Акционерная компания
трубопроводного транспорта нефтепродуктов

«Транснефтепродукт»
ОАО «АК «ТРАНСНЕФТЕПРОДУКТ»

Открытое акционерное общество
по проектированию объектов
трубопроводного транспорта и хранения
нефтепродуктов «Институт Нефтепродуктпроект»

ОАО «ИНСТИТУТ НЕФТЕПРОДУКТПРОЕКТ»

 

 

ВЕДОМСТВЕННЫЕ НОРМЫ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
«ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИЙ ПОМЕЩЕНИЙ, ЗДАНИЙ И
НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК ОБЪЕКТОВ ТРУБОПРОВОДНОГО
ТРАНСПОРТА НЕФТЕПРОДУКТОВ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ
И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ»

ВНТП 4-00

Дата введения в действие 14.06.2000 г.

 

 

 

ВЕДОМСТВЕННЫЕ НОРМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ «ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИЙ ПОМЕЩЕНИЙ, ЗДАНИЙ И НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК ОБЪЕКТОВ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА НЕФТЕПРОДУКТОВ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ» ВНТП 4-00 разработаны в соответствии с нормами пожарной безопасности «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности» НПБ 105-95, утвержденными приказом ГУ ГПС МВД России от 3 октября 1995 года № 32, и «Определение категорий наружных установок по пожарной опасности» НПБ 107-97, утвержденными приказом ГУ ГПС МВД России от 17 февраля 1997 года № 8.

РАЗРАБОТАНЫ: ОАО «Институт Нефтепродуктпроект» по заказу Акционерной Компании «Транснефтепродукт».

ОТВЕТСТВЕННЫЕ ИСПОЛНИТЕЛИ: М.И. Дутчак (руководитель темы).

ВНЕСЕНЫ И ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ: Отделом охраны труда, пожарной безопасности и экологии ОАО «АК «Транснефтепродукт».

УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ: приказом ОАО «АК «Транснефтепродукт» от 14 июня 2000 года № 28

С введением в действие настоящих норм не действуют на объектах трубопроводного транспорта нефтепродуктов «Ведомственные нормы технологического проектирования «Определение категорий помещений и зданий объектов нефтепродуктоснабжения по взрывопожарной и пожарной опасности» ВНТП 4-89, утвержденные приказом Госкомнефтепродукта РСФСР от 24 июля 1990 года № 82.

С введением в действие ВНТП 4-00 приложение 2 (справочное) к Правилам пожарной безопасности для предприятий АК «Транснефтепродукт», утвержденным 2 декабря 1996 года, действует в части, не противоречащей настоящим нормам.

АННОТАЦИЯ
к Ведомственным нормам технологического проектирования «Определение категорий помещений, зданий и наружных
установок объектов трубопроводного транспорта нефтепродуктов по взрывопожарной и пожарной опасности»

Настоящие Ведомственные нормы разработаны в соответствии с нормами пожарной безопасности «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности» НПБ 105-95, и «Определение категорий наружных установок по пожарной опасности» НПБ 107-97, а также в соответствии с ГОСТ Р 12.3.047.

Нормы содержат перечень основных помещений и наружных установок объектов МНПП, выполненных по типовым проектным решениям, с указанием их категорий, примеры и результаты расчетов критериев взрывопожарной и пожарной опасности помещений и наружных установок, рекомендации по снижению их взрывопожарной и пожарной опасности.

Категории помещений, зданий и наружных установок объектов МНПП по взрывопожарной и пожарной опасности по настоящим нормам определяются в процессе эксплуатации, а также на стадии проектирования и должны использоваться для установления нормативных требований по обеспечению взрывопожарной и пожарной безопасности указанных помещений, зданий и наружных установок.

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

Настоящие нормы разработаны на основании норм пожарной безопасности Государственной противопожарной службы «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. НПБ 105-95» и «Определение категорий наружных установок по пожарной опасности. НПБ 107-97», а также в соответствии с ГОСТ Р 12.3.047.

Нормы содержат:

- перечень основных помещений и наружных установок объектов МНПП, выполненных по типовым проектным решениям, с указанием их категорий;

- примеры и результаты расчетов критериев взрывопожарной и пожарной опасности помещений и наружных установок;

- рекомендации по снижению их взрывопожарной и пожарной опасности за счет внедрения средств автоматики, оснащения аварийной вентиляцией, использования различных технических решений по ограничению площади разлива и испарения нефтепродуктов (поддоны, приямки для сбора утечек, укрепление обвалования резервуаров) и т.д.;

- справочные материалы и список использованной при разработке настоящих норм литературы.

При необходимости уточнения категорий или при отсутствии в перечне каких-либо помещений или наружных установок нормы определяют порядок расчета критериев взрывопожарной и пожарной опасности помещений, зданий (или частей зданий между противопожарными стенами - пожарных отсеков) производственного и складского назначения^*, а также критериев пожарной опасности наружных установок производственного и складского назначения^** на объектах магистральных нефтепродуктопроводов (МНПП) в зависимости от количества и пожаровзрывоопасных свойств находящихся (обращающихся) в них веществ и материалов с учетом технологических особенностей размещенных в них производств по методикам, установленным нормами пожарной безопасности.

____________

^* - далее по тексту «помещений и зданий»,

^** - далее по тексту «наружных установок».

Категории помещений, зданий и наружных установок объектов МНПП по взрывопожарной и пожарной опасности по настоящим нормам определяются в процессе эксплуатации, а также на стадии проектирования и должны использоваться для установления нормативных требований по обеспечению взрывопожарной и пожарной безопасности указанных помещений, зданий и наружных установок в проектах на строительство, расширение, реконструкцию и техническое перевооружение в отношении планировки и застройки, этажности, площадей, размещения помещений, конструктивных решений и инженерного оборудования, при изменениях технологических процессов.

Категории помещений, зданий и наружных установок, проектируемых по нормативным документам других министерств и ведомств (объектов энергетики, автотранспорта, железнодорожного хозяйства и т.п.), определяются по перечням или нормативным документам, утвержденным соответствующими министерствами и ведомствами, а при их отсутствии - по нормам пожарной безопасности ГПС.

Термины и их определения приняты в соответствии со СТ СЭВ 447-77, СТ СЭВ 383-87, ГОСТ 12.1.033-81, ГОСТ 12.1.044-89 и ГОСТ Р 12.3.047-98.

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 В соответствии с нормами пожарной безопасности НПБ 105-95 [1] и НПБ 107-97 [2] помещения объектов МНПП по взрывопожарной и пожарной опасности подразделяются на категории А, Б, В1 - В4, Г и Д, а наружные установки - на категории А_н, Б_н, В_н, Г_н и Д_н.

1.2 Перечень основных помещений и наружных установок предприятий ОАО «АК «Транснефтепродукт» с указанием категорий по взрывопожарной и пожарной опасности приведен в разделе 2 настоящих норм.

Категории помещений и наружных установок объектов МНПП, не вошедших в этот перечень или отличающихся от типовых проектных решений, следует определять в порядке, изложенном в разделах 3, 4 и 6 настоящих норм.

1.3 В отдельных случаях при обосновании категории помещений, зданий и наружных установок объектов МНПП по взрывопожарной и пожарной опасности могут быть понижены в соответствии с рекомендациями, изложенными в приложении Д.

1.4 Примеры расчета категорий некоторых помещений и наружных установок объектов МНПП по взрывопожарной и пожарной опасности приведены в приложении Г.

1.5 Разъяснения Минстроя России и ГУ ГПС МВД России о концепции НПБ 105-95 по отнесению помещений к категориям В1 - В4 и Д, а также о требованиях, которые следует предъявлять к этим помещениям по их противопожарной защите, приведены в приложении Е.

2 ПЕРЕЧЕНЬ ПОМЕЩЕНИЙ И НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК ПРЕДПРИЯТИЙ ОАО «АК «ТРАНСНЕФТЕПРОДУКТ» С УКАЗАНИЕМ КАТЕГОРИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ

2.1 Категории помещений и наружных установок объектов МНПП по взрывопожарной и пожарной опасности, определенные для типовых проектных решений, приведены в таблице 1.

2.2 Расчеты и определение категорий помещений и наружных установок, указанных в перечне, выполнены по методикам, изложенным в разделах 3, 4 и 6 настоящих норм с использованием программы «ВОЛГА-К» для ПЭВМ, разработанной ОАО «Институт Нефтепродуктпроект» на основе НПБ 105-95 и НПБ 107-97.

2.3 При определении категорий помещений и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности, приведенных в перечне, в качестве расчетной принята температура равная 45 °С - абсолютная максимальная температура воздуха на территории Российской Федерации [3].

Для объектов МНПП, расположенных в климатических зонах с абсолютной максимальной температурой воздуха меньше 45 °С, категории помещений и наружных установок могут уточняться в соответствии с методиками, изложенными в настоящих нормах.

Таблица 1

Примечания.

1 Аварийная вентиляция обеспечивается наличием резервных вентиляторов с автоматическим пуском при превышении предельно-допустимой взрывобезопасной концентрации и электроснабжением по I категории надежности (ПУЭ), при условии расположения устройств для удаления воздуха из помещения в непосредственной близости от места возможной аварии.

Кратность аварийной вентиляции должна обеспечивать предупреждение образования взрывоопасной концентрации в помещении.

2 Категория помещения может быть понижена при обосновании расчетом в зависимости от конкретных условий (расчетной температуры, размеров помещения, кратности аварийной вентиляции, величины пожарной нагрузки и др.).

3 Вытяжная вентиляция окрасочной кабины должна быть сблокирована с системой краскоподачи, обеспечивающей предупреждение выполнения окрасочных работ при неработающей вытяжной вентиляции.

4 При условии выполнения следующих требований к электроустановкам:

- применение светильников со степенью защиты не ниже для ламп накаливания и газоразрядных ламп высокого давления - IP4X, для люминесцентных ламп - 5Х;

- выполнение электропроводок в соответствии с требованиями п.п. 7.4.36-7.4.39 ПУЭ-86;

- установки штепсельных розеток со степенью защиты оболочки не менее IP43.

3 ПОРЯДОК ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАТЕГОРИЙ ПОМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТОВ МНПП ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ.

3.1 Общие требования

3.1.1 Категории взрывопожарной и пожарной опасности помещений и наружных установок объектов МНПП определяются для наиболее неблагоприятного в отношении пожара или взрыва периода исходя из вида находящихся в аппаратах и помещениях горючих веществ и материалов, их количества и пожароопасных свойств, особенностей технологических процессов.

3.1.2 Определение пожароопасных свойств веществ и материалов производится на основании результатов испытаний или расчетов по стандартным методикам с учетом параметров состояния (давления, температуры и т.д.).

Допускается использование справочных данных, опубликованных головными научно-исследовательскими организациями в области пожарной безопасности или выданных Государственной службой стандартных справочных данных.

Допускается использование показателей пожарной опасности для смесей веществ и материалов по наиболее опасному компоненту.

Значения основных показателей взрывопожароопасности нефтепродуктов, некоторых других веществ и материалов приведены в приложении А.

3.2 Выбор и обоснование расчетного варианта аварии.

3.2.1 В соответствии с НПБ 105-95 [1] при расчете значений критериев взрывопожарной опасности в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии насосов, емкостей для нефтепродуктов, баллонов для горючих газов и т.п. аппаратов, при котором во взрыве участвует наибольшее количество горючих газов (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), наиболее опасных в отношении последствий взрыва.

