Помещения с горючими газами, легковоспламеняющимися жидкостями, горючими жидкостями, пылями, твердыми веществами и материалами

Пример 16

1. Исходные данные.

1.1. Помещение малярно-сдаточного цеха тракторосборочного корпуса. В помещении цеха производится окрашивание и сушка окрашенных тракторов на двух конвейерных линиях. В сушильных камерах в качестве топлива используется природный газ. Избыток краски из окрасочных камер смывается водой в коагуляционный бассейн, из которого после отделения от воды краска удаляется по трубопроводу за пределы помещения для дальнейшей ее утилизации.

1.2. Используемые вещества и материалы:

- природный газ метан (содержание 99,2 % (об.));

- грунт ГФ-0119 ГОСТ 23343-78;

- эмаль МЛ-152 ГОСТ 18099-78;

- сольвент ГОСТ 10214-78 или ГОСТ 1928-79 (наиболее опасный компонент в составе растворителей грунта и эмали).

1.3. Физико-химические свойства веществ и материалов [5]:

Молярная масса, кг · кмоль^-1;

- метан =16,04:

- сольвент =113,2.

Расчетная температура t_p, °C:

- в помещении t_п = 39 [1];

- в сушильной камере t_к = 80.

Плотность жидкости, кг · м^-3:

- сольвента = 850.

Плотность газов и паров, кг · м³:

- метана ;

- сольвента ; .

Парциальное давление насыщенных паров при температуре 39 °С [5], кПа:

- сольвента

=3,0

Интенсивность испарения при 39 °С, кг · м² · с^-1;

- сольвент W_c = 10^-6 · · 3,0 = 3,1919 · 10^-5.

1.4. Пожароопасные свойства [5]:

Температура вспышки, °С:

- сольвент t_всп = 21.

Нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПР), % (об.):

- метан = 5,28;

- сольвент = 1,0.

Стехиометрическая концентрация, % (об.):

- метан = 9,36;

- сольвент = 1,80 ( ).

1.5. Размеры помещений и параметры технологического процесса.

1.5.1. Общие размеры цеха: L = 264,7 м, S = 30,54 м, Н = 15,75 м.

Объем помещения V_п = 264,7 · 30,54 · 15,75 = 127322,0 м³

1.5.2. Площадь окрасочного пролета со встроенными помещениями на отметке 0,00:

F_общ = 264,7 · 30,54 = 8083,94 м²

1.5.3. Площади встроенных помещений:

- тамбур (ось В/1) F_1,встр = 1,75 · 3,49 = 6,11 м²;

- ПСУ (оси К-К/1) F_2,встр = 1,97 · 6,61 = 13,02 м²;

- помещения (оси Л/З-Р/1) F_3,встр = 82,76 · 6,55 = 542,08 м²;

- помещения (оси У-Х1) F_4,встр = 50,04 · 6,55 = 327,76 м²;

- суммарная площадь встроенных помещений:

F_встр = F_1,встр + F_2,встр + F_3,встр + F_4,встр = 6,11 + 13,02 + 542,08 + 327,76 = 888,97 м²

1.5.4. Площадь окрасочного пролета без встроенных помещений:

F_оп = F_общ - F_встр = 8083,94 - 888,97 = 7194,97 м².

1.5.5. Объем окрасочного пролета с площадью F_оп, и высотой Н:

V_бвп = 7194,97 · 15,75 = 113320,78 м³

1.5.6. Объемы встроенных помещений на отм. 6,500:

- венткамера (отм. 6,500, ось В/1, консоль):

V_1,встр = 1,95 · 27,05 · 9,25 = 487,91 м³;

- венткамера (отм. 6,500, оси Х/Х1, консоль):

V_2,встр = 5,47 · 23,99 · 9,25 = 1213,83 м³;

- венткамера (отм. 6,500, оси И/2-К/2):

V_1,встр = 23,92 · 7,27 · 9,25 - 13,02 · 9,25 = 1488,12 м³;

- венткамера (отм. 6,500, оси Р/1-У):

V_1,встр = 5,43 · 6,55 · 9,25 = 328,99 м³;

- венткамера (отм. 6,500, оси П/2-У, консоль):

V_5,встр = 0,72 · 27,0 · 9,25 = 179,82 м³;

- суммарный объем встроенных помещений:

V_1-5,встр = V_1,встр + V_2,встр + V_3,встр + V_4,встр + V_5,встр = 3698,67 м³.

