ПБ 09-170-97, часть 6
Ориентировочно значение G" = G" 4 + G" 5 определяется по температуре кипения пролитой жидкости и давлению насыщения пара Р н при расчетной температуре, а также по табл. 4.
Таблица 5
Показатели категорий взрывоопасности технологических блоков
|
Категория взрывоопасности |
Qв |
m, кг |
|
I |
> 37 |
> 5000 |
|
II |
27 - 37 |
2000 - 5000 |
|
III |
< 27 |
< 2000 |
Для конкретных условий, когда площадь твердой поверхности пролива жидкости окажется больше или меньше 50 м2 (F п 50), производится пересчет массы испарившейся жидкости по формуле:
.
(21)
2. По значениям общих энергетических потенциалов взрывоопасности Е определяются величины приведенной массы и относительного энергетического потенциала, характеризующих взрывоопасность технологических блоков.
2.1. Общая масса горючих паров (газов) взрывоопасного парогазового облака т, приведенная к единой удельной энергии сгорания, равной 46 000 кДж/кг:
т = E /4,6 · 104 . (22)
2.2. Относительный энергетический потенциал взрывоопасности Q в технологического блока, который может находиться расчетным методом по формуле:
(23)
По значениям относительных энергетических потенциалов Q в и приведенной массе парогазовой среды т осуществляется категорирование технологических блоков.
Показатели категории взрывоопасности технологических блоков приведены в табл. 5.
3. С учетом изложенных в данном приложении основных принципов могут разрабатываться методики расчетов и оценки уровней взрывоопасности блоков для типовых технологических линий или отдельных процессов. Методики должны в установленном порядке согласовываться с Госгортехнадзором России.
Приложение 2
МЕТОДИКА РАСЧЕТА УЧАСТВУЮЩЕЙ ВО ВЗРЫВЕ МАССЫ ВЕЩЕСТВА И РАДИУСОВ ЗОН РАЗРУШЕНИЙ
Методика расчета может применяться при выборе основных направлений технических мероприятий по защите объектов и персонала от воздействия взрыва парогазовых сред, а также твердых и жидких химически нестабильных соединений, способных разлагаться (полимеризоваться) со взрывом без присутствия окислителя (перекисные соединения, ацетилениды, нитросоединения различных классов, пирофорные отложения, треххлористый азот и др.).
Методика дает ориентировочные значения участвующей во взрыве массы вещества.
1. В данной методике по результатам исследований крупномасштабных взрывов на промышленных объектах и экспериментальных взрывов приняты следующие условия и допущения.
1.1. В расчетах принимаются общие приведенные массы парогазовых сред т и соответствующие им энергетические потенциалы Е, полученные при количественной оценке взрывоопасности технологических блоков по методике, приведенной в приложении 1.
Для конкретных реальных условий значения т и Е могут определяться другими методами с учетом эффекта диспергирования горючей жидкости в атмосфере под воздействием внутренней и внешней энергий, характера раскрытия технологической системы, скорости истечения горючего продукта в атмосферу и других возможных факторов.
Масса твердых и жидких химически нестабильных соединений W k определяется по их содержанию в технологической системе, блоке, аппарате.
1.2. Масса парогазовых веществ (кг), участвующих во взрыве, определяется произведением
т' = zт, (1)
где z — доля приведенной массы парогазовых веществ, участвующих во взрыве.
В общем случае для неорганизованных парогазовых облаков в незамкнутом пространстве с большой массой горючих веществ доля участия во взрыве может приниматься 0,1. В отдельных обоснованных случаях доля участия веществ во взрыве может быть снижена, но не менее чем до 0,02.
Таблица 1
Значение z для замкнутых объемов (помещений)
|
Вид горючего вещества |
z |
|
Водород Горючие газы Пары легковоспламеняющихся и горючих жидкостей |
1,0 0,5 0,3 |
Для производственных помещений (зданий) и других замкнутых объемов значения z могут приниматься в соответствии с табл. 1.
1.3. Источники воспламенения могут быть постоянные (печи, факелы, не взрывозащищенная электроаппаратура и т.п.) или случайные (временные огневые работы, транспортные средства и т.п.), которые могут привести к взрыву парогазового облака при его распространении.
1.4. Для оценки уровня воздействия взрыва может применяться тротиловый эквивалент. Тротиловый эквивалент взрыва парогазовой среды W т (кг), определяемый по условиям адекватности характера и степени разрушения при взрывах парогазовых облаков, а также твердых и жидких химически нестабильных соединений, рассчитывается по формулам:
1.4.1. Для парогазовых сред
(2)
где 0,4 — доля энергии взрыва парогазовой среды, затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны; 0,9 — доля энергии взрыва тринитротолуола (ТНТ), затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны; q' — удельная теплота сгорания парогазовой среды, кДж/кг; q т — удельная энергия взрыва ТНТ, кДж/кг.
1.4.2. Для твердых и жидких химически нестабильных соединений
,
(3)
где W k — масса твердых и жидких химически нестабильных соединений; q k — удельная энергия взрыва твердых и жидких химически нестабильных соединений.
