойкости транзитных воздуховодов систем местных отсосов должен быть не менее 0,5 ч (пп. 5.7–5.9, 5.11 Методики).

Пример 3

1. Исходные данные

   3

    

   1. В лабораторном помещении объемом Vп = 425 м

      на рабочем столе, оборудованном

      вытяжным зонтом, производится разлив сжиженного этилена из сосуда Дьюара в емкости для проведения лабораторных исследований. В сосуде Дьюара находится 1 л этилена. Рабочий стол имеет площадь поверхности 1,4 м2 и оборудован бортиками высотой 5 см, препятствующими растеканию сжиженного газа за пределы площади стола.

   2. Молярная масса сжиженного этилена М = 28 кг/кмоль. Плотность сжиженного эти-

      3

       

      ж ж

       

      4

       

      лена при температуре эксплуатации Т = 169,5 К составляет  = 568 кг/м3 . Плотность газообразного этилена при этой температуре г = 2,02 кг/м . Мольная теплота испарения сжиженно-

      го этилена при Тж – Lисп = 1,34410

      Дж/моль. Температура поверхности стола То =299 К.

      Коэффициент теплопроводности материала стола (клееной фанеры) ТВ = 0,15 Вт/(мК),

      коэффициент температуропроводности этого материала  = 9,9610-8 м2/c. Максимальная скорость воздушного потока в помещении u = 0,1 м/с. Кинематическая вязкость воздуха при расчетной условной температуре в помещении 26 oС составляет  = 1,64 м2/c,

      

       

      коэффициент теплопроводности воздуха в = 2,74

      Вт/(мК). Нижний концентрационный

      предел распространения пламени этилена равен 2,7 % об. (см. табл. Г1 прилож. Г), удельная теплота сгорания 46 988 кДж/кг, коэффициент участия во взрыве 0,5.

2. Обоснование расчетного варианта

   В качестве расчетного варианта принимается пролив всего этилена, содержащегося в сосуде Дьюара. Ввиду того, что площадь, ограниченная бортиками стола, больше площади разлива этилена, за площадь испарения принимаем 1 м2 (согласно п. 4.6 Методики).

3. Определение скорости испарения этилена

   1. Интенсивность испарения при проливе этилена (кг/м2с) определим по п. 6.7:

      
       

      

      где M – молярная масса этилена, кг/ кмоль;

      Lисп – мольная теплота испарения при начальной температуре Тж, Дж/моль;

      То – начальная температура материала стола, соответствующая расчетной температуре

      o

      tp = 26

      C, 299 К;

      Тж – начальная температура этилена,169,5 К;

      ТВ – коэффициент теплопроводности материала поверхности стола, 0,15 Вт/(м К);

       – эффективный коэффициент температуропроводности материала стола, м2/c;

       – число Рейнольдса (u – скорость воздушного потока, м/c; d – характерный размер (подкоренное значение площади испарения), м;  – кинемати-

      2

       

      ческая вязкость воздуха при расчетной температуре tp, м / с);

      ТВ – коэффициент теплопроводности воздуха при расчетной температуре tp, Вт(мК).

   2. Скорость испарения пролива этилена

      
       

      m = mСУГ Fж = 0,0171 = 0,017 кг/с.

      
       

4. Нижний концентрационный предел распространения пламени этилена в % (об.) при расчетной температуре 26 оС найдем по формуле (11):

   
    

    

   
    

   

   

5. Нижний концентрационный предел распространения пламени этилена в кг/м3 в соответствии с формулой (10) составит

   
    

   

   
    

   

6. Минимальный расход воздуха в системе местных отсосов согласно формуле (1) должен быть

   
    

   

7. Определим давление взрыва, создаваемое при горении смеси этилена с воздухом в помещении по формуле (12):

   
    

    

   М

    

   э

    

   = m  3600 = 0,0173600 = 61,2 кг – масса этилена, рассчитанная на предполагаемое

   испарение в течение часа, что превышает фактическую массу этилена, равную

   М

    

   э = ж

     = 568 = 0,568 кг, которая учитывается в формуле.

