Приложение N 1. Сведения по частотам реализации инициирующих пожароопасные ситуации событий для некоторых типов оборудования объектов, частотам утечек из технологических трубопроводов, а также частотам возникновения пожаров в зданиях
Приложение N 1
к методике определения
расчетных величин пожарного риска
на производственных объектах,
утвержденной приказом МЧС России
от 26 июня 2024 г. N 533
СВЕДЕНИЯ
ПО ЧАСТОТАМ РЕАЛИЗАЦИИ ИНИЦИИРУЮЩИХ ПОЖАРООПАСНЫЕ СИТУАЦИИ
СОБЫТИЙ ДЛЯ НЕКОТОРЫХ ТИПОВ ОБОРУДОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ, ЧАСТОТАМ
УТЕЧЕК ИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ, А ТАКЖЕ ЧАСТОТАМ
ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОЖАРОВ В ЗДАНИЯХ
1. При использовании сведений, приведенных в настоящем приложении, для какого-либо резервуара, емкости, сосуда, аппарата, технологического трубопровода учитываются частоты разгерметизации для всех размеров утечек, указанные для этой единицы технологического оборудования.
2. Частоты реализации инициирующих пожароопасные ситуации событий для некоторых типов оборудования объектов приведены в таблице П1.1.
Таблица П1.1
Частоты реализации инициирующих пожароопасные
ситуации событий
Наименование оборудования
Инициирующее аварию событие
Диаметр отверстия истечения, мм
Частота разгерметизации, год-1
Резервуары, емкости, сосуды и аппараты под давлением
Разгерметизация с последующим истечением жидкости, газа или двухфазной среды
5
4,0 · 10-5
12,5
1,0 · 10-5
25
6,2 · 10-6
50
3,8 · 10-6
100
1,7 · 10-6
Полное разрушение
3,0 · 10-7
Химические реакторы
Разгерметизация с последующим истечением жидкости, газа или двухфазной среды
5
4,0 · 10-5
12,5
1,0 · 10-5
25
6,2 · 10-6
50
3,8 · 10-6
Полное разрушение
1,5 · 10-5
Насосы (центробежные с одинарным торцевым уплотнением)
Разгерметизация с последующим истечением жидкости или двухфазной среды
5
4,3 · 10-3
12,5
6,1 · 10-4
25
5,1 · 10-4
50
2,0 · 10-4
Диаметр подводящего/отводящего трубопровода
1,0 · 10-4
Компрессоры (центробежные)
Разгерметизация с последующим истечением газа
5
1,1 · 10-2
12,5
1,3 · 10-3
25
3,9 · 10-4
50
1,3 · 10-4
Полное разрушение
1,0 · 10-4
Резервуары для хранения ЛВЖ и ГЖ при давлении, близком к атмосферному (при единичном объеме 450 м3 и более)
Разгерметизация с последующим истечением жидкости в обвалование
25
8,8 · 10-5
100
1,2 · 10-5
Полное разрушение
5,0 · 10-6
Резервуары для хранения ЛВЖ и ГЖ при давлении, близком к атмосферному (при единичном менее 450 м3)
Разгерметизация с последующим истечением жидкости в обвалование
25
5,0 · 10-4
100
5,0 · 10-5
Полное разрушение
8,0 · 10-6
Одностенные изотермические резервуары для хранения сжиженных газов
Разгерметизация с последующим истечением жидкости в обвалование
Утечка паров
2,0 · 10-4
150
1,0 · 10-4
500
8,0 · 10-5
Полное разрушение
4,0 · 10-5
Резервуары для хранения ЛВЖ и ГЖ с плавающей крышей
Пожар в кольцевом зазоре по периметру резервуара
-
4,6 · 10-3
Пожар по всей поверхности резервуара
-
9,3 · 10-4
Резервуары для хранения ЛВЖ и ГЖ со стационарной крышей
Пожар на дыхательной арматуре
-
9,0 · 10-5
Пожар по всей поверхности резервуара
-
9,0 · 10-5
3. В таблице П1.1 в качестве полного разрушения рассматривается утечка с диаметром истечения, соответствующим максимальному диаметру подводящего или отводящего трубопровода, или разрушение резервуара, емкости, сосуда или аппарата.
4. При определении частоты разгерметизации фильтров и кожухотрубных теплообменников указанное оборудование допускается рассматривать как аппараты под давлением.
Аппараты воздушного охлаждения допускается рассматривать как участки технологических трубопроводов, длина которых соответствует суммарной длине труб в пучках теплообменника.
