ГОСТ 12.1.004-91 (1999), часть 6

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6
• часть 7
• часть 8
• часть 9
• часть 10

Откуда вероятность появления в объеме помещения, достаточного для образования горючей смеси количества этилена, равна

Учитывая, что в объеме помещения постоянно имеется окислитель, получим

Тогда вероятность образования горючей смеси этилена с воздухом в объеме помещения будет равна

Основными источниками зажигания взрывоопасного этиленовоздушного облака в помещении могут быть электроприборы (в случае их несоответствия категории и группе взрывоопасной среды), открытый огонь (при проведении огневых работ), искры от удара (при различных ремонтных работах) и разряд атмосферного электричества.

Пожарно-техническим обследованием отделения компрессии установлено, что пять электросветильников марки ВЗГ в разное время в течение 120, 100, 80, 126 и 135 ч эксплуатировались с нарушением щелевой защиты.

Вероятность нахождения электросветильников в неисправном состоянии равна

Так как температура колбы электролампочки мощностью 150 Вт равна 350 °С, а температура самовоспламенения этилена 540 °С, следовательно, нагретая колба не может быть источником зажигания этиленовоздушной смеси.

Установлено, что за анализируемый период времени в помещении 6 раз проводились газосварочные работы по 6, 8, 10, 4, 3 и 5 ч каждая. Поэтому вероятность появления в помещении открытого огня будет равна

Так как температура пламени газовой горелки и время ее действия значительно превышают температуру воспламенения и время, необходимое для зажигания этиленовоздушной смеси, получаем, что

Ремонтные работы с применением искроопасного инструмента в помещении за анализируемый период времени не проводились.

Вычисляем вероятность появления в помещении разряда атмосферного электричества.

Помещение расположено в местности с продолжительностью грозовой деятельности 50 с × год^-1 , поэтому п = 6 км^-2 × год^-1 . Отсюда, в соответствии с формулой (5) приложения 3 число ударов молнии в здание равно

Тогда вероятность прямого удара молнии будет равна

Вычисляем вероятность отказа исправной молниезащиты типа Б здания компрессорной по формуле (52) приложения 3

Таким образом, вероятность поражения здания молнией равна

Пожарно-техническим обследованием установлено, что защитное заземление, имеющееся в здании, находится в исправном состоянии, поэтому

Тогда

Учитывая параметры молнии получим

Откуда

Таким образом, вероятность взрыва этиленовоздушной смеси в объеме помещения будет равна:

Рассчитаем вероятность возникновения пожара в помещении компрессорной. Наблюдение за объектом позволило установить, что примерно 255 ч × год^-1 в помещении компрессорной, в нарушение правил пожарной безопасности, хранились разнообразные горючие материалы (ветошь, деревянные конструкции, древесные отходы и т.п.), не предусмотренные технологическим регламентом.

Поэтому вероятность появления в помещении горючих веществ равна

Откуда вероятность образования в цехе пожароопасной среды равна

Из зафиксированных тепловых источников, которые могут появиться в цехе, источником зажигания для твердых горючих веществ является только открытый огонь и разряды атмосферного электричества. Поэтому вероятность возникновения в отделении компрессии пожара равна

Таким образом, вероятность того, что в отделении компрессии произойдет взрыв либо в самом компрессоре, либо в объеме цеха составит значение

.

Вероятность того, что в компрессорной возникнет пожар или взрыв, равна:

1.3. Заключение

Вероятность возникновения в компрессорной взрыва равна 2,7 × 10^-7 в год, что соответствует одному взрыву в год в 3703704 аналогичных зданиях, а вероятность возникновения в нем или взрыва, или пожара равна 1,9 × 10^-4 в год, т. е. один пожар или взрыв в год в 5263 аналогичных помещениях.

2. Рассчитать вероятность возникновения пожара в резервуаре РВС-20000 НПС “торголи”

2.1. Данные для расчета

В качестве пожароопасного объекта взят резервуар с нефтью объемом 20000 м³ . Расчет ведется для нормальной эксплуатации технически исправного резервуара.

