Исследование здания окрасочного цеха по взрывопожарной и пожарной опасности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное учреждение образования

"Гомельский инженерный институт"

МЧС Республики Беларусь

Кафедра "Пожарная и промышленная безопасность"

Расчётно-графическая работа

по дисциплине "Безопасность технологических процессов"

Выполнил:

курсант 3 курса 1 взвода

Д.В. Клачок

Проверил преподаватель:

капитан вн. Службы

А.И. Зуборев

Гомель, 2014



1. Определение категории помещения краскоприготовительного отделения окрасочного цеха

окрасочный цех взрыв пожарный

1.1 Исходные данные

Вариант №8

Размеры участка:

Длина, L=30 м

Ширина, S=10 м

Высота, H=5,8 м

Размеры мерника:

Диаметр, 1,4 м

Высота, 1,6 м

Степень заполнения, e=0,8

Напорный трубопровод:

Длина, Lн=14 м

Диаметр, dн=30 мм

Отводящий трубопровод:

Длина, Lот=10 м

Диаметр, dот =30 мм

Кратность воздухообмена аварийной вентиляции: 8 ч-1

Производительность насоса: 5,5·10-6 м³/с

Отключение насоса: автоматическое

Температура воздуха: г. Витебск 35°С

Вид растворителя: n-ксилол

n-ксилол

Химическая формула: С8Н10

Молекулярная масса: 106,17 кг/кмоль

Плотность жидкости: 856,69 кг/м³

Снкпр: 1,1% (об.)

Температура вспышки: 26°С

Максимальное давления взрыва:765 кПа

Теплота сгорания: 41,207МДж/кг

Константы уравнения Антуана: А=6,99184

В=1454,328

Са=215,411

Окрасочный участок:

Длина, L=40м

Ширина, S=15 м

Высота, H=5,8 м

Категория помещения: В-1

Сборочный цех:

Длина, L=110 м

Ширина, S=40 м

Высота, H=5,8 м

Категория помещения: Д

Инструментальный участок:

Длина, L=50 м

Ширина, S=35 м

Высота, H=5,8 м

Категория помещения:Д

Наличие АУПТ в помещениях категории А,Б и В.

1.2 Обоснование расчётного варианта

При расчете значений критериев взрывопожарной опасности в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором во взрыве участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий взрыва.

В случае если использование расчетных методов не представляется возможным, допускается определение значений критериев взрывопожарной опасности на основании результатов соответствующих научно-исследовательских работ, согласованных и утвержденных в установленном порядке.

Количество поступивших в помещение веществ, которые могут образовать взрывоопасные газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется исходя из следующих предпосылок:

Происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно пункту 1.3.1;

Все содержимое аппарата поступает в помещение;

Происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат по прямому и обратному потоку в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов.

Расчетное время отключения трубопроводов следует принимать равным 120с, т.к. отключения насоса автоматическое.

Происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости, площадь испарения которой при разливе на горизонтальную поверхность определяется исходя из расчета, что 1 л жидкости, являющееся 100% растворителем, разливается на площади 1 м2 пола помещения;

Длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.

Если свободный объем помещения определить невозможно, то его допускается принимать условно равным 80 % геометрического объема помещения.



2. Расчёт избыточного давления взрыва

Избыточное давление взрыва DР для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, Н определяем по формуле

(1)

где Vсв=0,8·L·S·H

Vсв=0,8·30·10·5,8 =1392 м³

Pmax= 765 кПа - максимальное давление взрыва;

P0 =101 кПа - атмосферное давление;

Z - коэффициент участия паров ЛВЖ во взрыве;

Vcв=1392 м³- свободный объем помещения;

m - масса испарившейся жидкости, кг;

сп - плотность пара, кг/м³;

Cст - стехиометрическая концентрация ЛВЖ, %;

Кн=3- коэффициент учитывающий не герметичность помещения и неадиабатичность процесса горения принимаем равным 3.

