Страницы: 1 2
на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 5 кПа.
Для категории В :
н
интенсивность теплового излучения от очага пожара веществ
и/или материалов, указанных для категории В , на расстоянии 30 м
н
-2
от наружной установки превышает 4 кВт x м .
6. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ КРИТЕРИЕВ
ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК
Метод расчета значений критериев
пожарной опасности для горючих газов и паров
Выбор и обоснование расчетного варианта
36. Выбор расчетного варианта следует осуществлять с учетом
годовой частоты реализации и последствий тех или иных аварийных
ситуаций. В качестве расчетного для вычисления критериев пожарной
опасности для горючих газов и паров следует принимать вариант аварии,
для которого произведение годовой частоты реализации этого варианта
Q и расчетного избыточного давления ДЕЛЬТА Р при сгорании
w
газопаровоздушных смесей в случае реализации указанного варианта
максимально, то есть:
G = Q x ДЕЛЬТА P = max. (26)
w
Расчет величины G производится следующим образом:
а) рассматриваются различные варианты аварии и определяются из
статистических данных или на основе годовой частоты аварий со
сгоранием газопаровоздушных смесей Q для этих вариантов;
wi
б) для каждого из рассматриваемых вариантов определяются по
изложенной ниже методике значения расчетного избыточного давления
ДЕЛЬТА P ;
i
в) вычисляются величины G = Q x ДЕЛЬТА P для каждого из
i wi i
рассматриваемых вариантов аварии, среди которых выбирается вариант
с наибольшим значением G ;
i
г) в качестве расчетного для определения критериев пожарной
опасности принимается вариант, в котором величина G максимальна.
i
При этом количество горючих газов и паров, вышедших в атмосферу,
рассчитывается исходя из рассматриваемого сценария аварии с учетом
пунктов 38 - 43.
37. При невозможности реализации описанного выше метода в
качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант
аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в
образовании горючих газопаровоздушных смесей участвует наибольшее
количество газов и паров, наиболее опасных в отношении последствий
сгорания этих смесей. В этом случае количество газов и паров, вышедших
в атмосферу, рассчитывается в соответствии с пунктами 38 - 43.
38. Количество поступивших веществ, которые могут образовывать
горючие газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется исходя из
следующих предпосылок:
а) происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно п. 36
или п. 37 (в зависимости от того, какой из подходов к определению
расчетного варианта аварии принят за основу);
б) все содержимое аппарата поступает в окружающее пространство;
в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов,
питающих аппарат, по прямому и обратному потоку в течение времени,
необходимого для отключения трубопроводов.
Расчетное время отключения трубопроводов определяется в каждом
конкретном случае исходя из реальной обстановки и должно быть
минимальным с учетом паспортных данных на запорные устройства,
характера технологического процесса и вида расчетной аварии.
Расчетное время отключения трубопроводов следует принимать
равным:
времени срабатывания систем автоматики отключения трубопроводов
согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы
автоматики не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование
ее элементов (но не более 120 с);
120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает
0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;
300 с при ручном отключении.
Не допускается использование технических средств для отключения
трубопроводов, для которых время отключения превышает приведенные выше
значения.
Под "временем срабатывания" и "временем отключения" следует
понимать промежуток времени от начала возможного поступления горючего
вещества из трубопровода (перфорация, разрыв, изменение номинального
давления и т.п.) до полного прекращения поступления газа или жидкости
в окружающее пространство. Быстродействующие клапаны-отсекатели должны
автоматически перекрывать подачу газа или жидкости при нарушении
электроснабжения.
В исключительных случаях в установленном порядке допускается
превышение приведенных выше значений времени отключения трубопроводов
специальным решением соответствующих министерств или ведомств по
согласованию с Госгортехнадзором России на подконтрольных ему
производствах и предприятиях и МЧС России;
г) происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости;
площадь испарения при разливе на горизонтальную поверхность
определяется (при отсутствии справочных или иных экспериментальных
данных) исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих 70%
и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,10 кв. м, а
остальных жидкостей - на 0,15 кв. м;
д) происходит также испарение жидкостей из емкостей,
эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных
поверхностей;
е) длительность испарения жидкости принимается равной времени ее
полного испарения, но не более 3600 с.
39. Масса газа m, кг, поступившего в окружающее пространство при
расчетной аварии, определяется по формуле:
m = (V + V ) ро , (27)
а т г
где:
V - объем газа, вышедшего из аппарата, куб. м;
а
V - объем газа, вышедшего из трубопровода, куб. м;
т
-3
ро - плотность газа, кг x м .
