Отчет по практической работе 4 Пожаро и взрывоопасные объекты. Прогнозирование обстановки в районе пожаро или взрывоопасного объекта

• Название: Отчет по практической работе 4 Пожаро и взрывоопасные объекты. Прогнозирование обстановки в районе пожаро или взрывоопасного объекта
• Дата: 16.02.2019
• Размер: 71.72 Kb.
• Имя файла: BZhD1 (1).docx
• Тип: Отчет; #67809

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БРАТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Естественнонаучный факультет

Кафедра экологии, безопасности жизнедеятельности и химии

Безопасность жизнедеятельности
ОТЧЕТ

по практической работе № 4

Пожаро- и взрывоопасные объекты. Прогнозирование обстановки в районе пожаро- или взрывоопасного объекта
В-2

Выполнил:
студент гр. ФИК-17		______________	Т.А. Базоян
Проверил: ст. преподаватель каф. ЭБЖиХ		______________	И.В. Камышникова

Братск 2018

Цель работы: освоение методики расчёта для определения категорий помещений по взрывопожарной и пожарной опасности

Содержание работы: изучить основные теоретические положения и методику выполнения расчёта; выбрать исходные данные для проведения расчета из таблицы 4 в соответствии с вариантом задания; рассчитать избыточное давление взрыва в исследуемом помещении; сделать заключение о категории исследуемого помещения по взрыво-пожарной и пожарной опасности, используя таблицу 1, в зависимости от агрегатного состояния вещества, находящегося в исследуемом помещении и величины расчетного избыточного давления взрыва.

Основные теоретические положения

Пожар - это горение веществ, характеризующееся существенными размерами распространения, высокими температурами и про-должительностью, представляющее опасность для людей.

Пожар в помещении - процесс диффузионного горения твердых, жидких и газообразных горючих веществ, находящихся в помещении, вызывающий прогрев строительных конструкций и технологического оборудования с возможной потерей ими несущей способности.

Горение – это сложное, быстропротекающее физико-химическое превращение веществ, сопровождающееся выделением тепла и света.

При определении пожаровзрывоопасности веществ и материалов различают:

– газы - вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25 °С и давлении 101,3 кПа превышает 101,3 кПа;

– жидкости - вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25°С и давлении 101,3 кПа меньше 101,3 кПа. К жидко-стям относят также твердые плавящиеся вещества, температура плав-ления или каплепадения которых не более 50 °С;

– твердые вещества и материалы - индивидуальные вещества и их смесевые композиции с температурой плавления или каплепадения больше 50 °С, а также вещества, не имеющие температуру плавления (например, древесина, ткани и т. п.);

– пыли - диспергированные твердые вещества и материалы с размером частиц менее 850 мкм.

Температура вспышки – наименьшая температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются газы и пары, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания. При этом устойчивое горение не возникает.

Воспламеняющиеся жидкости по температуре вспышки делятся на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие жидкости (ГЖ).

Легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) - это жидкости, температура вспышки которых не более 61 град Цельсия (tвсп≤61о С) (ацетон, бензин, эфир, бензол, толуол, этиловый спирт, этилацетат, керосин, сольвент, скипидар и др.).

Горючие жидкости - это жидкости, температура вспышки которых выше 61 град Цельсия (tвсп>61о С) (мазут, дизельное топливо, масла, лак и др.).

Температура самовоспламенения - это наименьшая температура горю-чего вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся пламенным горением (т.е. это минимальная температура горючего вещества, при которой происходит самовоспламенение).

Минимальную концентрацию горючего вещества, при котором оно спо-собно загораться и распространять пламя, называют нижним концентраци-онным пределом воспламенения (НВП).

Максимальную (наибольшую) концентрацию, при которой еще возможно распространение пламени, называют верхним концентрационным пределом воспламенения (ВПВ).

Температурные пределы воспламенения паров - это такие температуры вещества, при которых его насыщенные пары образуют в окислительной среде концентрации, равные соответственно НПВ и ВПВ, и называются соответствен-но нижним (НТПВ) и верхним (ВТПВ) температурными пределами воспламенения.

Температура воспламенения - наименьшая температура вещества, при которой вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после их зажигания начинается устойчивое горение.

Категория пожарной (взрывопожарной) опасности объекта – клас-сификационная характеристика пожарной (взрывопожарной) опасности здания (или частей здания между противопожарными стенами - пожарных отсеков), сооружения, строения, помещения, наружной установки.

Расчет избыточного давления для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей

1. Определилистехиометрический коэффициент по формуле (1).

Уравнение реакции горения:

С₂Н₄ + 3 О₂ → 2 СО₂ + 2 Н₂О + Q

1 моль 3 моль 2 моль 2 моль
где =2, =4, =0, =0


Стехиометрический коэффициент вычисляется по формуле
, (1)

где – число атомов углерода (С), водорода (Н), кислорода (О) и галоидов в молекуле горючего.

