ГЛАВА 3. Инженерные расчеты и аналитическое определение показателей пожарной опасности

Расчетное определение требуемых показателей пожарной опасности компонентов ЛКМ и готовой продукции

Для осуществления инженерных расчетов показателей пожарной безопасности производства ЛКМ необходимо определить показатели пожарной опасности компонентов ЛМК и готовой продукции (Таблица 3.1.1)

Таблица 3.1.1 – Характеристика пожарной опасности компонентов ЛМК и готовой продукции

Химические вещества, смеси	Формула	Хар-ка пожаровзрыво опасности	tвсп/tсв С	НКВП /ВКПБ об.%	Жидк при Т=293К, р=100кПа	Ткип К
Ксилол	С8Н10	ЛВЖ	29 / 590	1.1 / 6.5
Толуол	С7Н8	ЛВЖ	7 / 536	1.3 / 6.8	866	383
Растворитель Р4	Смесь	ЛВЖ	7 / 550	1.7 / -
Уайт-спирт	С10,5Н21,0	ЛВЖ	35 / 250	0.7 / 5.6
Эмаль	Смесь	ЛВЖ	7 / 426	---

Вывод: компоненты ЛМК и готовая продукция относится к категории легвоспламеняющихся жидкостей.

Определение категории по ВПиПО складских и производственных помещений, открытых технологических установок

ООО «Одинцовский лакокрасочный завод» делится на цех лаков и специализированного сырья для лакокрасочных материалов, цех эмалей и цех водно-дисперсионных материалов. Опираясь на характеристики применяемых веществ, определимкатегорию каждого помещения путём последовательной проверки его принадлежности к высшей (А) или к низшей (Д), в зависимости от величины избыточного давления взрыва и удельной пожарной нагрузки в помещениях. Представим основные характеристики производственных помещений ООО «Одинцовский лакокрасочный завод» (Таблица 3.2.1).

Таблица 3.2.1 –Характеристики производственных помещений

Вид помещения	Площадь, м2	Высота м	Свободный объем помещения, м3	Назначение	Объем растворителя, м3
Цех лаков и специализированного сырья для лакокрасочных материалов	144	3,8	437,8	Приготовление лаков	2,9301
Цех эмалей	288	3,8	875,5	Приготовление эмалей	5,1144
Цехводно-дисперсионных материалов	432	3,8	1313,3	Приготовление водно-дисперсионных материалов	5,3438
Склад	576	3,8	1751,0	Хранение готовой продукции	0,1676

Исходные данные. В лаке ПФ-060 (ГОСТ 8017-74) содержится:

- в виде растворителей содержится 46% (масс.) ксилола и 2% (масс.) уайт-спирта;

-  в общей массе растворителей содержится ф₁= 95,83% (масс.) ксилола и ф₂ =4,17% (масс.) уайт-спирта;

- плотность лака р_ж =953 кг ^. м^-3;

- молярная масса ксилола М= 106,17 кг ^. кмоль^-1; уайт-спирта М=147,3 кг ^. кмоль^-1;

- плотность жидкости ксилола р_ж =855 кг ^. м^-3; уайт-спирта - р_ж = 760 кг^.м^-3;

- температура вспышки ксилола t _всп =29^о С; уайт-спирта t _всп =33^оС;

- нижний концентрированный предел распространения пламени ксилола С_нкпр=1,1% (об.), уайт-спирта – 0,7% (об.);

- теплота сгорания ксилола Н_т= Q^P_Н = 43154 кДж ^. кг^-1=43,15 МДж ^. кг^-1

- константы уравнения Антуана для ксилола А=6,17972, В=1478,16; С_А=220,535; для уайт-спирта А=7,13623; В=2218,3; С_А=273,15.

 

Обоснование расчета варианта аварии

Определяя избыточное давление взрыва для расчетного варианта аварии примем разгерметизацию одного из баков с лаком и утечку из напорного и отводящего трубопровода при работающем насосе с последующим разливом лака на пол помещения. В этом случае идет испарение ксилола и уайт-спирта:

- с поверхности разлившегося лака;

- с открытой поверхности второго бака.

