![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
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 [3] в районе строительства 380 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 зарядом 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 заряд 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 заряда при обильном газовыделении и принимается равным 1 ч (Т=3600с). 1.3.3. За расчетную температуру принимается максимальная абсолютная температура наружного воздуха в населенном пункте (климатической зоне) согласно СНиП 2.01.01-82 [3]. 1.4. Расчет поступающего в помещение водорода при заряде аккумуляторных батарей. 1.4.1. Масса водорода, выделившегося в одном элементе при установившемся динамическом равновесии между силой зарядного тока и количеством выделяемого газа, составляет:
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 заряда, с.
1.4.2. Объем водорода, поступающего в помещение при заряде нескольких батарей, м3, можно определить из выражения:
где rг - плотность водорода, при расчетной температуре воздуха, кг× м-3; Ii - максимальный зарядный ток i-ой батареи, А; ni - количество аккумуляторов i-ой батареи.
Плотность водорода определяется по формуле:
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; tр - расчетная температура воздуха, 0С.
Максимальная сила зарядного тока принимается по ГОСТ 825-73 " Аккумуляторы свинцовые для стационарных установок".
1.5. Стехиометрическая концентрация водорода СCT рассчитывается по формуле А.1 [1]: СCT =
1.6. Плотность водорода при расчетной температуре воздуха будет равна:
1.7. Объем водорода, поступающего в аккумуляторное помещение при зарядке двух батарей СК-4 и СК-1, составит:
1.6. Свободный объем аккумуляторного помещения составит:
2. Избыточное давление взрыва DP водорода в аккумуляторном помещении согласно формуле (2) " Пособия" (
Так как расчетное избыточное давление взрыва более 5 кПа, то аккумуляторное помещение следует относить к категории А. 3. Расчет избыточного давления взрыва DP водорода в аккумуляторном помещении с учетом работы аварийной вентиляции или постоянно работающей общеобменной вентиляцией, отвечающей требованиям п. А.2.3 [1] (по п.А.2.3 [1] продолжительность поступления водорода в объем помещения Т = 3600 с). 3.1. При кратности воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, равной 8 ч-1, объем водорода, поступающего в помещение, составит:
Избыточное давление взрыва DP при этом будет равно:
3.2. При оборудовании аккумуляторного помещения аварийной вентиляцией или постоянно работающей вентиляцией с кратностью воздухообмена А = 8 ч-1, отвечающей требованиям п.А.2.3 [1], СНиП 2.04.05-91* [4] и ПУЭ [5], допускается не относить аккумуляторное помещение к категории А. Согласно п.5.2 и табл.1 [1] при расчетном давлении взрыва, не превышающем 5 кПа, аккумуляторное помещение следует относить к категории В1-В4 в зависимости от пожарной нагрузки, находящейся в аккумуляторном помещении.
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 Р1 = 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 DP 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 согласно СНиП 2.01.01-82 [3] в данном районе (г. Москва) tр = 37 0С. Плотность метана при tр = 37 0С
3. Масса m поступившего в помещение при расчетной аварии метана определяется по формулам (А.6) и (А.7) [1]:
Va = 0, 01∙ 2∙ 104 ∙ 0, 05 = 10 м3, m = 10∙ 0, 6301 = 6, 301 кг.
4. Избыточное давление взрыва DP, определенное по формуле (9) " Пособия", составит: DP = 2, 36 × 103 × 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 Р1 = 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 0С. Время автоматического отключения по паспортным данным Та = 3с. Расход газа в трубопроводе q = 0, 06 м3∙ с-1. Размеры помещения L´ S´ H = 15, 81´ 15, 81´ 6 м. Объем помещения Vп= 1500 м3. Свободный объем помещения VСВ = 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 Рmax = 730 кПа. Тетрахлорид кремния - негорючее вещество. Образующиеся в результате химической реакции вещества - негорючие вещества. 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 согласно СНиП 2.01.01-82 [3] в данном районе (г. Воронеж) tр=410С. Плотность водорода при tр=410С
3. Масса m поступившего в помещение при расчетной аварии водорода определяется по формулам (А.6) - (А.10) [1]:
Va = 0, 01 × 200 × 0, 09 = 0, 18 м3, V1T = 0, 06 × 120 = 7, 2 м3, V2T = 0, 01 × 3, 14 × 300 × 0, 012 × 15 = 0, 014 м3, VT = 7, 2 + 0, 014 = 7, 214 м3, m = (0, 18 + 7, 214) × 0, 0782 = 0, 5782 кг.
4. Определение коэффициента Z участия водорода во взрыве проводим в соответствии с Приложением Д [1]:
4.1. Средняя концентрация водорода ССР в помещении составит:
ССР =
ССР = 0, 62 % (об.) < 0, 5 × СНКПР = 0, 5 × 4, 1 = 2, 05 % (об.), следовательно, можно определить значение коэффициента Z участия водорода во взрыве расчетным методом.
4.2. Значение предэкспоненциального множителя С0 составит:
С0 = 3, 77 × 103 ×
4.3. Расстояния ХНКПР, УНКПР и ZНКПР составят:
ХНКПР = УНКПР = 1, 1314 × 15, 81 ×
ZНКПР = 0, 0253 × 6 ×
4.4. Расчетное значение коэффициента Z участия водорода во взрыве будет равно: Z =
5. Избыточное давление взрыва DP согласно формуле (А.1) [1] составит: DP = (730 - 101) ×
6. Расчетное избыточное давление взрыва не првышает 5 кПа. Помещение участка наращивания кремния не относится к категории А. Согласно п.5.2 и табл. 1 [1] при расчетном давлении взрыва, не превышающем 5 кПа, данное помещение следует относить к категории В1-В4 в зависимости от пожарной нагрузки, находящейся в помещении участка наращивания кремния.
|