5. Частота реализации сценариев, связанных с образованием огненного шара на емкостном оборудовании со сжиженными газами и ЛВЖ вследствие внешнего воздействия очага пожара, определяется на основе процедуры построения логических деревьев событий, приведенной в приложении N 2 к Методике. При отсутствии необходимых данных следует принимать частоту внешнего воздействия, приводящего к реализации огненного шара, равной 2,5 · 10-5 год-1 на один аппарат (резервуар).
6. Частоты утечек из технологических трубопроводов приведены в таблице П1.2.
Таблица П1.2
Частоты утечек из технологических трубопроводов
Диаметр трубопровода, мм
Частота утечек, (м1·год-1)
малая (диаметр отверстия 12,5 мм)
средняя (диаметр отверстия 25 мм)
значительная (диаметр отверстия 50 мм)
большая (диаметр отверстия 100 мм)
разрыв
50
5,7 · 10-6
2,4 · 10-6
-
-
1,4 · 10-6
100
2,8 · 10-6
1,2 · 10-6
4,7 · 10-7
-
2,4 · 10-7
150
1,9 · 10-6
7,9 · 10-7
3,1 · 10-7
1,3 · 10-7
2,5 · 10-8
250
1,1 · 10-6
4,7 · 10-7
1,9 · 10-7
7,8 · 10-8
1,5 · 10-8
600
4,7 · 10-7
2,0 · 10-7
7,9 · 10-8
3,4 · 10-8
6,4 · 10-9
900
3,1 · 10-7
1,3 · 10-7
5,2 · 10-8
2,2 · 10-8
4,2 · 10-9
1200
2,4 · 10-7
9,8 · 10-8
3,9 · 10-8
1,7 · 10-8
3,2 · 10-9
7. Частоты возникновения пожаров в здании Q (год-1), за исключением случаев, предусмотренных пунктами 9 и 12 настоящего приложения, определяется по формуле:
Q = a1 · F, (П1.1)
где a1 - константа, определяемая для различных зданий (помещений) по таблице П1.3 ;
F - площадь здания (помещения), м2.
8. Частоты возникновения пожаров в зданиях (помещениях) на единицу площади приведены в таблице П1.3.
Таблица П1.3
Частоты возникновения пожаров в зданиях (помещениях)
на единицу площади
Наименование объекта
Частота возникновения пожара, (м-2 · год-1)
Электростанции
2,2 · 10-5
Склады химической продукции
1,2 · 10-5
Склады многономенклатурной продукции
9,0 · 10-5
Инструментально-механические цеха
0,6 · 10-5
Цеха по обработке синтетического каучука и искусственных волокон
2,7 · 10-5
Литейные и плавильные цеха
1,9 · 10-5
Цеха по переработке мясных и рыбных продуктов
1,5 · 10-5
Цеха горячей прокатки металлов
1,9 · 10-5
Текстильные производства
1,5 · 10-5
Административные здания, входящие в состав производственных объектов
1,2 · 10-5
9. В случаях, когда таблица П1.3 не содержит необходимых данных, а площадь зданий (помещений) превышает 10 0000 м2, частота возникновения пожара определяется по формуле:
Q = a · Fb, (П1.2)
где a, b - константы, определяемые для различных зданий (помещений) объекта по таблице П1.4 ;
F - площадь здания (помещения), м2.
10. Константы для различных зданий (помещений) приведены в таблице П1.4.
Таблица П1.4
Константы для расчета частот пожара в здании (помещении)
Характеристика здания (помещения)
a
b
Пищевая, табачная промышленность
0,0011
0,6
Переработка горючих веществ, химическая промышленность
0,0069
0,46
Размещение электротехнического оборудования
0,0061
0,59
Обслуживание транспортных средств
0,00012
0,86
Текстильная промышленность
0,0075
0,35
Полиграфические предприятия, издательское дело
0,0007
0,91
Административные здания (помещения) производственных объектов
0,00006
0,9
Другие виды зданий производственных объектов
0,0084
0,41
11. Формула (П1.2) и таблица П1.4 применяются для зданий (помещений) площадью более 10000 м2.
12. Суммарную частоту возникновения пожаров (в том числе пожаров, возникающих вследствие развития пожароопасных ситуаций, связанных с разгерметизацией технологического оборудования с обращением горючих газов и жидкостей) в помещениях объекта, не относящихся к категориям А или Б по взрывопожарной и пожарной опасности, допускается определять по формулам (П1.1) и (П1.2) .
13. Частоты возникновения пожаров в помещениях АЭС с реакторами ВВЭР приведены в таблице П1.5.