Средняя рабочая температура нефти Т =311 К. Нижний и верхний температурные пределы воспламенения нефти равны: Т _н.п.в =249 К, Т _в.п.в = 265 К. Количество оборотов резервуара в год П _об =24 год^-1 . Время существования горючей среды в резервуаре при откачке за один оборот резервуара t _отк =10 ч (исключая длительный простой). Радиус резервуара РВС=2000 R =22,81 м. Высота резервуара H _р =11,9 м. Число ударов молний п = 6 км^-2 × год^-1 . На резервуаре имеется молниезащита типа Б, поэтому b _б =0,95.

Число искроопасных операций при ручном измерении уровня N _з.у = 1100 год^-1 . Вероятность штиля (скорость ветра и £ 1 м × с^-1 ), Q _ш (u £ 1) = 0,12. Число включений электрозадвижек N _э.з =40 × год^-1 . Число искроопасных операций при проведении техобслуживания резервуара N _Т.О =24 год^-1 . Нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения нефтяных паров С _и.к.п.в =0,02% (по объему), С _и.к.п.в =0,1% (по объему). Производительность, операции наполнения g =0,56 м ³ × c ^-1 . Рабочая концентрация паров в резервуаре С =0,4% (по объему). Продолжительность выброса богатой смеси t _бог =5 ч.

2. Расчет

Так как на нефтепроводах средняя рабочая температура жидкости (нефти) выше среднемесячной температуры воздуха, то за расчетную температуру поверхностного слоя нефти принимаем .

Из условия задачи видно, что >_в.к.п.в , поэтому при неподвижном уровне нефти вероятность образования горючей cмеси внутри резервуара равна нулю (ГС )=0, а при откачке нефти равна

.

Таким образом вероятность образования горючей среды внутри резервуара в течение года будет равна

.

Вычислим число попадании молнии в резервуар то формуле (5.1) приложения 3

.

Тогда вероятность прямого удара молнии в резервуар в течение года, вычисленная по формуле (49) приложения 3, равна

.

Вычислим вероятность отказа молниезащиты в течение года при исправности молниеотвода по формуле (52) приложения 3.

Таким образом, вероятность поражения молнией резервуара, в соответствии с формулой (48) приложения 3, равна

Обследованием установлено, что имеющееся на резервуаре защитное заземление находится в исправном состоянии, поэтому вероятность вторичного воздействия молнии на резервуар и заноса в него высокого потенциала равна нулю

Появление фрикционных искр в резервуаре возможно только при проведении искроопасных ручных операций при измерении уровня и отборе проб. Поэтому вероятность Q _р (ТИ ₃ ) в соответствии с формулами (49 и 55) приложения 3 равна

В этой формуле Q ( ОП ) = 1,52 × 10^-3  — вероятность ошибки оператора, выполняющего операции измерения уровня.

Таким образом, вероятность появления в резервуаре какого-либо теплового источника в соответствии с приложением 3 равна

Полагая, что энергия и время существования этих источников достаточны для воспламенения горючей среды, т. е. Q _р (B ) = l из приложения 3 получим Q _р (ИЗ/ГС ) = 5,4 × 10^-3 .

Тогда вероятность возникновения пожара внутри резервуара в соответствии с формулой (38) приложения 3, равна

Из условия задачи следует, что рабочая концентрация паров в резервуаре выше верхнего концентрационного предела воспламенения, т.е. в резервуаре при неподвижном слое нефти находится негорючая среда. При наполнении резервуара нефтью в его окрестности образуется горючая среда, вероятность выброса которой можно вычислить по формуле ( 42) приложения 3

Во время тихой погоды (скорость ветра меньше 1 м × с^-1 ) около резервуара образуется взрывоопасная зона, вероятность появления которой равна

Диаметр этой взрывоопасной зоны равен

Определим число ударов молнии во взрывоопасную зону

Тогда вероятность прямого удара молнии в данную зону равна

Так как вероятность отказа молниезащиты Q _р (t ₁ ) = 5 × 10^-2 , то вероятность поражения молнией взрывоопасной зоны равна

Откуда Q _в.з (ТИ ₁ )=7 × 10^-3 .