1.5.7. Объем окрасочного пролета без объема V_1-5,встр:

V₁ = V_бвп - V_1-5,встр = 113320,78 - 3698,67 = 109622,11 м³.

1.5.8. Объемы над встроенными помещениями на отм. 12,030:

- венткамеры (отм. 12,030, оси Л/3-М/1):

V_1,пер = 10,5 · 6,55 · 3,72= 255,84 м³;

- помещения (отм. 6,500, оси М/1-М/3):

V_2,пep = 6,5 · 6,55 · 9,25 = 393,82 м³;

- венткамеры (отм. 12,030, оси М/3-Н/1):

V_3,пер = 5,08 · 6,55 · 3,72 = 123,78 м³;

- помещения (отм. 7,800, оси Ф-Х):

V_4,пep = 23,1 · 6,55 · 7,95 - 5,82 · 2,72 · 2,82 = 1158,23 м³;

- тамбур (отм. 3,74, ось В/1):

V_5,пep = 1,75 ·3,49 · 2,26 = 13,80 м³;

- ПСУ (отм. 3,040, оси К-К/1):

V_6,пep = 1,97 · 6,61 · 2,96 = 38,54 м³;

- общий объем над встроенными помещениями:

V_1-6,пep = V_1,пep + V_2,пep + V_3,пep + V_4,пep + V_5пep + V_6,пep = 1984,01 м³

1.5.9. Объем бассейна коагуляции на отм. -2,500 и 0,00 (L = 80,5 м, S = 3,60¸6,40 м, Н = 2,10¸2,20 м):

V_б = (1,90 · 6,40 + 2,40 · 5,00 + 1,40 · 4,00 + 6,40 · 3,10 + 66,4 · 2,60 + 2,0 · 2,50) · 2,20 + 76,20 · 1,00 · 2,10 = 659,95 м³.

1.5.10. Объем помещения окрасочного участка малярно-сдаточного цеха:

V_п = V₁ + V_1-6,пep + V_б = 109622,11 + 1984,01 + 659,95 = 112266,07 м³.

1.5.11. Свободный объем помещения окрасочного участка малярно-сдаточного цеха:

V_св = 0,8 · V_п = 0,8 · 112266,07 = 89812,86 м³ » 89813 м³.

1.5.12. Толщина слоя лакокрасочных материалов:

- грунт ФЛ-03 d_г = 15 мкм;

- эмаль МЛ-152 d_э = 20 мкм.

1.5.13. Расход лакокрасочных материалов:

- грунт ФЛ-03К G_г,фп = 3,97 г · м^-2 · мкм^-1;

- эмаль МП-152 G_э = 4,2 г · м ^-2 · мкм^-1.

1.5.14. Содержание горючих растворителей в лакокрасочных материалах:

- грунт ФЛ-03К j_г,фп = 67 % (масс.);

- эмаль МЛ-152 j_э = 78 % (масс.).

1.5.15. Расход растворителя на единицу площади окрашиваемых поверхностей тракторов:

- сольвент (грунт ФЛ-03К) G_рфп = 2,66 г · м^-2 · мкм^-1;

- сольвент (эмаль МЛ-152) G_pэ= 3,276 г · м^-2 · мкм^-1

1.5.16. Производительность конвейера по площади нанесения лакокрасочных материалов:

- линия окрашивания тракторов в серийном исполнении

n_к,с = 407,3 м² · ч^-1 = 6,79 м² · мин^-1 = 0,1131 м² · с^-1;

- линия окрашивания тракторов в экспортном исполнении

n_к,э = 101,8 м² · ч^-1 = 1,70 м² · мин^-1 = 0,0283 м² · с^-1.