г
При этом:
V = 0,01Р x V, (28)
а 1
где:
Р - давление в аппарате, кПа;
1
V - объем аппарата, куб. м;
V = V + V , (29)
т 1т 2т
где:
V - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, куб.
1т
м;
V - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения,
2т
куб. м;
V = q x Т, (30)
1т
где:
q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим
регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра,
-1
температуры газовой среды и т.д., куб. м x с ;
Т - время, определяемое по п. 38, с;
2 2 2
V = 0,01 пи x P x (r L + r L + ... + r L ), (31)
2т 2 1 1 2 2 n n
где:
Р - максимальное давление в трубопроводе по технологическому
2
регламенту, кПа;
r - внутренний радиус трубопроводов, м;
L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.
40. Масса паров жидкости m, кг, поступивших в окружающее
пространство при наличии нескольких источников испарения (поверхность
разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, открытые
емкости и т.п.), определяется из выражения:
m = m + m + m + m , (32)
р емк св.окр пер
где:
m - масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;
р
m - масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых
емк
емкостей, кг;
m - масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые
св.окр
нанесен применяемый состав, кг;
m - масса жидкости, испарившейся в окружающее пространство
пер
в случае ее перегрева, кг.
При этом каждое из слагаемых (m , m , m ) в формуле
р емк св.окр
(32) определяют из выражения:
m = W x F x Т, (33)
и
где:
-1 -2
W - интенсивность испарения, кг x с x м ;
F - площадь испарения, кв. м, определяемая в соответствии с
и
п. 38 в зависимости от массы жидкости m , вышедшей в окружающее
п
пространство;
T - продолжительность поступления паров легковоспламеняющихся
и горючих жидкостей в окружающее пространство согласно п. 38, с.
Величину m определяют по формуле (при Т > Т ):
пер а кип
2C (T - T )
р а кип
m = min {0,8m ; --------------- m }, (34)
пер п L п
исп
где:
m - масса вышедшей перегретой жидкости, кг;
п
C - удельная теплоемкость жидкости при температуре перегрева
р
-1 -1
жидкости T , Дж x кг x К ;
а
T - температура перегретой жидкости в соответствии с
а
технологическим регламентом в технологическом аппарате или
оборудовании, К;
T - нормальная температура кипения жидкости, К;
кип
L - удельная теплота испарения жидкости при температуре
исп
-1
перегрева жидкости T , Дж x кг .
а
Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости
в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле (32)
введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу
поступившей жидкости от распыляющих устройств исходя из
продолжительности их работы.
41. Масса m вышедшей жидкости, кг, определяется в соответствии с
п
п. 38.
42. Интенсивность испарения W определяется по справочным и
экспериментальным данным. Для ненагретых ЛВЖ при отсутствии данных
допускается рассчитывать W по формуле:
-6 -
W = 10 x \/M x P , (35)
н
где:
-1
М - молярная масса, г x моль ;
Р - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости,
н
определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями п. 3,
кПа.
43. Для сжиженных углеводородных газов (СУГ) при отсутствии
данных допускается рассчитывать удельную массу испарившегося СУГ m
суг
-2
из пролива, кг x м , по формуле:
-----
M / t
m = ---- x (T - T ) x (2 x лямбда x /------ +
суг L 0 ж тв \/ пи x а
исп
--
5,1 x \/Re x лямбда x t
в
+ ------------------------), (36)
d
где:
-1
M - молярная масса СУГ, кг x моль ;
L - мольная теплота испарения СУГ при начальной температуре
исп
-1
СУГ T , Дж x моль ;
ж
T - начальная температура материала, на поверхность которого
0
разливается СУГ, К;
T - начальная температура СУГ, К;
ж
лямбда - коэффициент теплопроводности материала, на поверхность
тв -1 -1
которого разливается СУГ, Вт x м x К ;
лямбда
тв
а = ---------- - коэффициент температуропроводности
C x ро
тв тв
-1
материала, на поверхность которого разливается СУГ, кв. м x с ;
C - теплоемкость материала, на поверхность которого
тв
-1 -1
разливается СУГ, Дж x кг x К ;
ро - плотность материала, на поверхность которого
тв -3
разливается СУГ, кг x м ;
t - текущее время, с, принимаемое равным времени полного
испарения СУГ, но не более 3600 с;
U x d
Re = ----- - число Рейнольдса;
ню
в
-1
U - скорость воздушного потока, м x с ;
---
/4F
/ и
d = / ---- - характерный размер пролива СУГ, м;
\/ пи
-1
ню - кинематическая вязкость воздуха, кв. м x с ;
в
лямбда - коэффициент теплопроводности воздуха,
в
-1 -1
Вт x м x К .