2. Зоной разрушения считается площадь с границами, определяемыми радиусами R, центром которой является рассматриваемый технологический блок или наиболее вероятное место разгерметизации технологической системы. Границы каждой зоны характеризуются значениями избыточных давлений по фронту ударной волны Р и соответственно безразмерным коэффициентом К. Классификация зон разрушения приводится в табл. 2.
Таблица 2
Классификация зон разрушения
|
Класс зоны разрушения |
К |
Р, кПа |
|
1 |
3,8 |
100 |
|
2 |
5,6 |
70 |
|
3 |
9,6 |
28 |
|
4 |
28,0 |
14 |
|
5 |
56,0 |
2,0 |
2.1. Радиус зоны разрушения (м) в общем виде определяется выражением:
,
(4)
где К — безразмерный коэффициент, характеризующий воздействие взрыва на объект.
При массе паров т более 5000 кг радиус зоны разрушения может определяться выражением:
.
(5)
2.2. Для выполнения практических инженерных расчетов радиусы зон разрушения могут определяться выражением
R = KR 0 , (6)
где
при m
5000 кг (7)
или
,
при т >
5000 кг. (8)
Приложение 3
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В ПРАВИЛАХ
|
Термин |
Определение термина |
|
1 |
2 |
|
Взрыв |
Быстропротекающий процесс высвобождения внутренней энергии, создающий избыточное давление. Взрыв может происходить с горением (процессом окисления) или без него |
|
Детонационный взрыв |
Взрыв парогазовой смеси, при котором скорость распространения горения определяется скоростью распространения ударной волны |
|
Дефлаграционный взрыв |
Взрыв парогазовой смеси, при котором скорость распространения горения определяется теплопроводностью среды |
|
Взрывопожароопасность |
Условное определение взрыво- и (или) огнеопасности среды в процессе, блоке и т.д. |
|
Взрывоопасные вещества |
Вещества (материалы), способные образовывать самостоятельно или в смеси с окислителем взрывоопасную среду |
|
Предупредительное значение параметра |
Значение параметра на границе регламентированных (допустимых) значений параметра технологического процесса |
|
Опасное значение параметра |
Значение параметра, вышедшее за пределы регламентированного и приближающееся к предельно допустимому значению |
|
Предельно допустимые значения параметров |
Докритические значения взрывопожароопасной среды, отличающиеся от критического значения параметра на величину, равную сумме ошибки его экспериментального или расчетного определения и погрешности средств измерения, контроля, регулирования параметров и ПАЗ в технологическом процессе |
|
Критические значения параметров |
Значения одного или нескольких взаимосвязанных параметров (по составу материальных сред, давлению, температуре, скорости движения, времени пребывания в зоне с заданным режимом, соотношению смешиваемых компонентов, разделению смеси и т.д.), при которых возможны возникновение взрыва в технологической системе или разгерметизация технологической аппаратуры и выбросы рабочих сред в атмосферу |
|
Технологическая система |
Совокупность взаимосвязанных технологическими потоками и действующих как одно целое аппаратов, в которых осуществляется определенная последовательность технологических операций |
|
Технологический объект |
Часть технологической системы, содержащая объединенную территориально и связанную технологическими потоками группу аппаратов |
|
Технологический процесс |
Совокупность физико-химических или физико-механических превращений веществ и изменение значений параметров материальных сред, целенаправленно проводимых в аппарате (системе взаимосвязанных аппаратов, агрегате, машине и т.д.) |
|
Взрывоопасный |
Технологический процесс, проводимый при наличии в технологической аппаратуре |
|
технологический процесс |
материальных сред, способных вызвать взрыв при отклонении от заданных параметров процесса или состояния оборудования |
|
Технологическая среда |
Сырьевые материалы. Реакционная масса, полупродукты, находящиеся и перемещающиеся в технологической аппаратуре (технологической системе) |
|
Технологический блок |
Аппарат или группа (с минимальным числом) аппаратов, которые в заданное время могут быть отключены (изолированы) от технологической системы (выведены из технологической схемы) без опасных изменений режима, приводящих к развитию аварии в смежной аппаратуре или системе |
|
Регламентированные значения параметров технологической среды |
Совокупность установленных значений параметров технологической среды, характеризующих ее состояние, при которых технологический процесс может безопасно протекать в заданном направлении |
|
Аварийная разгерметизация |
Неконтролируемое нарушение целостности и (или) герметичности элементов оборудования технологической системы, приводящее к возникновению взрыва в аппаратуре или выбросу горючих сред в атмосферу |
|
Залповый выброс |
Кратковременный выброс большого количества горючих и (или) взрывоопасных и (или) токсичных веществ в атмосферу при аварийной разгерметизации оборудования или по иным причинам |
|
Общий энергетический потенциал технологического блока |
