Определение категорий наружных установок по пожарной опасности. НПБ 107-97
Актуально на 06.11.2026.
Как цитировать: "Определение категорий наружных установок по пожарной опасности. НПБ 107-97". 8. https://bukva.ai/docs/prikaz-8-mvd-rossii-ministerstvo
(утв. ГУГПС МВД РФ, введены Приказом ГУГПС МВД РФ от 17.02.1997 № 8)
Утверждены Главным государственным инспектором Российской Федерации по пожарному надзору
Введены Приказом ГУГПС МВД России от 17 февраля 1997 г. № 8
Дата введения — 1 мая 1997 года
НОРМЫ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИЙ НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК ПО ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
DETERMINATION OF CATEGORIES OF EXTERNAL INSTALLATIONS ON FIRE HAZARD
НПБ 107-97
Разработаны Главным управлением Государственной противопожарной службы (ГУГПС) и Всероссийским научно-исследовательским институтом противопожарной обороны (ВНИИПО) МВД России. Внесены и подготовлены к утверждению нормативно-техническим отделом ГУГПС МВД России. Утверждены главным государственным инспектором Российской Федерации по пожарному надзору. Введены в действие Приказом ГУГПС МВД России от 17.02.1997 № 8. Дата введения в действие — 01.05.1997. Вводятся впервые. Настоящие нормы устанавливают методику определения категорий наружных установок производственного и складского назначения <*> по пожарной опасности.
<*> Далее по тексту — наружные установки.
Наружная установка — комплекс аппаратов и технологического оборудования, расположенных вне зданий, с несущими и обслуживающими конструкциями. Настоящие нормы не распространяются на наружные установки для производства и хранения взрывчатых веществ, средств инициирования взрывчатых веществ, наружные установки, проектируемые по специальным нормам и правилам, утвержденным в установленном порядке, а также на оценку уровня взрывоопасности наружных установок. Требования норм должны учитываться в проектах на строительство, расширение, реконструкцию и техническое перевооружение, при изменениях технологических процессов и при эксплуатации наружных установок. Наряду с настоящими нормами следует также руководствоваться положениями ведомственных норм технологического проектирования и специальных перечней, касающихся категорирования наружных установок, согласованных и утвержденных в установленном порядке. Термины и их определения приняты в соответствии с ГОСТ 12.1.033-81 и ГОСТ 12.1.044-89.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1 По пожарной опасности наружные установки подразделяются
на категории А , Б , В , Г и Д .
н н н н н
1.2. Категории пожарной опасности наружных установок определяются исходя из вида находящихся в наружных установках горючих веществ и материалов, их количества и пожароопасных свойств, особенностей технологических процессов.
1.3. Определение пожароопасных свойств веществ и материалов производится на основании результатов испытаний или расчетов по стандартным методикам с учетом параметров состояния (давление, температура и т.д.). Допускается использование справочных данных, опубликованных головными научно-исследовательскими организациями в области пожарной безопасности или выданных Государственной службой стандартных справочных данных. Допускается использование показателей пожароопасности для смесей веществ и материалов по наиболее опасному компоненту.
2. КАТЕГОРИИ НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК ПО ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
2.1. Категории наружных установок по пожарной опасности принимаются в соответствии с табл. 1.