Таблица П1.5
Частоты возникновения пожаров в помещениях АЭС
с реакторами ВВЭР
Наименование объекта
Частота возникновения пожара, год-1
Кабельные коридоры
5,0 · 10-2
Помещения защитной оболочки
2,0 · 10-2
Вспомогательное здание
4,8 · 10-3
Приложение N 2. Последовательность построения логических деревьев возникновения и развития пожароопасных ситуаций и пожаров
Приложение N 2
к методике определения
расчетных величин пожарного риска
на производственных объектах,
утвержденной приказом МЧС России
от 26 июня 2024 г. N 533
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
ПОСТРОЕНИЯ ЛОГИЧЕСКИХ ДЕРЕВЬЕВ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ
ПОЖАРООПАСНЫХ СИТУАЦИЙ И ПОЖАРОВ
1. Для определения расчетных сценариев пожара используется метод логических деревьев событий возникновения и развития пожароопасной ситуации (пожара) (далее - логическое дерево событий), позволяющий определить развитие возможных начальных событий (пожароопасных ситуаций и пожаров).
Построение логического дерева событий состоит в составлении цепи последующих ключевых событий, оказывающих влияние на возможность реализации тех или иных сценариев пожара, начиная с исходного события.
Сценарий пожара на логическом дереве отражается в виде ветви дерева событий, представляющей последовательность событий от исходного события до конечного события.
2. При построении логического дерева событий должны приниматься следующие положения:
а) выбирается исходное событие - пожароопасная ситуация, которая может повлечь за собой возникновение пожара с дальнейшим его развитием, или пожар;
б) развитие исходного события должно рассматриваться постадийно с рассмотрением специфики места его возникновения, уровня потенциальной опасности каждой стадии и возможности ее локализации и ликвидации;
в) переход с рассматриваемой стадии на новую определяется реализацией ключевого события, влияющего на характер развития пожароопасной ситуации или пожара. Условные вероятности переходов со стадии на стадию одной ветви определяются исходя из свойств, вовлеченных в пожароопасную ситуацию или пожар горючих веществ (физико-химические и пожароопасные свойства, параметры, при которых вещества обращаются в технологическом процессе), наличия систем противоаварийной и противопожарной защиты и условной вероятности их эффективного срабатывания, размеров зон поражения опасными факторами пожара, объемно-планировочных решений и конструктивных особенностей объекта;
г) переход со стадии на стадию отображается в виде соединяющих линий со стрелками, указывающими направления развития пожароопасной ситуации (пожара). При этом соединения стадий должны отражать вероятностный характер события с выполнением условия "или" или "да", "нет";
д) для каждой стадии следует устанавливать уровень ее опасности, характеризующийся возможностью перехода пожароопасной ситуации или пожара на соседние с пожароопасным участки объекта;
е) при повторении одним из путей части другого пути развития для упрощения построения логического дерева событий вводят обозначение, представляющее собой соответствующую линию со стрелкой и надпись "на стадию" (код последующей стадии)".
3. Для каждой пожароопасной ситуации определение типов пожаров, возникновение которых возможно в результате ее развития, и условных вероятностей развития пожароопасной ситуации с возникновением того или иного пожара осуществляется с рассмотрением особенностей потенциальных источников зажигания, определяющих степень возможности (вероятность) и характер (мгновенное или с задержкой по времени) воспламенения пожароопасной, пожаровзрывоопасной и (или) взрывоопасной технологической среды.
При отсутствии необходимых данных, касающихся условных вероятностей воспламенения (мгновенного и с задержкой по времени) горючих веществ, поступающих в помещение в результате разгерметизации технологического оборудования, условную вероятность мгновенного воспламенения и условную вероятность последующего воспламенения при отсутствии мгновенного воспламенения в зависимости от массового расхода горючих газа, двухфазной среды или жидкости при разгерметизации типового технологического оборудования на объекте следует принимать в соответствии с таблицей П2.1. Для ЛВЖ с температурой вспышки менее +28 °C используются условные вероятности воспламенения как для двухфазной среды. Для пожароопасных ситуаций, связанных с выходом горючих веществ в помещение (в том числе связанных с образованием пожаровзрывоопасных газопаровоздушных смесей в результате отказа технических средств, обеспечивающих состав смесей горючих газов и паров с воздухом вне концентрационной области распространения пламени), принимается, что выход в помещение горючих веществ, нагретых до температуры самовоспламенения и выше, а также выход горючих веществ в помещение, характеризующиеся наличием действующего источника зажигания, приводит к мгновенному воспламенению указанных веществ с условной вероятностью 1.