Формула (36) справедлива для СУГ с температурой Т <= Т .
ж кип
При температуре СУГ Т > Т дополнительно рассчитывается масса
ж кип
перегретых СУГ m по формуле 34.
пер
Расчет горизонтальных размеров зон,
ограничивающих газо- и паровоздушные смеси
с концентрацией горючего выше НКПР, при аварийном
поступлении горючих газов и паров ненагретых
легковоспламеняющихся жидкостей в открытое
пространство
44. Горизонтальные размеры зоны, м, ограничивающие область
концентраций, превышающих нижний концентрационный предел
распространения пламени (С ), вычисляют по формулам:
нкпр
для горючих газов (ГГ):
m
г 0,333
R = 14,5632 x (-----------) ; (37)
нкпр ро x C
г нкпр
для паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ):
P m
- н 0,813 п 0,333
R = 3,1501 x \/K x (-----) x (--------) , (38)
нкпр C ро x P
нкпр п н
M
ро = -----------------------,
г,п V x (1 + 0,00367 x t )
0 р
где:
m - масса поступивших в открытое пространство ГГ при аварийной
г
ситуации, кг;
ро - плотность ГГ при расчетной температуре и атмосферном
г
-3
давлении, кг x м ;
m - масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за
п
время полного испарения, но не более 3600 с, кг;
ро - плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре и
п
-3
атмосферном давлении, кг x м ;
P - давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре,
н
кПа;
K - коэффициент, принимаемый равным: K = T / 3600 для ЛВЖ;
T - продолжительность поступления паров ЛВЖ в открытое
пространство, с;
C - нижний концентрационный предел распространения пламени
нкпр
ГГ или паров ЛВЖ, % (об.);
-1
M - молярная масса, кг x кмоль ;
-1
V - мольный объем, равный 22,413 куб. м x кмоль ;
0
t - расчетная температура, ЬC.
р
В качестве расчетной температуры следует принимать максимально
возможную температуру воздуха в соответствующей климатической зоне или
максимально возможную температуру воздуха по технологическому
регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной
ситуации. Если такого значения расчетной температуры t по каким-либо
р
причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61 ЬC.
45. За начало отсчета горизонтального размера зоны принимают
внешние габаритные размеры аппаратов, установок, трубопроводов и т.п.
Во всех случаях значение R должно быть не менее 0,3 м для ГГ и ЛВЖ.
нкпр
Расчет избыточного давления
и импульса волны давления при сгорании
смесей горючих газов и паров с воздухом
в открытом пространстве
46. Исходя из рассматриваемого сценария аварии определяется масса
m, кг, горючих газов и (или) паров, вышедших в атмосферу из
технологического аппарата в соответствии с пунктами 38 - 43.
47. Величину избыточного давления ДЕЛЬТА Р, кПа, развиваемого при
сгорании газопаровоздушных смесей, определяют по формуле:
0,33 0,66 2
ДЕЛЬТА P = P x (0,8m / r + 3m / r +
0 пр пр
3
+ 5m / r ), (39)
пр
где:
P - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101
0
кПа);
r - расстояние от геометрического центра газопаровоздушного
облака, м;
m - приведенная масса газа или пара, кг, вычисляется по формуле:
пр
m = (Q / Q ) x m x Z, (40)
пр сг 0
где:
-1
Q - удельная теплота сгорания газа или пара, Дж x кг ;
сг
Z - коэффициент участия горючих газов и паров в горении,
который допускается принимать равным 0,1;
6 -1
Q - константа, равная 4,52 x 10 Дж x кг ;
0
m - масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате
аварии в окружающее пространство, кг.
48. Величину импульса волны давления i, Па x с, вычисляют по
формуле:
0,66
i = 123m / r. (41)
пр
Метод расчета значений критериев
пожарной опасности для горючих пылей
49. В качестве расчетного варианта аварии для определения
критериев пожарной опасности для горючих пылей следует выбирать
наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы
аппаратов, при котором в горении пылевоздушной смеси участвует
наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в
отношении последствий такого горения.