2.2 Определение категорий наружных установок следует
осуществлять путем последовательной проверки их принадлежности к категориям, приведенным в табл. 1, от высшей (А ) к низшей (Д ). н н
Таблица 1
| Категория наружной установки | Критерии отнесения наружной установки к той или иной категории по пожарной опасности |
|---|---|
| А н | Установка относится к категории А , если в ней присутн ствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие газы; легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 °C; вещества и/или материалы, способные гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и/или друг с другом, при условии, что величина индивидуального риска при возможном сгорании указанных веществ с образованием волн давления превы- -6 шает 10 в год на расстоянии 30 м от наружной установки |
| Б н | Установка относится к категории Б , если в ней присутн ствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие пыли и/или волокна; легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 °C; горючие жидкости, при условии, что величина индивидуального риска при возможном сгорании пыле- и/или паровоздушных сме- -6 сей с образованием волн давления превышает 10 в год на расстоянии 30 м от наружной установки |
| В н | Установка относится к категории В , если в ней присутн ствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие и/или трудногорючие жидкости; твердые горючие, и/или трудногорючие вещества, и/или материалы (в том числе пыли и/или волокна); вещества и/или материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и/или друг с другом гореть; не реализуются критерии, позволяющие отнести установку к категориям А или н Б , при условии, что величина индивидуального риска н при возможном сгорании указанных веществ и/или матери- -6 алов превышает 10 в год на расстоянии 30 м от наружной установки |
| Г н | Установка относится к категории Г , если в ней присутн ствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) негорючие вещества и/или материалы в горячем, раскаленном и/или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и/или пламени, а также горючие газы, жидкости и/или твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива |
| Д н | Установка относится к категории Д , если в ней присутн ствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) в основном негорючие вещества и/или материалы в холодном состоянии и по перечисленным выше критериям она не относится к категориям А , Б , В , Г н н н н |
2.3. В случае, если из-за отсутствия данных представляется невозможным оценить величину индивидуального риска, допускается использование вместо нее следующих критериев.
Для категорий А и Б :
н н
- горизонтальный размер зоны, ограничивающей газопаровоздушные смеси с концентрацией горючего выше нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР), превышает 30 м (данный критерий применяется только для горючих газов и паров) и/или
- расчетное избыточное давление при сгорании газо-, паро- или пылевоздушной смеси на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 5 кПа.
Для категории В :
н
- интенсивность теплового излучения от очага пожара веществ и/или материалов, указанных для категории В , на расстоянии 30 м н -2 от наружной установки превышает 4 кВт x м .
3. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ КРИТЕРИЕВ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
3.1. Методы расчета значений критериев пожарной опасности для горючих газов и паров
Выбор и обоснование расчетного варианта
3.1.1 Выбор расчетного варианта следует осуществлять с учетом
вероятности реализации и последствий тех или иных аварийных ситуаций. В качестве расчетного для вычисления критериев пожарной опасности для горючих газов и паров следует принимать вариант аварии, для которого произведение вероятности реализации этого варианта Q и расчетного избыточного давления ДЕЛЬТА P при
w
сгорании газопаровоздушных смесей в случае реализации указанного варианта максимально, то есть:
G = Q x ДЕЛЬТА P = max. (3.1.1)
w
Расчет величины G производится следующим образом:
а) рассматриваются различные варианты аварии и определяются из
статистических данных или на основе ГОСТ 12.1.004-91 вероятности аварий со сгоранием газопаровоздушных смесей Q для этих
wi
вариантов;
б) для каждого из рассматриваемых вариантов определяются по изложенной ниже методике значения расчетного избыточного давления
ДЕЛЬТА P ; i
в) вычисляются величины G = Q x ДЕЛЬТА P для каждого из
i wi i
рассматриваемых вариантов аварии, среди которых выбирается вариант с наибольшим значением G ; i
г) в качестве расчетного для определения критериев пожарной опасности принимается вариант, в котором величина G максимальна.
i
При этом количество горючих газов и паров, вышедших в атмосферу, рассчитывается исходя из рассматриваемого сценария аварии с учетом п. п. 3.1.3 — 3.1.8.
3.1.2. При невозможности реализации описанного выше метода в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в образовании горючих газопаровоздушных смесей участвует наибольшее количество газов и паров, наиболее опасных в отношении последствий сгорания этих смесей. В этом случае количество газов и паров, вышедших в атмосферу, рассчитывается в соответствии с п. п. 3.1.3 — 3.1.8.