Вероятность появления около резервуара фрикционных искр равна

Наряду с фрикционными искрами в окрестностях резервуара возможно появление электрических искр замыкания и размыкания контактов электрозадвижек. Учитывая соответствие пополнения электрозадвижек категории и группе взрывоопасной смеси, вероятность появления электрических искр вычислим по формулам (49 и 54) приложения 3.

Таким образом, вероятность появления около резервуара какого-либо теплового источника в соответствии с приложением 3 составит значение

Полагая, что энергия и время существования этих источников достаточны для зажигания горючей среды, из формулы (49) приложения 3 получим при Q _в =1

Тогда вероятность возникновения взрыва в окрестностях резервуара в соответствии с формулой (39) приложения 3 равна

Откуда вероятность возникновения в зоне резервуара либо пожара, либо взрыва составит значение

2.3. Заключение

Вероятность возникновения в зоне резервуара пожара или взрыва составляет 2, 9 × 10^-4 , что соответствует одному пожару или взрыву в год в массиве из 3448 резервуаров, работающих в условиях, аналогичных расчетному.

3. Определить вероятность воздействия ОФП на людей при пожаре в проектируемой 15-этажной гостинице при различных вариантах системы противопожарной защиты.

3.1. Данные для расчета

В здании предполагается устройство вентиляционной системы противодымной защиты (ПДЗ) с вероятностью эффективного срабатывания R ₁ =0 ,95 и системы оповещения людей о пожаре (ОЛП) с вероятностью эффективного срабатывания R ₂ =0,95. Продолжительность пребывания отдельного человека в объекте в среднем 18 ч × сут^-1 независимо от времени года. Статистическая вероятность возникновения пожара в аналогичных объектах в год равна 4 × 10^-4 . В качестве расчетной ситуации принимаем случай возникновения пожара на первом этаже. Этаж здания рассматриваем как одно помещение. Ширина поэтажного коридора 1,5 м, расстояние от наиболее удаленного помещения этажа до выхода в лестничную клетку 40 м, через один выход эвакуируются 50 человек, ширина выхода 1,21 м. Нормативную вероятность принимаем равной 1 × 10^-6 , вероятность Р _дв , равной 1 × 10^-3 .

3.2. Расчет

Оценку уровня безопасности определяем для людей, находящихся на 15-м этаже гостиницы (наиболее удаленном от выхода в безопасную зону) при наличии систем ПДЗ и ОЛП. Так как здание оборудовано вентиляционной системой ПДЗ, его лестничные клетки считаем незадымляемыми. Вероятность Q _в вычисляем по формуле (33) приложения 2

.

Учитывая, что отдельный человек находится в гостинице 18 ч, то вероятность его присутствия в здании при пожаре принимаем равной отношению . С учетом этого окончательно значение будет равно 0,75 × 10 ^-6 , что меньше . Условие формулы (2) приложения 2 выполняется, поэтому безопасность людей в здании на случай возникновения пожара обеспечена. Рассмотрим вариант компоновки противопожарной защиты без системы оповещения. При этом время блокирования эвакуационных путей t _бл на этаже пожара принимаем равным 1 мин в соответствии с требованиями строительных норм и правил проектирования зданий и сооружений. Расчетное время эвакуации t _р , определенное в соответствии с теми же нормами, равно 0,47 мин. Время начала эвакуации t _н.э , принимаем равным 2 мин. Вероятность эвакуации P _э.п для этажа пожара вычисляем по формуле (5) приложения 2.

.

Вероятность Q _в вычисляем по формуле (3) приложения 2.

Поскольку Q _в > , то условие безопасности для людей по формуле (2) приложения 2 на этаже пожара не отвечает требуемому, — и, следовательно, в рассматриваемом объекте не выполняется при отсутствии системы оповещения.

4. Определить категорию и класс взрывоопасной зоны помещения, в котором размещается технологический процесс с использованием ацетона.