Таблица П2.1
Условные вероятности мгновенного воспламенения,
последующего воспламенения при отсутствии мгновенного
воспламенения, сгорания с образованием избыточного давления
при образовании горючего газопаровоздушного облака
и его последующем воспламенении
Массовый расход истечения, кг/с
Условная вероятность мгновенного воспламенения
Условная вероятность последующего воспламенения при отсутствии мгновенного воспламенения
Условная вероятность сгорания с образованием избыточного давления при образовании горючего газопаровоздушного облака и его последующем воспламенении
диапазон
номинальное среднее значение
газ
двухфазная смесь
жидкость
газ
двухфазная смесь
жидкость
газ
двухфазная смесь
жидкость
Малый (< 1)
0,5
0,005
0,005
0,005
0,005
0,005
0,005
0,080
0,080
0,050
Средний (1 - 50)
10
0,035
0,035
0,015
0,036
0,036
0,015
0,240
0,240
0,050
Большой (> 50)
100
0,150
0,150
0,040
0,176
0,176
0,042
0,600
0,600
0,050
Полный разрыв
Не определено
0,200
0,200
0,050
0,240
0,240
0,061
0,600
0,600
0,100
4. При построении логического дерева событий должна учитываться возможность возникновения следующих типов сценариев пожара в помещении:
а) факельное горение истекающего газа или жидкости;
б) пожар пролива жидкости;
в) пожар твердых горючих веществ и материалов;
г) сгорание газопаровоздушной или пылевоздушной смеси в помещении.
5. Возможность сгорания газопаровоздушной или пылевоздушной смеси в помещении следует учитывать для пожароопасных ситуаций, связанных с реализацией следующих типов событий:
а) образование взрывоопасной газовоздушной или пылевоздушной смеси в помещении в результате поступления в помещение пожароопасной среды в газовой фазе при разгерметизации технологического оборудования;
б) образование взрывоопасной паровоздушной смеси в помещении в результате испарения с поверхности пролива жидкой фазы пожароопасной среды при разгерметизации технологического оборудования;
в) отказ технических средств (в частности, систем вентиляции), обеспечивающих состав смесей горючих газов и паров с воздухом вне концентрационной области распространения пламени.
6. Возможность возникновения факельного горения следует учитывать для пожароопасных ситуаций, связанных со струйным истечением горючих газов, ЛВЖ или ГЖ при разгерметизации технологического оборудования.
7. При определении возможных сценариев в результате развития пожароопасных ситуаций (пожаров) необходимо учитывать возможность разгерметизации технологического оборудования под воздействием очага пожара с вовлечением в пожар содержащихся в оборудовании горючих веществ, а также возможность вовлечения в пожар обращающейся в помещении пожарной нагрузки, первоначально не участвующей в пожаре.
8. При возможности одновременной реализации для одного сценария нескольких типов пожара допускается учитывать только один наиболее неблагоприятный с точки зрения величин опасных факторов пожар.
9. При построении логического дерева событий следует учитывать реализацию различных ключевых событий, влияющих на развитие пожароопасных ситуации и пожаров.
10. Оценка влияния технических средств и мероприятий по обеспечению пожарной безопасности при построении логического дерева событий при определении сценариев пожара и условных вероятностей их реализации осуществляется на основе сопоставления особенностей и динамики развития каждого конкретного пожара с показателями технических средств и мероприятий по обеспечению пожарной безопасности, характеризующими надежность (условная вероятность выполнения задачи или вероятность отказа в случае задействования), эффективность (степень влияния на динамику пожара, производительность) и быстродействие (времени выполнения задачи с оценкой влияния инерционности) указанных технических средств и мероприятий в условиях конкретного рассматриваемого пожара. При этом руководствуются следующими положениями:
а) при определении сценариев развития (построении логического дерева событий) пожаров учитываются только технические средства и мероприятия, рассчитанные на применение в условиях рассматриваемых пожаров;
б) при построении логического дерева событий должны рассматриваться как сценарии, связанные с эффективным срабатыванием технических средств и мероприятий по обеспечению пожарной безопасности, так и сценарии, при реализации которых эти средства и мероприятия откажут или окажутся неэффективными;
в) при построении логического дерева событий следует учитывать временные характеристики возможности эффективного срабатывания систем противоаварийной и противопожарной защиты (в частности, инерционность систем, предусмотренное время задержки) с оценкой влияния временных параметров процесса эвакуации людей;
г) для стадий развития пожара, возникшего в одном из помещений, связанных с выполнением задачи установками пожаротушения, предназначенными для защиты данного помещения, следует учитывать возможность распространения пожара в сторону соседних помещений в том случае, если интервал времени от момента возникновения пожара до момента ликвидации очага пожара в этом помещении превосходит время, в течение которого противопожарные преграды, которыми выделено данное помещение, обеспечивают локализацию очага рассматриваемого пожара в пределах указанного помещения. При отсутствии данных интервал времени от момента возникновения пожара до момента ликвидации очага пожара в помещении определяется как сумма инерционности (с оценкой времени задержки подачи огнетушащего вещества) и расчетного времени тушения пожара (времени подачи огнетушащего вещества), применяемой установкой пожаротушения.