3.1.3. Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется исходя из следующих предпосылок:
а) происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно п. 3.1.1 или п. 3.1.2 (в зависимости от того, какой из подходов к определению расчетного варианта аварии принят за основу);
б) все содержимое аппарата поступает в окружающее пространство;
в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат по прямому и обратному потоку в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов. Расчетное время отключения трубопроводов определяется в каждом конкретном случае исходя из реальной обстановки и должно быть минимальным с учетом паспортных данных на запорные устройства, характера технологического процесса и вида расчетной аварии. Расчетное время отключения трубопроводов следует принимать равным:
- времени срабатывания систем автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики 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. Не допускается использование технических средств для отключения трубопроводов, для которых время отключения превышает приведенные выше значения. Под «временем срабатывания» и «временем отключения» следует понимать промежуток времени от начала возможного поступления горючего вещества из трубопровода (перфорация, разрыв, изменение номинального давления и т.п.) до полного прекращения поступления газа или жидкости в окружающее пространство. Быстродействующие клапаны-отсекатели должны автоматически перекрывать подачу газа или жидкости при нарушении электроснабжения. В исключительных случаях в установленном порядке допускается превышение приведенных выше значений времени отключения трубопроводов специальным решением соответствующих министерств или ведомств по согласованию с Госгортехнадзором РФ на подконтрольных ему производствах и предприятиях и ГУГПС МВД России;
г) происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости; площадь испарения при разливе на горизонтальную поверхность определяется (при отсутствии справочных или иных экспериментальных данных) исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих 70% и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,10 кв. м, а остальных жидкостей — на 0,15 кв. м;
д) происходит также испарение жидкостей из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей;
е) длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.
3.1.4 Масса газа m, кг, поступившего в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле:
m = (V + V ) x ро , (3.1.2)
а т r
где:
V - объем газа, вышедшего из аппарата, куб. м;
а
V - объем газа, вышедшего из трубопровода, куб. м;
т
-3
ро - плотность газа, кг x м .
r
При этом:
V = 0,01 x P x V, (3.1.3)
a 1
где:
P - давление в аппарате, кПа;
1
V - объем аппарата, куб. м.
V = V + V , (3.1.4)
т 1т 2т
где:
V - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения,
1т
куб. м; V — объем газа, вышедшего из трубопровода после его 2т отключения, куб. м.
V = q x T, (3.1.5)
1т
где:
q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим
регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его -1 диаметра, температуры газовой среды и т.д., куб. м x с ; T — время, определяемое по п. 3.1.3, с.
2 2 2 V = 0,01 x пи x P x (r x L + r x L +...+ r x L ), (3.1.6) 2т 2 1 1 2 2 n n
где:
P - максимальное давление в трубопроводе по технологическому
2
регламенту, кПа; r — внутренний радиус трубопроводов, м; L — длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.
3.1.5 Масса паров жидкости m, кг, поступивших в окружающее
пространство при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным
составом, открытые емкости и т.п.), определяется из выражения:
m = m + m + m + m , (3.1.7)
р емк св. окр пер
где:
m - масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;
р
m - масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых
емк
емкостей, кг; m — масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на св. окр которые нанесен применяемый состав, кг; m — масса жидкости, испарившейся в окружающее пространство пер в случае ее перегрева, кг.
При этом каждое из слагаемых (m , m , m ) в формуле
р емк св. окр
(3.1.7) определяют из выражения:
m = W x F x T, (3.1.8)
и
где:
-1 -2
W - интенсивность испарения, кг x с x м ;
F - площадь испарения, кв. м, определяемая в соответствии с
и
п. 3.1.3 в зависимости от массы жидкости m , вышедшей в окружающее п пространство;
T - продолжительность поступления паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в окружающее пространство согласно п. 3.1.3,
с.
Величину m определяют по формуле (при T > T ):
пер а кип
2C (T - T )
р а кип
m = min {0,8m ; --------------- m }, (3.1.9)
пер п L п
исп
где:
m - масса вышедшей перегретой жидкости, кг;
п
C - удельная теплоемкость жидкости при температуре перегрева
р
-1 -1 жидкости T , Дж x кг x К ;
а
T - температура перегретой жидкости в соответствии с
а
технологическим регламентом в технологическом аппарате или оборудовании, К; T — нормальная температура кипения жидкости, К; кип L — удельная теплота испарения жидкости при температуре исп -1 перегрева жидкости T , Дж x кг . а
Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в
формуле (3.1.7) введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работы.