1.5.17. Производительность конвейера по массе растворителя, содержащегося в нанесенных лакокрасочных материалах:

- нанесение грунта ФЛ-03К (сольвент), окрашивание тракторов в экспортном исполнении

n_р,фп = 101,8 · 15 · 2,66 · 10^-3 = 4,0618 кг · ч^-1 = 0,001128 кг · с^-1;

- нанесение эмали МЛ-152 (сольвент), окрашивание тракторов в экспортном исполнении

n_р,э = 101,8 · 20 · 3,276 · l0^-3 · 6,6699 кг · ч^-1 = 0,001853 кг · с^-1;

- нанесение эмали МЛ-152 (сольвент), окрашивание тракторов в серийном исполнении

n_р,эс = 407,3 · 20 · 3,276 · 10^-3 = 26,6863 кг · ч^-1 = 0,007413 кг · с^-1.

2. Обоснование расчетных вариантов аварии.

2.1. Разгерметизация трубопровода, подающего природный газ в теплогенераторы, при работающем конвейере.

2.1.1. Расход газа метана в подводящем трубопроводе при давлении = 178,4кПа:

= 714 кг · ч^-1 = 0,19844 кг · с^-1.

2.1.2. Масса газа , поступающего из трубопроводов диаметром d_г = 0,219 м и общей длиной участков трубопроводов L_г = 1152 м согласно п. 3.2 в) и 3.8 НПБ 105-95 составит

= 0,19844 · 300 + 0,01 · 3,14 · 178,4 · · 1152 · 0,626 = 107,97 кг.

2.1.3. Масса растворителя, испаряющегося с окрашенных изделий, при работающем конвейере за время аварийной ситуации Т_а = 3600 с = 1 ч [2] с учетом коэффициента избытка лакокрасочных материалов К_и = 2 составит:

- линия окрашивания тракторов в серийном исполнении, окрашивание эмалью МЛ-152

m_эс = 2 · n_р,эc · T_a = 2 · 26,6863 · 1 = 53,3726 кг;

- линия окрашивания тракторов в экспортном исполнении, грунтование грунтом ФЛ-03К

т_гэ = 2 · n_р,фп · Т_а = 2 · 4,0678 · 1 = 8,1236 кг;

- линия окрашивания тракторов в экспортном исполнении, окрашивание эмалью МЛ-152

m_ээ = 2 · n_р,э · Т_а = 2 · 6,6699 · 1 = 13,3398 кг.

2.1.4. Масса растворителя т_рб (кг), испаряющегося со свободной поверхности бассейна коагуляции F_бк = 226,84 м² за время аварийной ситуации Т_а = 3600 с [2], составит

m_рб = W_с · F_бк · Т_а = 3,1919 · 10^-5 · 226,84 · 3600 = 26,0658 кг.

2.2. Разгерметизация красконагнетательного бака при работающем конвейере.

2.2.1. Масса растворителя, поступающего в помещение при аварийной ситуации из красконагнетательного бака V_бк = 60 л = 0,06 м³ и трубопроводов диаметром d_бко = d_бкп = 0,04 м и длиной (L_бко + L_бкп) = 312 м, составит

m_бк = К_и · n_рэ · t_а + [V_бк + 0,785 · ( · L_бко + · L_бкп)] · j_э · =

= 2 · 0,007413 · 300 + [ 0,06 + 0,785 · (0,04² · 156 + 0,04² · 156)] · 0,78 · 850 = 304,04 кг.