3.2.2 Количество поступивших в помещение ГГ, ЛВЖ или ГЖ определяется исходя из следующих предпосылок:

а) при аварии в помещении насосных агрегатов продуктовой насосной станции, помещении узлов задвижек:

- происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно п. 3.2.1 (разрыв напорного трубопровода насоса);

- все содержимое аппарата (насоса) поступает в помещение;

- одновременно происходит утечка нефтепродукта из трубопровода в течение времени, необходимого для его отключения;

- расчетное время отключения трубопровода принимается равным: 120 с при автоматическом отключении; 300 с - при ручном отключении;

- нефтепродукт поступает в помещение и в зависимости от принятых технических решений разливается на ограниченной площади либо по всей площади пола помещения;

- происходит испарение с поверхности разлившегося нефтепродукта;

- длительность испарения нефтепродукта принимается равной времени его полного испарения, но не более 3600 с;

- для нефтепродуктов, нагретых ниже температуры вспышки, в качестве наиболее неблагоприятного рассматривается вариант нормальной работы насосной станции при появлении в оборудовании свища с образованием в помещении аэрозоля ЛВЖ и ГЖ;

б) при аварии в помещении лаборатории, склада проб, склада лакокрасочных материалов или другом помещении, где ведутся работы или осуществляется хранение нефтепродуктов и/или других ЛВЖ в таре:

- происходит повреждение или разрушение сосуда, содержащего наибольшее количество ЛВЖ, наиболее опасной в отношении последствий взрыва;

- происходит разлив ЛВЖ, исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих 70 % и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,5 м², а остальных жидкостей - на 1 м² пола помещения;

- происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости;

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

в) при аварии в помещении хранения баллонов с горючими газами:

- происходит повреждение или разрушение сосуда, содержащего ГГ;

- все содержимое аппарата поступает в помещение;

г) при аварии в помещении насосной станции по перекачке уловленных нефтепродуктов, неочищенных производственных и ливневых стоков, содержащих нефтепродукты, или другом помещении, где осуществляются технологические процессы первой ступени очистки нефтесодержащих стоков:

- происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно п. 3.2.1 (разрыв напорного трубопровода насоса, повреждение корпуса коалесцента или другого аппарата);

- все содержимое аппарата поступает в помещение;

- одновременно происходит утечка уловленных нефтепродуктов или стоков, содержащих нефтепродукты, из трубопровода в течение времени, необходимого для его отключения;

- расчетное время отключения трубопровода принимается равным: 120 с при автоматическом отключении; 300 с - при ручном отключении;

- уловленные нефтепродукты, производственные или ливневые стоки, содержащие нефтепродукты, поступают в помещение и в зависимости от принятых технических решений разливаются на ограниченной площади либо по всей площади пола помещения;

- принимается, что уловленные нефтепродукты, производственные и ливневые стоки полностью состоят из наиболее опасного в отношении последствий взрыва нефтепродукта - бензина;

- площадь испарения при разливе на пол определяется исходя из расчета, что 1 л уловленных нефтепродуктов, производственных и ливневых стоков, содержащих нефтепродукты, разливается на площади 1 м² пола помещения;

- длительность испарения нефтепродуктов принимается равной времени их полного испарения, но не более 3600 с.

д) при аварии в помещении ацетиленогенераторных установок:

- происходит расчетная авария одного из газогенераторов согласно п. 3.2.1 (повреждение или разрушение газгольдера);

- все содержимое аппарата (газгольдера) поступает в помещение;

- одновременно происходит аварийное выделение ацетилена при максимально возможной загрузке аппарата карбидом кальция;

е) при аварии в помещении аварийной электростанции, пожарной насосной станции или другом помещении с баками для дизельного топлива:

- происходит расчетная авария одного из баков согласно п. 3.2.1;

- все содержимое бака поступает в помещение;

- дизельное топливо поступает в помещение и в зависимости от принятых технических решений разливается на ограниченной площади (в поддоне) либо по всей площади пола помещения;

- происходит испарение с поверхности разлившегося дизельного топлива;

- длительность испарения дизельного топлива принимается равной времени его полного испарения, но не более 3600 с;

3.2.3 Свободный объем помещения определяется как разность между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием. Если свободный объем помещения определить невозможно, то его допускается принимать условно равным 80 % геометрического объема помещения.

3.2.4 В качестве расчетной температуры в помещении принимается абсолютная максимальная температура воздуха для данной климатической зоны, установленная строительными нормами [3].

3.3 Расчет избыточного давления взрыва для паров нефтепродуктов

3.3.1 Избыточное давление взрыва DP (кПа) паровоздушной смеси определяется по формуле, приведенной в [1]

                                      (3.3.1)

где

m - масса паров нефтепродукта, вышедших в результате расчетной аварии в помещение, кг;

H_т - теплота сгорания нефтепродукта, Дж·кг^-1, определяемая из справочных данных [7; 10; табл. А1 приложения А];

P₀ - начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

Z - коэффициент участия паров нефтепродуктов во взрыве, который для ненагретых ЛВЖ в помещениях прямоугольной формы с отношением длины к ширине не более 5 при концентрации паров нефтепродукта ниже 0,5 от нижнего концентрационного предела распространения пламени может быть рассчитан на основе характера распределения паров в объеме помещения согласно приложению В. Для условий, отличающихся от указанных в приложении В, значение коэффициента Z принимается в соответствии с табл. А7 приложения А;

V_св - свободный объем помещения, м³, определяемый согласно п. 3.2.3;

r_в - плотность воздуха до взрыва, кг·м^-3, при начальной температуре T₀, определяемая из справочных данных [6; табл. A3 приложения А];

C_p - теплоемкость воздуха, Дж·кг^-1·К^-1. Допускается принимать C_p равной 1,01·10³ Дж·кг^-1·К^-1;

T₀ - начальная температура воздуха в помещении, К. T₀ = 273 + t_p, где t_p - расчетная температура в помещении, °С, определяемая согласно п. 3.2.4;

K_н - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать K_н равным 3.

3.3.2 Масса паров нефтепродукта m (кг), поступивших в помещение рассчитывается по формуле [1]

m = WF_иT,                                           (3.3.2)

где

W - интенсивность испарения нефтепродукта, кг·с^-1·м^-2;

F_и - площадь испарения нефтепродукта, м², определяемая в соответствии с положениями подраздела 3.2;

T - продолжительность поступления паров (испарения) нефтепродукта при аварийном разливе, с, определяемая согласно п. 3.2.2.

3.3.3 Интенсивность испарения нефтепродукта W (кг·с^-1·м^-2) рассчитывается по формуле [1]

                                         (3.3.3)

где

h - коэффициент, зависящий от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения жидкости, определяемый по справочным данным [7; табл. А6 приложения А]. При отсутствии в помещении аварийной вентиляции значение коэффициента h принимается равным 1,0. При наличии в помещении аварийной вентиляции, удовлетворяющей требованиям п. 3.3.4, рассчитывается скорость воздушного потока в помещении U (м·с^-1) по формуле, приведенной в [7],

U = AL,                                              (3.3.4)

где

А - кратность воздухообмена аварийной вентиляции (с^-1);

L - длина помещения (м).

Исходя из значений скорости воздушного потока U и расчетной температуры t_p определяется значение коэффициента h.

M - молекулярная масса паров нефтепродукта, кг·кмоль^-1, определяемая из справочных данных [7; табл. А1 приложения А];

Р_н - давление насыщенных паров нефтепродукта, кПа, определяемое из справочных данных [5; 14; 20].

При отсутствии справочных данных давление насыщенных паров нефтепродукта Р_н (кПа) рассчитывается по уравнению Антуана

                                        (3.3.5)

где

A, B, C_A - константы уравнения Антуана, определяемые по справочным данным [7; табл. А1 приложения А];

t_p - расчетная температура в рассматриваемом помещении, °С, определяемая в соответствии с п. 3.2.4 настоящих норм.

3.3.4 При определении значения массы паров нефтепродуктов, поступивших в воздух помещения, допускается учитывать работу аварийной вентиляции, если она обеспечена резервными вентиляторами, автоматическим пуском при превышении предельно допустимой взрывобезопасной концентрации и электроснабжением по первой категории надежности (ПУЭ), при условии расположения устройств для удаления воздуха из помещения в непосредственной близости от места возможной аварии.

При этом массу m паров нефтепродуктов, нагретых до температуры вспышки и выше, поступивших в объем помещения, следует разделить на коэффициент K, определяемый по формуле

K = AT + 1,                                                  (3.3.6)

где

A - кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, с^-1;

T - продолжительность поступления паров нефтепродуктов в объем помещения, с, (принимается по п. 3.2.2.).

3.3.5 Избыточное давление взрыва DP (кПа) паро-воздушной смеси для нефтепродуктов при Z = 0,3 можно определить по упрощенной формуле, приведенной в [7]

                                     (3.3.7)

где

m - масса паров нефтепродукта, кг, определяемая в соответствии с п.п. 3.3.2 и 3.3.4;

H_т - теплота сгорания нефтепродукта, Дж·кг^-1, определяемая из справочных данных [7; 10; табл. А1 приложения А];

V_св - свободный объем помещения, м³, определяемый в соответствии с п. 3.2.3.

3.3.6 Избыточное давление взрыва DP (кПа) паро-воздушной смеси при Z = 0,3 может быть определено также по формулам:

- для бензинов любых марок

                                           (3.3.8)

- для дизельных топлив любых марок

                                        (3.3.9)

3.3.7 Для помещений, в которых осуществляется хранение или работа с нефтепродуктами, расфасованными в мелкую тару (склады проб, титровальные лабораторий и т.п.), и имеется возможность их аварийного разлива на площади меньшей площади помещения, при условии полного испарения жидкости и значении Z = 0,3 избыточное давление взрыва DP (кПа) может быть определено по формуле

                                    (3.3.10)

где m_ж - масса разлитой жидкости (кг).

3.3.8 Допускается при значении Z = 0,3 определение избыточного давления взрыва DP (кПа) по номограммам [7; рис. 1, 2 приложения Б].

3.3.9 В зависимости от значения величины избыточного давления взрыва DP (кПа), определяется категория помещения по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с табл. 2 [1].

Если DP > 5 кПа, то помещение относится к категории А (Б).

Если DP £ 5 кПа, то категория помещения в зависимости от пожароопасных свойств и количество обращающихся в помещении веществ и материалов определяется в соответствии с положениями раздела 4 настоящих норм.

Таблица 2

Примечание. Разделение помещений на категории В1 - В4 регламентируется положениями изложенными в табл. 3.

3.4 Расчет избыточного давления взрыва для паров других легковоспламеняющихся жидкостей.

3.4.1 Избыточное давление взрыва, DP (кПа), паро-воздушной смеси для индивидуальных жидкостей, состоящих из атомов углерода, водорода, кислорода, азота, хлора, брома, йода, фтора определяется по формуле, приведенной в [1]

                                (3.4.1)

где

P_max - максимальное давление взрыва стехиометрической паро-воздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным [10]. При отсутствии данных допускается принимать P_max равным 900 кПа;

P₀ - начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

m - масса паров ЛВЖ, поступивших в результате расчетной аварии в помещение, кг, определяемая согласно подразделу 3.2 по формуле (3.3.2) с учетом требований п. 3.3.4;

Z - коэффициент участия паров ЛВЖ во взрыве, который для ненагретых жидкостей в помещениях прямоугольной формы с отношением длины к ширине не более 5 при концентрации паров ЛВЖ ниже 0,5 от нижнего концентрационного предела распространения пламени может быть рассчитан на основе характера распределения паров в объеме помещения согласно приложению В. Для условий, отличающихся от указанных в приложении В, значение коэффициента Z принимается в соответствии с табл. А7 приложения А;

r - плотность пара при расчетной температуре t_p (кг·м^-3), определяемая по номограммам [7; рис. 5 - 8 приложения Б] или вычисляемая по формуле

                                     (3.4.2)

где

V_o - мольный объем, равный 22,413 м³·кмоль^-1;

C_ст - стехиометрическая концентрация % (об.), определяемая по номограмме [7; рис. 3 приложения Б] или вычисляемая по формуле

                                          (3.4.3)

где

b - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания

                                    (3.4.4)

n_C, n_H, n_O, n_X - число атомов углерода, водорода, кислорода и галоидов в молекуле горючего;

3.4.2 Избыточное давление взрыва, DP (кПа), паро-воздушной смеси для индивидуальных жидкостей, кроме указанных в п. 3.4.1, и смесей определяется в соответствии с подразделом 3.3.