4.1. Данные для расчета

Ацетон находится в аппарате с максимальным объемом заполнения V _ап , равным 0 ,07 м³ , и в центре помещения над уровнем пола. Длина L ₁ напорного и обводящего трубопроводов диаметром d 0,05. м равна соответственно 3 и 10м. Производительность q насоса 0,01 м³ × мин^-1 . Отключение насоса автоматическое. Объем V _л помещения составляет 10000 м³ (48х24х8,7). Основные строительные конструкции здания железобетонные, и предельно допустимый прирост давления для них составляет 25 кПа. Кратность А аварийной вентиляции равна 10 ч^-1 .

Скорость воздушного потока и в помещении при работе аварийной вентиляции равна 1,0 м × с^-1 . Температура ацетона равна температуре воздуха и составляет 293 К. Плотность r ацетона 792 кг × м^-3 .

4.2. Расчет

Объем ацетона м³ , вышедшего из трубопроводов, составляет

где t  — время автоматического отключения насоса, равное 2 мин.

Объем поступившего ацетона, м³ , в помещение

.

Площадь разлива ацетона принимаем равной 116 м² .

Скорость испарения (W _исп ), кг × с^-1 × м, равна

Масса паров ацетона ( М _п ) , кг, образующихся при аварийном разливе равна

Следовательно, принимаем, что весь разлившийся ацетон, кг, за время аварийной ситуации, равное 3600 с, испарится в объем помещения, т. е.

Стехиометрическая концентрация паров ацетона при b =4 равна

Концентрация насыщенных паров получается равной

Отношение С _н /(1,9 × С_ст )>1, следовательно, принимаем Z =0,3.

Свободный объем помещения, м³

Время испарения, ч, составит

.

Коэффициент получается равным

Максимально возможная масса ацетона, кг

Поскольку m _п (91,9 кг)<m_max ( 249,8 кг), то помещение в целом относится к невзрывопожароопасным.

Расстояния X _н.к.п.в , Y _н.к.п.в и Z _н.к.п.в составляют при уровне значимости Q = 5 × 10 ^-2

где

4.3. Заключение

Таким образом, взрывобезопасные расстояния составляют соответственно R _б >7,85 м и Z _б >3 м.

Взрывоопасная зона с размерами R _б £ 7,85 м и Z _б £ 3 м относится к классу В-1а. Схематически взрывоопасная зона изображена на черт. 9.

1 - помещение; 2 - аппарат; 3 - взрывоопасная зона

Черт. 9

5. Определить категорию производства, в котором находится участок обработки зерна и циклон для определения зерновой пыли в системе вентиляции.

5.1. Данные для расчета

Масса зерновой пыли, скапливающейся в циклоне m _а , составляет 20000 г. Производительность циклона q по пыли составляет 100 г × мин^-1 . Время t автоматического отключения циклона r не более 2 мин. Свободный объем помещения V _св , равен 10000 м³ . Остальные исходные данные: m _x = 500 г; b ₁ = 1; п = 14; K _у = 0,6; К _r = 1; К _в.з = 1; К_п = 1; Q = 16700 кДж × кг^-1 ; Т ₀ = 300 К; С _р = 1,0 кДж × кг^-1 ; Т ₀ = 300 К; C _р = l,0 кДж × кг ^-1 ; r _в = 1, 29 кг × м^-3 ; Р _доп =25 кПа; Р ₀ = 101 кПа; Z = 1,0.

5.2. Расчет

Масса отложившейся пыли к моменту очередной уборки г, составит

Расчетная масса пыли, г, участвующей в образовании взрывоопасной смеси, равна

Максимально возможную массу горючей пыли, кг, вычисляем по формуле

5.3. Заключение

Значение m _р не превышает m _max , следовательно, помещение не относится к взрывопожароопасным.

6. Рассчитать вероятность возникновения пожара от емкостного пускорегулирующего аппарата (ПРА) для люминесцентных ламп на W =40 Вт и U =220 В.

6.1. Данные для расчета приведены в табл. 13.

