Материал: Пожарная безопасность электроустановок. учебное пособие. Сушко Е.А., Бакаева Г.А

Концентрационные пределы воспламенения лвж

Взрывоопасные смеси с воздухом могут образовывать пыль и волокна некоторых горючих веществ.

Горючая пыль - дисперсная система, состоящая из твердых частиц размером менее 850 мкм, находящихся во взвешенном или осевшем состоянии, которая в смеси с воздухом в определенной пропорции образует пылевоздушную взрывоопасную смесь при нормальных атмосферных условиях.

Характерным показателем пожароопасной характеристики пыли или волокон является также температура тления.

Температура тления - температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций окисления, заканчивающихся возникновением тления.

В табл. 6.2 приводятся параметры, характеризующие пожаро- и взрывоопасность пыли некоторых горючих веществ.

Взрывоопасные смеси воспламеняются в случае, если в электроустановках находится источник зажигания в виде нагретого тела или пламени (электрическая дуга КЗ, искра, возникающая при замыкании или размыкании контактов, чрезмерно высокая температура на поверхности электрооборудования, превышающая температуру самовоспламенения взрывоопасных смесей, и т.п.).

Нормативная оценка классов взрыво- и пожароопасных зон и их размеров

Основополагающей задачей по обеспечению оптимальных вариантов пожарной безопасности при применении электроустановок, молниезащиты зданий и сооружений, а также средств и мер защиты взрыво- и пожароопасных производств от разрядов статического электричества является объективная оценка взрывоопасной и пожароопасной зоны и ее размеров.

Таблица 6.2

Параметры, характеризующие пожаро- и взрывоопасность пыли некоторых горючих веществ

От класса взрывоопасной или пожароопасной зоны зависят требования к электроустановкам [1], необходимость выполнения молниезащиты и ее категория [6, 8], а также средства и меры защиты производств от искр статического электричества [11].

В настоящее время нормативная и аналитическая оценка класса взрывоопасной и пожароопасной зоны производится по ПУЭ [1, гл. 7.3 и 7.4] с использованием указаний СН 463-74 [1, п. 7.3.39] по величине относительного объема взрывоопасной смеси (менее или равное 5 %, более 5 %), а также времени испарения ЛВЖ в количестве, достаточном для образования взрывоопасной смеси в 5 % -м объеме помещения.

С принятием НПБ 105-95 [21] и отменой СН 463-74 для оценки класса взрыво- и пожароопасной зоны и ее размеров в соответствии с ПУЭ [1, гл. 7.3 и 7.4] принят исходный критерий - расчетное избыточное давление взрыва смеси DР, менее или равное 5 кПа или более 5 кПа.

Взрывоопасная зона – зона, в которой имеется или может образоваться взрывоопасная газовая смесь в объеме, требующем специальных мер защиты при конструировании, изготовлении и эксплуатации электроустановок [22].

Пожароопасная зона – зона внутри и вне помещений, в пределах которой постоянно или периодически имеются (обращаются) горючие материалы, вещества при нормальном технологическом процессе или при его нарушениях [1, гл. 7.4].

Определение границ класса взрывоопасной или пожароопасной зоны производится технологами совместно с электриками проектной или эксплуатирующей организации.

Классы взрывоопасных и пожароопасных зон характерных производств обычно содержатся в нормах технологического проектирования или в отраслевых перечнях производств по взрывопожароопасности.

В проекте редакции ПУЭ седьмого издания [8, гл. 7.3] парогазовые взрывоопасные смеси образуют взрывоопасные зоны классов 0, 1 и 2 пылевоздушные взрывоопасные смеси – взрывоопасные зоны классов 20, 21 и 22 [8, прил. 4, п/п 22]. Указанные классы взрывоопасных зон соответствуют (примерно) принятым в [1, гл. 7.3] классам: 0 – В – I; 1 – В – I; В – Iг; 2 – В – Iа; В – Iг и В – Iд [22, прил. Г]; 20 и 21 – В – II; 22 – В – IIа. Обозначения классов пожароопасных зон П-I, П-II, П-IIа и П-III не изменились [1, гл. 7.4].