50. Количество поступивших веществ, которые могут образовывать
горючие пылевоздушные смеси, определяется исходя из предпосылки о том,
что в момент расчетной аварии произошла плановая (ремонтные работы)
или внезапная разгерметизация одного из технологических аппаратов, за
которой последовал аварийный выброс в окружающее пространство
находившейся в аппарате пыли.
51. Расчетная масса пыли, поступившей в окружающее пространство
при расчетной аварии, определяется по формуле:
M = M + M , (42)
вз ав
где:
M - расчетная масса поступившей в окружающее пространство горючей
пыли, кг;
M - расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;
вз
M - расчетная масса пыли, поступившей в результате аварийной
ав
ситуации, кг.
52. Величина M определяется по формуле:
вз
M = K x K x M , (43)
вз г вз п
где:
K - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;
г
K - доля отложенной вблизи аппарата пыли, способной перейти во
вз
взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. В отсутствие
экспериментальных данных о величине К допускается принимать K = 0,9;
вз вз
M - масса отложившейся вблизи аппарата пыли к моменту аварии, кг.
п
53. Величина M определяется по формуле:
ав
M = (M + q x T) x K , (44)
ав ап п
где:
M - масса горючей пыли, выбрасываемой в окружающее пространство
ап
при разгерметизации технологического аппарата, кг; при отсутствии
ограничивающих выброс пыли инженерных устройств следует полагать, что
в момент расчетной аварии происходит аварийный выброс в окружающее
пространство всей находившейся в аппарате пыли;
q - производительность, с которой продолжается поступление
пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их
-1
отключения, кг x с ;
Т - расчетное время отключения, с, определяемое в каждом
конкретном случае исходя из реальной обстановки. Следует принимать
равным времени срабатывания системы автоматики, если вероятность ее
отказа не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее
элементов (но не более 120 с); 120 с, если вероятность отказа системы
автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее
элементов; 300 с при ручном отключении;
K - коэффициент пыления, представляющий отношение массы
п
взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата
в помещение. В отсутствие экспериментальных данных о величине
K допускается принимать: 0,5 - для пылей с дисперсностью не менее 350
п
мкм; 1,0 - для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.
54. Избыточное давление ДЕЛЬТА P для горючих пылей рассчитывается
следующим образом:
а) определяют приведенную массу горючей пыли m , кг, по
пр
формуле:
m = M x Z x H / H , (45)
пр т то
где:
M - масса горючей пыли, поступившей в результате аварии в
окружающее пространство, кг;
Z - коэффициент участия пыли в горении, значение которого
допускается принимать равным 0,1. В отдельных обоснованных случаях
величина Z может быть снижена, но не менее чем до 0,02;
-1
H - теплота сгорания пыли, Дж x кг ;
т
6 -1
H - константа, принимаемая равной 4,6 x 10 Дж x кг ;
то
б) вычисляют расчетное избыточное давление ДЕЛЬТА P, кПа, по
формуле:
0,33 0,66 2
ДЕЛЬТА P = P x (0,8m / r + 3m / r +
0 пр пр
3
+ 5m / r ), (46)
пр
где:
r - расстояние от центра пылевоздушного облака, м. Допускается
отсчитывать величину r от геометрического центра технологической
установки;
P - атмосферное давление, кПа.
0
55. Величину импульса волны давления i, Па x с, вычисляют по
формуле:
0,66
i = 123m / r. (47)
пр
Метод расчета интенсивности теплового излучения
56. Интенсивность теплового излучения рассчитывают для двух
случаев пожара (или для того из них, который может быть реализован в
данной технологической установке):
пожар проливов ЛВЖ, ГЖ или горение твердых горючих материалов
(включая горение пыли);
"огненный шар" - крупномасштабное диффузионное горение,
реализуемое при разрыве резервуара с горючей жидкостью или газом под
давлением с воспламенением содержимого резервуара.
Если возможна реализация обоих случаев, то при оценке значений
критерия пожарной опасности учитывается наибольшая из двух величин
интенсивности теплового излучения.
-2
57. Интенсивность теплового излучения q, кВт x м , для пожара
пролива жидкости или при горении твердых материалов вычисляют по
формуле:
q = E x F x тау, (48)
f q
где:
E - среднеповерхностная плотность теплового излучения
f
-2
пламени, кВт x м ;
F - угловой коэффициент облученности;
q
тау - коэффициент пропускания атмосферы.
Значение E принимается на основе имеющихся экспериментальных
f
данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив указанные данные
приведены в табл. 8.