Определяем массу ЛВЖ, поступившая в помещение по формулам:

mж=(VA+VT) сж (2)

mж - масса ЛВЖ, поступившей в помещение, кг

rж =856,69 кг/м³ - плотность жидкости

VA - объем жидкости вышедшей из аппарата, м³

VA = VP е (3)



VP - расчетный объем аппарата, м³

(4)

м³

е =0,8- степень заполнения аппарата.

м³

(5)

V1T - объем жидкости, вышедшей из аппарата до отключения, м³;

V2T - объем жидкости, вышедшей из аппарата после отключения, м³;

(6)

q = м³/с - производительность насоса;

Т =120 с - т.к. время отключения насоса автоматическое.

(7)

dH=30 м - диаметр напорного трубопровода;

lH =14м - длина напорного трубопровода;

dOT =30 м - диаметр отводящего трубопровода;

lOT =10 м - длина отводящего трубопровода;



Определяем массу испарившейся ЛВЖ по формулам:

Определяем площадь испарения в соответствии с п.4.2.3. НПБ 5-2005

, (8)

где Vлвж - объём жидкости, вышедшей из аппарата при аварии, л.

Происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости, площадь испарения которой при разливе на горизонтальную поверхность определяется исходя из расчета, что 1 л жидкости, являющееся 100% растворителем, разливается на площади 1 м² пола помещения, значит = л разливается на S= ,но жидкость разливаясь не выходит за пределы помещения, т.к. применяются заградительные ограждения - пороги, значит площадь разлившейся жидкости ровна площади помещения FИ=S•L=300 м²

Определяем давление насыщенных паров.

(9)

PH - давление насыщенных паров, кПа;

tж=35°С - рабочая температура,

А=6,25485 ,В=1454,328 ,СА=215,411 - константы уравнения Антуана

Определяем интенсивность испарения.

W--=--1_-6ЧhЧЧPн--(1_)

М=--1_6,17--кг/кмоль-----молекулярная--масса;

РН=2,_2--кПа-----давление--насыщенных--паров;

h-----коэффициент, принимающийся в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения (принимается по таблице 3 НПБ 5 - 2005). Коэффициент h рассчитываем, применяя метод интерполяции, по формуле.

(11)

Определяем скорость движения воздуха в помещении U (м·с-1) из выражения

, (12)

где А=8 ч-1- кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией;

L=30 м - длина помещения.



м·с-1

кгс -1•м-2

Определяем время полного испарения разлившейся в помещении ЛВЖ

, (13)

Т.к. время полного испарения разлившейся в помещении ЛВЖ более 3600 с, то далее для расчетов время испарения разлившейся в помещении ЛВЖ берем 3600 с.

Определяем массу испарившейся с поверхности разлива жидкости.

m=WЧFиЧТ--(14)

Происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости, площадь испарения которой при разливе на горизонтальную поверхность определяем, исходя из расчета, что 1 л жидкости, являющееся 100% растворителем, разливается на 1 м² пола помещения поэтому FИ= S•L =30•10=300 м² - площадь разлива;

Т=3600 с - время полного испарения;

m=28,3·300·3600=30,56 кг



Определяем коэффициент К с целью учёта работы аварийной вентиляции.

К = АЧТ + 1, (15)

где А =8/3600 с-1- кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией;

Т=3600 с - продолжительность поступления паров ЛВЖ и ГЖ в объем помещения.

К=8/3600·3600+1=9

Масса испарившейся с поверхности разлива жидкости с учётом коэффициент К:

кг

Определяем среднюю концентрацию паров ЛВЖ по формулам:

Определяем плотность пара.

(16)

V0 =22,413 м³/кмоль - молярный объем;

TP =35°С - рабочая температура;

М=106,17кг/кмоль - молярная масса;



кг/м³

Определяем среднюю концентрацию паров ЛВЖ в помещении и сравниваем с нижним концентрационным пределом распространения пламени.