3.4.3 Избыточное давление взрыва DP (кПа) при значении Z = 0,3 можно определить по формулам [7]:

- для ЛВЖ, указанных в п. 3.4.1, являющихся индивидуальными веществами,

                                   (3.4.5)

- для ЛВЖ, указанных в п. 3.4.2, по формуле (3.3.7) настоящих норм.

3.4.4 Для помещений, в которых осуществляется хранение или работа с ЛВЖ, расфасованных в мелкую тару, и имеется возможность их аварийного разлива на площади меньшей площади помещения, при условии полного испарения жидкости и значении Z = 0,3 избыточное давление взрыва DP (кПа) может быть определено по формулам [7]:

- для ЛВЖ, указанных в п. 3.4.1, являющихся индивидуальными веществами.

                                (3.4.6)

где m_ж - масса разлитой жидкости (кг).

- для ЛВЖ, указанных в п. 3.4.2, по формуле (3.3.10) настоящих норм.

3.4.5 Допускается при значении Z = 0,3 определение избыточного давления взрыва DP (кПа) по номограммам [7; рис. 1, 2, 9 приложения Б].

3.4.6 В зависимости от значения величины избыточного давления взрыва DP (кПа), определяется категория помещения по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с табл. 2 [1].

Если DP > 5 кПа, то помещение относится к категории А (Б).

Если DP £ 5 кПа, то категория помещения в зависимости от пожароопасных свойств и количеств обращающихся в помещении веществ и материалов определяется в соответствии с положениями раздела 4 настоящих норм.

3.5 Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов.

3.5.1 Избыточное давление взрыва, DP (кПа), газо-воздушной смеси для индивидуальных горючих газов, состоящих из атомов углерода, водорода, кислорода, азота, хлора, брома, йода, фтора определяется по формуле (3.4.1)

3.5.2 Избыточное давление взрыва, DP (кПа), газо-воздушной смеси для индивидуальных горючих газов, кроме указанных в п. 3.5.1, как и для нефтепродуктов определяется в соответствии с подразделом 3.3.

3.5.3 Избыточное давление взрыва DP (кПа) при значении Z = 0,5 можно также определить по упрощенным формулам, приведенным в [7]:

- для горючих газов (кроме водорода), являющихся индивидуальными веществами,

                                 (3.5.1)

- для горючих газов, указанных в п. 3.5.2

                                     (3.5.2)

3.5.4 Для ацетилена избыточное давление взрыва DP (кПа) при значении Z = 0,5 может быть определено также по упрощенным формулам

                                    (3.5.3)

или

                                    (3.5.4)

3.5.5 Избыточное давление взрыва DP (кПа) при значении Z = 0,5 может быть определено также по номограммам [7; рис. 10, 11 приложения Б].

3.5.6 В зависимости от значения величины избыточного давления взрыва DP (кПа), определяется категория помещения по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с табл. 2 [1].

Если DP > 5 кПа, то помещение относится к категории А.

Если DP £ 5 кПа, то категория помещения в зависимости от пожароопасных свойств и количеств обращающихся в помещении веществ и материалов определяется в соответствии с положениями раздела 4 настоящих норм.

4 ПОРЯДОК ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАТЕГОРИЙ ПОМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТОВ МНПП ПО ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ.

4.1 В соответствии с табл. 2 к пожароопасным В1 - В4 относятся такие помещения объектов МНПП, в которых находятся (обращаются) горючие жидкости и твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы.

4.2 Отнесение помещений к категориям по пожарной опасности осуществляется в зависимости от удельной временной пожарной нагрузки g (МДж·м^-2), определяемой по формуле [1]

                                                     (4.1)

где

Q - временная пожарная нагрузка, МДж;

S - площадь размещения пожарной нагрузки в данном помещении, м², (но не менее 10 м²)

4.3 Временная пожарная нагрузка Q (МДж) в помещении определяется по формуле [1]

                                               (4.2)

где

G_i - количество каждого вещества временной пожарной нагрузки, кг, которое хранится в данном помещении или может поступить в него при расчетной аварии в соответствии с подразделами 3.1 и 3.2 настоящих норм;

 - низшая теплота сгорания, МДж·кг^-1, каждого вещества временной пожарной нагрузки, определяемая из справочных данных [7; 10; табл. А1, А2, А4 приложения А].

4.4 Допускается определение временной пожарной нагрузки Q (МДж) по веществу, имеющему наибольшую низшую теплоту сгорания. При этом масса вещества принимается равной полной массе горючих веществ, присутствующих в помещении, а площадь размещения временной пожарной нагрузки - равной полной площади, занятой всеми горючими веществами, но не менее 10 м².

4.5 Категория помещения по пожарной опасности определяется в зависимости от величины удельной временной пожарной нагрузки g (МДж·м^-2) на любом из участков по таблице 3, приведенной в [1].

Таблица 3

Примечания

1 В помещениях категорий В1 - В4 допускается наличие нескольких участков с временной пожарной нагрузкой, не превышающей значений, приведенных в таблице 3.

В помещениях категории В4 расстояния между этими участками должны быть более предельных.

В таблице 4 приведены рекомендуемые значения предельных расстояний в зависимости от величины критической плотности падающих лучистых потоков q_кр (кВт·м^-2) для временной пожарной нагрузки, состоящей из твердых горючих и трудногорючих материалов. Значения l_пр (м), приведенные в таблице 4, рекомендуются при условии, если H > 11 м;

если H < 11 м, то предельное расстояние l (м) определяется по формуле

l = l_пр + (11 - H),                                                            (4.3)

где l_пр - предельное расстояние, м, определяемое из таблицы 4;

H - минимальное расстояние от поверхности временной пожарной нагрузки до нижнего пояса ферм перекрытия (покрытия), м.

Таблица 4

Рекомендуемые значения предельных расстояний в зависимости от величины критической плотности падающих лучистых потоков

Значения q_кр (кВт·м^-2) для некоторых материалов временной пожарной нагрузки приведены в табл. А5 приложения А.

Если временная пожарная нагрузка состоит из различных материалов, то значение q_кр (кВт·м^-2) определяется по материалу с минимальным значением q_кр.

Для материалов временной пожарной нагрузки с неизвестными значениями q_кр значения предельных расстояний принимаются l_пр ³ 12 м.

Для временной пожарной нагрузки, состоящей из нефтепродуктов или других ЛВЖ и ГЖ, рекомендуемое расстояние l_пр между соседними участками размещения (разлива) временной пожарной нагрузки рассчитывается по формулам

l_пр ³ 15 м при H ³ 11,                                                    (4.4)

l_пр ³ 226 - H при H < 11.                                                   (4.5)

2 Если при определении категорий В2 или В3 количество временной пожарной нагрузки Q, (МДж), определенное в п. 4.3, превышает или равно

Q ³ 0,64gH²,                                                             (4.6)

то помещение будет относиться к категориям В1 или В2 соответственно.

4.6 Категорию помещения по пожарной опасности (приближенно) допускается определять по номограммам [7; рис. 12, 13, 14 приложения Б].

Порядок и схема (ключ) определения категории помещения по пожарной опасности с использованием номограмм приведены ниже.

На номограммах прямые I, II, III (см. ключ) являются графиками соответственно следующих функций:

где G выражено в кг, S - в м² и  - в МДж·кг^-1.

При определении категории рассчитывается предельная площадь размещения пожарной нагрузки S_пред в данном помещении по формуле

S_пред = 0,64 · H²,                                           (4.7)

где H - минимальное расстояние от верхней поверхности пожарной нагрузки до перекрытия (нижнего пояса ферм).

На номограмме проводится вертикальная линия, отвечающая предельной площади размещения пожарной нагрузки S_пред (на схеме показана штриховой линией).

Если точка, отвечающая значениям G и S, лежит ниже прямой III (точка 1), то проверяется принадлежность помещения к категории В4 по п. 1 примечания к таблице 3. Если сформулированные там условия выполняются, то помещение относится к категории В4, в противном случае - к категории В3.

Если точка, отвечающая значениям G и S, лежит между прямыми II и III и левее S_пред (точка 2), то помещение относится к категории В3, правее S_пред (точка 2¹), - к категории В2.

Если точка, отвечающая значениям G и S, лежит между прямыми I и II и левее S_пред (точка 3¹), то помещение относится к категории В2, правее S_пред (точка 3¹), - к категории В1.

Если точка, отвечающая значениям G и S, лежит выше прямой I (точка 4), то помещение относится к категории В1.

Ключ для определения категории помещений по пожарной опасности с использованием номограмм.

5 ПОРЯДОК ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАТЕГОРИЙ ЗДАНИЙ ОБЪЕКТОВ МНПП ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ.

5.1 Категории зданий объектов МНПП по взрывопожарной и пожарной опасности следует определять в соответствии с положениями настоящего раздела.

5.2 Категории зданий (или частей зданий между противопожарными стенами - пожарных отсеков) производственного и складского назначения определяются в зависимости от площади взрывопожароопасных и пожароопасных помещений или от процентного соотношения этих помещений к площади всех помещений здания (пожарного отсека), а также от оборудования этих помещений установками автоматического пожаротушения [1; 19].

5.3 Здание относится к категории А, если в нем суммарная площадь помещений категории А превышает 5 % площади всех помещений или 200 м².

Допускается не относить здание к категории А, если суммарная площадь помещений категории А в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м²), и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

5.4 Здание относится к категории Б, если одновременно выполнены два условия:

- здание не относится к категории А;

- суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5 % суммарной площади всех помещений или 200 м².

Допускается не относить здание к категории Б, если суммарная площадь помещений категорий А и Б в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м²) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

5.5 Здание относится к категории В, если одновременно выполнены два условия:

- здание не относится к категориям А или Б;

- суммарная площадь помещений категорий А, Б и B1 - В3 превышает 5 % (10 %, если в здании отсутствуют помещения категорий А и Б) суммарной площади всех помещений.

Допускается не относить здание к категории В, если суммарная площадь помещений категорий А, Б и B1 - В3 в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 3500 м²) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

5.6 Здание относится к категории Г, если одновременно выполнены два условия:

- здание не относится к категориям А, Б или В;

- суммарная площадь помещений категорий А, Б, B1 - В3 и Г превышает 5 % суммарной площади всех помещений.

Допускается не относить здание к категории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, B1 - В3 и Г в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 5000 м²) и помещения категорий А, Б, B1 - В3 оборудуются установками пожаротушения.

5.7 Здание относится к категории Д, если оно не относится к категориям А, Б, В или Г и в нем размещаются помещения категорий Д и В4.

5.8 Если производственные (в том числе лабораторные) или складские помещения категорий А, Б, B1 - В3 размещаются в административно-бытовых зданиях и не отделены от помещений иного назначения противопожарными стенами и перекрытиями, то категории таких зданий по взрывопожарной и пожарной опасности определяется аналогично определению категорий производственных и складских зданий.