Таблица 8
СРЕДНЕПОВЕРХНОСТНАЯ ПЛОТНОСТЬ
ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПЛАМЕНИ В ЗАВИСИМОСТИ
ОТ ДИАМЕТРА ОЧАГА И УДЕЛЬНАЯ МАССОВАЯ СКОРОСТЬ
ВЫГОРАНИЯ ДЛЯ НЕКОТОРЫХ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ТОПЛИВ
------------------------------------------------------------------
| | -2 | |
| Топливо | E , кВт x м | M, кг x |
| | f | -2 -1|
| |--------------------------------------------|м x с |
| |d = 10 м|d = 20 м|d = 30 м|d = 40 м|d = 50 м| |
|---------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|
|СПГ | 220 | 180 | 150 | 130 | 120 | 0,08 |
|(метан) | | | | | | |
|---------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|
|СУГ | 80 | 63 | 50 | 43 | 40 | 0,10 |
|(пропан- | | | | | | |
|бутан) | | | | | | |
|---------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|
|Бензин | 60 | 47 | 35 | 28 | 25 | 0,06 |
|---------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|
|Дизельное| 40 | 32 | 25 | 21 | 18 | 0,04 |
|топливо | | | | | | |
|---------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|
|Нефть | 25 | 19 | 15 | 12 | 10 | 0,04 |
------------------------------------------------------------------
Примечание. Для диаметров очагов менее 10 м или более 50 м
следует принимать величину E такой же, как и для очагов диаметром
f
10 м и 50 м соответственно.
При отсутствии данных допускается принимать величину E
f
-2 -2
равной: 100 кВт x м для СУГ, 40 кВт x м для нефтепродуктов, 40
-2
кВт x м для твердых материалов.
Рассчитывают эффективный диаметр пролива d, м, по формуле:
------
/4 x F
d = / -----, (49)
\/ пи
где F - площадь пролива, кв. м.
Вычисляют высоту пламени H, м, по формуле:
M 0,61
H = 42d (-------------) , (50)
-----
ро x \/g x d
в
где:
M - удельная массовая скорость выгорания топлива,
-2 -1
кг x м x с ;
-3
ро - плотность окружающего воздуха, кг x м ;
в
-2
g = 9,81 м x с - ускорение свободного падения.
Определяют угловой коэффициент облученности F по формулам:
q
------
/2 2
F = \/F + F , (51)
q v н
где F , F - факторы облученности для вертикальной и
v н
горизонтальной площадок соответственно, определяемые с помощью
выражений:
-----
1 1 h h /S - 1
F = -- [- x arctg(--------) - - {arctg( / -----) -
v пи S ----- S \/ S + 1
/2
\/S - 1
---------------
A /(A + 1) (S - 1)
- ------- arctg( / ---------------)}]; (52)
---- \/ (A - 1) (S + 1)
/2
\/A - 1
-----------------
1 (B - 1 / S) /(B + 1) x (S - 1)
F = -- [----------- x arctg( / -----------------) -
Н пи ----- \/ (B - 1) x (S + 1)
/2
\/B - 1
-----------------
(A - 1 / S) /(A + 1) x (S - 1)
- ----------- x arctg( / -----------------)]; (53)
---- \/ (A - 1) x (S + 1)
/2
\/A - 1
2 2
A = (h + S + 1) / (2S); (54)
2
B = (1 + S ) / (2S); (55)
S = 2r / d; (56)
h = 2H / d, (57)
где r - расстояние от геометрического центра пролива до
облучаемого объекта, м.
Определяют коэффициент пропускания атмосферы по формуле:
-4
тау = exp[-7,0 x 10 x (r - 0,5d)]. (58)
-2
58. Интенсивность теплового излучения q, кВт x м , для "огненного
шара" вычисляют по формуле (48).
Величину E определяют на основе имеющихся экспериментальных
f
-2
данных. Допускается принимать E равным 450 кВт x м .
f
Значение F вычисляют по формуле:
q
H / D + 0,5
s
F = ------------------------------------, (59)
q 2 2 1,5
4 x [(H / D + 0,5) + (r / D ) ]
s s
где:
H - высота центра "огненного шара", м;
D - эффективный диаметр "огненного шара", м;
s
r - расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности
земли непосредственно под центром "огненного шара", м.
Эффективный диаметр "огненного шара" D определяют по формуле:
s
0,327
D = 5,33m , (60)
s
где m - масса горючего вещества, кг.
Величину H определяют в ходе специальных исследований.
