Анализ пожарной опасности и разработка мер противопожарной защиты процесса окраски
4.6 Расчёт категории первого помещения
При расчете значений критериев взрывопожарной опасности в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии. Для данного помещения принимаем наихудший вариант - полное разрушение смесителя растворителя. В таком случае объём разлившегося вещества будет определяться по формуле:
VА1 = V1+V2+V3+V4+V5, (1)
где V1 - объём разлившейся жидкости из аппарата, м3; V2 - объём подводящего трубопровода c растворителем, м3; V3 - объём подводящего трубопровода c полуфабрикатом, м3 V4 - объём отводящего трубопровода, м3; V5 - объём жидкости, поданной насосом до закрытия задвижки, м3.
(2)
где Vа - объём аппарата, м3; е - степень заполнения аппарата; wp - доля растворителя, %.
(3)
где d - диаметр трубопровода, м.
(4)
где S2 - площадь сечения подводящего трубопровода, м2; l2 - расстояние до запорной арматуры на подводящей линии, м.
(5)
где S3 - площадь сечения подводящего трубопровода с полуфабрикатом, м2; l3 - расстояние до запорной арматуры на подводящей линии, м.
(5)
где
S3 - площадь сечения отводящего трубопровода с полуфабрикатом, м2; l3 - расстояние до запорной арматуры на отводящей линии, м.
(6)
где q - расход подводящей линии, м3/с; Т - время срабатывания запорной арматуры, с.
Масса разлившегося вещества будет определяться по формуле:
(7)
где - плотность вещества, кг/м3.
Давление насыщенных паров определяем по следующей формуле:
(8)
где А, В, СА - константы уравнения Антуана [2]; tp - температура среды, С.
Определяем интенсивность испарения по формуле:
(9)
где - коэффициент, зависящий от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения; М - молярная масса вещества, кг/кмоль.
По условию аварии в помещение выливается VА1= 8,9 м3 жидкости, которая разливается на площади 445 м2, т.к.1 л жидкости разливается на 0,5 м2.
Площадь ограничения розлива найдём по формуле:
(10)
где Sпом - площадь помещения, м2; k - коэффициент ограничения розлива, %.
Т.к. площадь ограничения розлива меньше площади розлива, принимаем, что площадь испарения равна площади ограничения розлива (Fисп=Sобв).
Масса испарившейся жидкости, поступившей в помещение:
(11)
где Тисп - время испарения, с.
Определяем плотность паров вещества при расчётной температуре по формуле:
(12)
где - молярный объем, м3/кмоль.
Определяем стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания по следующей формуле:
= nc + (13)
где nс, nн, nо, nх - число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле вещества.
Определяем стехиометрическую концентрацию паров вещества по формуле:
(14)
Избыточное давление взрыва определяем по формуле:
Р = (Рmax - Ро)
(15)
где
Pmax - максимальное давление взрыва стехиометрической паровоздушной смеси в замкнутом объеме, кПа; P0 - атмосферное давление; Z - коэффициент участия горючего во взрыве; Кн - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения; VСВ - свободный объем помещения, м3.
Вывод: помещение 1 относится к категории А, т.к. в нём хранится легковоспламеняющаяся жидкость с температурой вспышки менее 28 оС в таком количестве, что может образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.