2.2.2. Площадь испарения F_и,бк (м²) с поверхности разлившейся из бака и трубопровода эмали МЛ-152 будет равна

м²

2.2.3. Масса растворителя т_рбб (кг), испаряющегося со свободной поверхности бассейна коагуляции и с поверхности разлившейся эмали МЛ-152 из красконагнетательного бака, будет равна

т_рбб = т_рб + W_с · F_и,бк · Т_а = 26,0658 + 3,1919 · 10^-5 · 458,6 · 3600= 78,7628 м.

2.2.4. Масса растворителя т_рк (кг), испаряющегося с окрашенных изделий при работающем конвейере (п. 2.1.3), составит

т_рк = m_эс + m_гэ + m_ээ = 53,3726 + 8,1236 + 13,3398 = 74,836 кг.

2.2.5. Масса паров растворителя m_п,р (кг), поступившего в объем помещения при аварийной ситуации, будет равна m_п,р = т_рбб ⁺ т_рк = 78,7628 + 74,836 = 153,5988 кг.

2.3. Разгерметизация красконагнетательного бака, остановка конвейера.

2.3.1. Масса растворителя т_рбб (кг), испаряющегося со свободной поверхности бассейна и с поверхности разлившейся эмали МП-152 из красконагнетательного бака (п. 2.2.3).

2.3.2. Площадь окрашиваемых поверхностей, находящихся на технологических линиях окраски тракторов в экспортном и серийном исполнении, и масса растворителя, содержащегося в лакокрасочных материалах, нанесенных на эти поверхности, составят:

- участок нанесения грунта ФЛ-03К, линия окрашивания тракторов в экспортном исполнении

F_го = 260 м²;

т_гэо = К_и · G_рфп · F_го · d_г = 2 · 2,66 · 10^-3 · 260 · 15 = 20,7480 кг;

- участок сушки грунта ФЛ-03К, линия окрашивания тракторов в экспортном исполнении

F_гс = 227,5 м²;

т_гэс = G_рфп · F_гс · d_г = 2,66 · 10^-3 · 227,5 · 15 = 9,0772 кг;

- участок нанесения эмали МЛ-152, линия окрашивания тракторов в экспортном исполнении

F_эо =305,5 м²;

m_эоэ = К_и · G_рэ · F_эо · d_э = 2 · 3,276 · 10^-3 · 305,5 · 20 = 40,0327 кг;

- участок сушки эмали МЛ-152, линия окрашивания тракторов в экспортном исполнении

F_эcэ = 500,5 м²;

т_эсэ = G_pэ · F_эсэ · d_э = 3,276 · 10^-3 · 500,5 · 20 = 32,7928 кг;

- участок нанесения эмали МЛ-152, линия окрашивания тракторов в серийном исполнении

F_эос = 533 м²;

т_эос = К_и · G_рэ · F_эос · d_э = 2 · 3,276 · 10^-3 · 533 · 20 = 69,8443 кг;

- участок сушки эмали МЛ-152, линия окрашивания тракторов в серийном исполнении

F_эсс = 1092 м²;

т _эсс = G_рэ · F_эcс · d_э = 3,276 · 10^-3 · 1092 · 20 = 71,5478 кг.

2.4. Разгерметизация трубопровода, подающего природный газ в теплогенераторы, остановка конвейера.

24.1. Масса газа , поступающего из трубопровода (п. 2.1.2).

2.4.2. Масса растворителя, испаряющегося с окрашенных поверхностей и со свободной поверхности (пп. 2.3.2 и 2.1.4).

3. Расчет избыточного давления взрыва DР для различных вариантов аварийных ситуаций проводится согласно формуле (1) НПБ 105-95.

3.1. Разгерметизация трубопровода, подающего природный газ в теплогенераторы, при работающем конвейере:

Расчетное избыточное давление взрыва менее 5 кПа, следовательно, при данном варианте аварийной ситуации помещение малярно-сдаточного цеха не относится к категориям А и Б.