    – объем газа в сосуде Дьюара, м3.

   Н

    

   Т

    

   =46,988 – удельная теплота сгорания этилена, Дж/кг;

   Z = 0,5 – коэффициент участия этилена во взрыве:

   
    

   V

    

   = V

    

   св n

   • 0,8 = 340 м3 – свободный объем помещения.

     Поскольку полученное давление меньше 5 кПа, то, в соответствии с НПБ 105-03 помещение не относится к категории А или Б.

     

     

     

8. Рассчитаем концентрацию паров этилена в помещении при остановке вентилятора местных отсосов по уравнению (14):

9. Определим отношение  (15):

Поскольку  меньше 1, то, в соответствии с требованиями СНиП 41-01-2003, в системе местного отсоса установки резервного вентилятора не требуется.

10 Плотность паров этилена по воздуху при расчетной температуре определяем по формуле (17):

Поскольку  меньше 1, пары этилена легче воздуха и воздуховоды должны иметь подъем не менее 0,005 в направлении движения газовоздушной среды.

Выводы

1. Для обеспечения пожарной безопасности лабораторного помещения производительность системы местного отсоса должна быть не менее 3996 м3/ч (без резервного вентилятора). При этом количество сжиженного этилена в сосуде Дьюара должно быть не более 1 л, а покрытие рабочего стола – выполнено из клееной фанеры.

2. Систему местного отсоса следует проектировать отдельно от системы общеобменной вентиляции (п. 5.1 Методики).

3. В системе необходимо предусмотреть автоматическое включение аварийной вентиляции при остановке рабочего вентилятора системы местных отсосов (п. 5.3 Методики) для создания нормируемых санитарных условий.

4. Электрооборудование системы местных отсосов может быть выполнено в обычном исполнении ( п. 5.4 Методики).

5. Оборудование системы местного отсоса может быть размещено в помещении лаборатории или в общем помещении для вентиляционного оборудования вытяжных систем общеобменной вентиляции ( п. 5.5 Методики).

6. Воздуховод системы местного отсоса должен быть выполнен из негорючих материалов и оборудован огнезадерживающим клапаном в месте его пересечения противопожарной преграды или перекрытия помещений категории А, Б или В1-В3 и иметь подъем 0,005 в сторону движения воздуха. Предел огнестойкости транзитных воздуховода системы местного отсоса должен быть не менее 0,5 ч (пп. 5.7–5.9, 5.11 Методики).

Пример 4

1. Исходные данные

   п

    

   1. В кладовой оперативного хранения горючих веществ площадью S = 35 м2

      и объе-

      п

       

      мом V

      = 100 м3 в вытяжном шкафу размещен сменный запас ацетона массой 4 кг в алюмини-

      евой канистре. Вытяжной шкаф оборудован бортиками, препятствующими растеканию ЛВЖ за пределы площади, равной 0,5 м2. Площадь открытого проема шкафа S = 1,75 м2. Аварийная вентиляция для помещения кладовой не предусмотрена.

   2. Молярная масса ацетона М = 58,08 кг/кмоль. Константы уравнения Антуана: А = 6,37551; В = 1281,721; С = 237,088 (для давления насыщенных паров, выраженного в кПа). Ацетон – легковоспламеняющаяся жидкость с температурой вспышки -18 оС, плотностью 790,8 кг/м3 и нижним концентрационным пределом распространения пламени, равным 2,7 % (об.) (см. табл. Г1 прилож. Г). Удельная теплота сгорания 31 360 кДж/кг, коэффициент участия во взрыве 0,3.