В результате испытаний получено:

Таблица 13

6.2. Расчет

Расчет возникновения пожара от ПРА ведем по приложению 5, ПРА является составной частью изделия с наличием вокруг него горючего материала (компаунд, клеммная колодка); произведение вероятностей Q (ПР )хQ ( НЗ ) обозначим через Q ( а _i ); тогда из приложения 5 можно записать

где Q _а  — нормативная вероятность возникновения пожара при воспламенении аппарата, равная 10^-6 ;

Q (B )  — вероятность воспламенения аппарата или выброса из него пламени при температуре поверхности ПРА (в наиболее нагретом месте), равной или превышающей критическую;

Q (а _i )  — вероятность работы аппарата в i -м (пожароопасном) режиме;

Q (T _i )  — вероятность достижения поверхностью аппарата (в наиболее нагретом месте) критической (пожароопасной) температуры, которая равна температуре воспламенения (самовоспламенения) изоляционного материала;

k  — число пожароопасных аномальных режимов работы, характерное для конкретного исполнения ПРА.

Для оценки пожарной опасности проводим испытание на десяти образцах ПРА. За температуру в наиболее нагретом месте принимаем среднее арифметическое значение температур в испытаниях

Дополнительно определяет среднее квадратическое отклонение

Вероятность (Q (T _i )) вычисляем по формуле (156) приложения 5

где Q _i — безразмерный параметр, значение которого выбирается по табличным данным, в зависимости от безразмерного параметра a _i , в распределении Стьюдента.

Вычисляем ( a _i ) по формуле

где T _к  — критическая температура.

Значение (Т _к ) применительно для ПРА вычисляем по формуле

где T _дj , T _вj  — температура; j -го аппарата (в наиболее нагретом месте), соответственно, при появлении первого дыма и при “выходе” аппарата из строя (прекращении тока в цепи).

Значение Q (B ) вычисляем по формуле (155) приложения 5 при п =10.

Значение критической температуры (T _к ) составило 442, 1 К, при этом из десяти испытуемых аппаратов у двух был зафиксирован выброс пламени (m =1 Q (B )=0,36).

Результаты расчета указаны в табл. 14.

Таблица 14

6.3. Заключение

Таким образом, расчетная вероятность возникновения пожара от ПРА равна

Q _п = l (0,06 × 0+0,l × 0+0,006 × 0,000 33) × 0,36=7,1 × 10^-7 ,

что меньше 1 × 10^-6 , т. е. ПРА пожаробезопасен.

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Справочное

ТРЕБОВАНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПО СОВМЕСТНОМУ ХРАНЕНИЮ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ

Требования предназначаются для всех предприятий, организаций и объектов независимо от их ведомственной подчиненности, имеющих склады или базы для хранения веществ и материалов.

Требования не распространяются на взрывчатые и радиоактивные вещества и материалы, которые должны храниться и перевозиться по специальным правилам.

Ведомственные документы, регламентирующие пожарную безопасность при хранении веществ и материалов, должны быть приведены в соответствии с настоящими Требованиями.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Возможность совместного хранения веществ и материалов определяется на основании количественного учета показателей пожарной опасности, токсичности, химической активности, а также однородности средств пожаротушения.

1.2. В зависимости от сочетания свойств, перечисленных в п. 1.1, вещества и материалы могут быть совместимыми или несовместимыми друг с другом при хранении.

1.3. Несовместимыми называются такие вещества и материалы, которые при хранении совместно (без учета защитных свойств тары или упаковки);

увеличивают пожарную опасность каждого из рассматриваемых материалов и веществ в отдельности;

вызывают дополнительные трудности при тушении пожара;

усугубляют экологическую обстановку при пожаре (по сравнению с пожаром отдельных веществ и материалов, взятых в соответствующем количестве);

вступают в реакцию взаимодействия друг с другом с образованием опасных веществ.