11. Условная вероятность реализации ключевых событий, связанных с изменением режима ведения технологических процессов и эксплуатации здания, принимается, исходя из принятых проектных решений с оценкой влияния специфики здания.
Условная вероятность реализации ключевых событий, связанных с успешным срабатыванием или несрабатыванием технических средств и мероприятий по обеспечению пожарной безопасности, принимается по данным организаций производителей соответствующего оборудования.
При отсутствии сведений о вероятности эффективного срабатывания технических средств противопожарной защиты в здании, используемые для определения вероятности Dnj эффективной работы технических средств по обеспечению пожарной безопасности n-го помещения при реализации j-го сценария пожара, следует определять в соответствии с методом, изложенным ниже.
Значение вероятности эффективного срабатывания автоматических установок пожаротушения следует принимать равным DАУП = 0,9 для здания, оборудованного автоматической установкой пожаротушения, соответствующей требованиям нормативных документов по пожарной безопасности или эффективность которой подтверждена в соответствии с условием соответствия здания требованиям пожарной безопасности, предусмотренным пунктом 5 части 1 статьи 6 Федерального закона N 123-ФЗ.
В остальных случаях значение вероятности эффективного срабатывания автоматических установок пожаротушения принимается равным нулю.
Значение вероятности эффективного срабатывания автоматических установок пожарной сигнализации следует принимать равным DСПС = 0,8 для здания, оборудованного автоматической установкой пожарной сигнализации, соответствующей требованиям нормативных документов по пожарной безопасности или эффективность которой подтверждена в соответствии с условием соответствия здания требованиям пожарной безопасности, предусмотренным пунктом 5 части 1 статьи 6 Федерального закона N 123-ФЗ.
В остальных случаях значение вероятности эффективного срабатывания автоматических установок пожарной сигнализации принимается равным нулю.
Значение вероятности эффективного срабатывания системы оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей следует принимать равным DСОУЭ = 0,8 для здания, оборудованного системой оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей, соответствующей требованиям нормативных документов по пожарной безопасности или эффективность которой подтверждена в соответствии с условием соответствия здания требованиям пожарной безопасности, предусмотренным пунктом 5 части 1 статьи 6 Федерального закона N 123-ФЗ.
В остальных случаях значение вероятности эффективного срабатывания системы оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей принимается равным нулю.
Значение вероятности эффективного срабатывания системы противодымной защиты следует принимать равным DПДЗ = 0,8 для здания, оборудованного системой противодымной защиты, соответствующей требованиям нормативных документов по пожарной безопасности или эффективность которой подтверждена в соответствии с условием соответствия здания требованиям пожарной безопасности, предусмотренным пунктом 5 части 1 статьи 6 Федерального закона N 123-ФЗ.
В остальных случаях значение вероятности эффективного срабатывания системы противодымной защиты принимается равным нулю.
Для оценки вероятности эффективного срабатывания технических средств противопожарной защиты, размещенных вне зданий, следует использовать данные по вероятности эффективного срабатывания (выполнения задачи) каждой из систем противопожарной защиты, приведенных в таблице П2.2.
Таблица П2.2
Вероятность эффективного срабатывания систем противопожарной
защиты вне зданий
Система противопожарной защиты
Вероятность эффективного срабатывания
Системы противопожарной защиты при соблюдении в полном объеме требований нормативных документов по пожарной безопасности при проектировании, монтаже и эксплуатации, или эффективность которых подтверждена в соответствии с условием соответствия объекта требованиям пожарной безопасности, предусмотренным пунктом 5 части 1 статьи 6 Федерального закона N 123-ФЗ:
автоматические установки пожаротушения или водяного орошения при наличии контроля за работоспособностью установки специализированной организацией (вне зависимости от типа установки пожаротушения);
0,95
автоматические установки водяного (пенного) пожаротушения или водяного орошения при отсутствии контроля за работоспособностью установки специализированной организацией;
0,6
пожарная сигнализация и системы оповещения при наличии контроля за работоспособностью установки специализированной организацией;
0,8
остальные типы автоматических установок пожаротушения, пожарная сигнализация и системы оповещения при отсутствии контроля за работоспособностью установки специализированной организацией.