2. Обоснование расчетного варианта

   В качестве расчетного варианта принимается пролив всего сменного запаса ацетона в

   ж

    

   пределах площади, ограниченной бортиками, равной F

   = 0,5 м2. За расчетную условную тем-

   пературу принимается абсолютная летняя температура воздуха в данном районе (Мурманск)

   p

    

   согласно СНиП 23-01-99* t

   = 22 oС.

3. Определение скорости испарения ацетона

   1. По уравнению (8) рассчитаем давление насыщенных паров ацетона при заданной расчетной температуре:

      
       

       

      
       

   2. Скорость испарения ацетона определим по формуле (7), приняв скорость воздушного потока в вытяжном шкафу равной 0,5 м/с, методом интерполяции находим  = 3,4:

      
       

         

      
       

4. Нижний концентрационный предел распространения пламени ацетона в % (об.) при расчетной температуре 22 оС найдем по формуле (11):

   
    

    

   
    

   

   

5. Нижний концентрационный предел распространения пламени ацетона в кг/м3 в соответствии с формулой (10) составит

   
    

   

   
    

6. Согласно формуле (1) минимальный расход воздуха в местном отсосе должен быть

   
    

     

   
    

   ф

    

7. Фактический расход воздуха в местном отсосе q

   равен:

   
    

   ф

    

   q = S V 600 = 1,75 0,5. 3600 =3150 м3/ч,

   
    

   где V= 0,5м/с – скорость в открытом проеме шкафа (над поверхностью испарения); S = 1,75 м2 – поперечное сечение вытяжного шкафа.

8. Определим давление взрыва, создаваемое при горении паров ацетона в помещении по уравнению (12):

   
    

    

   
    

   ж

    

   где M

   = 3600 mж

   = 3600  3,47 10-4 = 1,249 кг масса ацетона (кг), испарившегося в течение

   одного часа, так как запас ацетона больше испарившейся жидкости;

   Н

    

   Т

    

   – удельная теплота сгорания ацетона, Дж/кг;

   Z = 0,3 – коэффициент участия паров ацетона во взрыве: Vcв = Vn  0,8 = 80 – свободный объем помещения, м3.

   Поскольку полученное давление больше 5 кПа, то в соответствии с НПБ 105-03 поме-

   щение относится к категории А.

9. Рассчитаем концентрацию паров ацетона в помещении при остановке вентилятора местных отсосов (14), считая, что испарится весь разлившийся ацетон.

   
    

     

10. Рассчитаем отношение  (15):

    
     

    

    Поскольку  больше 0,1, то в соответствии с требованиями СНиП 41-01-2003 система местного отсоса при отсутствии автоматически включаемой аварийной вентиляции должна оборудоваться резервным вентилятором.

11. Плотность паров ацетона по воздуху при расчетной температуре найдем по формуле (17):

Поскольку  больше 1, пары ацетона тяжелее воздуха.

Выводы

1. Для обеспечения пожарной безопасности кладовой оперативного хранения веществ расход воздуха, создаваемый местным отсосом в вытяжном шкафу, должен быть не менее 38,88 м3/ч (фактически по санитарным нормам принят равным 3150 м3/ч).

2. Поскольку в помещении аварийная вентиляция не предусмотрена, в системе местного отсоса следует предусмотреть резервный вентилятор (п. 5.3 Методики).

3. Электрооборудование системы местного отсоса должно быть выполнено во взрывозащищенном исполнении, так как транспортируемая смесь удаляется из помещения категории А (п. 5.4 Методики).

4. Оборудование системы местного отсоса может быть размещено в помещении кладовой или в общем помещении для вентиляционного оборудования вытяжных систем общеобменной вентиляции для помещений категорий А и Б ( п. 5.5 Методики).

5. Воздуховод системы местного отсоса должен быть выполнен из негорючих материалов и оборудован огнезадерживающими клапанами в местах их пересечения с противопожарной преградой или перекрытием помещений категории А, Б или В1-В3. Предел огнестойкости воздуховодов системы местных отсосов должен быть не менее 0,5 ч (пп. 5.7-5.9, 5.11 Методики).