Допускается принимать величину H равной D / 2.
s
Время существования "огненного шара" t , с, определяют по
s
формуле:
0,303
t = 0,92m . (61)
s
Коэффициент пропускания атмосферы тау рассчитывают по формуле:
------
-4 /2 2
тау = exp[-7,0 x 10 x (\/r + H - D / 2)]. (62)
s
7. МЕТОД ОЦЕНКИ ИНДИВИДУАЛЬНОГО РИСКА
59. Настоящий метод применим для расчета величины индивидуального
риска (далее по тексту - риска) на наружных установках при
возникновении таких поражающих факторов, как избыточное давление,
развиваемое при сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей, и
тепловое излучение при сгорании веществ и материалов.
60. Величину индивидуального риска R при сгорании газо-,
в
паро- или пылевоздушных смесей рассчитывают по формуле:
n
R = SUM Q x Q , (63)
в i=1 вi впi
где:
Q - годовая частота возникновения i-й аварии с горением
вi
газо-, паро- или пылевоздушной смеси на рассматриваемой наружной
установке, 1/год;
Q - условная вероятность поражения человека, находящегося
впi
на заданном расстоянии от наружной установки, избыточным давлением при
реализации указанной аварии i-го типа;
n - количество типов рассматриваемых аварий.
Значения Q определяют из статистических данных или на основе
вi
методик, изложенных в нормативных документах, утвержденных в
установленном порядке. В формуле (63) допускается учитывать только
одну наиболее неблагоприятную аварию, величина Q для которой
в
принимается равной годовой частоте возникновения пожара с горением
газо-, паро- или пылевоздушных смесей на наружной установке по
нормативным документам, утвержденным в установленном порядке, а
значение Q вычислять исходя из массы горючих веществ, вышедших в
вп
атмосферу, в соответствии с п. п. 37 - 43.
61. Величину индивидуального риска R при возможном сгорании
п
веществ и материалов, указанных в табл. 7 для категории В ,
н
рассчитывают по формуле:
n
R = SUM Q x Q , (64)
п i=1 fi fпi
где:
Q - годовая частота возникновения пожара на рассматриваемой
fi
наружной установке в случае аварии i-го типа, 1/год;
Q - условная вероятность поражения человека, находящегося
fпi
на заданном расстоянии от наружной установки, тепловым излучением при
реализации аварии i-го типа;
n - количество типов рассматриваемых аварий.
Значение Q определяют из статистических данных или на основе
fi
методик, изложенных в нормативных документах, утвержденных в
установленном порядке.
В формуле (64) допускается учитывать только одну наиболее
неблагоприятную аварию, величина Q для которой принимается равной
f
годовой частоте возникновения пожара на наружной установке по
нормативным документам, утвержденным в установленном порядке, а
значение Q вычислять исходя из массы горючих веществ, вышедших в
fп
атмосферу, в соответствии с пунктами 37 - 43.
62. Условную вероятность Q поражения человека избыточным
впi
давлением при сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей на
расстоянии r от эпицентра определяют следующим образом:
вычисляют избыточное давление ДЕЛЬТА Р и импульс i по методам,
описанным в разделе 6 (методы расчета значений критериев пожарной
опасности для горючих газов и паров или метод расчета значений
критериев пожарной опасности для горючих пылей);
исходя из значений ДЕЛЬТА Р и i вычисляют величину
"пробит"-функции Рr по формуле:
Pr = 5 - 0,26ln(V), (65)
где:
17500 8,4 290 9,3
V = (--------) + (---) , (66)
ДЕЛЬТА P i
где:
ДЕЛЬТА P - избыточное давление, Па;
i - импульс волны давления, Па x с;
с помощью таблицы 9 определяют условную вероятность поражения
человека. Например, при значении Pr = 2,95 значение
Q = 2% = 0,02, а при Pr = 8,09 значение Q = 99,9% = 0,999.