3.1.6. Масса m вышедшей жидкости, кг, определяется в
п
соответствии с п. 3.1.3.
3.1.7 Интенсивность испарения W определяется по справочным и
экспериментальным данным. Для ненагретых ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле:
-6 _
W = 10 x \/M x P , (3.1.10)
н
где:
-1
M - молярная масса, г x моль ;
P - давление насыщенного пара при расчетной температуре
н
жидкости, определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями п. 1.3, кПа.
3.1.8 Для сжиженных углеводородных газов (СУГ) при отсутствии
данных допускается рассчитывать удельную массу испарившегося СУГ -2 m из пролива, кг x м , по формуле: суг
______
M / t
m = ---- x (T - T ) x (2 x лямбда x / ------ +
суг L о ж тв \/ пи x а
исп
__
5,1 x \/Re x лямбда x t
в
+ -------------------------), (3.1.11)
d
где:
-1
M - молярная масса СУГ, кг x моль ;
L - мольная теплота испарения СУГ при начальной температуре
исп
-1
СУГ T , Дж x моль ; ж T — начальная температура материала, на поверхность которого о разливается СУГ, К; T — начальная температура СУГ, К; ж
лямбда - коэффициент теплопроводности материала, на
тв -1 -1
поверхность которого разливается СУГ, Вт x м x К ;
лямбда
тв
а = ---------- - коэффициент температуропроводности
C x ро
тв тв
-1
материала, на поверхность которого разливается СУГ, кв. м x с ;
C - теплоемкость материала, на поверхность которого
тв
-1 -1
разливается СУГ, Дж x кг x К ;
ро - плотность материала, на поверхность которого
тв -3
разливается СУГ, кг x м ;
t - текущее время, с, принимаемое равным времени полного
испарения СУГ, но не более 3600 с; U x d Re = ----- — число Рейнольдса; ню в -1 U — скорость воздушного потока, м x с ; ______ /4 x F
/ и
d = / ------- - характерный размер пролива СУГ, м;
\/ пи
-1
ню - кинематическая вязкость воздуха, кв. м x с ;
в
лямбда - коэффициент теплопроводности воздуха,
в
-1 -1
Вт x м x К .
Формула (3.1.11) справедлива для СУГ с температурой
T <= T . При температуре СУГ T > T дополнительно
ж кип ж кип
рассчитывается масса перегретых СУГ m по формуле (3.1.9).
пер
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
3.1.9 Горизонтальные размеры зоны, м, ограничивающие область
концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени (C ), вычисляют по формулам:
НКПР
- для горючих газов (ГГ):
m
г 0,333
R = 14,5632 x (-----------) ; (3.1.12)
НКПР ро x C
г НКПР
- для паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ):
P m
_ н 0,813 п 0,333
R = 3,1501 x \/K x (-----) x (--------) , (3.1.13)
НКПР C ро x P
НКПР п н
M
ро = -----------------------,
г,п V x (1 + 0,00367 x t )
о р
где:
m - масса поступивших в открытое пространство ГГ при
г
аварийной ситуации, кг; ро — плотность ГГ при расчетной температуре и атмосферном г -3
давлении, кг x м ;
m - масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за
п
время полного испарения, но не более 3600 с, кг; ро — плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре и п -3
атмосферном давлении, кг x м ;
P - давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре,
н
кПа; K — коэффициент, принимаемый равным K = T / 3600 для ЛВЖ; T — продолжительность поступления паров ЛВЖ в открытое пространство, с; C — нижний концентрационный предел распространения пламени НКПР ГГ или паров ЛВЖ, % (об.); -1 M — молярная масса, кг x кмоль ; -1 V — мольный объем, равный 22,413 куб. м x кмоль ; о t — расчетная температура, °C. р В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в соответствующей климатической зоне
или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры t по
р
каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61 °C.
3.1.10 За начало отсчета горизонтального размера зоны
принимают внешние габаритные размеры аппаратов, установок, трубопроводов и т.п. Во всех случаях значение R должно быть не
НКПР
менее 0,3 м для ГГ и ЛВЖ.