Пример 5

1. Исходные данные

   п

    

   1. В помещении насосной объемом V

      
       

      =310 м3 размещены поршневой насос, предназ-

      наченный для перекачки бензина АИ-93, и центробежный насос для перекачки бензола. Рабочее давление поршневого насоса 600 кПа, периметр штока поршня 0,1 м. Рабочее давление центробежного насоса также 600 кПа, а диаметр вала насоса равен 3х10-2 м.

   2. Молярная масса бензина М = 98,2 кг/кмоль, плотность 798 кг/м3 и нижний концентрационный предел распространения пламени 1,06 % (об.), удельная теплота сгорания 43 641 кДж/кг (см. табл. Г2 прилож. Г), коэффициент участия во взрыве 0,3.

      Молярная масса бензола М = 78,11 кг/кмоль, плотность 879 кг/м3, нижний концентрационный предел распространения пламени 1,43 % (об.), удельная теплота сгорания 40 576 кДж/кг (см. табл. Г1 прилож. Г), коэффициент участия во взрыве 0,3.

2. Обоснование расчетного варианта

В качестве расчетного варианта принимаем наличие аварийной непрерывной утечки жидкостей через сальниковые уплотнения насосов и испарение всей выделяющейся жидкости. За расчетную температуру принимается абсолютная летняя температура воздуха в данном

p

районе (Москва) согласно СНиП 23-01-99* t

= 28,5 oС.

3. Количество паров бензина, выделяющихся через сальниковые уплотнения поршневого насоса, определим по формуле (4):

где = 0,1 – периметр штока насоса, м;

Р = 600 – рабочее давление, создаваемое насосом, кПа; A – коэффициент, равный 2,5, для бензина.

1. Количество паров бензола, выделяющихся через сальниковые уплотнения центробежного насоса, рассчитаем по формуле (5):

   
    

      

   
    

   где d = 0,03 – диаметр вала насоса, м;

    = 879 – плотность жидкости, кг/м3;

   P = 600 – рабочее давление насоса, кПа.

   

    

2. Нижние концентрационные пределы распространения пламени бензина () и бензола ( ) в % (об.) при расчетной температуре 28,5 oС найдем по формуле (11):

   
    

   

   
    

   

   
    

   1

    

3. Нижний концентрационный предел распространения пламени бензина (k ) и бензо-

3

ла (k2) в кг/м

в соответствии с формулой (10)

7. Согласно (1) минимальный расход воздуха в системе местных отсосов для поршневого насоса

для центробежного насоса

Тогда в соответствии с формулой (2) производительность вентсистемы, к которой подсоединяются местные отсосы, должна быть не менее

1. Определим давление взрыва, создаваемое при горении паров бензина (P1) и бензола (P2) в помещении, по уравнению (12):

   • для бензина:

     
      

        

     
      

     

     где    масса бензина (кг), испарившегося в течение одного часа;

     

      – удельная теплота сгорания бензина, Дж/кг; Z = 0,3 – коэффициент участия паров бензина во взрыве;

     

     

     – свободный объем помещения, м3.

   • для бензола:

     
      

      

     
      

     где     масса бензола (кг), испарившегося в течение одного часа;

     

      – удельная теплота сгорания бензола, Дж/кг; Z = 0,3 – коэффициент участия паров бензола во взрыве;

     Поскольку рассчитанное давление взрыва меньше 5 кПа, то в соответствии с НПБ 105-03 помещение не относится к категории А.

2. Рассчитаем концентрацию паров бензина и бензола в помещении при остановке вентилятора системы местных отсосов по формуле (14)

   • для бензина:

     
      

      

     
      

   • для бензола:

     
      

      

     
      

3. Рассчитаем отношение  (15)

   • для бензина:

     
      

      

     
      

   • для бензола:

     
      

      

     
      

     Поскольку  меньше 0,1 для обоих веществ, то в соответствии с требованиями СНиП 41-01-2003 система местных отсосов для удаления паров бензина и бензола может быть выполнена без резервного вентилятора.