вп вп
Таблица 9
ЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНОЙ ВЕРОЯТНОСТИ ПОРАЖЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВЕЛИЧИНЫ PR
------------------------------------------------------------------
| Условная | Величина Pr |
| вероятность |-------------------------------------------------|
| поражения, % | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
|--------------|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|
| 0 | - |2,67|2,95|3,12|3,25|3,36|3,45|3,52|3,59|3,66|
|--------------|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|
| 10 |3,72|3,77|3,82|3,90|3,92|3,96|4,01|4,05|4,08|4,12|
|--------------|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|
| 20 |4,16|4,19|4,23|4,26|4,29|4,33|4,36|4,39|4,42|4,45|
|--------------|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|
| 30 |4,48|4,50|4,53|4,56|4,59|4,61|4,64|4,67|4,69|4,72|
|--------------|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|
| 40 |4,75|4,77|4,80|4,82|4,85|4,87|4,90|4,92|4,95|4,97|
|--------------|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|
| 50 |5,00|5,03|5,05|5,08|5,10|5,13|5,15|5,18|5,20|5,23|
|--------------|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|
| 60 |5,25|5,28|5,31|5,33|5,36|5,39|5,41|5,44|5,47|5,50|
|--------------|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|
| 70 |5,52|5,55|5,58|5,61|5,64|5,67|5,71|5,74|5,77|5,81|
|--------------|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|
| 80 |5,84|5,88|5,92|5,95|5,99|6,04|6,08|6,13|6,18|6,23|
|--------------|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|
| 90 |6,28|6,34|6,41|6,48|6,55|6,64|6,75|6,88|7,05|7,33|
|--------------|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|
| - |0,00|0,10|0,20|0,30|0,40|0,50|0,60|0,70|0,80|0,90|
|--------------|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|
| 99 |7,33|7,37|7,41|7,46|7,51|7,58|7,65|7,75|7,88|8,09|
------------------------------------------------------------------
63. Условную вероятность поражения человека тепловым излучением
Q определяют следующим образом:
fпi
а) рассчитывают величину Pr по формуле:
1,33
Pr = -14,9 + 2,56ln(t x q ), (67)
где:
t - эффективное время экспозиции, с;
-2
q - интенсивность теплового излучения, кВт x м , определяемая в
соответствии с методом расчета интенсивности теплового излучения
(раздел 6).
Величину t находят:
1) для пожаров проливов ЛВЖ, ГЖ и твердых материалов:
t = t + x / u, (68)
0
где:
t - характерное время обнаружения пожара, с (допускается
0
принимать t = 5 с);
x - расстояние от места расположения человека до зоны, где
-2
интенсивность теплового излучения не превышает 4 кВт x м , м;
-1
u - скорость движения человека, м x с (допускается принимать
-1
u = 5 м x с );
2) для воздействия "огненного шара" - в соответствии с методом
расчета интенсивности теплового излучения (раздел 6);
б) с помощью табл. 9 определяют условную вероятность Q
пi
поражения человека тепловым излучением.
64. Если для рассматриваемой технологической установки возможен
как пожар пролива, так и "огненный шар", в формуле (64) должны быть
учтены оба указанных выше типа аварии.
Приложение
(рекомендуемое)
РАСЧЕТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА Z УЧАСТИЯ ГОРЮЧИХ
ГАЗОВ И ПАРОВ НЕНАГРЕТЫХ ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ
ЖИДКОСТЕЙ ВО ВЗРЫВЕ
Материалы настоящего Приложения применяются для случая
100m / (рог,п x V ) < 0,5C , где C - нижний
св нкпр нкпр
концентрационный предел распространения пламени газа или пара, %
(об.), и для помещений в форме прямоугольного параллелепипеда с
отношением длины к ширине не более 5.
1. Коэффициент Z участия горючих газов и паров
легковоспламеняющихся жидкостей во взрыве при заданном уровне
-
значимости Q (С > C) рассчитывается по формулам:
1 1
при X <= - L и Y <= - S:
нкпр 2 нкпр 2
-3 C
5 x 10 пи нкпр
Z = ----------- ро (C + ------) X Y Z ; (1)
m г,п 0 дельта нкпр нкпр нкпр
1 1
при X > - L и Y > - S:
нкпр 2 нкпр 2
-3 C
5 x 10 пи нкпр
Z = ----------- ро (C + ------) F Z , (2)
m г,п 0 дельта нкпр
где C - предэкспоненциальный множитель, % (об.), равный:
0
при отсутствии подвижности воздушной среды для горючих газов:
3 m
C = 3,77 x 10 ---------;
0 ро x V
г св
при подвижности воздушной среды для горючих газов:
2 m
C = 3 x 10 ---------; (4)
0 ро V U
г св
при отсутствии подвижности воздушной среды для паров
легковоспламеняющихся жидкостей:
m x 100 0,41
C = C (----------) ; (5)
0 н C ро V
н п св
при подвижности воздушной среды для паров легковоспламеняющихся
жидкостей:
m x 100 0,46
C = C (----------) , (6)
0 н C ро V
н п св
m - масса газа или паров ЛВЖ, поступающих в объем помещения в
соответствии с разделом 3, кг;
дельта - допустимые отклонения концентраций при задаваемом
-
уровне значимости Q (C > C), приведенные в таблице П1;
X , Y , Z - расстояния по осям X, Y и Z от источника
нкпр нкпр нкпр
поступления газа или пара, ограниченные нижним концентрационным
пределом распространения пламени, соответственно, м; рассчитываются по
формулам (10 - 12) Приложения;
L, S - длина и ширина помещения соответственно, м;
F - площадь пола помещения, кв. м;
-1
U - подвижность воздушной среды, м x с ;
C - концентрация насыщенных паров при расчетной температуре
н
t , ЬC, воздуха в помещении, % (об.).
