Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






ТИПОВЫЕ ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ КАТЕГОРИЙ ПОМЕЩЕНИЙ И ЗДАНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ



Помещения с горючими газами

Пример 1

1. Исходные данные.

1.1. Аккумуляторное помещение объемом Vп = 27,2 м3 оборудуется аккумуляторными батареями СК-4 из 12 аккумуляторов и СК-1 из 13 аккумуляторов.

1.2. Максимальная абсолютная температура воздуха согласно СНиП 2.01.01-82 [1] в районе строительства 38 °С (г. Екатеринбург).

1.3. Обоснование расчетного варианта наиболее неблагоприятного в отношении взрыва периода.

1.3.1. При расчете избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта принимается наиболее неблагоприятный в отношении взрыва период, связанный с формовкой и зарядкой полностью разряженных батарей с напряжением более 2,3 В на элемент и наибольшим значением зарядного тока, превышающим в четыре раза максимальный зарядный ток.

1.3.2. Происходит зарядка аккумуляторных батарей с максимальной номинальной емкостью (А · ч). Количество одновременно заряжаемых батарей устанавливается в зависимости от эксплуатационных условий, мощности и напряжения внешнего источника тока. Продолжительность поступления водорода в помещение соответствует конечному периоду зарядки при обильном газовыделении и принимается равным 1 ч (Т = 3600 с).

1.3.3. За расчетную температуру принимается максимальная абсолютная температура наружного воздуха в населенном пункте (климатической зоне) согласно СНиП 2.01.01-82 [1].

1.4. Расчет поступающего в помещение водорода при зарядке аккумуляторных батарей.

1.4.1. Масса водорода, выделившегося в одном элементе при установившемся динамическом равновесии между силой зарядного тока и количеством выделяемого газа, составляет

кг · А-1 · с-1,

где F = 9,65 · 104 А · с · моль-1 - постоянная Фарадея; А - атомная единица массы водорода, равная 1 а.е.м = 1 · 10-3 кг - моль-1; Z = 1-валентность водорода; I - сила зарядного тока, А; Т - расчетное время зарядки, с.

1.4.2. Объем водорода, поступающего в помещение при зарядке нескольких батарей, м3, можно определить из выражения

,

где rг - плотность водорода при расчетной температуре воздуха, кг · м -3; Ii - максимальный зарядный ток i-й батареи, А; ni - количество аккумуляторов i-й батареи.



Плотность водорода определяется по формуле

, кг · м-3,

где М - масса одного киломоля водорода, равная 2 кг · кмоль-1; V0 - объем киломоля газа при нормальных условиях, равный 22,413 м3 · кмоль-1; a = 0,00367 град-1 - коэффициент температурного расширения газа; tp - расчетная температура воздуха, °С.

Максимальная сила зарядного тока принимается по ГОСТ 825-73 "Аккумуляторы свинцовые для стационарных установок".

1.5. Стехиометрическая концентрация водорода Сст рассчитывается по формуле (3) НПБ 105-95

(об.);

.

1.6. Плотность водорода при расчетной температуре воздуха будет равна

кг · м-3.

1.7. Объем водорода, поступающего в аккумуляторное помещение при зарядке двух батарей СК-4 и СК-1, составит

кг · м-3.

1.6. Свободный объем аккумуляторного помещения составит

V = 0,8 · Vп = 0,8 · 27,2 = 21,76 м3

2. Избыточное давление взрыва DР водорода в аккумуляторном помещении согласно формуле (2) Пособия (Vн = т/rг) будет равно

кПа

Так как расчетное избыточное давление взрыва более 5 кПа, то аккумуляторное помещение следует относить к категории А.

3. Расчет избыточного давления взрыва водорода DР в аккумуляторном помещении с учетом работы аварийной вентиляции (по п. 3.7 НПБ 105-95 [2], продолжительность поступления водорода з объем помещения Т= 3600 с).



3.1. При кратности воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, равной 8 ч-1, объем водорода, поступающего в помещение, составит

м3.

Избыточное давление взрыва DP при этом будет равно

кПа

3.2. При оборудовании аккумуляторного помещения аварийной вентиляцией с кратностью воздухообмена А = в ч-1, отвечающей требованиям п. 3.7 НПБ 105-95, СНиП 2.04.05-91 * [3] и ПУЭ [4], допускается не относить аккумуляторное помещение к категории А.

Согласно п. 2.2 и табл.1 НПБ 105-95 при расчетном давлении взрыва менее 5 кПа аккумуляторное помещение следует относить к категории В4.

Пример 2

1. Исходные данные.

1.1. Пост диагностики автотранспортного предприятия для грузовых автомобилей, работающих на сжатом природном газе. Объем помещения Vп = 300 м3 Свободный объем помещения Vсв = 0,8 · Vп= 0,8 · 300 = 240 м3. Объем баллона со сжатым природным газом V = 50 л = 0,05 м3. Давление в баллоне P1 = 2 · 104 кПа.