4. Плотность паров бензина и бензола по отношению к воздуху при расчетной температуре найдем по формуле (17)

• для бензина:

  
   

   

  
   

• для бензола:

Поскольку   больше 1, следовательно, пары бензина и бензола тяжелее воздуха.

Выводы

1. Для обеспечения пожарной безопасности помещения насосной расход воздуха, создаваемый местным отсосом у поршневого насоса, должен быть не менее 29,16 м3/ч, а от центробежного насоса – не менее 16,24 м3/ч.

   При этом местные отсосы бензина и бензола могут быть объединены в общую систему местных отсосов, так как их объединение не может образовать горючую смесь или создать более опасное вещество. Производительность системы местных отсосов должна быть не менее 45,4 м3/ч.

2. Предусматривать в системе местных отсосов резервный вентилятор не следует (п. 5.3 Методики).

3. Электрооборудование системы местных отсосов может быть выполнено не во взрывозащищенном исполнении, так как транспортируемая смесь удаляется из помещения, не относящегося к категории А или Б.

4. Оборудование системы местных отсосов может быть размещено в помещении насосной или в общем помещении для вентиляционного оборудования (п. 5.5 Методики).

5. Воздуховоды системы местных отсосов должны быть выполнены из негорючих материалов и оборудованы огнезадерживающими клапанами в местах их пересечения противопожарной преграды или перекрытия помещений категории А, Б или В1-В3. Предел огнестойкости воздуховодов системы местных отсосов должен быть не менее 0,5 ч (пп. 5.7-5.9, 5.11 Методики).

Пример 6

1. Исходные данные

   1. В помещении цеха объемом Vп = 810 м3 размещен деревообрабатывающий станок, осуществляющий распиловку, строгание и шлифовку древесины. В процессе обработки древесины выделяется древесная пыль, которая оседает на близлежащих поверхностях общей площадью F = 35 м2. Измерениями установлено, что средняя интенсивность отложения пыли

      y

       

      равна m

      = 1,210-6 кг/(м2с).

   2. Нижний концентрационный предел распространения пламени k = 2,210-2 кг/м3, удельная теплота сгорания 13,8106 Дж/кг. Критический размер частиц (средний размер частиц пыли, выше которого пылевоздушная смесь становится взрывобезопасной) древесной пыли d* не менее 200 мкм.

Распределение пыли по дисперсности представлено в таблице:

Соответствующий этому распределению коэффициент участия пыли во взрыве, определенный по НПБ 105-03, равен 0,1.

2 Обоснование расчетного варианта

р

В качестве расчетного варианта принимаем, что при деревообработке пиломатериалов на исправном станке происходит непрерывное выделение пыли в помещение цеха и ее осаждение на окружающие станок поверхности. За расчетную температуру условно принимается абсолютная летняя температура воздуха в данном районе (г. Острогожск) согласно СНиП 32-01-99* t = 28 оС. 3 Минимальный расход воздуха в системе местных отсосов рассчитаем по уравнению (1):

ф

но фактический расход воздуха q

принимается по минимальной скорости транспор-

тирования пыли 12 м/с и диаметру воздуховода 0,15 м, т.е.:

1. Определим давление взрыва, создаваемое при горении пылевоздушной смеси (12):

   
    

    

   
    

   

   где   масса древесной пыли (кг), поступающей в помещение в течение одного часа;

   

    – удельная теплота сгорания пыли, Дж/кг; Z = 0,1 – коэффициент участия пыли во взрыве;

   3

    

   Vсв = Vn  0,8= 648 свободный объем помещения, м .

   Поскольку полученное давление меньше 5 кПа, то, в соответствии с НПБ 105-03, помещение не относится к категории А или Б.