6 КАТЕГОРИИ НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК ОБЪЕКТОВ МНПП ПО ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ

6.1 Порядок определения категории наружных установок по пожарной опасности.

6.1.1 Категории наружных установок объектов МНПП по пожарной опасности принимаются в соответствии с таблицей 5 настоящих норм.

6.1.2 Определение категорий наружных установок следует осуществлять путем последовательной проверки их принадлежности к категориям, приведенным в таблице 5, от высшей (А_н) к низшей (Д_н).

Таблица 5

6.2 Порядок расчета критериев пожарной опасности наружных установок.

Выбор и обоснование расчетного варианта аварии.

6.2.1 При расчете значений критериев пожарной опасности в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии резервуаров, насосов для нефтепродуктов, и т.п. аппаратов, при котором во взрыве участвует наибольшее количество паров легковоспламеняющихся жидкостей наиболее опасных в отношении последствий взрыва.

6.2.2 Количество поступивших на территорию наружной установки ЛВЖ определяется исходя из следующих предпосылок:

а) при аварии в резервуарном парке:

- происходит разрушение или повреждение резервуара;

- происходит разлив нефтепродукта по всей площади внутри обвалования резервуара, подгруппы или группы резервуаров, вмещаемого все содержимое аварийного резервуара;

- происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости в течение 3600 с.

б) при аварии на площадке насосных агрегатов продуктовой насосной:

- происходит разрыв напорного трубопровода и все содержимое аппарата поступает на территорию насосной;

- одновременно происходит истечение нефтепродукта из трубопровода насоса как по прямому, так и обратному направлениям в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов;

- расчетное время отключения трубопроводов принимается равным: 120 с при автоматическом отключении; 300 с - при ручном отключении;

- происходит разлив нефтепродукта по территории всей площадки насосной, ограниченной обвалованием (ограждающей стенкой, бордюрами и т.п.) в соответствии с требованиями строительных норм и правил;

- происходит испарение с поверхности разлившегося нефтепродукта в течение 3600 с.

в) при аварии на железнодорожной сливо-наливной эстакаде:

- происходит повреждение одной из железнодорожных цистерн максимальной вместимости, используемых на данной эстакаде;

- все содержимое цистерны разливается по территории площадки эстакады, ограниченной бортиком (ограждающей стенкой) высотой не менее 200 мм;

- происходит испарение с поверхности разлившегося нефтепродукта в течение 3600 с.

г) при аварии на установке налива нефтепродуктов в автомобильные цистерны (АСН, эстакаде, участке и т.п.):

- происходит повреждение одной из автомобильных цистерн максимальной вместимости, используемых на данной установке;

- все содержимое автоцистерны разливается по территории площадки установки, ограниченной бортиком высотой не менее 200 мм;

- происходит испарение с поверхности разлившегося нефтепродукта в течение 3600 с.

д) при аварии на узлах пуска и приема поточных средств (диагностических устройств, разделителей, очистных устройств), узлах учета нефтепродуктов, узлах регулирования давления, узлах сбора утечек:

- происходит разрыв технологического трубопровода и истечение нефтепродукта как по прямому, так и обратному направлениям в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов;

- расчетное время отключения трубопроводов принимается равным: 120 с при автоматическом отключении; 300 с - при ручном отключении;

- происходит разлив нефтепродукта по территории всей площадки узла, ограниченной обвалованием (ограждающей стенкой, бордюрами и т.п.) в соответствии с требованиями строительных норм и правил и за ее пределы;

- происходит разлив ЛВЖ, исходя из расчета, что 1 л нефтепродукта разливается на площади 0,15 м² площадки или прилегающей территории;

- происходит испарение с поверхности разлившегося нефтепродукта в течение 3600 с.

6.2.3 В качестве расчетной температуры принимается абсолютная максимальная температура воздуха для данной климатической зоны, установленная строительными нормами [3].

6.3 Расчет горизонтальных размеров зон, ограничивающих смеси «пары ЛВЖ-воздух» с концентрацией горючего выше нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР) в открытом пространстве.

6.3.1 Горизонтальный размер зоны R_НКПР (м), ограничивающий область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени (С_НКПР), Для паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей вычисляется по формуле [2]

                           (6.3.1)

где

m - масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 3600 с, кг;

Р_н - давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа;

С_НКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени паров ЛВЖ, % (об), определяемый из справочных данных [7; 10; табл. А1 приложения А];

r - плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг·м^-3, определяемая по номограммам [7; рис. 5 - 8 приложения Б] или вычисляемая по формуле (3.4.2);

K - коэффициент, принимаемый равным K = Т/3600. Здесь Т - продолжительность поступления паров ЛВЖ в открытое пространство, с.

6.3.2 За начало отсчета горизонтального размера зоны принимаются внешние габаритные размеры резервуаров, аппаратов, установок, трубопроводов и т.п. Во всех случаях значение R_НКПР должно быть не менее 0,3 м.

6.3.3 Масса паров ЛВЖ m (кг), поступивших в открытое пространство при расчетной аварии, рассчитывается по формуле (3.3.2), приведенной в [2]

При этом площадь испарения ЛВЖ, F_и (м²), определяется в соответствии с положениями подраздела 6.2;

6.3.4 Интенсивность испарения ЛВЖ, W (кг·с^-1·м^-2) рассчитывается по формуле (3.3.3), приведенной в [2]

При этом коэффициент h принимается равным 1,0.

6.3.5 Давление насыщенных паров ЛВЖ, Р_н (кПа), определяется из справочных данных [5; 10; 14; 20].

При отсутствии справочных данных давление насыщенных паров ЛВЖ, Р_н (кПа) рассчитывается по формуле (3.3.5).

При этом расчетная температура, t_p (°С), определяется в соответствии с п. 6.2.3 настоящих норм.

6.3.6 В зависимости от значения величины горизонтального размера зоны, ограничивающей паро-воздушную смесь с концентрацией горючего выше нижнего концентрационного предела распространения пламени R_НКПР в открытом пространстве определяется категория наружной установки по пожарной опасности.

Если R_НКПР > 30 м, то в соответствии с табл. 5 настоящих норм наружная установка относится к категории А_н (Б_н).

Если R_НКПР £ 30 м, то категория наружной установки определяется в соответствии с положениями подраздела 6.4 настоящих норм.

6.4 Расчет избыточного давления при сгорании смесей паров ЛВЖ с воздухом в открытом пространстве.

6.4.1 Величину избыточного давления DP, кПа, развиваемого при сгорании паро-воздушных смесей в открытом пространстве, определяется по формуле [2]

                             (6.4.1)

где

P₀ - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

r - расстояние от геометрического центра паро-воздушного облака, м;

m_пр - приведенная масса горючих паров, кг.

6.4.2 Приведенная масса горючих паров, кг, вычисляется по формуле [2]

                                      (6.4.2)

где

Q_сг - удельная теплота сгорания пара, Дж·кг^-1, определяемая из справочных данных [7; табл. А1 приложения А];

Z - коэффициент участия горючих паров в горении, который допускается принимать равным 0,1;

Q₀ - константа, равная 4,52·10⁶ Дж·кг^-1;

m - масса горючих паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг, определяемая согласно п.п. 6.3.3, 6.3.4 и 6.3.5.

6.4.3 Избыточное давление взрыва DP (кПа) паро-воздушной смеси в открытом пространстве можно определить по упрощенной формуле

               (6.4.3)

6.4.4 Приведенную массу паров ЛВЖ m_пр (кг) можно рассчитать по упрощенной формуле

m_пр = 2,2124 · 10^-8 Q_сг · m                                 (6.4.4)

6.4.5 Приведенная масса паров легковоспламеняющихся нефтепродуктов при удельной теплоте сгорания 43641 кДж·кг^-1 может быть определена также по формуле

m_пр = 0,9655 · m                                        (6.4.5)

6.4.6 В зависимости от значения величины избыточного давления взрыва DP (кПа), определяется категория наружной установки по пожарной опасности согласно табл. 5.

Если на расстоянии 30 м от наружной установки DP > 5 кПа, то в соответствии с табл. 5 настоящих норм такая установка относится к категории А_н (Б_н).

Если на расстоянии 30 м от наружной установки DP £ 5 кПа и горизонтальный размер зоны, ограничивающей паро-воздушную смесь с концентрацией горючего выше нижнего концентрационного предела распространения пламени R_НКПР £ 30 м, то в соответствии с п. 6.1.2 настоящих норм проверяется принадлежность этой установки к категории В_н.

6.5 Расчет интенсивности теплового излучения от очага пожара.

6.5.1 Интенсивность теплового излучения необходимо рассчитывать для случаев пожаров проливов легковоспламеняющихся и горючих нефтепродуктов с целью установления категорий наружных установок объектов МНПП по пожарной опасности.

6.5.2 Интенсивность теплового излучения пожара q (кВт·м^-2) рассчитывается по формуле [2].

q = E_fF_qt                                          (6.5.1)

где

E_f - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт·м^-2;

F_q - угловой коэффициент облученности;

t - коэффициент пропускания атмосферы.

6.5.3 Значение среднеповерхностной плотности теплового излучения пламени E_f (кВт·м^-2) принимается на основе имеющихся экспериментальных данных или из справочных данных [2; табл. А8 приложения А].

При отсутствии данных допускается принимать величину E_f для нефтепродуктов и твердых материалов, равной 40 кВт·м^-2.

6.5.4 Угловой коэффициент облученности F_q определяется по формуле

                                          (6.5.2)

где

F_v, F_н - факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок соответственно, определяемые с помощью выражений:

   (6.5.3)

   (6.5.4)

                                           (6.5.5)

                                             (6.5.6)

                                                (6.5.7)

                                               (6.5.8)

r - расстояние от геометрического центра пролива нефтепродукта до облучаемого объекта, м.

Для наружных установок объектов МНПП допускается принимать r = 30 м, считая это расстояние от:

- вертикальной оси аварийного резервуара;

- геометрического центра площадки продуктовой насосной станции, АСН, узла регулирования давления или другой технологической установки;

- продольной оси площадки железнодорожной сливо-наливной эстакады;

d - эффективный диаметр аварийного пролива, м;

H - высота пламени, м

6.5.5 Эффективный диаметр пролива d (м) рассчитывается по формуле

                                               (6.5.9)

где F - площадь пролива, м².

6.5.6 Эффективный диаметр пролива d (м) можно рассчитать по упрощенной формуле

d = 1,1287 · F^0,5,                                     (6.5.10)

6.5.7 В зависимости от эффективного диаметра пролива d (м) по табл. А9 приложения А определяется среднеповерхностная плотность теплового излучения E_f (кВт·м^-2) и удельная массовая скорость выгорания топлива m (кг·м^-2·с^-1).

6.5.8 Высота пламени H (м) рассчитывается по формуле [2]

                                 (6.5.11)

где

m - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг·м^-2·с^-1;

r_в - плотность окружающего воздуха, кг·м^-3, определяемая из справочных данных [6; табл. A3 приложения А];

g = 9,81 м·с^-2 - ускорение свободного падения.

6.5.9 Высоту пламени H (м) для пожаров проливов нефтепродуктов можно рассчитать по формулам:

- для бензинов H = 3,1136 · d^0,695;                                                                 (6.5.12)

- для дизельных топлив H = 3,3478·d^0,695,                                                    (6.5.13)

где d - эффективный диаметр пролива.

6.5.10 Коэффициент пропускания атмосферы t рассчитывается по формуле [2].

t = ехр[-7,0 · 10^-4 (r - 0,5d)]                                   (6.5.14)

6.5.11 В зависимости от рассчитанного по формуле (6.5.1) значения интенсивности теплового излучения по таблице 5 настоящих норм определяется категория наружной установки по пожарной опасности.