1.2. Основной компонент сжатого природного газа - метан (98 % (об.)). Молярная масса метана М = 16,04 кг · кмоль-1.

2. Обоснование расчетного варианта аварии.

При определении избыточного давления взрыва DР в качестве расчетного варианта аварии принимается разгерметизация одного баллона со сжатым природным газом и поступление его в объем помещения. За расчетную температуру принимается максимальная абсолютная температура воздуха в данном районе (Москва) согласно СНиП 2.01.01-82 tр = 37 °С.

Плотность метана при tp = 37 °С

кг · м-3.

3. Масса поступившего в помещение при расчетной аварии метана т определяется по формулам (6) и (7) НПБ 105-95:

Va = 0,01 · 2 · 104 · 0,05 = 10м3;

m =10 · 0,6301 = 6,301 кг.

4. Избыточное давление взрыва DР, определенное по формуле (9) или номограмме (рис. 19) Пособия, составит

DР = 2,36 · 103 · 6,301/240 = 62 кПа.

По номограмме при m/Vcв · 104 = 6,301/240 · 104 = 262,5

DР > 12кПа.

5. Расчетное избыточное давление взрыва превышает 5 кПа, следовательно, помещение поста диагностики относится к категории А.

 

Пример 3

1. Исходные данные.

1.1. Помещение участка наращивания кремния. Наращивание поликристалла кремния осуществляется методом восстановления тетрахлорида кремния в атмосфере водорода на двух установках с давлением в их реакторах P1= 200 кПа. Водород подается к установкам от коллектора, расположенного за пределами участка, по трубопроводу из нержавеющей стали диаметром d = 0,02 м (радиусом r = 0,01 м) под давлением Р2 = 300 кПа. Суммарная длина трубопровода от автоматической задвижки с электроприводом, расположенной за пределами участка, до установок составляет L1 = 15 м. Объем реактора V = 0,09 м3 Температура раскаленных поверхностей реактора t = 1200 °С. Время автоматического отключения по паспортным данным Та = 3 с. Расход газа в трубопроводе q = 0,06 м3 · с-1. Размеры помещения LxSxH = 15,81 х 15,81 х 6 м. Объем помещения Vп = 1500 м3. Свободный объем помещения V=0,8 · 1500 = 1200 м3. Площадь помещения F = 250 м2.

1.2. Молярная масса водорода М = 2,016 кг · кмоль-1. Нижний концентрационный предел распространения пламени водорода СНКПР = 4,1 % (об.). Стехиометрическая концентрация водорода Сст = 29,24 % (об.). Максимальное давление взрыва водорода Рmах = 730 кПа. Тетрахлорид кремния - негорючее вещество. Образующиеся в результате химической реакции вещества - негорючие.

2. Обоснование расчетного варианта аварии.

При определении избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта аварии принимается разгерметизация одного реактора и выход из него и подводящего трубопровода водорода в объем помещения. За расчетную температуру принимается максимальная абсолютная температура воздуха в данном районе (г. Воронеж) согласно СНиП 2.01.01-82 tp=41 °С. Плотность водорода при tp = 41 °С

кг · м-3.

Расчетное время отключения трубопровода по п. 3.2 в) НПБ 105-95 Та = 120 с.

3. Масса поступившего в помещение при расчетной аварии водорода т определяется по формулам (6) - (10) НПБ 105-95:

Va = 0,01 · 200 · 0,09 = 0,18 м3;

V = 0,06 · 120 = 7,2 м3;

V = 0,01 · 3,14 · 300 · 0,012 · 15 = 0,014 м3;

Vт = 7,2 + 0,014 = 7,214 м3;

m = (0,18+7,214) · 0,0782 = 0,5782 кг.

4. Определение коэффициента участия водорода во взрыве Z проводим в соответствии с приложением НПБ 105-95.

4.1. Средняя концентрация водорода в помещении Cср составит

(об.).

Сср = 0,62 % (об.) < 0,5 · СНКПР = 0,5 · 4,1 = 2,05 % (об.), следовательно, можно определить значение коэффициента участия водорода во взрыве Z расчетным методом.

4.2. Значение предэкспоненциального множителя С0 составит

(об.).

4.3. Расстояния ХНКПР, уНКПР и Zи НКПРи составят:и

м;

м.

4.4. Расчетное значение коэффициента Z будет равно

.

5. Избыточное давление взрыва DР согласно формуле (1) НПБ 105-95 составит

кПа.

6. Расчетное избыточное давление взрыва менее 5 кПа. Помещение участка наращивания кремния не относится к категории А. Согласно п. 2.2 и табл. 1 НПБ 105-95 при расчетном давлении взрыва менее 5 кПа данное помещение следует относить к категории В4.


Просмотров 4770

Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2020 год. Все права принадлежат их авторам!