В.4 Метод расчета критериев пожарной опасности для горючих пылей

В.3 Расчет избыточного давления и импульса волны давления при сгорании смесей горючих газов и паров с воздухом в открытом пространстве

В.2 Расчет горизонтальных размеров зон, ограничивающих газо- и паровоздушные смеси с концентрацией горючего выше НКПР, при аварийном поступлении горючих газов и паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей в открытое пространство

В.2.1 Горизонтальные размеры зоны R _НКПР, м, ограничивающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени (С _НКПР) по ГОСТ 12.1.044, вычисляют по формулам:

- для горючих газов (ГГ):

,(В.12)

- для паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ):

, (В.13)

где m г —	масса поступивших в открытое пространство ГГ при аварийной ситуации, кг;
rг —	плотность ГГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг × м–3 ;
С НКПР —	нижний концентрационный предел распространения пламени ГГ или паров ЛВЖ, % (объемных);
К —	коэффициент, принимаемый равным К = Т /3600 для ЛВЖ;
m п —	масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 3600 с, кг;
rп —	плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг × м–3;
Р н—	давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа;
Т —	продолжительность поступления паров ЛВЖ в открытое пространство, с;
M —	молярная масса, кг × кмоль–1;
V 0 —	мольный объем, равный 22,413 м3 × кмоль–1;
t р —	расчетная температура, °С. В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в соответствующей климатической зоне или максимальную возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры t р по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61 °С.

В.2.2 За начало отсчета горизонтального размера зоны принимают внешние габаритные размеры аппаратов, установок, трубопроводов и т. п. Во всех случаях значение R _НКПР должно быть не менее 0,3 м для ГГ и ЛВЖ.

В.3.1 Исходя из рассматриваемого сценария аварии, определяют массу m, кг, горючих газов и (или) паров, вышедших в атмосферу из технологического аппарата в соответствии с В.1.3—В.1.9.

В.3.2 Избыточное давления D Р, кПа, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей, рассчитывают по формуле

(В.14)

где Р ₀ — атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

r — расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м;

m _пр — приведенная масса газа или пара, кг, рассчитанная по формуле

(В.15)

где Q сг—	удельная теплота сгорания газа или пара, Дж × кг–1;
Z —	коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который допускается принимать равным 0,1;
Q 0—	константа, равная 4,52 × 106 Дж × кг–1;
m —	масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.

В.3.3 Импульс волны давления i, Па × с, рассчитывают по формуле

(В.16)

В.4.1 В качестве расчетного варианта аварии для определения критериев пожарной опасности для горючих пылей следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в горении пылевоздушной смеси участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий такого горения.

В.4.2 Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие пылевоздушные смеси, определяют, исходя из предпосылки о том, что в момент расчетной аварии произошла плановая (ремонтные работы) или внезапная разгерметизация одного из технологических аппаратов, за которой последовал аварийный выброс в окружающее пространство находившейся в аппарате пыли.

В.4.3 Расчетная масса пыли, поступившей в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле

, (В.17)

где М —	расчетная масса поступившей в окружающее пространство горючей пыли, кг;
М вз —	расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;
М ав —	расчетная масса пыли, поступившей в результате аварийной ситуации, кг;
ρст —	стехиометрическая концентрация горючей пыли в аэровзвеси, кг × м–3 ;
V ав —	расчетный объем пылевоздушного облака, образованного при аварийной ситуации, м3.

В отсутствие возможности получения сведений для расчета V _ав допускается принимать

М = М _вз + М _ав. (В.18)

В.4.4 М _вз определяют по формуле

, (В.19)

где К г —	доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;
К вз —	доля отложенной вблизи аппарата пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. В отсутствие экспериментальных данных о величине К вз допускается принимать К вз = 0,9;
М п —	масса отложившейся вблизи аппарата пыли к моменту аварии, кг.

В.4.5 М _ав определяют по формуле

, (В.20)

где М ап —	масса горючей пыли, выбрасываемой в окружающее пространство при разгерметизации технологического аппарата, кг; при отсутствии ограничивающих выброс пыли инженерных устройств следует принимать, что в момент расчетной аварии происходит аварийный выброс в окружающее пространство всей находившейся в аппарате пыли;
q —	производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, кг × с–1;
Т —	расчетное время отключения, с, определяемое в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки. Следует принимать равным времени срабатывания системы автоматики, если вероятность ее отказа не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов (но не более 120 с); 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов; 300 с при ручном отключении;
К п —	коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата. В отсутствие экспериментальных данных о К пдопускается принимать: 0,5 — для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм; 1,0 — для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.

В.4.6 Исходя из рассматриваемого сценария аварии, определяют массу M, кг, горючей пыли, поступившей в результате аварии в окружающее пространство в соответствии с В.4.1—В.4.5.

В.4.7 Избыточное давление D Р для горючих пылей рассчитывают в следующей последовательности:

а) определяют приведенную массу горючей пыли m _пр, кг, по формуле:

, (В.21)

где M —	масса горючей пыли, поступившей в результате аварии в окружающее пространство, кг;
Z —	коэффициент участия пыли в горении, значение которого допускается принимать равным 0,1. В отдельных обоснованных случаях величина Z может быть снижена, но не менее чем до 0,02;
H т —	теплота сгорания пыли, Дж × кг–1;
H т0 —	константа, принимаемая равной 4,52 × 106 Дж × кг–1;

б) вычисляют расчетное избыточное давление D Р, кПа, по формуле:

, (В.22)

где Р 0 —	атмосферное давление, кПа;
r —	расстояние от центра пылевоздушного облака, м. Допускается отсчитывать величину r от геометрического центра технологической установки.

В.4.8 Импульс волны давления i, Па × с, вычисляют по формуле:

(В.23)