2. Рассчитаем концентрацию пыли в помещении при остановке вентиляторов местных отсосов по соотношению (14):

6. Рассчитаем отношение по формуле (15):

Поскольку  меньше 0,1, то, в соответствии с требованиями СНиП 41-01-2003, системы местного отсоса для удаления древесной пыли могут быть выполнены без резервного вентилятора.

Выводы

1. Для обеспечения пожарной безопасности помещения производительность системы местного отсоса должна быть не менее 13,75 м3/ч, (фактически – не менее 763 м3/ч).

2. Предусматривать в системе местных отсосов резервный вентилятор не следует (п. 5.3 Методики).

3. Электрооборудование системы местных отсосов может быть выполнено не во взрывозащищенном исполнении, так как транспортируемая смесь удаляется из помещения, не относящегося к категории А или Б (п. 5.4 Методики).

4. Оборудование систем местных отсосов может быть размещено в помещении цеха или в общем помещении для вентиляционного оборудования ( п. 5.5 Методики).

5. Воздуховоды систем местных отсосов должны быть выполнены из негорючих материалов. Предел огнестойкости воздуховодов системы местных отсосов должен быть не менее 0,5 ч (пп. 5.7-5.9, 5.11 Методики).

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(рекомендуемое)

ДАННЫЕ ПО СОВМЕСТИМОСТИ ВЕЩЕСТВ

Расчетные данные по совместимости веществ

Таблица Б 1

в

в системах местных отсосов при t

до 50 оС

Продолжение табл. Б 1

Продолжение табл. Б 1

Примечание:

С – совместимые вещества, Н – несовместимые вещества.

Экспериментальные исследования проводились ДОАО “Газпроектинжиниринг” в соответствии с п. 4.15. ГОСТ 12.1.044-89 “Экспериментальное определение способности веществ взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами”.

Экспериментальные данные по совместимости веществ при температуре до 50 оС

Таблица Б 2

ПРИЛОЖЕНИЕ В

(рекомендуемое)

ПРИМЕРЫ ОЦЕНКИ ВОЗМОЖНОСТИ КОНДЕНСАЦИИ ПАРОВ ЛВЖ И ГЖ В СИСТЕМАХ МЕСТНЫХ ОТСОСОВ

Пример 1

Определить возможность конденсации паров ацетона в системе местных отсосов (без резервного вентилятора) в соответствии с исходными данными, изложенными в примере 4 прилож. А Методики.

В соответствии со СНиП 23-01-99* самая низкая температура воздуха в холодный пе-

риод года t

MIN

в г. Мурманске составляет минус 27 oC.

 = 2,7 % (об.)

Р = 1,0130,52,7 = 1,37 кПа

P

(для сравнения по табл. Стэлла Д.Р.[5] t

= минус 31,1 oC).

Поскольку tP = минус 31,7 местных отсосов не произойдет.

o

C ниже tMIN = минус 27

oC, то конденсации в системе

В примере 4 прилож. А в качестве одного из выводов содержится рекомендация об уста-

МIN

новке резервного вентилятора. В этом случае t

будет равно (при l = 20 м, d = 0,2 м, u = 10 м/с,

tB = 20

oC, для категории работ в холодный период года в соответствии с нормируемыми пара-

метрами микроклимата):

Таким образом, и при установке резервного вентилятора конденсации паров ацетона в

MIN

системе не произойдет, так как t

P

больше t .

Пример 2

1. Исходные данные

   1. Насосная станция (Московская область) осуществляет пятью насосами перекачку метанола. Объем помещения 120 м. Производительность каждого насоса – 1 м3/ч. Общеобменная вентиляция обеспечивает кратность воздухообмена 9,5 в ч.

      Производительность вентилятора 860 м3/ч. Имеется резервный вентилятор производительностью 560 м3/ч. Аварийная вентиляция для помещения не предусмотрена.

      Необходимо определить, произойдет ли конденсация паров метанола в системе местных отсосов при реализации проекта, предусматривающего реконструкцию вентиляции и размещение над насосами местных отсосов с оборудованием во взрывобезопасном исполнении.