Расчет избыточного давления и импульса волны давления при сгорании смесей горючих газов и паров с воздухом в открытом пространстве
3.1.11. Исходя из рассматриваемого сценария аварии определяется масса m, кг, горючих газов и (или) паров, вышедших в атмосферу из технологического аппарата в соответствии с п. п. 3.1.3 — 3.1.8.
3.1.12. Величину избыточного давления ДЕЛЬТА P, кПа, развиваемого при сгорании газопаровоздушных смесей, определяют по формуле:
0,33 0,66 2
ДЕЛЬТА P = P x (0,8m / r + 3m / r +
0 пр пр
3
+ 5m / r ), (3.1.14)
пр
где:
P - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным
0
101 кПа); r — расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м; m — приведенная масса газа или пара, кг, вычисляется по пр формуле:
m = (Q / Q ) x m x Z, (3.1.15)
пр сг o
где:
-1
Q - удельная теплота сгорания газа или пара, Дж x кг ;
сг
Z - коэффициент участия горючих газов и паров в горении,
который допускается принимать равным 0,1;
6 -1
Q - константа, равная 4,52 x 10 Дж x кг ;
o
m - масса горючих газов и (или) паров, поступивших в
результате аварий в окружающее пространство, кг.
3.1.13 Величину импульса волны давления i, Па x с, вычисляют
по формуле:
0,66
i = 123 x m / r. (3.1.16)
пр
3.2. Метод расчета значений критериев пожарной опасности для горючих пылей
3.2.1. 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.
3.2.2. Количество поступивших веществ, которые могут образовать горючие пылевоздушные смеси, определяется 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.
3.2.3 Расчетная масса пыли, поступившей в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле:
M = M + M , (3.2.1)
вз ав
где:
M - расчетная масса поступившей в окружающее пространство
горючей пыли, кг; M — расчетная масса взвихрившейся пыли, кг; вз M — расчетная масса пыли, поступившей в результате аварийной ав ситуации, кг.
3.2.4 Величина M определяется по формуле:
вз
M = K x K x M , (3.2.2)
вз г вз п
где:
K - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;
г
K - доля отложенной вблизи аппарата пыли, способной перейти
вз
во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. В отсутствие экспериментальных данных о величине К допускается
вз
принимать K = 0,9; вз M — масса отложившейся вблизи аппарата пыли к моменту аварии, п кг.
3.2.5 Величина M определяется по формуле:
ав
M = (M + q x T) x K , (3.2.3)
ав ап п
где:
M - масса горючей пыли, выбрасываемой в окружающее
ап
пространство при разгерметизации технологического аппарата, кг; при отсутствии ограничивающих выброс пыли инженерных устройств следует полагать, 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 -1
их отключения, кг x с ;
T - 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; K — коэффициент пыления, представляющий отношение массы п
взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата в помещение. В отсутствие экспериментальных данных о величине K допускается принимать: 0,5 - для пылей с дисперсностью
п
не менее 350 мкм; 1,0 — для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.
3.2.6. Избыточное давление ДЕЛЬТА P для горючих пылей
рассчитывается следующим образом:
а) определяют приведенную массу горючей пыли m , кг, по
пр
формуле:
m = M x Z x H / H , (3.2.4)
пр т то
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; -1 H — теплота сгорания пыли, Дж x кг ; т
6 -1
H - константа, принимаемая равной 4,6 x 10 Дж x кг ;
то
б) вычисляют расчетное избыточное давление ДЕЛЬТА P, кПа, по
формуле:
0,33 0,66 2
ДЕЛЬТА P = P x (0,8m / r + 3m / r +
0 пр пр
3
+ 5m / r ), (3.2.5)
пр
где:
r - расстояние от центра пылевоздушного облака, м. Допускается
отсчитывать величину r от геометрического центра технологической установки; P — атмосферное давление, кПа. 0
3.2.7 Величину импульса волны давления i, Па x с, вычисляют
по формуле: 0,66 i = 123m / r. (3.2.6) пр
3.3. Метод расчета интенсивности теплового излучения
3.3.1. Интенсивность теплового излучения рассчитывают для двух случаев пожара (или для того из них, который может быть реализован в данной технологической установке):
- пожар проливов ЛВЖ, ГЖ или горение твердых горючих материалов (включая горение пыли);
- «огненный шар» — крупномасштабное диффузионное горение, реализуемое при разрыве резервуара с горючей жидкостью или газом под давлением с воспламенением содержимого резервуара. Если возможна реализация обоих случаев, то при оценке значений критерия пожарной опасности учитывается наибольшая из двух величин интенсивности теплового излучения. -2
3.3.2 Интенсивность теплового излучения q, кВт x м , для
пожара пролива жидкости или при горении твердых материалов вычисляют по формуле:
q = E x F x тау, (3.3.1)
f q
где:
E - среднеповерхностная плотность теплового излучения
f
-2
пламени, кВт x м ;
F - угловой коэффициент облученности;
q
тау - коэффициент пропускания атмосферы.