т. е. стехиометрический коэффициент β=3, что равно числу молекул кислорода, участвующих в реакции горения.

2. Вычислили объем газа V_a по формуле (2).

V_a м³.

Объём газа, вышедшего из аппарата, вычисляется по формуле

(2)

где– давление в аппарате, кПа; - объём аппарата, м³.

3. Вычислили объем газа по формуле (3).

м³.

Объём газа , вышедшего из трубопровода до его отключения, вычисляется по формуле

=, (3)

где – расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., м³/с; Т – расчётное время отключения трубопроводов, с, принимается по примечанию табл. 3.

Таблица 3

Исходные данные для расчетов

№ вари-анта	Наименование цеха и его объём V, м3	Наименование ГГ, ЛВЖ, ГЖ и его формула	Объём аппарата V, м3	Давление в аппарате , кПа	Максимальное давление в трубопроводе Р2, кПа	Расход газа (ЛВЖ) q, м3/с	Внутренний радиус трубопроводов r, м	Длина трубопровода от аварийного аппарата до задвижки l, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9
2	Цех по производству полиэтилена высокого давления, 50000	Этилен С2Н4	20	1000	1500	3,5	0,3	40

4. Вычислили объём газа , вышедшего из трубопровода после его отключения по формуле (4).

V_2Tм³

Объём газа , вышедшего из трубопровода после его отключения, вычисляется по формуле
, (4)

где – максимальное давление в трубопроводе по техническому регламенту, кПа; – внутренний радиус трубопроводов, м; – длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.

5. Вычислили объём газа, вышедшего из трубопровода по формуле (5).

V_T = 35+169,56= 204,56 м³

Объём газа, вышедшего из трубопровода, вычисляется по формуле

(5)
где - объём газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м³; – объём газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м³.

6. Вычислили плотность газа ρ_г по формуле (6).
ρ_г

Плотность газа или пара при расчётной температуре, кг/м³, вычисляется по формуле

, (6)

где – молярная масса, м³/кмоль; V_o - молярный объём, равный 22,413 м³/кмоль; - расчётная температура, °С.

7. Вычислили массу m, поступившего в помещение при расчетной аварии газа по формуле (7).

m= (200+204,56) * 1,0208 = 412, 9748 кг

Масса m, кг, поступившего в помещение при расчетной аварии газа вычисляется по формуле (2).
(8)



где - объём газа, вышедшего из аппарата, м³; - объём газа, вышедшего из трубопровода, м³.

8. Вычислили стехиометрическую концентрацию горючего С_ст по формуле (8)

С_ст==6,4433 %

Стехиометрическая концентрация горючего, % об. (объемных), вычисляется по формуле

, (8)

где – стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения, вычисляемый по формуле (1).

9. Определили избыточное давление взрыва для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов C, H, O, N, Br, I, F по формуле (9)

Избыточное давление взрыва для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов C, H, O, N, Br, I, Fопределяется по формуле
, (1)

где – максимальное давление, развиваемое при сгорании стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с требованиями, кПа. При отсутствии данных допускается принимать равным 900 кПа;

– начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

- масса горючего газа (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение, вычисляемая для ГГ по формуле (5), кг;

- коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения. Допускается принимать значение Z по таблице 2;

- свободный объём помещения, м³;

- плотность газа или пара при расчётной температуре, t_р, кг∙м^-3, вычисляемая по формуле (2);

- стехиометрическая концентрация горючего, % об. (объемных), вычисляемая по формуле (3);

- коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатность процесса горения, принимаемый равным 3.

Таблица 2 - Значение коэффициента Z участия горючих газов и паров в горении

Вид горючего вещества	Значение Z
Водород	1,0
Горючие газы (кроме водорода)	0,5
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые до температуры вспышки и выше	0,3
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, при наличии возможности образования аэрозоля	0,3
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, при отсутствии возможности образования аэрозоля	0

Выбор и обоснование расчетного варианта
Определили категорию помещения по таблице 1.

Категория помещения – А (повышенная взрывопожароопасность).
Таблица 1 - Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности

Категория помещения	Характеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении
А - повышенная взрывопожароопасность	Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 градусов Цельсия в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 килопаскалей, и (или) вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом, в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 килопаскалей.
Б - взрывопожароопасность	Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 градусов Цельсия, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 килопаскалей.
В1-В4 - пожароопасность	Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они находятся (обращаются), не относятся к категории А или Б.
Г - умеренная пожароопасность	Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени, и (или) горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива.
Д - пониженная пожароопасность	Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

Вывод: Цех по производству полиэтилена высокого давлена относится к категории А (повышенной взрывопожароопасности), потому что в ней находится горючий газ этилен, при воспламенении которого развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении , превышающее 5 килопаскалей; температура вспышки этилена равна 136,1°С, что превышает 28°С.