      3

       

   2. Метиловый спирт СН4О: мол. масса 32,04; плотность 786,9 кг/ м Уравнение Антуана:

      при 25

      oС.

      lg PНАС = 7,3527-1660,454(245,818+t) (при температуре от -10

       = 6,98 % (об.);

      oС до +90

      oС)

      tH = минус 26

      oC (согласно СНиП 23-01-99* для г. Москвы);

      t

       

      B

       

      = 18 oC (в соответствии с нормируемыми параметрами микроклимата);

      d = 0,2 м; l = 20 м ; u = 10 м/c (проектные данные).

      2. Расчет

      Поскольку насосная оборудована резервным вентилятором, то tMIN определяем по формуле (19):

      
       

         

      
       

      Определяем точку росы tP:

      
       

      P = 1,013 0,56,98 = 3,54 кПа

      
       

      
       

       

      
       

      Поскольку tMIN меньше tР при реализации проекта реконструкции вентиляции,в воздуховодах за пределами отапливаемой зоны произойдет конденсация паров, поэтому объеди-

      нять местные отсосы от насосов в одну систему нельзя. Следует предусмотреть устройство воздуховода с уклоном 0,005 и дренажа в нижних точках системы для конденсирующихся паров.

      Пример 3

      1. Исходные данные

         1. Насосная подача диэтиленгликоля на Касимовском ПХГ (филиал ООО “Мострансгаз”, Московская область).

            Два насоса (один резервный) типа 10/100, производительностью 10 м3/ч. Имеется приточная принудительная вентиляция кратностью 5,5 об/ч. Удаление воздуха организовано.

            Требуется выполнить расчет по обоснованию отсутствия или наличия конденсации паров на охлаждаемых участках вентиляционной системы при организации вытяжной вентиляции в виде местных отсосов от каждого из насосов (без резервного вентилятора).

         2. Диэтиленгликоль (2,2 – оксидиэтанол, 2,2 – дигидрокеидиэтиловый эфир, дигли-

      4

       

      10

       

      коль) С Н

      3

       

      О , горючая бесцветная вязкая гигроскопичная жидкость. Молярная масса 106,12;

      плотность 1119 кг/м3; плотность пара по воздуху 3,66; НКПР 1,7% (об.).

      Коэффициенты к уравнению Антуана для диэтиленгликоля: А=6,6294; В=1845,459; 153,949;

      t

       

      H

       

      = -26 oC (согласно СНиП 23-01-99* для г. Москвы);

      d=0,2 м; l=10 м (по проектным данным для воздуховодов за пределами отапливаемой зоны здания).

2. Расчет

P

Определим точку росы t .

P = 1,013 0,51,7 = 0,86 кПа,

Поскольку tP больше tMIN = tH (при отсутствии резервного вентилятора), то конденсация паров диэтиленгликоля возможна и требуется проектирование автономной системы местных

отсосов для удаления указанной паровоздушной смеси от каждого насоса. Следует предусмотреть устройство воздуховода с уклоном 0,005 и дренажа в нижних точках системы для конденсирующихся паров.

Пример 4

1. Исходные данные

   1. Лаборатория технологических разработок в ЦЗЛ Астраханского ГПК имеет систему местных отсосов, состоящую из двух вытяжных шкафов, оборудованных вентилятором Ц4-70

      № 3,2 производительностью 1005 м3/ч (без резервного вентилятора). Электродвигатель во взрывобезопасном исполнении.

      В вытяжных шкафах параллельно проводят химические анализы с использованием бензина А-93 и серной кислоты (1-й шкаф) и бензина А-93 и пероксида водорода (2-й шкаф).

      Количество бензина в каждом вытяжном шкафу – 2 л, окислителей – по 1 л.

      Необходимо определить совместимость бензина и окислителей, а также возможность конденсации горючего компонента в системах местных отсосов.