Значение E принимается на основе имеющихся экспериментальных
f
данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив указанные данные приведены в табл. 2. При отсутствии данных допускается принимать величину E f
-2 -2 равной: 100 кВт x м для СУГ, 40 кВт x м для нефтепродуктов, 40
-2
кВт x м для твердых материалов.
Таблица 2
СРЕДНЕПОВЕРХНОСТНАЯ ПЛОТНОСТЬ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПЛАМЕНИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДИАМЕТРА ОЧАГА И УДЕЛЬНАЯ МАССОВАЯ СКОРОСТЬ ВЫГОРАНИЯ ДЛЯ НЕКОТОРЫХ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ТОПЛИВ
| Топливо | -2 E , кВт x м f | m, кг x -2 -1 м x с | ||||
| d = 10 м | d = 20 м | d = 30 м | d = 40 м | d = 50 м | ||
| СПГ (Метан) | 220 | 180 | 150 | 130 | 120 | 0,08 |
| СУГ (Пропанбутан) | 80 | 63 | 50 | 43 | 40 | 0,10 |
| Бензин | 60 | 47 | 35 | 28 | 25 | 0,06 |
| Дизельное топливо | 40 | 32 | 25 | 21 | 18 | 0,04 |
| Нефть | 25 | 19 | 15 | 12 | 10 | 0,04 |
| Примечание. Для диаметров очагов менее 10 м или более 50 м следует принимать величину E такой же, как и для очагов f диаметром 10 м и 50 м соответственно. | ||||||
Рассчитывают эффективный диаметр пролива d, м, по формуле:
______
/4 x F
d = / -----, (3.3.2)
\/ пи
где F - площадь пролива, кв. м.
Вычисляют высоту пламени H, м, по формуле:
m 0,61
H = 42 x d x (-------------) , (3.3.3)
_____
ро x \/g x d
в
где:
-2
m - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг x м x
-1 с ; -3 ро — плотность окружающего воздуха, кг x м ; в -2
g = 9,81 м x с - ускорение свободного падения.
Определяют угловой коэффициент облученности F по формулам:
q
_______
/ 2 2
F = \/ F + F , (3.3.4)
q V Н
где F , F - факторы облученности для вертикальной и
V Н
горизонтальной площадок соответственно, определяемые с помощью
выражений: _______
1 1 h h /(S - 1)
F = -- x [- x arctg (-------) + - x {arctg ( / -------) -
V пи S ____ S \/ (S + 1)
/2
\/S - 1
_________________
A /(A + 1) x (S - 1)
- ------- x arctg ( / -----------------)}]; (3.3.5)
____ \/ (A - 1) x (S + 1)
/2
\/A - 1
_________________
1 (B - 1 / S) /(B + 1) x (S - 1)
F = -- x [----------- x arctg ( / -----------------) -
Н пи ______ \/ (B - 1) x (S + 1)
/ 2
\/ B - 1
_________________
(A - 1 / S) /(A + 1) x (S - 1)
- ----------- x arctg ( / -----------------)]; (3.3.6)
____ \/ (A - 1) x (S + 1)
/2
\/A - 1
2 2
A = (h + S + 1) / (2S); (3.3.7)
2
B = (1 + S ) / (2S); (3.3.8)
S = 2r / d; (3.3.9)
h = 2H / d, (3.3.10)
где r - расстояние от геометрического центра пролива до
облучаемого объекта, м. Определяют коэффициент пропускания атмосферы по формуле:
-4
тау = exp [-7,0 x 10 x (r - 0,5d)]. (3.3.11)
-2
3.3.3 Интенсивность теплового излучения q, кВт x м , для
«огненного шара» вычисляют по формуле (3.3.1). Величину E определяют на основе имеющихся экспериментальных f -2 данных. Допускается принимать E равным 450 кВт x м . f Значение F вычисляют по формуле: q
H / D + 0,5
S
F = ------------------------------------ , (3.3.12)
d 2 2 1,5
4 x [(H / D + 0,5) + (r / D ) ]
S S
где:
H - высота центра "огненного шара", м;
D - эффективный диаметр "огненного шара", м;
S
r - расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности
земли непосредственно под центром «огненного шара», м. Эффективный диаметр «огненного шара» D определяют по формуле: S
0,327
D = 5,33m , (3.3.13)
S
где m - масса горючего вещества, кг.