Если q > 4 кВт·м^-2, то наружная установка относится к категории В_н.

Если q £ 4 кВт·м^-2, то наружная установка относится к категории Д_н.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

Основные данные о пожароопасных свойствах некоторых веществ и материалов

Таблица А1. Значения показателей пожарной опасности нефтепродуктов и некоторых других смесей [7, 10]

Таблица А2. Значения показателей пожарной опасности некоторых индивидуальных веществ [7, 10]

Таблица A3. Значения плотности воздуха при давлении 101 кПа [6]

Температура, °С	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60
Плотность воздуха, кг·м-3	1,248	1,226	1,205	1,185	1,165	1,146	1,128	1,11	1,093	1,076	1,06

Таблица А4. Значения низшей теплоты сгорания некоторых твердых горючих веществ и материалов [7]

Таблица А5. Значения критической плотности падающих лучистых потоков для некоторых горючих материалов [7]

Таблица А6

Таблица А7

Таблица А8. Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания для некоторых жидких углеводородных топлив [2]

Примечание. Для диаметров очагов менее 10 м или более 50 м следует принимать величину E_t такой же, как и для очагов диаметром 10 м и 50 м соответственно.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(рекомендуемое)

Номограммы для определения параметров взрывопожарной и пожарной опасности

Рис. 1. Зависимость избыточного давления взрыва DP для нефтепродуктов и других жидкостей от параметра mH_т/V_св при Z = 0,3

Рис. 2. Зависимость избыточного давления взрыва DP для нефтепродуктов и других жидкостей от параметра m/V_св при Z = 0,3:

1 - бензин АИ-93 зимний; 2 - толуол; 3 - ацетон; 4 - этиловый спирт

Рис. 3. Зависимость значений стехиометрической концентрации С_ст ГГ и паров ЛВЖ от стехиометрического коэффициента b

Рис. 4. Зависимость функции X_t = 1/(1 + 0,00367·t_p) от расчетной температуры t_р

Рис. 5. Зависимость плотности r_г,п ГГ и паров ЛВЖ от молекулярной массы M при расчетных температурах t_p:

1 - 20 °С; 2 - 25 °С; 3 - 30 °С; 4 - 35 °С; 5 - 40 °С; 6 - 45 °С.

Рис. 6. Зависимость плотности r_г,п ГГ и паров ЛВЖ от молекулярной массы M при расчетных температурах t_p:

1 - 20 °С; 2 - 25 °С; 3 - 30 °С; 4 - 35 °С; 5 - 40 °С; 6 - 45 °С.

Рис. 7. Зависимость плотности r_г,п ГГ и паров ЛВЖ от параметра M/(1 + 0,00367·t_p)

Рис. 8. Зависимость плотности r_г,п ГГ и паров ЛВЖ от параметра М/(1 + 0,00367·t_p)

Рис. 9. Зависимость избыточного давления взрыва DP для ЛВЖ от параметра m/(V_св·r_п·С_ст) при Z = 0,3

Рис. 10. Зависимость избыточного давления взрыва DP для ГГ (кроме водорода) от параметра m/(V_св·r_г·С_ст) при Z = 0,5

Рис. 11. Зависимость избыточного давления взрыва DP для ГГ от параметра m/(V_св·r_г)

1 - водород (при Z = 1); 2 - метан (при Z = 0,5); 3 - пропан (при Z = 0,5); 4 - бутан (при Z = 0,5)

Рис. 12. Определение категорий помещений с нефтепродуктами

Рис. 13. Определение категорий помещений с древесиной

Рис. 14. Определение категорий помещений с бумагой, картоном

ПРИЛОЖЕНИЕ В

(рекомендуемое)

Расчетное определение значения коэффициента Z участия горючих газов и паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей во взрыве

Материалы настоящего приложения применяются для случая 100m/(rV_св.) < 0,5 С_НКПР, где С_НКПР - нижний 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 (C >) рассчитывается по формулам:

- при  и

                     (1)

- при  и

                              (2)

где С₀ - предэкспоненциальный множитель, % (об.), равный:

- при отсутствии подвижности воздушной среды для горючих газов

                                      (3)

- при подвижности воздушной среды для горючих газов

                                       (4)

- при отсутствии подвижности воздушной среды для паров легковоспламеняющихся жидкостей

                                     (5)

- при подвижности воздушной среды для паров легковоспламеняющихся жидкостей

                                        (6)

m - масса газа или паров ЛВЖ, поступающих в объем помещения в соответствии с разд. 3, кг;

d - допустимые отклонения концентрации при задаваемом уровне значимости Q (C >), приведенные в таблице приложения;

X_НКПР, Y_НКПР, Z_НКПР - расстояния по осям X, Y и Z от источника поступления газа или пара, ограниченные нижним концентрационным пределом распространения пламени соответственно, м; рассчитываются по формулам (10 - 12) приложения;

L, S - длина и ширина помещения, м;

F - площадь пола помещения, м²;

U - подвижность воздушной среды, м·с^-1;

С_н - концентрация насыщенных паров при расчетной температуре t_p (°C), воздуха в помещении, % (об.).

Концентрация С_н может быть найдена по формуле:

                                                (7)

где

Р_н - давление насыщенных паров при расчетной температуре (находится из справочной литературы), кПа;

Р₀ - атмосферное давление, равное 101 кПа.

Таблица В1

Величина уровня значимости Q (C >) выбирается исходя из особенностей технологического процесса. Допускается принимать Q (C >) равным 0,05.

2. Величина коэффициента Z участия паров легковоспламеняющихся жидкостей во взрыве может быть определена по графику, приведенному на рисунке.

Значения X определяются по формуле:

                                          (8)

где С* - величина, задаваемая соотношением

С* = jС_ст,                                                      (9)

где j - эффективный коэффициент избытка горючего, принимаемый равным 1,9.

3. Расстояния X_НКПР, Y_НКПР и Z_НКПР рассчитывается по формулам:

                                            (10)

                                             (11)

                                            (12)

где

K₁ - коэффициент, принимаемый равным 1,1314 для горючих газов и 1,1958 для легковоспламеняющихся жидкостей;

K₂ - коэффициент, принимаемый равным 1 для горючих газов и  для легковоспламеняющихся жидкостей;

K₃ - коэффициент, принимаемый равным 0,0253 для горючих газов при 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;

Н - высота помещения, м.

При отрицательных значениях логарифмов расстояния X_НКПР, Y_НКПР и Z_НКПР принимаются равным 0.

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

(рекомендуемое)

Примеры и результаты расчета критериев взрывопожарной и пожарной опасности помещений и зданий, а также пожарной опасности наружных установок для типовых проектных решений

Пример 1

Определение категории помещения узлов задвижек ГПС «Красный Бор».

1 Исходные данные

1.1 Характеристика производственного помещения:

- длина l = 18 м;

- ширина b = 12 м;

- высота h = 3 м;

- коэффициент свободного объема помещения K_св = 0,8;

- кратность воздухообмена A = 0 ч^-1;

- температура воздуха t_в = 33 °С (максимальная абсолютная температура согласно СНиП 2.01.01-82 принята по ближайшему пункту г. С.-Петербург);

1.2 Характеристика вещества:

- наименование - бензин Аи-93 (летний);

- химическая формула - смесь;

- молекулярная масса M = 98,2 кг·кмоль^-1;

- константы уравнения Антуана: A = 4,12311; B = 664,976; C_A = 221,695;

- температура вспышки t_всп = -36 °С;

1.3 Характеристика технологического блока (напорного трубопровода):

- производительность насоса q = 0,347 м³·с^-1 = 347 л·с^-1;

- длина трубопровода l₀ = 20 м;

- внутренний диаметр трубопровода d₀ = 0,209 м;

- запорная арматура с автоматическим отключением.

2 Обоснование расчетного варианта аварии.

2.1 В качестве расчетного варианта аварии принимаем разгерметизацию напорного трубопровода с образованием свища площадью сечения 0,00005 м². Возможность полного разрыва трубопровода является маловероятной.

2.2 В качестве расчетной температуры нефтепродукта в помещении примем абсолютную максимальную температуру воздуха в районе расположения перекачивающей станции по данным строительных норм и правил [3] t_p = 33 °C.

2.3 Расчетное время автоматического отключения аварийного участка трубопровода с помощью задвижек с электроприводом по п. 3.2.2 «а» настоящих норм t_з = 120 с.

2.4 Расчетная длительность испарения разлитого нефтепродукта при аварии по п. 3.2.2 «а» настоящих норм равна 3600 с.

3 Расчет

3.1 Рассчитываем объем V_1ж поступившего в помещение бензина (л), который содержится в трубопроводе,

 л

3.2 Рассчитываем объем V_2ж поступившего в помещение бензина (л) за расчетное время отключения аварийного участка трубопровода

V_1ж = q · t_з = 347 · 120 = 41640 л,

3.3 Рассчитываем общий объем поступившего в помещение бензина

V_ж = V_1ж + V_2ж = 686 + 41640 = 42326 л

3.4 Принимаем площадь испарения нефтепродукта F_н (м²) в соответствии с п. 3.2.2 «а» настоящих норм, которая равна площади пола помещения F_п

F_н = F_п = l · b = 12 · 18 = 216 м²

3.5 Рассчитываем давление насыщенных паров бензина Р_н при расчетной температуре t_p = 33 °C по формуле (3.3.5) настоящих норм

Подставляя значения в формулу, получим

 кПа.

3.6 Так как аварийная вентиляция помещения не обеспечена энергоснабжением по первой категории надежности, ее работу при аварии не учитываем (скорость воздушного потока U = 0 м·с^-1). По таблице А6 приложения А при U = 0 м·с^-1 и расчетной температуре t_в = 33 °С определяем значение коэффициента h, h = 1.

3.7 Интенсивность испарения бензина W (кг·м^-2·с^-1) определяем по формуле (3.3.3)

Подставляя в формулу, получим

W = 10^-6 · 1 · 98,2^0,5 · 32,5 = 3,2206·10^-4 кг·м^-2·с^-1.

3.8 Определяем продолжительность испарения нефтепродукта T. В соответствии с п. 3.2.2 настоящих норм T = 3600 с.

3.9 Рассчитываем массу паров нефтепродукта m, поступивших в помещение по формуле (3.3.2)

m = W · F_н · T

Подставляя значения в формулу, получим

m = 3,2206 · 10^-4 · 216 · 3600 = 250,43 кг

3.10 В соответствии с п. 3.2.3 настоящих норм определяем свободный объем помещения V_св.

V_св = K_св · l · b · h = 0,8 · 18 · 12 · 3 = 518,4 м³.

3.11 Избыточное давление взрыва DP паро-воздушной смеси определяем по формуле (3.3.8) настоящих норм

Подставляя значения в формулу, получим

 кПа

Заключение. Помещение узлов задвижек относится к категории А, так как в технологическом процессе обращается бензин с температурой вспышки менее 28 °С и при аварийной ситуации может создаваться избыточное давление взрыва, превышающее 5 кПа.

Пример 2

Определение категории помещения бака с дизельным топливом для дизелей пожарной насосной станции ЛИДС «Салават».

1 Исходные данные

1.1 Характеристика производственного помещения:

- длина l = 3 м;

- ширина b = 2,5 м;

- высота h = 6 м;

- расчетная температура t_p = 40 °С (максимальная абсолютная температура принята по ближайшему населенному пункту - г. Стерлитамак).