1.4. По потенциальной опасности вызывать пожар, усиливать опасные факторы пожара, отравлять среду обитания (воздух, воду, почву, флору, фауну и т. д.), воздействовать на человека через кожу, слизистые оболочки дыхательных путей путем непосредственного контакта или на расстоянии как при нормальных условиях, так и при пожаре, вещества и материалы делятся на разряды:

безопасные;

малоопасные;

опасные;

особоопасные.

В зависимости от разряда вещества и материала назначаются условия его хранения (см. п. 1.5 -1.9).

1.5. К безопасным относят негорючие вещества и материалы в негорючей упаковке, которые в условиях пожара не выделяют опасных (горючих, ядовитых, едких) продуктов разложения или окисления, не образуют взрывчатых или пожароопасных, ядовитых, едких, экзотермических смесей с другими веществами.

Безопасные вещества и материалы следует хранить в помещениях или на площадках любого типа (если это не противоречит техническим условиям на вещество) .

1.6. К малоопасным относят такие горючие и трудногорючие вещества и материалы, которые не относятся к безопасным (п. 1.5) и на которые не распространяются требования ГОСТ 19433.

Малоопасные вещества разделяют на следующие группы:

а) жидкие вещества с температурой вспышки более 90°С;

б) твердые вещества и материалы, воспламеняющиеся от действия газовой горелки в течение 120 с и более;

в) вещества и материалы, которые в условиях специальных испытаний способны самонагреваться до температуры ниже 150 ^о С за время более 24 ч при температуре окружающей среды 140 °С;

г) вещества и материалы, которые при взаимодействии с водой выделяют воспламеняющиеся газы с интенсивностью менее 0,5 дм³ кг^-1 × ч^-1 ;

д) вещества и материалы ядовитые со среднесмертельной дозой при введении в желудок более 500 мг × кг^-1 (если они жидкие) или более 2000 мг × кг^-1 (если они твердые) или со среднесмертельной дозой при нанесении на кожу более 2500 мг × кг^-1 или со среднесмертельной дозой при вдыхании более 20 мг × дм^-3 ;

е) вещества и материалы слабые едкие и (или) коррозионные со следующими показателями: время контакта, в течение которого возникает видимый некроз кожной ткани животных (белых крыс), более 24 ч, скорость коррозии стальной (Ст3) и алюминиевой (А6) поверхности менее 1 мм в год.

1.7. К малоопасным относятся также негорючие вещества и материалы по п. 1.6 в горючей упаковке.

Малоопасные вещества и материалы допускается хранить в помещениях всех степеней огнестойкости (кроме V степени).

1.8. К опасным относятся горючие и негорючие вещества и материалы, обладающие свойствами, проявление которых может привести к взрыву, пожару, гибели, травмированию, отравлению, облучению, заболеванию людей и животных, повреждению сооружений, транспортных средств. Опасные свойства могут проявляться как при нормальных условиях, так и при аварийных, как у веществ в чистом виде, так и при взаимодействии их с веществами и материалами других категорий по ГОСТ 19433.

Опасные вещества и материалы необходимо хранить в складах I и II степени огнестойкости.

1.9. К особоопасным относятся такие опасные (см. п. 1.8) вещества и материалы, которые имеют несколько видов опасностей по ГОСТ 19433.

Особо опасные вещества и материалы необходимо хранить в складах I и II степени огнестойкости преимущественно в отдельно стоящих зданиях.

2. УСЛОВИЯ СОВМЕСТНОГО ХРАНЕНИЯ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ

2.1. Вещества и материалы, относящиеся к разряду особоопасных, при хранении необходимо располагать так, как указано в табл. 15 (см. бандероль).

2.2. Вещества и материалы, относящиеся к разряду опасных, при хранении необходимо располагать так, как указано в табл. 16 (см. бандероль).

2.3. В порядке исключения допускается хранение особоопасных и опасных веществ и материалов в одном складе. При этом их необходимо располагать так, как указано в табл. 17 (см. бандероль).

2.4. В одном помещении склада запрещается хранить вещества и материалы, имеющие неоднородные средства пожаротушения.

Таблица 15

Разделение особоопасных веществ и материалов при хранении

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6
• часть 7
• часть 8
• часть 9
• часть 10