birmaga.ru
добавить свой файл

1
Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования «Тульский государственный университет»

Кафедра аэрологии, охраны труда и окружающей среды


ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Практическая работа № 1

Определение показателей пожарной опасности

горючих веществ

Вариант № 3

Выполнил:

студент гр. 250261 Косухин К.Ю.

Проверил:

преподаватель

Гейкин Е.К.



Цель работы

Научиться определять показатели пожарной опасности горючих веществ и устанавливать категорию пожарной опасности производства

Задание

Определить категорию пожарной опасности помещения, в котором хранится бутан массой 1 тонна.


Исходные данные

Склад для горючего вещества

Размер помещения: ширина 10 м, длина 10 м, высота 10 м

Расчетная температура: 200С

Вещество: Бутан

Формула: C4H10

Температура вспышки: -690С

Теплота сгорания: 45713 кДж/кг

Характеристика вещества: газообразное горюче вещество

Масса: 1 тонна = 1000 кг

Формула для расчета: , где

Основные теоретические сведения

Пожарная и взрывная опасность веществ и материалов

Горение - сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, характеризующийся самоускоряющимся химическим превращением и сопровождающийся выделением большого количества тепла и света.

Для возникновения и развития горения необходимы: горючее вещество, окислитель и источник воспламенения.

Пожарная и взрывная опасность веществ и материалов определяется показателями (свойствами) характеризующими предельные условия возникновения процесса горения. Набор таких показателей зависит от агрегатного состояния и физико-химических свойств горючих материалов.


1.1 Пожаровзрывоопасность газообразных горючих веществ

В простейшем случае, когда горючим материалом является газообразное вещество, основными показателями являются: концентрационные пределы распространения пламени (КП) или нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения (НКПВ, ВКПВ), скорость распространения пламени , минимальное взрывоопасное содержание кислорода (МВСК), температура самовоспламенения (ТС), давление взрыва (Р).


1.2 Пожаровзрывоопасность жидких и твердых горючих веществ

При оценке пожароопасности жидкости к вышеперечисленным показателям, характеризующим газообразные горючие вещества, добавляются следующие: температура вспышки (ТВСП), температура воспламенения (ТВ).

Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, а также твердые вещества, сгорают в газовой или паровой фазе. Над поверхностью всех жидкостей присутствуют их пары, концентрация которых зависит от температуры жидкости и упругости ее насыщенного пара.

При нагревании горючей жидкости концентрация ее паров в воздухе (над поверхностью испарения) возрастает и при определенной температуре достигает нижнего концентрационного предела, при котором горючая смесь паров жидкости с воздухом может воспламениться, если есть внешний источник зажигания. Такая температура называется температурой вспышки горючей жидкости.

Под вспышкой понимается быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.

Температура вспышки - минимальная температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары или газы способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для последующего горения.

По температуре вспышки горючие жидкости делятся на легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ), для которых Твсп<61°C и горючие жидкости (ГЖ), для которых Твсп>61°C.

Каждая горючая жидкость, кроме температуры вспышки характеризуется температурой воспламенения и самовоспламенения.

Температура воспламенения - минимальная температура горючего вещества, при которой при поднесении источника воспламенения появляется устойчивое горение продолжительностью не менее 5 секунд.

Разница между Твсп и Твоспл для ЛВЖ составляет 1...5°С, а для ГЖ эта разница может достигать десятков°С.

Самовоспламенение - процесс возникновения горения в результате самопроизвольно ускоряющейся, при определенных условиях, реакции окисления горючего вещества до перехода в реакцию горения.

Температура самовоспламенения - минимальная температура горючего вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции, заканчивающейся возникновением пламенного горения.

Пожарная опасность твердых веществ и материалов характеризуется их склонностью к возгоранию и самовозгоранию, а также их горючестью.

Взрывоопасность аэрозолей характеризуется следующими параметрами: НКП, МВСК, dp/dt, Рмах.