р
Концентрация C может быть найдена по формуле:
н
P
н
C = 100 --, (7)
н Р
0
где:
P - давление насыщенных паров при расчетной температуре
н
(находится из справочной литературы), кПа;
P - атмосферное давление, равное 101 кПа.
0
Таблица П1
-------------------------------------------------------------------
| | - | |
| Характер распределения | Q (C > C) | дельта |
| концентраций | | |
|--------------------------------------|-------------|------------|
| Для горючих газов при отсутствии | 0,1 | 1,29 |
| подвижности воздушной среды | 0,05 | 1,38 |
| | 0,01 | 1,53 |
| | 0,003 | 1,63 |
| | 0,001 | 1,70 |
| | 0,000001 | 2,04 |
|--------------------------------------|-------------|------------|
| Для горючих газов при подвижности | 0,1 | 1,29 |
| воздушной среды | 0,05 | 1,37 |
| | 0,01 | 1,52 |
| | 0,003 | 1,62 |
| | 0,001 | 1,70 |
| | 0,000001 | 2,03 |
|--------------------------------------|-------------|------------|
| Для паров легковоспламеняющихся | 0,1 | 1,19 |
| жидкостей при отсутствии подвижности | 0,05 | 1,25 |
| воздушной среды | 0,01 | 1,35 |
| | 0,003 | 1,41 |
| | 0,001 | 1,46 |
| | 0,000001 | 1,68 |
|--------------------------------------|-------------|------------|
| Для паров легковоспламеняющихся | 0,1 | 1,21 |
| жидкостей при подвижности воздушной | 0,05 | 1,27 |
| среды | 0,01 | 1,38 |
| | 0,003 | 1,45 |
| | 0,001 | 1,51 |
| | 0,000001 | 1,75 |
-------------------------------------------------------------------
-
Величина уровня значимости Q (C > C) выбирается исходя из
особенностей технологического процесса. Допускается принимать Q (C >
-
C) равным 0,05.
2. Величина коэффициента Z участия паров легковоспламеняющихся
жидкостей во взрыве может быть определена по графику, приведенному на
рисунке <*>.
--------------------------------
<*> Не приводится.
Значения X определяются по формуле:
+ +
C / C , если C <= C ;
н н
X = { + (8)
1, если C > C ,
н
+
где C - величина, задаваемая соотношением:
+
C = фи C , (9)
ст
где фи - эффективный коэффициент избытка горючего, принимаемый
равным 1,9.
3. Расстояния X , Y и Z рассчитываются по формулам:
нкпр нкпр нкпр
дельта C
0 0,5
X = K L (K ln(---------)) ; (10)
нкпр 1 2 C
нкпр
дельта C
0 0,5
Y = K S (K ln(---------)) ; (11)
нкпр 1 2 C
нкпр
дельта C
0 0,5
Z = K H (K ln(---------)) ; (12)
нкпр 3 2 C
нкпр
где:
K - коэффициент, принимаемый равным 1,1314 для горючих газов и
1
1,1958 для легковоспламеняющихся жидкостей;
K - коэффициент, принимаемый равным 1 для горючих газов и
2
K = T / 3600 для легковоспламеняющихся жидкостей;
2
K - коэффициент, принимаемый равным 0,0253 для горючих газов при
3
отсутствии подвижности воздушной среды; 0,02828 для горючих газов при
подвижности воздушной среды; 0,04714 для легковоспламеняющихся
жидкостей при отсутствии подвижности воздушной среды и 0,3536 для
легковоспламеняющихся жидкостей при подвижности воздушной среды;
H - высота помещения, м.
При отрицательных значениях логарифмов расстояния X , Y
нкпр нкпр
и Z принимаются равными 0.
нкпрСтраницы: 1 2 |