Величину H определяют в ходе специальных исследований. Допускается принимать величину H равной D / 2.
S
Время существования "огненного шара" t , с, определяют по
s
формуле:
0,303
t = 0,92 x m . (3.3.14)
s
Коэффициент пропускания атмосферы тау рассчитывают по формуле:
_______
-4 / 2 2
тау = exp [-7,0 x 10 x (\/ r + H - D / 2)]. (3.3.15)
S
4. МЕТОД ОЦЕНКИ ИНДИВИДУАЛЬНОГО РИСКА
4.1. Настоящий метод применим для расчета величины индивидуального риска (далее по тексту — риска) на наружных установках при возникновении таких поражающих факторов, как избыточное давление, развиваемое при сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей, и тепловое излучение при сгорании веществ и материалов.
4.2 Величину индивидуального риска R при сгорании газо-,
в
паро- или пылевоздушных смесей рассчитывают по формуле:
n
R = SUM Q x Q , (4.1)
в i=1 вi впi
где:
Q - вероятность возникновения i-й аварии с горением газо-,
вi
паро- или пылевоздушной смеси на рассматриваемой наружной установке, 1/год; Q — условная вероятность поражения человека, находящегося впi на заданном расстоянии от наружной установки, избыточным давлением при реализации указанной аварии i-го типа; n — количество типов рассматриваемых аварий. Значения Q определяют из статистических данных или на основе вi
ГОСТ 12.1.004-91. В формуле (4.1) допускается учитывать только одну наиболее неблагоприятную аварию, величина Q для которой
в
принимается равной вероятности возникновения пожара с горением газо-, паро- или пылевоздушных смесей на наружной установке по ГОСТ 12.1.004-91, а значение Q вычислять исходя из массы горючих
вп
веществ, вышедших в атмосферу, в соответствии с п. п. 3.1.2 -
3.1.8.
4.3 Величину индивидуального риска R при возможном сгорании
п
веществ и материалов, указанных в табл. 1 для категории В , н рассчитывают по формуле:
n
R = SUM Q x Q , (4.2)
п i=1 fi fпi
где:
Q - вероятность возникновения пожара на рассматриваемой
fi
наружной установке в случае аварии i-го типа, 1/год; Q — условная вероятность поражения человека, находящегося fпi на заданном расстоянии от наружной установки, тепловым излучением при реализации аварии i-го типа; n — количество типов рассматриваемых аварий. Значения Q определяют из статистических данных или на основе fi ГОСТ 12.1.004-91.
В формуле (4.2) допускается учитывать только одну наиболее неблагоприятную аварию, величина Q для которой принимается равной
f
вероятности возникновения пожара на наружной установке по ГОСТ 12.1.004-91, а значение Q вычислять исходя из массы горючих
fп
веществ, вышедших в атмосферу, в соответствии с п. п. 3.1.2 -
3.1.8.