3.2. Разгерметизация красконагнетательного бака при работающем конвейере:

Расчетное избыточное давление взрыва менее 5 кПа, следовательно, при данном варианте аварийной ситуации помещение малярно-сдаточного цеха не относится к категориям А и Б.

3.3. Разгерметизация красконагнетательного бака, остановка конвейера:

Расчетное избыточное давление взрыва менее 5 кПа, следовательно при данном варианте аварийной ситуации помещение малярно-сдаточного цеха не относится к категориям А и Б.

3.4. Разгерметизация трубопровода, подающего природный газ в теплогенераторы, остановка конвейера:

Расчетное избыточное давление взрыва превышает 5 кПа, следовательно, при данном варианте аварийной ситуации помещение малярно-сдаточного цеха относится к категории А.

Пример 17

1. Исходные данные.

1.1. Помещение отделения консервации и упаковки станков В помещении производится обезжиривание поверхностей станков в водном растворе тринатрийфосфата с синтанолом ДС-10, обезжиривание отдельных деталей станков уайт-спиритом и обработка поверхностей станков (промасливание) индустриальным маслом И-50. Размеры помещения LxSxH = 54,0х12,0х12,7 м.

Объем помещения V_п = 8229,6 м³. Свободный объем помещения V_св = 0,8 · 8229,6 = 6583,7 м³ » 6584 м³ Площадь помещения F = 648 м². Обезжиривание станков раствором тринатрийфосфата (m₁ = 20,7 кг) с синтанолом ДС-10 (m₂ = 2,36 кг) осуществляется в ванне размером L₁xS₁xH₁ = 1,5х1,0х1,0 м (F₁ = 1,5 м²). Отдельные детали станков обезжириваются в вытяжном шкафу размером L₂xS₂xH₂ = 1,2х0,8х2,85 м (F₂ = 0,96 м²) уайт-спиритом который хранится в шкафу в емкости объемом V_a = 3 л = 0,003 м³ (суточная норма). Обработка поверхностей станков производится в ванне с индустриальным маслом И-50 размером L₃xS₃xH₃ = 1,15х0,9х0,72 м (F₃ = 1,035 м², V₃ = 0,7452 м³) при температуре t = 140 °С. Масса индустриального масла И-50 в ванне m₃ = 538 кг. Рядом с ванной для промасливания станков расположено место для упаковки станков размером L₄xS₄ = 6,0 х 4,0 м (F₄ = 24,0 м²), на котором находится упаковочная бумага массой m₄ = 24 кг и обшивочные доски массой m₅ = 1650 кг.

1.2. Тринатрийфосфат - негорючее вещество. Брутто-формула уайт-спирита С_10,5Н_21,0. Молярная масса уайт-спирита М = 147,3 кг · кмоль^-1. Константы уравнения Антуана для уайт-спирита: А = 7,13623; В = 2218,3; С_A = 273,15. Температура вспышки уайт-спирита t_всп > 33 °С, индустриального масла И-50 t_всп = 200 °С, синтанола ДС-10 t_всп = 247 °С. Плотность жидкости при температуре t = 25 °С уайт-спирита r_ж = 790 кг · м^-3, индустриального масла И-50 r_ж = 903 кг · м^-3, сиктанола ДС-10 r_ж = 980 кг · м^-3. Теплота сгорания уайт-спирита Н_т = = 43,966 МДж · кг^-1 = 4,397 · 10⁷ Дж · кг^-1, индустриального масла И-50 по формуле Басса = 50460 - 8,545 · r_ж =50460 - 8,545 · 903 = 42744 кДж · кг^-1 = 42,744 МДж · кг^-1, упаковочной бумаги = 13,272 МДж · кг^-1, древесины обшивочных досок = 20,853 МДж · кг^-1.

2. Обоснование расчетного варианта аварии.

