Пожаровзрывозащита мукомольного производств

, (1.7)

где р0 -- атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

r -- расстояние от геометрического центра облака, м;

mпp -- приведенная масса горючей пыли, кг, рассчитанная по формуле:

mпр = (Qсг / Q0)mг,п Z, (1.8)

где Qсг -- удельная теплота сгорания газа или пара, Дж/кг;

Z-- коэффициент участия, который допускается принимать равным 0,05;

Q0-- константа, равная 4,52 106 Дж/кг;

mг,п -- масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.

Импульс волны давления i, Па с, рассчитывают по формуле:

. (1.9)

Находим приведенную массу mпр по формуле (1.8):

mпр = (93,37 106 / 4,52 106) (136 000) 0,05 = 140 488 = 1,4 105 кг.

Находим избыточное давление p по формуле (1.7):

p = 101 [0,8 (1,4 105)0,33 / 100 + 3 (1,4 105) 0,66 / 1002 + 5 (1,4 105) / 1003] = 186,987 кПа.

Находим импульс волны давления i по формуле (1.10):

i = 123 (1,40488 105)0,66 / 100 = 3071,5 Па с.

Итак, в данном разделе рассчитаны критерии пожаровзрывоопасности при сгорании горючей пыли, значения которых представлены в таблице 1.2.

Оценим индивидуальный и социальный риск для людей, работающих на мельнице. В процессе расчетов необходимы следующие данные:

В помещении мельницы (зальное) размерами 45 м * 120 м * 7 м произошла аварийная разгерметизация оборудования и загорание пылевоздушной смеси на площади 600 м2. На мельнице работают 15 человек в две смены Рпр = 0,67. Здание имеет два эвакуационных выхода посередине. Ширина центрального прохода между оборудованием равна 7 м, а ширина проходов между оборудованием и стенами равна 4 м. Характеристики горения муки, взятые из литературных источников, следующие: низшая теплота сгорания Q = 93,37 МДж/кг; дымообразующая способность (согласно ГОСТ 12.1.044 - 89 [9] показатель дымообразующей способности - коэффициент дымообразования - для пылей не применим).

Расчетная схема эвакуации представлена на рисунке 2.

-- место пожара; I, II -- эвакуационные выходы;

1, 2, 3 -- участки эвакуационного пути.

Рисунок 2 -- Расчетная схема эвакуации

Эвакуацию осуществляют в направлении первого эвакуационного выхода, так как второй заблокирован очагом пожара.

Плотность людского потока на первом участке эвакуационного пути:

м-2,

где N1 -- число людей на первом участке, чел;

f-- средняя площадь горизонтальной проекции человека, м2, (0,100 -- взрослого в домашней одежде);

-- ширина первого участка пути, м;

l1 -- длина первого участка пути, м.

Время движения людского потока по первому участку:

мин, (где скорость движения людского потока по горизонтальному пути на первом участке, м/мин (определяют по таблице Ш.1 ГОСТа 12.3.047 - 98 [4] зависимости от плотности D).

Тогда по второму участку м-2 и мин.

Интенсивность движения людского потока по третьему участку:

м/мин.

Время движения людского потока по третьему участку, так как q3 = 1,57 < qmax = 16,5:

мин.

Расчетное время эвакуации:

tр = t1 + t2 + t3 = 1,16 + 1,16 + 0,04 = 2,36 мин.

Геометрические характеристики помещения:

V= 0,8 120 45 16,2 = 30 240 м3

По рекомендуемым данным принимаем значения tкр при аварии со сходными веществами и условиями:

- по повышенной температуре - 362 с;

- по потере видимости - 435 с;

- по пониженному содержанию кислорода - 366 с.

-

t кр = min (362, 435, 366) = 362 c = 6,03 мин.

Необходимое время эвакуации людей из помещения:

tнб = Кб tкр = 0,8 362 = 289,6 с = 4,83 мин.

Из сравнения tр с tнб получается:

tр = 2,36 < tнб = 4,83, тогда вероятность эвакуации по эвакуационным путям: Рэ.п = 0,999.

Вероятность эвакуации:

Рэ = 1 - (1 - (1 - Рэ.п ) (1 - Рд.в) =1 -(1 - (1 - 0,999) (1 - 0) = 0,999.

Расчетный индивидуальный риск при Рп.з=0, т.е. выбираем наихудший вариант - вероятность эффективной работы технических решений противопожарной защиты равна нулю (вероятность пожара в здании в год - 0,03):

Qв = Qn Pпp (1 - Рэ) (1 - Рп.з) = 0,03 0,67 · (1 - 0,999) · (1 - 0) = 2,01 10-5;

Qв = 2 10 -5 > = 10-6.

То есть условие безопасности людей не выполнено, значение индивидуального риска больше допустимого. Необходимо внедрение систем взрывопредупреждения и взрывозащиты.

Выполним оценку социального риска на рассматриваемом участке по формуле (Ш.36) ГОСТа 12.3.047 - 98 [4]. В нашем случае -- время от начала пожара до блокирования эвакуационных путей в результате распространения на них опасных факторов поражения, имеющих предельно допустимые для людей значения, мин, принимаем максимальное из времени существования «огневого шара», после которого полностью теряется несущая способность конструкций, и расчетного времени развития пожара (33,056 с = 0,55 мин и 120 сек = 2 мин). Для зальных помещений вероятность Q10 гибели 10 и более человек рассчитывают по формуле:

(1.14)

где (1.15)

tр -- расчетное время эвакуации людей, мин (согласно расчетам равно 2,36 мин);

Таким образом, tр ? и М = 15 · (2 / 2,36) = 12,7 > 10 .

Тогда Q10 = (12.7 - 9) / 12.7 = 0.41.

Вероятность гибели от пожара 10 и более человек в течение года R10 рассчитывают по формуле

R10 = QпPпр (1 - Рэ) (1 - Рпз)Q10. (1.16)

В данном случае R10 = 0.03 · 0.67 · (1-0.999) · (1-0) · 0.41 = 8,241 · 10-6

Для эксплуатируемых здании (сооружений) расчетное значение социального риска допускается проверять окончательно с использованием аналитических данных по формуле

, (1.17)

где N10 -- число пожаров, повлекших за собой гибель 10 и более человек в течение периода наблюдения Т, лет:

Nоб -- число наблюдаемых объектов.

В данном случае значение социального риска не превышает 10-5 (при таких значениях эксплуатация технологических процессов недопустима), поэтому пожарная безопасность считается условно выполненной. Однако довольно частым является тот случай, что tр < бл принимаем Q10 = 0 по формуле (1.14), следовательно, вероятность гибели в результате пожара 10 и более человек на рассматриваемом участке равна 0.