4.4 Условную вероятность Q поражения человека избыточным
впi
давлением при сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей на расстоянии r от эпицентра определяют следующим образом: — вычисляют избыточное давление ДЕЛЬТА P и импульс i по методам, описанным в разделах 3.1 или 3.2; — исходя из значений ДЕЛЬТА P и i вычисляют величину «пробит»
-
функции Pr по формуле:
Pr = 5 - 0,26ln (V), (4.3)где:
17500 8,4 290 9,3
V = (--------) + (---) , (4.4)
ДЕЛЬТА P i
где:
ДЕЛЬТА P - избыточное давление, Па;
i - импульс волны давления, Па x с;
- с помощью табл. 3 определяют условную вероятность поражения
человека. Например, при значении Pr = 2,95 значение Q = 2% = вп 0,02, а при Pr = 8,09 значение Q = 99,9% = 0,999. вп
4.5 Условную вероятность поражения человека тепловым
излучением Q определяют следующим образом: fпi
а) рассчитывают величину Pr по формуле:
1,33
Pr = -14,9 + 2,56ln (t x q ), (4.5)
где:
t - эффективное время экспозиции, с;
-2
q - интенсивность теплового излучения, кВт x м , определяемая
в соответствии с разделом 3.3. Величину t находят:
1) для пожаров проливов ЛВЖ, ГЖ и твердых материалов:
t = t + x / u, (4.6)
о
где:
t - характерное время обнаружения пожара, с (допускается
о
принимать t = 5 с); x — расстояние от места расположения человека до зоны, где -2 интенсивность теплового излучения не превышает 4 кВт x м , м; -1 u — скорость движения человека, м x с (допускается принимать -1
u = 5 м x с );
2) для воздействия "огненного шара" - в соответствии с
разделом 3.3;
б) с помощью табл. 3 определяют условную вероятность Q
пi
поражения человека тепловым излучением.
4.6. Если для рассматриваемой технологической установки возможен как пожар пролива, так и «огненный шар», в формуле (4.2) должны быть учтены оба указанных выше типа аварии.
Таблица 3
ЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНОЙ ВЕРОЯТНОСТИ ПОРАЖЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВЕЛИЧИНЫ Pr
| Условная вероятность поражения, % | Величина Pr | |||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| 0 | - | 2,67 | 2,95 | 3,12 | 3,25 | 3,36 | 3,45 | 3,52 | 3,59 | 3,66 |
| 10 | 3,72 | 3,77 | 3,82 | 3,90 | 3,92 | 3,96 | 4,01 | 4,05 | 4,08 | 4,12 |
| 20 | 4,16 | 4,19 | 4,23 | 4,26 | 4,29 | 4,33 | 4,36 | 4,39 | 4,42 | 4,45 |
| 30 | 4,48 | 4,50 | 4,53 | 4,56 | 4,59 | 4,61 | 4,64 | 4,67 | 4,69 | 4,72 |
| 40 | 4,75 | 4,77 | 4,80 | 4,82 | 4,85 | 4,87 | 4,90 | 4,92 | 4,95 | 4,97 |
| 50 | 5,00 | 5,03 | 5,05 | 5,08 | 5,10 | 5,13 | 5,15 | 5,18 | 5,20 | 5,23 |
| 60 | 5,25 | 5,28 | 5,31 | 5,33 | 5,36 | 5,39 | 5,41 | 5,44 | 5,47 | 5,50 |
| 70 | 5,52 | 5,55 | 5,58 | 5,61 | 5,64 | 5,67 | 5,71 | 5,74 | 5,77 | 5,81 |
| 80 | 5,84 | 5,88 | 5,92 | 5,95 | 5,99 | 6,04 | 6,08 | 6,13 | 6,18 | 6,23 |
| 90 | 6,28 | 6,34 | 6,41 | 6,48 | 6,55 | 6,64 | 6,75 | 6,88 | 7,05 | 7,33 |
| - | 0,00 | 0,10 | 0,20 | 0,30 | 0,40 | 0,50 | 0,60 | 0,70 | 0,80 | 0,90 |
| 99 | 7,33 | 7,37 | 7,41 | 7,46 | 7,51 | 7,58 | 7,65 | 7,75 | 7,88 | 8,09 |