1.2 Характеристика вещества:

1.2.1 Дизельное топливо марки «З» по ГОСТ 305-82:

- химическая формула - смесь;

- плотность r_1ж = 824 кг·м³

- молекулярная масса М = 172,3 кг·кмоль^-1;

- константы уравнения Антуана: А = 5,07818; В = 1255,73; С_А = 199,523;

- температура вспышки t_всп = 48 °С;

- нижний концентрационный предел распространения пламени С_НКПР = 0,61 %(об);

- теплота сгорания Q_сг = 43590 кДж·кг^-1.

1.2.2 Масло цилиндровое:

- химическая формула - смесь;

- температура вспышки t_всп = 197 °C;

- плотность r_2ж = 927 кг·м^-3

1.3 Характеристика технологического блока:

- бак с дизельным топливом емкостью V_1ж = 500 л;

- бак с маслом емкостью V_2ж = 180 л;

- рабочее давление в баках атмосферное.

2 Обоснование расчетного варианта аварии.

В соответствии с п. 3.2.2 «е» принимаем вариант аварии с разрушением бака с дизельным топливом. При этом все содержимое бака в количестве 500 л поступает в помещение и разливается по всей площади пола помещения;

Происходит испарение с поверхности разлившегося дизельного топлива в течение 3600 с.

3 Расчет

3.1 Определяем площадь испарения нефтепродукта F_н (м²) в соответствии с п. 3.2.2 «е» настоящих норм, которая равна площади пола помещения F_п

F_н = F_п = l · b = 3 · 2,5 = 7,5 м²

3.2 Рассчитываем давление насыщенных паров дизельного топлива Р_н (кПа) при расчетной температуре t_p = 40 °С по формуле (3.3.5) настоящих норм

Подставляя значения в формулу, получим

 кПа

3.3 По таблице А6 приложения А определяем значение коэффициента h. Учитывая, что аварийной вентиляции в помещении не имеется, принимаем h = 1.

3.4 Интенсивность испарения W (кг·м^-2·с^-1) дизельного топлива определяем по формуле (3.3.3)

W = 10^-6 · h · M^0,5 · P_н

Подставляя в формулу, получим

W = 10^-6 · 1 · 172,3^0,5 · 0,68 = 8,93 · 10^-6 кг·м^-2·с^-1.

3.5 Рассчитываем массу паров нефтепродукта m (кг), поступивших в помещение по формуле (3.3.2)

m = W · F_н · T

Подставляя значения в формулу, получим

m = 8,93 · 10^-6 · 7,5 · 3600 = 0,24 кг

3.6 Рассчитываем плотность пара r (кг·м^-3) при расчетной температуре t_p = 40 °С и мольном объеме V₀ = 22,413 м³·кмоль^-1 по формуле (3.4.2)

 кг · м^-3

3.7 В соответствии с п. 3.2.3 настоящих норм определяем свободный объем помещения V_св.

V_св = K_св · l · b · h = 0,8 · 3 · 2,5 · 6 = 36 м³.

3.8 Значение коэффициента участия паров дизельного топлива во взрыве Z определяем в соответствии с приложением В

Средняя концентрация паров дизельного топлива C_ср в помещении составит

 % (об.)

C_ср = 0,099 % (об) < 0,5 C_НКПР = 0,5 · 0,61 = 0,305 % (об), следовательно, можно определить значение коэффициента Z расчетным методом.

Значение С_н будет равно

 % (об.)

Стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания b определяем по формуле (3.4.4) исходя из химической формулы дизельного топлива

Рассчитываем стехиометрическую концентрацию С_ст % (об.) по формуле (3.4.3)

 % (об.)

Значение параметра С* рассчитываем по формуле (9) приложения В

С* = j С_ст = 1,9 · 1,12 = 2,13 % (об.)

Так как С_н = 0,67 % (об) < С* = 2,13 % (об.), то рассчитываем значение параметра X по формуле (8) приложения В

По графику приложения В при X = 0,32 находим значение коэффициента участия паров дизельного топлива во взрыве Z = 0

3.9 Избыточное давление взрыва DP паро-воздушной смеси определяем по формуле (3.3.1) настоящих норм

 кПа

Так как расчетное избыточное давление взрыва паро-воздушной смеси DP = 0 менее 5 кПа, то в соответствии с табл. 2 помещение для бака с дизельным топливом не относится к категории А и Б. Согласно п. 3.3.9 необходимо провести проверку принадлежности помещения к категориям В1 - В4.

3.10 Определяем общее количество G (кг) веществ, которые хранятся в данном помещении.

G = V_1ж · r_1ж + V_2ж · r_2ж = 0,5 · 824 + 0,180 · 927 = 578,86 кг

3.11 Из справочных данных [7; 10; приложение А] определяем низшую теплоту сгорания  (МДж·кг^-1) каждого вещества. Для расчетов примем теплоту сгорания дизельного топлива, которая равна  = 43,590 МДж·кг^-1.

3.12 Рассчитаем пожарную нагрузку Q (МДж) в помещении по формуле (4.2)

Подставляя значения в формулу, получим

Q = 578,86 · 43,590 = 25232,5 МДж

3.13 Определяем площадь S (м²) размещения горючих веществ в помещении.

В связи с тем, что определение пожарной нагрузки определяется по веществу, имеющему наибольшую низшую теплоту сгорания, то площадь размещения пожарной нагрузки принимается равной полной площади, занятой горючими веществами.

S = F = l · b = 3 · 2,5 = 1,5 м²

Принимаем площадь размещения пожарной нагрузки S = 10 м².

3.14 Определяем удельную пожарную нагрузку g (МДж·м^-2) по формуле (4.1)

 МДж·м^-2

Заключение. В соответствии с табл. 3 помещение бака с дизельным топливом относится к категории В1, так как удельная пожарная нагрузка превышает 2200 МДж·м^-2.

Пример 3

Определение категории помещения бака с дизельным топливом для дизелей пожарной насосной станции ЛПДС «Салавит».

Условия те же, что и в примере 2.

Определим категорию помещения бака с дизельным топливом с помощью номограммы рис. 12 приложения Б.

Точка пересечения значения массы нефтепродуктов G = 578,86 кг и площади размещения пожарной нагрузки S = 10 м² лежит на данной номограмме в области категории В1. Следовательно, помещение бака с дизельным топливом относится к категории B1.

Пример 4

Определение категории участка технического обслуживания грузовых автомобилей гаража на ЛПДС.

1 Исходные данные.

1.1 Основной пожарной нагрузкой в помещении является обслуживаемый автомобиль, составными частями которого является топливо, резина, смазочные масла, искусственные полимерные материалы. Среднее значение количества этих материалов в грузовом автомобиле составляет: дизельное топливо - 120 кг, резина - 118,4 кг, смазочные масла - 18 кг, пенополиуретан - 4 кг, полиэтилен - 1,8 кг, полихлорвинил - 2,6 кг, бумажный картон - 2,5 кг, искусственная кожа - 9 кг. Общая масса горючих материалов 276,3 кг.

1.2 Низшая теплота сгорания этих веществ и материалов составляет:

- дизельное топливо - 43,59 МДж·кг^-1;

- резина - 33,52 МДж·кг^-1;

- смазочные масла - 41,87 МДж·кг^-1;

- пенополиуретан - 24,3 МДж·кг^-1;

- полиэтилен - 47,14 МДж·кг^-1;

- полихлорвинил - 14,31 МДж·кг^-1;

- бумажный картон - 13,4 МДж·кг^-1;

- искусственная кожа - 17,76 МДж·кг^-1.

1.3 Площадь размещения пожарной нагрузки S = 10 м².

1.4 Минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки до покрытия H = 6 м.

2 Расчет

2.1 Определяем пожарную нагрузку Q (МДж) в помещении по формуле (4.2).

Подставляя значения в формулу, получим

Q = 120 · 43,59 + 118,4 · 33,52 + 18 · 41,87 + 4 · 24,3 + 1,8 · 47,14 + 2,6 · 14,31 + 2,5 · 13,4 + 9 · 17,6 = 10365,8 МДж

2.2 Определяем удельную пожарную нагрузку g (МДж·м^-2) по формуле (4.1).

 МДж·м^-2.

2.3 В соответствии с табл. 3 помещение с данной удельной пожарной нагрузкой следует отнести к категории В3.

2.4 Проверим выполняется ли условие, приведенное в формуле (4.6)

Q ³ 0,64 · g · H².

Подставляя значения в формулу, получим 0,64 · 1036,58 · 6² = 23883,3 МДж.

Условие Q ³ 23883,3 МДж не выполняется, так как Q = 10365,8 < 23883,3 МДж. Следовательно, в соответствии с п. 4.6 помещение необходимо отнести к категории В3.

2.5 Рассчитываем предельное значение площади размещения пожарной нагрузки.

0,64 · H² = 0,64 · 6² = 23 м².

2.6 Для определения категории помещения можно воспользоваться номограммой рис. 12 приложения Б, как номограммой для веществ с наиболее близкой теплотой сгорания к рассматриваемым.

Точка пересечения значений массы горючего материала, равной 276,3 кг, и площади размещения пожарной нагрузки, равной 10 м², на этой номограмме лежит в области, соответствующей категории В3, левее вертикальной прямой S = 23 м².

Заключение. Помещение, в котором размещается участок технического обслуживания грузовых автомобилей гаража относится к категории В3.

Пример 5

Определение категории одноэтажного здания технических служб

1 Исходные данные

Общая площадь помещений здания составляет 576 м², в том числе по категориям: А - 9 м², Б - 0 м², В1 - В3 - 18 м², Г - 72 м², Д - 477 м².

Суммарная площадь помещений категорий А и Б составляет 9 м², А, Б, В1 - В3 - 27 м², А, Б, В1 - В3, Г - 99 м².

Помещения категорий А, В1 - В3 не оборудованы установками автоматического пожаротушения.

2 Определение категории здания

Суммарная площадь помещений категорий А и Б составляет 1,5 % площади всех помещений здания или 200 м².

Согласно п.п. 5.3 и 5.4 настоящих норм здание не относится к категориям А или Б.

Суммарная площадь помещений категорий А, Б, В1 - В3 составляет 4,7 % и не превышает 5 % площади всех помещений здания.

Согласно п.п. 5.5 настоящих норм здание не относится к категории В.

Суммарная площадь помещений категорий А, Б, В1 - В3 и Г составляет 17,2 % и превышает 5 % площади всех помещений здания.

Согласно п.п. 5.6 настоящих норм здание относится к категории Г.

Заключение. Здание технических служб относится к категории Г, так как оно не относится к категориям А, Б или В, а суммарная площадь помещений категорий А, Б, В1 - В3 и Г превышает 5 % площади всех помещений здания.

Пример 6

Определение категории автоналивной станции (АСН) для налива бензина в автоцистерны

1 Исходные данные

1.1 Характеристика наружной установки:

- длина технологической площадки l = 40 м,

- ширина технологической площадки b = 8 м,

- количество островков 5 шт.,

1.2 Характеристика вещества:

- наименование - бензин Аи-93 (летний) по ГОСТ 305-82;

- химическая формула - смесь;

- константы уравнения Антуана: A = 4,12311; B = 664,976; C_A = 221,695;

- температура вспышки t_всп = -36 °С;

- нижний концентрационный предел распространения пламени С_НКПР = 1,06 % (об)

1.3 Характеристика технологического блока:

- производительность насоса g = 0,0153 м³·с^-1;

- продолжительность отключения задвижек t_з = 300 с;

- емкость заправляемых цистерн V_a = 6 м³

2 Обоснование расчетного варианта аварии.

2.1 В качестве расчетного варианта аварии принимаем разрушение автомобильной цистерны, заполненной бензином.