Совокупность энергий адиабатического расширения парогазовой среды, полного сгорания имеющихся и образующихся из жидкости паров (газов) за счет внутренней и внешней (окружающей среды) энергий при внезапном аварийном раскрытии технологического блока |
|
Относительный энергетический потенциал |
Показатель степени и масштабов возможных разрушений, вызванных взрывом парогазовой среды (ПГС) в технологическом блоке, при условии расхода общего энергетического потенциала технологического блока непосредственно на образование ударной волны |
|
Приведенная масса парогазовой среды |
Масса горючего вещества во взрывоопасной парогазовой среде, энергия полного сгорания которой определяется по единой удельной теплоте сгорания 46 · 103 кДж/кг |
|
Классификация технологических блоков по уровням взрывоопасности |
Градация технологических блоков по значениям относительных энергетических потенциалов и приведенным массам горючей парогазовой среды, которые могут выбрасываться в атмосферу при типичных авариях на технологических блоках и участвовать во взрыве парогазовых облаков, в замкнутых объемах технологических систем и производственных помещениях |
|
Предупредительная сигнализация |
Сигнализация, срабатывающая при достижении предупредительного значения параметра технологического процесса |
|
Предаварийная сигнализация |
Сигнализация, срабатывающая при достижении предельно допустимого значения параметра технологического процесса |
|
ПАЗ |
Противоаварийная автоматическая защита, базирующаяся на средствах и элементах КИПиА, вычислительной техники и управляемых ими исполнительных устройствах |
|
Автоматическое управление |
Управление технологическим процессом или его частью (стадией, стадиями) или осуществление отдельных функций с использованием микропроцессорной техники, вычислительной техники по заданным программам и управляемыми ими исполнительными механизмами |
|
Автоматизированные системы |
Системы, оснащенные средствами вычислительной техники (АСУ, АСУП, АСУ ТП), осуществляющие заданные им функции в сочетании со средствами автоматического управления или без них |
|
Энергетическая устойчивость технологического блока |
Характеристика возможности (вероятности) возникновения и развития типовых аварий при внезапном прекращении энергообеспечения, которая определяется при комплексном анализе взрывоопасности конкретных технологических блоков |
|
Нештатная ситуация |
Ситуация, при которой технологический процесс или состояние оборудования выходит за рамки нормального функционирования и может привести к аварии |
|
Аварийная ситуация |
Ситуация, когда произошла авария и возможен дальнейший ход ее развития |
|
«Как правило» |
Требование является преобладающим, а отступление от него должно быть обосновано |
|
«Допускается» |
Данное решение применяется в виде исключения как вынужденное |
|
«Рекомендуется» |
Данное решение является одним из лучших, но не обязательным |
|
Предохраняющие конструкции |
Конструктивные элементы здания, которые при взрыве внутри помещения обеспечивают высвобождение энергии взрыва, предохраняя от разрушения основные элементы здания |
|
Технический регламент |
Соглашением по техническим барьерам в торговле Генерального соглашения по тарифам и торговле Всемирной торговой организации (ВТО) Технический регламент определен как документ, соблюдение требований которого обязательно в международной практике |
|
Разработчик процесса |
Предприятие или организация, осуществляющая разработку исходных данных на проектирование технологического процесса, основанных на научно-исследовательских и опытных работах |
Приложение 4
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бейкер У., Кокс П., Уэстайн П. и др. Взрывные явления. Оценка и последствия, в 2-х кн. Пер. с анг. под ред. Я.Б. Зельдовича, Б.Е. Гельфанда. — М.: Мир, 1986.
2. Бесчастнов М.В. Промышленные взрывы. Оценка и предупреждение. — М.: Химия, 1991.
3. Адушкин В.В., Когарко С.М., Лямин Л.Д. Расчеты безопасных расстояний при газовом взрыве в атмосфере. Взрывное дело, № 75/32. — М.: Недра, 1975.
4. Бесчастнов М.В. Взрывобезопасность и противоаварийная защита химико-технологических процессов. - М.: Мир, 1989.
5. Маршалл В. Основные опасности химических производств. Пер. с анг. под ред. Б.Б. Чайнова, А.Н. Черноплекова. — М.: Мир, 1989.
6. Баратов А.Н., Пчелинцев В.А. Пожарная безопасность. — М.: изд-во Ассоциации строительных ВУЗов, 1997.
7. Корольченко А.Я. Пожаровзрывоопасность промышленной пыли. — М.: Химия, 1986.
8. Таубкин С.И., Таубкин И.С. Пожаро- и взрывоопасность пылевидных материалов и технологических процессов их переработки. — М.: Химия, 1976.
9. Бесчастнов М.В., Соколов В.М. Предупреждение аварий в химических производствах. — М.: Химия, 1979.
10. Бесчастнов М.В., Соколов В.М., Кац М.И. Аварии в химических производствах и меры их предупреждения. — М.: Химия, 1976.
11. Водяник В. И. Взрывозащита технологического оборудования. — Киев: Техника, 1979.
Поправка
В Общих правилах взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств в пп. 2.6, 2.21.3, 3.6.4, 4.5.10 и 4.5.11 вместо Q в < 10 должно быть Q в 10.