   2. Химическая формула бензина А-93 С

o = 1,1 % (об). Константы уравнения Антуана А = 4,2651; В = 695,019; С = 223,22.

Расчет.

Н

6,911

12,166

, бензин относится к ЛВЖ,

Из табл. Б1 прилож. Б следует, что бензин А-93 совместим с серной кислотой и пероксидом водорода. Определим, возможна ли конденсация паров бензина в воздуховодах местных отсосов.

В соответствии со СНиП 23-01-99* самая низкая температура воздуха в холодный пе-

риод года ( t

MIN

) в г. Астрахани составляет минус 23 oС.

P = 1,013 0,51,1= 0,56 кПа,

Поскольку tP = -75,08 не произойдет.

MIN

oС ниже t = -23

oС, конденсации бензина в местных отсосах

Аналогичные расчеты, проведенные для серной кислоты и пероксида водорода, показали, что конденсации их паров в воздуховодах не происходит.

В системе местных отсосов отсутствует резервный вентилятор, поэтому расчета по формуле (19) не требуется.

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

(справочное)

ФИЗИКО9ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ЗНАЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ НЕКОТОРЫХ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ, СМЕСЕЙ И ТЕХНИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ

СТО Газпром РД 1.2-138-2005

43

Значение показателей пожарной опасности некоторых индивидуальных веществ

Таблица Г 1

Продолжение табл. Г 1

Продолжение табл. Г 1

СТО Газпром РД 1.2-138-2005

46

Таблица Г 2

ЗНАЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ НЕКОТОРЫХ СМЕСЕЙ И ТЕХНИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ

Продолжение табл. Г 2

СТО Газпром РД 1.2-138-2005

47

Примечание. Размерность констант уравления Антуана в табл. Г1 и Г2 такова, чтобы вычислить давление насыщенных паров жидкостей в кПа для темпратуры, выраженной в оС

СТО Газпром РД 1.2-138-2005

48

Таблица Г 3

ФИЗИКО9ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕКОТОРЫХ СУГ

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

(рекомендуемое)

ПЕРЕЧЕНЬ ПАРАМЕТРОВ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХСЯ В РАСЧЕТНЫХ ФОРМУЛАХ МЕТОДИКИ

Таблица Д 1

Продолжение табл. Д1

Продолжение табл. Д

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

(рекомендуемое)

ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМЫХ СПРАВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справ.: В 2 кн.; Кн.1 / А.Я. Корольченко, Д. А. Корольченко. – М.: Пожнаука, 2004. – 713 с.

2. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справ.

   В 2 кн.; кн.2 / А.Я. Корольченко. – М.: Пожнаука, 2000. – 757 с.

3. Пособие по применению НПБ 105-95 “Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности” при рассмотрении проектно-сметной документации / Шебеко Ю.Н., Смолин И.М., Молчадский И.С. и др. – М.: ВНИИПО, 1998. – 119 с.

4. Справочник по сжиженным углеводородным газам. – Л.: Недра, 1986. – 543 с.

5. Стэлл Д.Р. Таблицы давления паров индивидуальных веществ. – М.: Изд-во иностр. лит., 1949. – 72 с.

6. Справочник химика. Т.1. – М.: Химия, 1966.

7. Перельман В.И. Краткий справочник химика. – М.: Химия, 1964. – 624 с.

8. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. – М.: Наука, 1972. – 720 с.

9. Физико-химические свойства индивидуальных углеводородов (рекомендуемые значения). – М.: Гостоптехиздат, 1960. – 412 с.

10. Карапетьянц М.Х., Карапетьянц М.Л. Основные термодинамические константы неорганических и органических веществ. – М.: Химия, 1968. – 472 с.

11. Рабин В.А., Остроумов М.А., Свит Т.Ф. Термодинамические свойства веществ: Справ. – Л.: Химия, 1977. – 389 с.

содержание   ..  1  2  3