2.2 В качестве расчетной температуры нефтепродукта примем абсолютную максимальную температуру воздуха в районе расположения перекачивающей станции по данным строительных норм и правил [3] t_p = 45 °С.

3. Расчет

3.1 В соответствии с положениями подраздела 6.2 настоящих норм определяем количество нефтепродукта, вышедшего на территорию наружной установки в результате аварии. V_a = 6 м³.

3.2 Определяем площадь разлива F_p и испарения бензина F_н (м²).

В соответствии с п. 6.2.2 «г» настоящих норм площадь разлива и испарения нефтепродукта соответствует площади технологической площадки

F_н = F_p = l · b = 40 · 8 = 320 м²

3.3 Определяем молекулярную массу M (кг·кмоль^-1) паров бензина. Из справочных данных [Табл. А1 приложения А] M = 98,2 кг·кмоль^-1.

3.4 В соответствии с п. 6.2.3 настоящих норм определяем расчетную температуру t_p (°С) в климатической зоне расположения ACH. t_p = 45 °C.

3.5 Согласно п. 6.3.5 рассчитываем давление насыщенных паров бензина Р_н (кПа) при расчетной температуре t_p = 45 °C по формуле (3.3.5) настоящих норм.

 кПа.

3.6 В соответствии с п. 6.3.4 настоящих норм рассчитываем интенсивность испарения нефтепродукта W (кг·с^-1·м^-2) по формуле (3.3.3).

W =10^-6 · M^0,5 · P_н = 10^-6 · 98,2^0,5 · 42,6 = 4,2215 · 10^-4 кг · м^-2 · с^-1.

3.7 Определяем продолжительность испарения бензина Т (с) при аварийном разливе по п. 6.2.2 «г» настоящих норм. T = 3600 с.

3.8 Согласно п. 6.3.3 рассчитываем массу паров нефтепродукта m (кг), поступивших в открытое пространство по формуле (3.3.2).

m = W · F_н · T = 4,2215 · 10^-4 · 320 · 3600 = 486,3 кг.

3.9 Рассчитываем плотность паров r (кг·м^-3) бензина по формуле (3.4.2) в зависимости от значений молекулярной массы M и расчетной температуры t_p.

 кг · м^-3.

3.10 Определяем горизонтальный размер R_НКПР (м), ограничивающей паровоздушную смесь в открытом пространстве с концентрацией бензина выше нижнего концентрационного предела распространения пламени C_НКПР по формуле (6.3.1).

Подставляя значения в формулу, получим

 м.

Заключение. В соответствии с табл. 5 настоящих норм автоналивная станция относится к категории А_н, так как в технологическом процессе обращается бензин с температурой вспышки менее 28 °С и при аварийной ситуации может образоваться взрывоопасная зона с концентрацией горючего выше нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР), горизонтальный размер которой R_НКПР превышает 30 м.

Пример 7

Определение категории подземного резервуара вместимостью 25 м³ автозаправочного пункта на ЛПДС «Черкассы»

1 Исходные данные

1.1 Характеристика вещества:

- наименование - бензин Аи-93 (летний);

- химическая формула - смесь;

- константы уравнения Антуана: А = 4,12311; B = 664,976; C_A = 221,695;

- температура вспышки t_всп = -36 °С;

1.2 Характеристика технологического блока:

- Подземный горизонтальный резервуар типа РГП-25 вместимостью 25 м³;

- рабочее давление в резервуаре соответствует давлению насыщенных паров;

- внутренний диаметр резервуара d₀ = 2,76 м;

- длина резервуара l = 4,83 м;

- максимальная площадь горизонтального сечения F_г = 13,3 м².

2 Обоснование расчетного варианта аварии.

2.1 В качестве расчетного варианта аварии принимаем разгерметизацию резервуара в верхней его части (отсутствие уплотняющей прокладки на крышке горловины или дыхательного клапана на трубе деаэрации и т.п.) со свободным выходом паров бензина в открытое пространство.

2.2 Согласно п. 6.2.3 настоящих норм в качестве расчетной температуры нефтепродукта в резервуаре примем абсолютную максимальную температуру воздуха в районе расположения ЛПДС «Черкассы» по данным строительных норм и правил [3] t_p = 39 °С (принята по данным для г. Уфы).

3. Расчет

3.1 Определяем площадь испарения бензина F_н (м²).

В соответствии с принятым вариантом аварии площадь испарения нефтепродукта соответствует максимальной площади горизонтального сечения резервуара.

F_н = F_г = 13,3 м²

3.2 Определяем молекулярную массу M (кг·кмоль^-1) паров бензина. Из справочных данных [Табл. А1 приложения А] M = 98,2 кг·кмоль^-1

3.3 Рассчитываем давление насыщенных паров бензина Р_н (кПа) при расчетной температуре t_p = 39 °С по формуле (3.3.5) настоящих норм.

 кПа

3.4 Согласно п. 6.3.4 настоящих норм рассчитываем интенсивность испарения нефтепродукта W (кг·с^-1·м^-2) по формуле (3.3.3).

W = 10^-6 · M^0,5 · P_н = 10^-6 ·98,2^0,5 · 37,3 = 3,6963 · 10^-4 кг · м^-2 · с^-1.

3.5 Определяем продолжительность испарения бензина T (с) при аварийном разливе по п. 6.2.2 «а» настоящих норм. T = 3600 с.

3.6 В соответствии с п. 6.3.3 рассчитываем массу паров нефтепродукта m (кг), поступивших в открытое пространство по формуле (3.3.2).

m = W · F_н · T = 3,6963 · 10^-4 · 13,3 · 3600 = 17,70 кг

3.7 Рассчитываем плотность паров r (кг·м^-3) бензина по формуле (3.4.2) в зависимости от значений молекулярной массы M и расчетной температуры t_p.

 кг · м^-3.

3.8 Определяем горизонтальный размер зоны R_НКПР (м), ограничивающей паровоздушную смесь в открытом пространстве с концентрацией бензина выше нижнего концентрационного предела распространения пламени C_НКПР по формуле (6.3.1).

Подставляя значения в формулу, получим

 м.

Так как горизонтальный размер зоны R_НКПР (м), ограничивающей паровоздушную смесь в открытом пространстве с концентрацией бензина выше нижнего концентрационного предела распространения пламени С_НКПР менее 30 м, то в соответствии с табл. 5 настоящих норм необходим расчет избыточного давления взрыва.

3.9 Избыточное давление взрыва DP (кПа) паро-воздушной смеси в открытом пространстве рассчитываем по формуле (6.4.3) настоящих норм

Подставляя значения в формулу, получим

DP = 2,6933 · 17,7^0,33 + 0,3366 · 17,7^0,66 + 0,0187 · 17,7 = 9,52 кПа.

Заключение. В соответствии с табл. 5 настоящих норм подземный резервуар вместимостью 25 м³ относится к категории А_н, так как в технологическом процессе обращается бензин с температурой вспышки менее 28 °С и при аварийной ситуации расчетное избыточное давление взрыва паро-воздушной смеси на расстоянии 30 м от резервуара превышает 5 кПа.

Пример 8

Определение категории пожароопасности надземного резервуара с дизельным топливом топливораздаточного пункта ЛПДС

1 Исходные данные

1.1 Характеристика вещества:

- наименование - дизельное топливо марки З;

- химическая формула - смесь;

- константы уравнения Антуана: A = 5,07818; B = 1255,73; C_A = 199,523;

- температура вспышки t_всп = 48 °С;

- молекулярная масса M = 172,3 кг · кмоль^-1;

- теплота сгорания Q_н = 43,59 МДж · кг^-1;

- нижний концентрационный предел распространения пламени С_НКПР = 0,61 % об.;

1.2 Характеристика технологического блока:

- надземный горизонтальный резервуар типа РГС-50 вместимостью 50 м³;

- рабочее давление в резервуаре атмосферное;

- площадь общего обвалования группы резервуаров F_об = 288 м².

2 Обоснование расчетного варианта аварии

2.1 В качестве расчетного варианта аварии принимаем разрушение (повреждение) резервуара при его максимальном уровне взлива с разливом дизельного топлива по всей площади общего обвалования.

2.2 В качестве расчетной температуры нефтепродукта в резервуаре принимаем абсолютную максимальную температуру воздуха на территории России по данным строительных норм и правил [3] t_p = 45 °C.

3 Расчет

3.1 Согласно п. 6.2.2 «а» площадь испарения нефтепродукта равна площади разлива при аварии, в данном случае равна площади обвалования

F_н = F_р = F_об = 288 м²

3.2 Рассчитываем давление насыщенных паров дизельного топлива Р_н (кПа) при расчетной температуре t_p = 45 °С в соответствии с п. 6.3.5 настоящих норм по формуле (3.3.5)

Подставляя значения в формулу, получим

 кПа

3.3 Согласно п. 6.3.4 настоящих норм рассчитываем интенсивность испарения нефтепродукта W (кг·с^-1·м^-2) по формуле (3.3.3).

W = 10^-6 · M^0,5 · Р_н = 10^-6 · 172,3^0,5 · 0,87 = 9,9353 · 10^-6 кг · м^-2 · с^-1.

3.4 В соответствии с п. 6.3.3 рассчитываем массу паров нефтепродукта m (кг), поступивших в открытое пространство по формуле (3.3.2).

m = W · F_н · T = 9,9353 · 10^-6 · 288 · 3600 = 10,3 кг

3.5 Рассчитываем плотность паров r (кг·м^-3) дизельного топлива по формуле (3.4.2) в зависимости от значений молекулярной массы M и расчетной температуры t_p.

 кг · м^-3.

3.6 Определяем горизонтальный размер зоны R_НКПР (м), ограничивающей паровоздушную смесь в открытом пространстве с концентрацией дизельного топлива выше нижнего концентрационного предела распространения пламени С_НКПР по формуле (6.3.1).

Подставляя значения в формулу, получим

 м.

Так как горизонтальный размер зоны R_НКПР (м), ограничивающей паровоздушную смесь в открытом пространстве с концентрацией дизельного топлива выше нижнего концентрационного предела распространения пламени С_НКПР менее 30 м, то в соответствии с табл. 5 настоящих норм необходим расчет избыточного давления взрыва.

3.9 Определяем приведенную массу m_пр (кг) горючих паров по формуле (6.4.2)

 кг

3.10 Избыточное давление взрыва DP (кПа) паро-воздушной смеси в открытом пространстве рассчитываем по формуле (6.4.1) настоящих норм

Подставляя значения в формулу, получим

 кПа

Заключение. В соответствии с табл. 5 настоящих норм надземный резервуар вместимостью 50 м³ относится к категории Б_н, так как в технологическом процессе обращается дизельное топливо с температурой вспышки менее 48 °С и при аварийной ситуации расчетное избыточное давление взрыва паро-воздушной смеси на расстоянии 30 м от резервуара превышает 5 кПа.

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

(рекомендуемое)

Рекомендации по снижению взрывопожарной и пожарной опасности помещений, зданий и наружных установок объектов МНПП

В составе комплекса мер, с помощью которых обеспечивается пожарная безопасность зданий и сооружений, важное место занимают мероприятия, направленные на снижение пожарной опасности размещенных в них производств.

Результатом снижения пожарной опасности технологических объектов является уменьшение возможных материальных потерь вследствие аварий и пожаров, а также снижение вероятности воздействия на человека опасных факторов пожара (ОФП), которая согласно ГОСТ 12.1.004 [13] не должна превышать значения 10^-6.