Определение категории взрывопожарной опасности производства

Исходя из свойств веществ и условий их применения или обработки, все производства и склады подразделяются по взрывопожарной опасности на пять категорий,

Качественными показателями категорирования являются агрегатные состояния горючих веществ, способных создавать взрывопожароопасные Среды и температуры вспышки, в случае использования ЛВЖ или ГЖ в технологическом процессе.

В зависимости от категории назначаются нормативные требования по планировке, застройке, этажности, выбору строительных материалов и конструкций, инженерного оборудования и т. п.

Категории помещений: А (взрывопожароопасные); Б (взрывопожароопасные); В (пожароопасные); Г, Д (не пожароопасные).

К категории А относятся производства, связанные с применением горючих газов, легковоспламеняющихся жидкостей с температурой вспышки паров до 28°С включительно, в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа; веществ и материалов способных взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом, в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа.

К категории Б относятся производства, связанные с использованием горючих пылей или волокон, легковоспламеняющихся жидкостей с температурой вспышки паров свыше 28 °С; горючих жидкостей в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пыли или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.

К категории В относятся производства, связанные с применением легковоспламеняющихся, горючих и трудногорючих жидкостей, твердых горючих и трудногорючих веществ и материалов, способных при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются или обращаются, не относятся к категории А и Б.

К категории Г относятся производства, связанные с применением негорючих веществ в горячем, раскаленном или расплавленном виде; твердых, жидких или газообразных веществ, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива.

К категории Д относятся производства, связанные с применением негорючих веществ в холодном состоянии.

Количественным показателем категорирования является максимально возможное избыточное давление DР, развиваемое при сгорании взрывоопасной смеси, которая может образоваться в помещении.

Определение избыточного давления

Образование взрывоопасной смеси возможно при неконтролируемом выходе горючих веществ в объем помещения с одновременным выходом из строя вентсистем, или отказом включения аварийной системы вентиляции.

Избыточное давление DР, образовавшееся при взрыве газовоздушной смеси определяют из выражения:

, где


  1. Теплота сгорания горючего вещества:

  2. Начальное давление

  3. Коэффициент, который учитывает попадание горючих газов в зону образованию взрывной среды,

  4. Масса горючего вещества,

  5. Свободный объем помещения с учетом оборудования

  6. Удельная теплоемкость газовой среды в помещении

  7. Плотность газовой среды в помещении до взрыва (при )

  8. Коэффициент, учитывающий работу аварийной вентиляции , где A – кратность воздухообмена помещения,

t – продолжительность аварии или время поступления горючего газа в помещении, ч

  1. Коэффициент, учитывающий не герметичность помещения,

  2. Температура в помещении,

Рассчитаем свободный объем помещения с учетом оборудования:

Т.к. масса бутана составляет 1 тонну и плотность в сжиженном состоянии составляет 0,498 кг/л, то его объем составит 2008,03 л.

Хранить будем в баллонах по 50 литров. Размер одного такого баллона: диаметр 0,3 м, высота 0,96 м.

Всего необходимо баллонов

Объем занимаемый баллонами найдем по формуле нахождения объема цилиндра:


Где n – количество баллонов

r – радиус баллона 0,15м

h – высота баллона 0,96м



Следовательно, свободный объем



Аварийную вентиляцию следует предусматривать в соответствии с нормами технологического проектирования и требованиями ведомственных нормативных документов, утвержденных в установленном порядке и производственных помещениях, в которых возможно внезапное поступление в воздух рабочей зоны больших количеств вредных веществ (кроме пыли). Проектировать аварийную вентиляцию следует, руководствуясь требованиями главы СНиП по проектированию отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также другими нормативными документами, утвержденными в установленном порядке.

Если в ведомственных нормативных документах отсутствуют указания о воздухообмене аварийной вентиляции, то следует предусматривать, чтобы она совместно с постоянно действующей вентиляцией обеспечивала воздухообмен в помещении при необходимости не менее 8 обменов в 1 ч по внутреннему объему помещения.

Следовательно кратность воздухообмена помещения выберем равным 8.



Время поступления горючего газа в помещении возьмем за 1 час





Вывод


Данное помещение, при хранении в нём 1 т бутана является пожаровзрывоопасным и относится к категории А.

Тула 2011