0,5
Системы противопожарной защиты при несоблюдении в полном объеме требований нормативных документов по пожарной безопасности при проектировании, монтаже и эксплуатации (при отсутствии данных предприятия-изготовителя или поставщика) или при отсутствии подтверждения ее эффективности в соответствии с пунктом 5 части 1 статьи 6 Федерального закона N 123-ФЗ.
0
12. Оценка влияния АУП при построении логического дерева событий и определении расчетных сценариев пожара осуществляется в зависимости от особенностей применяемых АУП в сочетании со спецификой рассматриваемых сценариев пожара следующим образом.
При определении условной вероятности поражения человека оценка влияния АУП осуществляется путем включения в дерево событий ветвей, обусловленных эффективным и неэффективным срабатыванием в помещении очага пожара АУП.
При определении условной вероятности поражения человека при его нахождении в помещении очага пожара не допускается учитывать наличие в этих помещениях АУП порошкового, газового и аэрозольного пожаротушения, а также комбинированных установок, использующих указанные огнетушащие вещества.
Оценка влияния водяных или пенных АУП для таких помещений осуществляется путем включения в дерево событий ветвей, обусловленных эффективным и неэффективным срабатыванием в помещении очага пожара АУП до завершения процесса эвакуации людей. В этом случае в логическом дереве событий необходимо предусмотреть ветвь, на которой характеристики пожара изменяются соответствующим образом при успешном срабатывании АУП. При этом необходимо учитывать время, необходимое для срабатывания АУП (время срабатывания пожарных извещателей СПС в сочетании с инерционностью АУП или время срабатывания спринклеров АУП).
Условная вероятность реализации ветви дерева событий DAnj, связанной с эффективным срабатыванием АУП при реализации j-ого сценария пожара в n-ом помещении, определяется по формуле:
, (П2.2)
где DA - условная вероятность эффективного срабатывания АУП;
TA - время, необходимое для срабатывания АУП (в частности, время срабатывания извещателей СПС в сочетании с инерционностью АУП или время срабатывания спринклеров АУП), мин;
tбл.nj - время от начала реализации j-го сценария пожара до блокирования эвакуационных путей из n-го помещения в результате распространения на них опасных факторов пожара, имеющих предельно допустимые для людей значения (время блокирования эвакуационных путей из n-го помещения), мин;
tр.nj - расчетное время эвакуации людей из n-го помещения при j-ом сценарии пожара, мин;
tН.Э.nj - интервал времени от начала реализации j-го сценария пожара до начала эвакуации людей из n-го помещения, мин.
При определении времени tблnj для ветви дерева событий, связанной с эффективным срабатыванием водяных или водопенных АУП при реализации j-ого сценария пожара в n-ом помещении здания, влияние АУП допускается учитывать путем расчета динамики развития пожара с оценкой действия указанных установок на очаг пожара и распространение опасных факторов пожара.
Приложение N 3. Методы оценки параметров процессов, возникающих при реализации пожароопасных ситуаций и пожаров или являющихся их последствиями, а также опасных факторов пожара
Приложение N 3
к методике определения
расчетных величин пожарного риска
на производственных объектах,
утвержденной приказом МЧС России
от 26 июня 2024 г. N 533
МЕТОДЫ
ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССОВ, ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ
ПОЖАРООПАСНЫХ СИТУАЦИЙ И ПОЖАРОВ ИЛИ ЯВЛЯЮЩИХСЯ ИХ
ПОСЛЕДСТВИЯМИ, А ТАКЖЕ ОПАСНЫХ ФАКТОРОВ ПОЖАРА
I. Метод оценки параметров процесса при истечении жидкости
1. Рассматривается резервуар, находящийся в обваловании (рисунок П3.1) .
Вводятся следующие допущения:
истечение через отверстие однофазное;
резервуар имеет постоянную площадь сечения по высоте;
форма и линейные размеры отверстия на величину массового расхода не влияют;
толщина стенки не учитывается;
поверхность жидкости внутри резервуара горизонтальна;
температура жидкости остается постоянной в течение времени истечения.
Массовый расход жидкости G (кг/с) через отверстие во времени t (с) определяется по формуле:
, (П3.1)
где G0 - массовый расход в начальный момент времени, кг/с, определяемый по формуле:
, (П3.2)
где - плотность жидкости, кг/м3;
g - ускорение свободного падения (9,81 м/с2);
- коэффициент истечения;
Ahol - площадь отверстия, м2;
hhol - высота расположения отверстия, м;
AR - площадь сечения резервуара, м2;
h0 - начальная высота столба жидкости в резервуаре, м.