За расчетную температуру примем максимальную абсолютную температуру воздуха в районе Санкт-Петербурга, которая составила t_р=34^оС в соответствии с СНиП 23-01-99.

Плотность паров при t_р=34^оС составила:

- ксилола р _n = 4,2139 кг/м³    (1)

                            

- уайт-спирта =  кг/м³  (2)

                            

Расчетное время отклонения трубопровода и насоса в соответствии с пунктом А. 1.2. [2] составляет T_а =300с.

V_ж, площадь разлива, которая образовалась в результате расчетной аварии лака F_P и площади испарения F_H  определим на основании положения А. 1.2. [2]:

V_ж= V_а   + g^.Т_а+    (d₁^{2 .} L₁ + d₂^{2 .} L₂)  (3)

V_ж= 0,4 0,8 + 6,5 10^-5 300+0,785  (0,025² +0,04² 10)= 0,357 м³ = 357 л;

F_p= 0,5  357 = 178, 5 м² (4)

F_и = F_p + F_{емк +} F_св.окр =178,5 +1,5+2,5=182,5 м²  (5)

Определим давление насыщенных паров ксилола и уайт-спирта Р_и при расчетной температуре t_р = 34^оС:

для ксилола:

    IgP_s = А -  = 6,17972 –  = 0,37242; (6)

P_s=2,36 кПа

для уайт-спирта:                                          

IgP_s = А -  = 7,13623 –  = - 0,0859; (7)

P_s=0,821 кПа.

Рассчитаем интенсивность испарения растворителя W по формуле:

W = 10^-6  Р_н (8)

где h – коэффициент, зависящий от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения; М – молярная масса вещества, кг/кмоль.

по ксилолу:

W = 10^-6 1,0  2,36 = 2,432 10^-5 кг  м^-2  с^-1;

по уайт-спирту:

W = 10^-6 1,0  0,821 = 9,964 10^-6 кг  м^-2  с^-1.

Интенсивность испарения растворителя по ксилолу составила 2,432 10^-5 кг  м^-2  с^-1, по уайт-спирту - 9,964 10^-6 кг  м^-2  с^-1.

На основании положения пп 4.3 и А. 1.1. [2] определим массу паров, которые поступили в помещение, m по наиболее опасному компоненту – ксилолу.

Время, за которое произойдет испарение ксилола с площади испарения, составило:

T =  = = 38865,35 с (9)

С учетом требований п. А 1.2 (е) принимается время для испарения равное 3600 с. В этом случае масса паров ксилола, которые поступили в помещение составят:

m_ж = 2,432 10^-5 182,5 3600=15,9 кг (10)

Для паров легковоспламеняющихся жидкостей, которые нагреты выше температуры вспышки значение коэффициента Z приравниваем к 0,3.

Рассчитаем значение стехиометрической концентрации С_ст согласно формуле:

С_ст=  (об.) (11)

+  -  (12)

где n_с, n_н, n_о, n_х – число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле вещества.

Рассчитаем значение стехиометрической концентрации для ксилола

 8 +  = 10,5;

С_ст=  = 1,93% (об.).

Она составила 1,93%.

Рассчитаем значение стехиометрической концентрации для уайт-спирта:

 10,5 +  = 15,75;

С_ст=  = 1,29% (об.).

Данное значение для уайт-спирта составило 1,29%.

Избыточное давление взрыва рассчитаем по формуле:

согласно формуле составит

 = (Р_max – Р₀) (13)

где P_max– максимальное давление взрыва стехиометрической паровоздушной смеси в замкнутом объеме, кПа; P₀ – атмосферное давление; Z – коэффициент участия горючего во взрыве; К_н – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения; V_СВ – свободный объем помещения, м³.

 = (900-101,3)  = 14,27 кПа,

Таким образом, избыточное давление взрыва составило 14,27 кПа, что превышает 5 кПа, следовательно, помещение цеха относится к категории Б.

---

Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 499; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!