При определении избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта аварии принимается разгерметизация емкости с уайт-спиритом. За расчетную температуру принимается максимальная абсолютная температура воздуха в данном районе (г. Вологда) согласно СНиП 2.01.01-82 t_p = 35 °С. Плотность паров уайт-спирита при t_p = 35 °С r_п = 147,3/(22,413 · (1 + 0,00367 · 35)) = 5,8240 кг · м^-3. Длительность испарения по п. 3.2 е) НПБ 105-95 Т = 3600 с.

3. Объем V_ж и площадь разлива F_и поступившего в помещение при расчетной аварии уайт-спирита согласно п.3.2 НПБ 105-95 составят:

V_ж = V_a = 0,003 м³ = 3 л;

F_и =1,0 · 3 = 3 м²

4. Определяем давление Р_н насыщенных паров уайт-спирита при расчетной температуре t_p = 35 °С:

P_н = 0,87 кПа.

5. Интенсивность испарения W уайт-спирита составит

W = 10^-6 · 1,0 · · 0,87 = 1,056 · 10^-5 кг · м^-2 · с^-1.

6. Масса паров уайт-спирита т, поступивших в помещение, будет равна

m = 1,056 · 10^-5 · 3 · 3600 = 0,114 кг.

7. Избыточное давление взрыва DР согласно формуле (22) Пособия составит

кПа

8. Расчетное избыточное давление взрыва менее 5 кПа. Помещение отделения консервации и упаковки станков не относится к категории Б. Согласно п. 2.2 и табл. 1 НПБ 105-95 проведем проверку принадлежности помещения к категориям В1 - В4.

9. В соответствии с п. 3.20 НПБ 105-95 определим пожарную нагрузку Q и удельную пожарную нагрузку g:

G₃ = m₃ = 538 кг; G₄ = m₄ = 24 кг; G₅ = m₅ = 1650 кг;

Q = 538 · 42,744 +24 · 13,272 + 1650 · 20,583 = 57277 МДж;

S = F₃ + F₄ = 1,035 + 24,0 = 25,035 м²;

g = Q / S = 57277/25,035 = 2288 МДж · м^-2

10. Удельная пожарная нагрузка более 2200 МДж · м^-2. Помещение отделения консервации и упаковки станков согласно табл. 4 НПБ 105-95 относится к категории В1.

Пример 18

1. Исходные данные.

1.1. Помещение первичных и вторичных смесителей, насосов и фильтров. В этом помещении осуществляется приготовление смеси для пропитки гидроизоляционных материалов и производится ее подача насосами в пропиточные ванны производственных линий, находящиеся в другом помещении. В качестве компонентов смеси используются битум БНК 45/190, полипропилен и наполнитель (тальк). Всего в помещении находится 8 смесителей: 6 смесителей объемом V_a = 10 м³ каждый, из которых каждые два заполнены битумом, а один пустой; 2 смесителя объемом V_a = 15 м³ каждый. Все смесители обогреваются диатермическим маслом (алпотерм-1), подаваемым из помещения котельной и имеющем температуру t = 210 °С. Температура битума и смеси в смесителях t = 190°С. Смесь состоит из битума БНК 45/190 - 8 тонн, полипропилена -1 тонна, тальк -1 тонна. Полипропилен подается в единичной таре в виде гранул массой m₁ = 250 кг. В 1 тонне гранулированного полипропилена содержится до 0,3 кг пыли. Полипропилен загружается из тары в бункер смесителя объемом V_a = 1 м³. Количество полипропилена в бункере т₂ = 400 кг, следовательно, пыли в этом бункере в грануляте содержится т₃ = 0,12 кг.

Полипропилен и его сополимеры в процессе переработки при его нагревании выше температуры t = 150 °С могут выделять в воздух летучие продукты термоокислительной деструкции, содержащие органические кислоты, карбонильные соединения, оксид углерода. При этом на 1 тонну сырья выделяется 1,7 кг газообразных продуктов (в пересчете на уксусную кислоту).