(17)

m=30,56 кг - масса испарившейся жидкости;

rгп= 4,197кг/м³- плотность пара;

Vсв =1392 м³ - свободный объем помещения;

%

Т.к. 0,520,55 т.е. Сср0,5·Снкпр, то производим расчёт взрывоопасной зоны, а также величины коэффициента участия паров не нагретых ЛВЖ во взрыве;

Определяем коэффициент участия паров ЛВЖ во взрыве Z.

Определяем концентрацию насыщенных паров

(18)

%

Определяем величину С*



(19)

j=1,9 % - эффективный коэффициент избытка горючего;

Сст - стехиометрическая концентрация ЛВЖ;

где (19)

b-----стехиометрический--коэффициент--кислорода--в--реакции--сгорания;

b--(2_)

nc=8, nн=10 - число атомов С ,Н в молекуле соответственно.

%

Т.к.--СнЈС* и принимаем формулу

; м

По номограмме приложения Б НПБ 5-2005 определяем значение коэффициента участия паров ЛВЖ во взрыве Z. Z=0,117

Т.к. 0 Z0,3, то производится дополнительный расчёт величины Z. Результат этого расчёта является окончательным

Определяем размеры взрывоопасной зоны (расстояния по осям Xнкпр, Yнкпр, Zнкпр от источника поступления паров ЛВЖ, ограниченные нижним концентрационным пределом распространения пламени)

ХНКПР = К1L (21)

YНКПР = К1S (22)

ZНКПР = К3 Н (23)

Где К1 = 1,1958 для ЛВЖ;

К2 = для ЛВЖ;

К3 =0,3536 для ЛВЖ при подвижности воздушной среды.

С0 - предэкспоненциальный множитель, % (об.),

При подвижности воздушной среды для паров ЛВЖ

С0 = СН (24)

м

м

м



Производим расчёт коэффициента участия паров ЛВЖ во взрыве Z

при ХНКПР L и YНКПР

Z = (25)

Z=4,197

Найдем расчёт избыточного давления взрыва:

кПа

Т.к. в результате расчёта получилась категория помещения В, то определяем категорию помещения В1-В4 в соответствии с главой 9 НПБ 5-2005.

Определяем пожарную нагрузку

(26)

G - количество материала пожарной нагрузки;

- низшая теплота сгорания материала пожарной нагрузки, МДж/кг-1

Определяем количество материала пожарной нагрузки

(27)

кг

МДж



Производим расчёт удельной пожарной нагрузки

(28)

где S=300 м² - площадь размещения пожарной нагрузки,

МДж/м²

Т.к. расчёт удельной пожарной нагрузки q =240,05 МДж/м²,то помещений относится к категория В-3.



3. Определение категорию здания по взрывопожарной и пожарной опасности

Определяем категорию здания по взрывопожарной и пожарной опасности. Определяем в соответствии с главой 10 НПБ 5-2005.

Площадь окрасочного участка

=L·S,=40·15=600 м²,

который относится к категории В-1

Площадь сборочного цеха

= L·S, =110·40=4400 м²,

который относится к категории Д

Площадь инструментального участка

= L·S, =50·35=1750 м²

который относится к категории Д.

Площадь помещения

, ,

который относится к категории В-3.

Суммарная площадь помещений категорий В1-В3 ровна

S==600+300=900 м²



Процентное содержание помещений категорий

В =·100=0,127·100=12,7%

В соответствии с главой 10 НПБ 5-2005: здание относится к категории В, т.к. одновременно выполнены два условия:

здание не относится к категориям А или Б;

суммарная площадь помещений категорий В1-В3 превышает 10% суммарной площади всех помещений, если в здании отсутствуют помещения категорий А и Б.



Вывод

Помещение относится к категории В-3, т.к. удельная пожарная нагрузка q =240,05 МДж/м².

Здание относится к категории В потому что суммарная площадь помещений категорий В равна 12,7% и не оборудована установками автоматического пожаротушения.



Используемая литература

1. НПБ5-2005

Размещено на Allbest.ru