Высота столба жидкости в резервуаре h (м) в зависимости от времени t определяется по формуле:
. (П3.3)
2. Условия перелива струи жидкости (при h0 > hhol) через обвалование определяется по формуле:
, (П3.4)
где H - высота обвалования, м;
L - расстояние от стенки резервуара до обвалования, м.
Рисунок П3.1. Схема для расчета истечения жидкости
из отверстия в резервуаре
Количество жидкости m (кг), перелившейся через обвалование за полное время истечения, определяется по формуле:
, (П3.5)
где tpour - время, в течение которого жидкость переливается через обвалование, с (время, в течение которого выполняется условие (П3.4) .
Величина tpour определяется по формуле:
, (П3.6)
где a, b, c - параметры, которые определяются по формулам:
, м/с2; (П3.7)
, м/с; (П3.8)
, м. (П3.9)
3. В случае если жидкость в резервуаре находится под избыточным давлением (Па), величина мгновенного массового расхода G0 (кг/с) определяется по формуле:
. (П3.10)
Для определения количества жидкости, перелившейся через обвалование, и времени перелива следует проинтегрировать соответствующую систему уравнений, где величина может быть переменной.
II. Метод оценки параметров процесса при истечении сжатого или сжиженного газа из отверстия в резервуаре
II. Метод оценки параметров процесса при истечении сжатого
или сжиженного газа из отверстия в резервуаре
4. Массовая скорость истечения сжатого газа из отверстия в резервуаре определяется по формулам:
докритическое истечение:
; (П3.11)
; (П3.12)
сверхкритическое истечение:
; (П3.13)
, (П3.14)
где G - массовый расход, кг/с;
Pа - атмосферное давление, Па;
PV - давление газа в резервуаре, Па;
- показатель адиабаты газа;
Ahol - площадь отверстия, м2;
- коэффициент истечения (при отсутствии данных принимается равным 0,8);
- плотность газа в резервуаре при давлении PV, кг/м3.
5. Массовая скорость истечения паровой фазы GV (кг/с) определяется по формуле:
, (П3.15)
где - коэффициент истечения;
Ahol - площадь отверстия, м2;
PC - критическое давление сжиженного газа, Па;
M - молярная масса, кг/моль;
R - универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж/(К·моль);
TC - критическая температура сжиженного газа, К;
PR = PV / PC - безразмерное давление сжиженного газа в резервуаре;
PV - давление сжиженного газа в резервуаре, Па.
Массовую скорость истечения паровой фазы можно также определять по формулам (П3.11) - (П3.14) .
Массовая скорость истечения жидкой фазы GL (кг/с) определяется по формуле:
, (П3.16)
где - плотность жидкой фазы, кг/м3;
- плотность паровой фазы, кг/м3;
TR = T / TC - безразмерная температура сжиженного газа;
T - температура сжиженного газа в резервуаре, К.
III. Метод оценки параметров процесса при растекании жидкости при квазимгновенном разрушении резервуара
III. Метод оценки параметров процесса при растекании
жидкости при квазимгновенном разрушении резервуара
6. При квазимгновенном разрушении резервуара (внезапный, в течение секунд или долей секунд, распад резервуара на приблизительно равные по размеру части) часть хранимой в резервуаре жидкости может перелиться через обвалование.
7. Ниже представлена математическая модель, позволяющая оценить долю жидкости, перелившейся через обвалование при квазимгновенном разрушении резервуара. Приняты следующие допущения:
рассматривается плоская одномерная задача;
временем разрушения резервуара не учитывается;
жидкость является невязкой;
трение жидкости о поверхность земли отсутствует;
поверхность земли является плоской, горизонтальной.
Система уравнений, описывающих движение жидкости, имеет вид:
, (П3.17)
где h - высота столба жидкости над фиксированным уровнем, м;
hG - высота подстилающей поверхности над фиксированным уровнем, м;
u - средняя по высоте скорость движения столба жидкости, м/с;
x - координата вдоль направления движения жидкости, м;
t - время, с;
g - ускорение свободного падения (9,81 м/с2).
Граничные условия (рисунок П3.2) имеют вид:
; (П3.18)
; (П3.19)
; (П3.20)
, (П3.21)
где a - высота обвалования.
Массовая доля жидкости Q(%), перелившейся через обвалование к моменту времени T, определяется по формуле:
, (П3.22)
где uN - средняя по высоте скорость движения столба жидкости при x = b, м/с;
hN = высота столба жидкости при x = b, м;
h0 - начальная высота столба жидкости в резервуаре, м;
R - ширина резервуара, м.