Взрывоопасная зона класса 0 – зона, в которой газовая взрывоопасная среда присутствует постоянно или в течение длительного периода времени (она может быть только в пределах корпусов технологического оборудования).

Взрывоопасная зона класса 1 – зона, в которой газовая взрывоопасная среда может образоваться при нормальной работе (здесь и далее нормальная работа – это ситуация, когда установка работает согласно расчетным параметрам).

Взрывоопасная зона класса 2 – зона, в которой газовая взрывоопасная среда не может образоваться при нормальной работе (а если и образуется, то она присутствует лишь кратковременно в результате аварий и неисправностей, за исключением катастроф). По [22, прил. Г], к зонам, характеризующимся как взрывоопасная зона класса 2, но отличающаяся одной из следующих особенностей относятся:

1) горючие газы имеют высокий нижний концентрационный предел распространения пламени (15 % и более) и обладают резким запахом и предельно допустимыми концентрациями по ГОСТ 12.1.005-76 (например, производства с обращением аммиака, кроме установок с аммиаком при высоком давлении и без обслуживающего персонала);

2) горючие газы, ЛВЖ имеются в таких количествах, что их воспламенение в нормальном и аварийном режимах не может развить расчетное избыточное давление взрыва, превышающее 5 кПа.

Зоны не относятся к взрывоопасным в следующих случаях: работа с горючими газами и ЛВЖ производится в вытяжных шкафах или под вытяжными зонтами; при расчетном избыточном давлении взрыва, не превышающем 0,5 кПа.

Взрывоопасная зона класса 20 – пространство, в котором взрывоопасная пылевоздушная смесь присутствует постоянно (она может быть только в пределах корпусов технологического оборудования).

Взрывоопасная зона класса 21 - зона в помещении, в которой пылевоздушная взрывоопасная смесь может образоваться при нормальной работе.

Взрывоопасная зона класса 22 - зона в помещении, в которой опасные состояния, указанные в зоне 21, маловероятны при нормальной работе и возможны в результате аварий и неисправностей.

Пожароопасная зона П-I - зона в помещении, в которой имеются горючие жидкости.

Пожароопасная зона П-II - зона в помещении, в которой имеются горючие пыли или волокна, при воспламенении которых развивается избыточное давление взрыва, равное или менее 5 кПа.

Пожароопасная зона класса П-IIа - зона в помещении, в которой имеются твердые или волокнистые не переходящие во взвешенное состояние горючие вещества, материалы.

Пожароопасная зона класса П-III - зона вне помещения, в которой имеются горючие жидкости, пыли, волокна, твердые, в том числе волокнистые, горючие материалы.

При определении размеров взрывоопасных и пожароопасных зон в помещениях необходимо учитывать:

1) взрывоопасные зоны классов 0 и 20 не должны, как правило, быть за пределами корпусов технологического оборудования;

2) при расчетном избыточном давлении взрыва газовой взрывоопасной смеси, превышающем 5 кПа, взрывоопасная зона занимает весь объем помещения;

3) взрывоопасная зона классов 21 и 22 занимает весь объем помещения;

4) при расчетном избыточном давлении взрыва газовой взрывоопасной смеси, равном или менее 5 кПа, взрывоопасная зона занимает часть объема помещения и представляет собой цилиндр с радиусом и высотой, рассчитываемыми технологами согласно ГОСТ 12.1.004-91 [23]. При отсутствии исходных данных зону принимают в виде цилиндра с радиусом, равным 5 м. Высоту отсчитывают от пола помещения - для тяжелых газов и паров, от потолка помещения - для легких газов;

5) при расчетном избыточном давлении взрыва пылевоздушной взрывоопасной смеси, паров перегретых горючих жидкостей, равном или менее 5 кПа, взрывоопасная зона соответственно будет 21, 22 или 2;

6) пространство за пределами ограниченных взрывоопасных зон считается невзрывоопасным, если нет других факторов, создающих в нем взрывоопасность.

В табл. 6.3 приведена классификация рассматриваемых взрыво- и пожароопасных зон, их размеры и индексы обозначений (над чертой - по редакции проекта седьмого издания [1, гл. 7.3], а под чертой - по редакции проекта шестого издания ПУЭ [1, гл. 7.3]).

Таблица 6.3

Классификация взрыво- и пожароопасных зон