Категория производственного помещения или наружной установки по взрывопожарной и пожарной опасности в значительной степени зависит от количества нефтепродукта, которое может поступить в помещение или на территорию наружной установки в результате аварии.

Снижение аварийного поступления нефтепродукта в помещение или на территорию наружной установки может быть достигнуто:

- уменьшением времени аварийного истечения нефтепродукта через место повреждения;

- разделением производственного процесса на участки (технологические блоки) отсечными запорными устройствами, позволяющими уменьшить количество аварийного поступления нефтепродукта как непосредственно из аварийного блока, так и из соседних технологических блоков.

Уменьшение времени аварийного истечения нефтепродукта через место повреждения достигается применением автоматической запорной арматуры. Согласно НПБ 105-95 и НПБ 107-97 при определении массы нефтепродукта время аварийного истечения нефтепродукта может быть снижено с 300 с при наличии запорных устройств с ручным приводом до 120 с при наличии автоматических запорных устройств, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов и до времени срабатывания системы автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов.

Другим важным фактором, влияющим на результаты расчетов категорий помещений или наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности, является количество паров нефтепродукта, поступивших в воздух производственного помещения или окружающее пространство наружной установки за время аварийного испарения. Это в свою очередь зависит от площади аварийного разлива и испарения нефтепродукта. Чем меньше эта площадь, тем меньше паров поступает в окружающее пространство и тем меньше объем образующейся взрывоопасной среды в помещении или на территории наружной установки.

Кроме того, площадь пожара оказывает влияние на размеры факела и, следовательно, на величину теплового воздействия на людей, соседние здания и сооружения.

Снижение площади разлившейся жидкости достигается планировочными решениями, устройством обвалований меньшей площади, ограждением технологических площадок бордюрами, бортиками, стенками, установкой аварийных емкостей, поддонов под оборудование, в том числе поддонов самогашения, организацией сбора стоков в канализацию и отвода их в специальные аварийные емкости (амбары, резервуары).

Для снижения пожарной опасности лабораторий пробы нефтепродуктов следует хранить в складах проб, отделенных от остальных лабораторных помещений противопожарными стенами. Доставку проб на анализ следует осуществлять в специальных металлических контейнерах, дно и стенки которых выложены асбестовым картоном.

Для исключения возможного разлива нефтепродуктов в коридорах и других местах по пути доставки проб на анализ и на склад целесообразно пробы подавать через специальный люк в стене между лабораторией и складом проб.

Интенсивность испарения нефтепродуктов и других жидкостей зависит также от температуры, при которой происходит испарение. В таблице 1 настоящих норм приведены категории помещений и наружных установок при расчетной температуре 45 °С - максимальной абсолютной температуре воздуха на территории России. Для объектов МНПП, расположенных в климатических зонах с другой максимальной абсолютной температурой воздуха, установленной строительными нормами и правилами, в расчетах интенсивности испарения следует применять абсолютную температуру данной климатической зоны.

В тех случаях, когда температура нефтепродукта точно установлена технологическим регламентом, в расчетах категории взрывопожароопасности допускается использовать эту температуру или среднее ее значение между температурой нефтепродукта и абсолютной температурой наружного воздуха.

Для уменьшения накопления паров нефтепродуктов в помещении следует применять аварийную вентиляцию с кратностью, обеспечивающей предупреждение образования в помещении взрывоопасной концентрации. При этом вытяжная система должна иметь резервный агрегат, обеспеченный электроснабжением по первой категории надежности в соответствии с ПУЭ.

При определении пожароопасных категорий помещений с горючими жидкостями важное значение имеет площадь размещения пожарной нагрузки. При аварии горючая жидкость может разлиться на значительной площади и даже по всему помещению. При этом площадь разлива следует принимать как площадь размещения пожарной нагрузки и она может превысить предельно допустимую, определяемую из выражения S_доп = 0,64 · Н².

При превышении предельно допустимой площади размещения пожарной нагрузки категория помещения переходит из низшей В4 (B3, В2) в высшую В3 (В2, В1).

Для ограничения площади размещения пожарной нагрузки (площади аварийного разлива жидкости) под оборудованием устраивают поддоны или стенки, ограждающие участок пола производственного или складского помещения. Поддоны или огражденные участки пола должны вмещать все содержимое аппарата (либо большего из них при наличии нескольких аппаратов).

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

Разъяснение
Минстроя России и ГУ ГПС МВД России к новой редакции НПБ 105-95 «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности»

Главным управлением Государственной противопожарной службы МВД России по согласованию с Минстроем России утверждены и с 1 января 1996 г. вводятся в действие нормы пожарной безопасности НПБ 105-95 «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности» взамен ОНТП 24-86/МВД СССР.

Принципиальным отличием НПБ 105-95 является введение новой концепции по разграничению категорий помещений В и Д. К пожароопасной категории В следует относить помещения, в технологическом процессе которых находятся или обращаются горючие материалы, при этом уровень пожарной опасности учитывается введением такого критерия, как пожарная нагрузка и устанавливается дифференцированной классификацией, в соответствии с которой помещения категории В разделяются на 4 категории (В1, В2, В3, В4) в зависимости от удельной временной пожарной нагрузки (в технологии). К категории Д (непожароопасной) относятся помещения, где не применяются и не используются горючие материалы (без учета строительных конструкций).

При этом категории B1, B2 и В3 по требованиям противопожарной защиты в основном соответствуют действующей в настоящее время в строительных нормах и правилах категории В, а категории В4 с практической точки зрения аналогична существующей категории Д (с небольшой пожарной нагрузкой).

Учитывая, что с изменением самой концепции категорирования помещений (В и Д) и введением в действие новых норм НПБ 105-95 требуется разработка и внесение изменений в действующие СНиП, а также доработка раздела 4 «Категорий зданий по взрывопожарной и пожарной опасности» НПБ. Минстрой России совместно с ГУ ГПС МВД России рассмотрели вопросы применения указанных НПБ при проектировании и сообщают, что впредь до внесения соответствующих изменений в строительные нормы и правила при проектировании производственных, складских и сельскохозяйственных помещений и зданий следует руководствоваться следующими положениями при назначении противопожарных мероприятий, указанных в действующих нормах:

- к помещениям категорий B1, B2, В3 следует применять требования, установленные действующими категориями В. При этом для помещений категории В1 необходимо установить более жесткие требования (на 20 %) по нормируемым параметрам путей эвакуации и площади таких помещений (если эта площадь установлена нормами). Для помещений категории В3 допускается в обоснованных случаях эти требования (к площади и путям эвакуации) принимать менее жесткими (на 20 %) по сравнению с действующими требованиями к категории В;

- к помещениям категории В4 следует применять требования, установленные действующими СНиП для категории Д;

- в помещениях, относимых в соответствии с утвержденными НПБ к непожароопасной категории Д (где применяются в технологии только негорючие вещества и материалы), их площадь и параметры путей эвакуации не нормируются;

- при определении категорий зданий (в соответствии с разделом 4 НПБ 105-95 помещения категории B1, B2, В3 учитываются в суммарной площади помещений категории В, а помещения категории В4 - в площади помещений категории Д;

- в здании категории В при наличии помещений категории В1 допустимые этажность или площадь пожарного отсека необходимо уменьшить на 25%.

(Письмо Минстроя России от 25 декабря 1995 г. № СП-601/13

и ГУ ГПС МВД России от 18 декабря 1995 г. № 20/2.2/2449)

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

Список использованных источников информации

1 НПБ 105-95. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности / ГУ ГПС МВД России. - М.: ВНИИПО, 1995. - 25 с.

2 НПБ 107-97. Определение категорий наружных установок по пожарной опасности / ГУ ГПС МВД России. - М.: ВНИИПО, 1997. - 23 с.

3 СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. - М.: Стройиздат, 1983. - 136 с.

4 СНиП 2.04.05-91* Отопление, вентиляция и кондиционирование / Минстрой России. - М.: ГП ЦПП, 1994. - 66 с.

5 РД-17-89. Методические указания по расчету валовых выбросов вредных веществ в атмосферу для предприятий нефтепереработки и нефтехимии / МХНП СССР. - М.: 1990. - 61 с.

6 Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. В 2-х ч. Под ред. И.Г. Староверова. Изд. 3-е перераб. и доп. Ч. I. Отопление, водопровод, канализация / В.Н. Богословский, С.Ф. Копьев, Л.И. Друскин и др. - М.: Стройиздат, 1976. - 429 с.

7 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.

8 ВНТП 3-90. Нормы технологического проектирования разветвленных нефтепродуктопроводов. Госкомнефтепродукт РСФСР. - М.: 1991. - 92 с.

9 Правила пожарной безопасности для предприятий АК «Транснефтепродукт». ВППБ-01-03-96. - М.: Изд. «Нефть и газ», 1997. - 143 с.

10 Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справ. изд.: в 2-х книгах; кн. 1 и 2 / А.Н. Баратов, А.Я. Корольченко, Г.Н. Кравчук и др. - М.: Химия, 1990. - 496 с., 384 с.

11 Правила устройства электроустановок / Минэнерго СССР. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 648 с.: ил.

12 РД 34.03.350-98 Перечень помещений и зданий энергетических объектов РАО «ЕЭС России» с указанием категорий по взрывопожарной и пожарной опасности. - М.: РАО «ЕЭС России», 1998. - 17 с.

13 ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.

14 ГОСТ Р 51105-97 Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия.

15 ГОСТ 2084-77* Бензины автомобильные. Технические условия

16 Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств. ПБ 09-170-97. - М.: ПИО ОБТ, 1999. - 129 с.

17 Перечень категорий помещений и сооружений автотранспортных и авторемонтных предприятий по взрывопожарной и пожарной опасности и классов взрывоопасных и пожароопасных зон по правилам устройства электроустановок. - М.: Минавтотранс РСФСР, 1989. - 37 с.

18 ГОСТ Р 12.3.047-98 ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.

19 Разъяснение Минстроя России и ГУ ГПС МВД России к новой редакции НПБ 105-95 «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности // Письмо Минстроя России от 25 декабря 1995 г. № СП-601/13 и ГУ ГПС МВД России от 18 декабря 1995 г. № 20/2.2/2449.

20 Н.Б. Варгафтик. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. / Изд. второе, дополн. и перераб. - М.: Изд. «Наука», 1972. - 720 с.

21 СНиП II-35-76 Котельные. Нормы проектирования.

22 Волков О.М. Опыт категорирования по взрывопожароопасности нефтяных резервуаров как наружных установок. // Пожарная безопасность, 1999, № 2. С. 66 - 69.

23 Шебеко Ю.Н., Шевчук А.П., Колосов В.А., Смолин И.М., Брилев Д.Р. Оценка индивидуального и социального риска аварии с пожарами и взрывами для наружных технологических установок. // Пожаровзрывобезопасность, 1995, № 1. С. 21 - 29.

24 Ю.Н. Шебеко, В.Л. Малкин, И.М. Смолин, В.А. Колосов, Е.В. Смирнов, А.С. Паршин. Методы оценки поражающих факторов крупных пожаров и взрывов на наружных установках // Пожаровзрывобезопасность, 1999, № 4. - с. 18 - 28.

25 Шебеко Ю.Н., Гордиенко Д.М., Малкин В.Л., Смолин И.М., Колосов В.А., Смирнов Е.В. Оценка индивидуального и социального риска пожаров и взрывов для многотопливной автозаправочной станции. // Пожаровзрывобезопасность, 1999, № 6. С. 42 - 47

26 Трубопроводный транспорт нефтепродуктов / И.Т. Ишмухаметов, С.Л. Исаев, М.В. Лурье, С.П. Макаров. - М.: Изд. «Нефть и газ», 1999. - 300 с.

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