Размеры помещения LxSxH = 24х36х12 м. Объем помещения V_п = 10368 м³ Свободный объем помещения V_cв = 0,8 · 10368 = 8294,4 м³ Площадь помещения F = 864 м²

Производительность насоса с диатермическим маслом (аллотерм-1) n₁ = 170 м³ · ч^-1 = 0,0472 м³ · с^-1 = 71,5 кг · с^-1. Всего в системе циркуляции диатермического масла находится m₄ = 15 т масла. Максимальная длина подводящих и отводящих трубопроводов с диатермическим маслом между ручными задвижками и смесителями l₁ = 19 м, Диаметр d₁ = 150 мм. Производительность насоса, подающего смесь в пропиточную ванну, n₂ = 10 м³ · ч^-1 = 0,00278 м³ · с^-1 = 2,78 кг · с^-1 (по битуму с полипропиленом 2,5 кг · с^-1), а отводящего смесь в смесители из ванн n₃ = 5 м³ · ч^-1 = 0,00139 м³ · с^-1 = 1,39 кг · с^-1 (по битуму с полипропиленом 1,25 кг · с^-1) Максимальная длина подводящих и отводящих трубопроводов со смесью между ручными задвижками и смесителями L₂ = 15 м, диаметр d₂ = 150 мм = 0,15 м. Производительность насоса, перекачивающего битум из резервуара, расположенного в другом помещении, в смесители, n₄ = 25 м³ · ч^-1 = 0,007 м³ · с^-1 = 7 кг · с^-1 Максимальная длина подводящего трубопровода между ручной задвижкой и смесителем L₃ = 20 м, диаметр d₃ =150 мм = 0,15м.

По данным технологического регламента с 1 тонны гранулированного полипропилена при загрузке в смеситель в помещение поступает 30 г (0,03 кг) содержащейся в грануляте пыли. Текущая влажная пылеуборка производится не реже 1 раза в смену, генеральная влажная пылеуборка не реже 1 раза в месяц. Производительность по перерабатываемому полипропилену n₅ = 1,65 т · ч^-1 Доли выделяющейся в объем помещения пыли, оседающей на труднодоступных и доступных для уборки поверхностях, соответственно b₁ = 0,2 и b₂ = 0,8.

1.2. Тальк - негорючее вещество. Температура вспышки битума БНК 45/190 t_всп = 212 °С, аллотерма-1 t_всп = 214 °С. Плотность жидкости битума r_ж = 1000 кг · м^-3, аллотерма-1 r_ж = 1514 кг · м^-3. Теплота сгорания битума по формуле Басса H_т = = 50460 - 8,545 · r_ж = 41915 кДж · кг^-1 = 41,92 МДж · кг^-1, аллотерма-1 Н_т = = 50460 - 8,545 · 1514 = 37523 кДж · кг^-1 = 37,52 МДж · кг^-1, полипропилена H_т = = 44000 кДж · кг^-1 = 44,0 МДж · кг^-1

2. Обоснование расчетного варианта аварии.

При определении избыточного давления взрыва в качестве расчетного принимается наиболее неблагоприятный по последствиям взрыва из двух вариантов аварии. За первый вариант аварии принимается разгерметизация бункера при загрузке полипропилена в смеситель. За второй вариант принимается разгерметизация трубопровода на участке между смесителем и задвижкой перед насосом, перекачивающим смесь из ванны в смеситель.

2.1. Разгерметизация бункера при загрузке полипропилена в смеситель. Расчет проводим в соответствии с пп. 3.13 - 3.17 НПБ 105-95.

2.1.1. Интенсивность пылеотложений n₆ в помещении при загрузке в бункера смесителей полипропилена из тары по исходным данным составит

n₆ = 0,03 · 1,65 = 0,0495 кг · ч^-1.

2.1.2. Масса пыли M₁, выделяющейся в объем помещения за время (30 дней = 720 ч) между генеральными пылеуборками (b₁ = 0,2; a = 0), будет равна

M₁ = 0,0495 · 720 · 0,2 = 7,128 кг.

2.1.3. Масса пыли М₂, выделяющейся в объем помещения за время (8 ч) между текущими пылеуборками (b₂ = 0,8; a = 0), будет равна

М₂ = 0,0495 · 8 · 0,8 = 0,317 кг.

2.1.4. Масса отложившейся в помещении к моменту аварии пыли m_п (К_г = 1,0; К_у = 0,7) и масса взвихрившейся пыли т_вз(К_вз =0,9) составят:

m_п = (1/0,7) · (7,128 + 0,317) = 10,636 кг;

m_вз = 10,636 · 0,9 = 9,572 кг.

2.1.5. Масса пыли m_aв поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, будет равна

m_aв = m₃ = 0,12 кг.

2.1.6. Расчетная масса взвешенной в объеме помещения пыли т, образовавшейся в результате аварийной ситуации, составит

т = 9,572 + 0,12 = 9,692 кг.

2.2. Разгерметизация трубопровода на участке между смесителем и задвижкой перед насосом, перекачивающим смесь из ванны в смеситель. Расчет проводим в соответствии с п. 3.2 НПБ 105-95 и исходными данными.

2.2.1. Масса вышедшей из смесителя (V_a = 15 м³) и трубопровода смеси при работающем насосе m_см будет равна (q = n₃; Т_а = 300 с)

кг.

2.2.2. Масса полипропилена т_пр в массе m_см составит, исходя из соотношения битума, полипропилена и талька, как 8:1:1:

т_пр = (1/10) · m_см = (1/10) · 15682 = 1568,2 кг.

2.2.3. Масса летучих углеводородов m, выделяющихся при термоокислительной деструкции из полипропилена, входящего в состав разлившейся смеси (из 1 тонны полипропилена выделяется 1,7 кг газообразных продуктов), будет равна

m = 0,0017 · m_пр = 0,0017 · 1568,2 = 2,7 кг.

3. Избыточное давление взрыва DР для двух расчетных ва риантов аварии определяем по формулам (22) и (43) Пособия.

3.1. Избыточное давление взрыва DР при аварийной ситуации, связанной с разгерметизацией бункера при загрузке полипропилена в смеситель,составит

кПа

3.2. Избыточное давление взрыва DР при аварийной ситуации, связанной с разгерметизацией трубопровода на участке между смесителем и задвижкой перед насосом, перекачивающим смесь из ванны в смеситель, составит

кПа

4. Расчетное избыточное давление взрыва для каждого из вариантов аварии менее 5 кПа. Помещение первичных и вторичных смесителей, насосов и фильтров не относится к категории А или Б. Согласно п. 2.2 и табл. 1 НПБ 105-95 проведем проверку принадлежности помещения к категориям В1 - В4.

5. Учитывая, что в помещении находится достаточно большое количество горючих веществ, проведем для упрощения расчет только по битуму и смеси, находящихся в 4 смесителях объемом V_a = 10 м³ каждый и в 2 смесителях объемом V_a = 15 м³ каждый. При этом количество циркулирующего диатермического масла не принимается во внимание. Также для упрощения расчет проведем с использованием единой теплоты сгорания для всех компонентов и веществ по битуму, равной = 41,92 МДж · кг^-1.

6. В соответствии с п. 3.20 НПБ 105-95 определим пожарную нагрузку Q и удельную пожарную нагрузку g:

G = 4 · 10 · 1000 + 2 · 15 · 0,9 · 1000 = 67000 кг;

Q = 67000 · 41,92 = 2808640 МДж;

S = F = 864 м²;

g = 2808640 / 864 = 3251 МДж · м^-2

7. Удельная пожарная нагрузка более 2200 МДж · м^-2 Помещение первичных и вторичных смесителей, насосов и фильтров согласно табл. 4 НПБ 105-95 относится к категории В1.