График расчетной и экспериментальной зависимостей массовой доли перелившейся через обвалование жидкости Q от параметра a/h0 представлен на рисунке П3.3 .
Рисунок П3.2. Типичная картина движения жидкости в обваловании при квазимгновенном разрушении резервуара:
-
уровень начального столба жидкости;
-
уровень жидкости в промежуточный момент времени (результаты расчета)
Рисунок П3.3. Зависимость доли перелившейся
через обвалование жидкости Q от параметра a/h0: 1 - расчет;
2 - эксперимент
IV. Метод оценки параметров процесса при поступлении горючих веществ в окружающее пространство в результате возникновения пожароопасных ситуаций, до возникновения пожара
IV. Метод оценки параметров процесса при поступлении горючих
веществ в окружающее пространство в результате возникновения
пожароопасных ситуаций, до возникновения пожара
8. Количество поступивших в окружающее пространство горючих веществ, которые могут образовать взрывоопасные газопаровоздушные смеси или проливы горючих сжиженных газов, ЛВЖ и ГЖ на подстилающей поверхности, определяется исходя из следующих предпосылок:
а) происходит расчетная авария одного из резервуаров (аппаратов) или трубопровода;
б) все содержимое резервуара (аппарата, трубопровода) или часть продукта (при соответствующем обосновании) поступает в окружающее пространство. При этом в случае наличия на объекте нескольких аппаратов (резервуаров) расчет следует проводить для каждого резервуара (аппарата);
в) при разгерметизации резервуара (аппарата) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих резервуар 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 исходя из паспортных данных на запорные устройства и их надежности, характера технологического процесса и вида расчетной аварии.
При отсутствии данных для оценки массы горючих веществ, поступающих в окружающее пространство в результате возникновения пожароопасных ситуаций, для сценария последующего воспламенения расчетное время отключения технологических трубопроводов следует принимать равным:
времени срабатывания системы автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов;
120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;
300 с при ручном отключении;
г) в качестве расчетной температуры при пожароопасной ситуации с наземно расположенным оборудованием следует принимать максимально возможную температуру воздуха в соответствующей климатической зоне, а при пожароопасной ситуации с подземно расположенным оборудованием - температуру грунта, условно равную максимальной среднемесячной температуре окружающего воздуха в наиболее теплое время года;
д) длительность испарения жидкости с поверхности пролива принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с. Для проливов жидкости до 20 кг время испарения следует принимать равным 900 с.
9. Допускается использование показателей пожаровзрывоопасности для смесей веществ и материалов по наиболее опасному компоненту.
V. Метод оценки параметров процесса при разгерметизации надземного резервуара
V. Метод оценки параметров процесса при разгерметизации
надземного резервуара
10. Масса жидкости, поступившей в окружающее пространство при разгерметизации резервуара, определяется по формуле:
, (П3.23)
где ma - масса жидкости, кг;
- плотность жидкости, кг/м3;
VR - объем жидкости в резервуаре, м3.
Масса жидкости, поступившей самотеком при полном разрушении наземного или надземного трубопровода, выходящего из резервуара, определяется по формулам:
, (П3.24)
где
, (П3.25)
где
, (П3.26)
где GL - начальный расход жидкости, истекающей из резервуара через разгерметизированный трубопровод, кг/с;
- коэффициент истечения;
- расчетное время отключения трубопроводов, связанных с местом разгерметизации, с;
dP - диаметр трубопроводов, м (в случае различных диаметров трубопроводов, связанных с местом разгерметизации, объем выходящей жидкости рассчитывается для каждого трубопровода в отдельности);
Li - длина i-го участка трубопровода от запорного устройства до места разгерметизации, м;
n - число участков трубопроводов, связанных с местом разгерметизации;
- напор столба жидкости в резервуаре, Па;
hL - высота столба жидкости (от верхнего уровня жидкости в резервуаре до уровня места разгерметизации), м;
g - ускорение свободного падения, м/с2 (g = 9,81).
11. При проливе на неограниченную поверхность площадь пролива FПР (м2) жидкости определяется по формуле:
FПР = fр · Vж, (П3.27)
где fр - коэффициент разлития, м-1 (при отсутствии данных следует принимать равным 5 м-1 при проливе на неспланированную грунтовую поверхность, 20 м-1 при проливе на спланированное грунтовое покрытие, 150 м-1 при проливе на бетонное или асфальтовое покрытие);
Vж - объем жидкости, поступившей в окружающее пространство при разгерметизации резервуара, м3.
При оценке площади пролива допускается при соответствующем обосновании использовать другие модели растекания жидкости.
VI. Метод оценки параметров процесса при выходе паров ЛВЖ через дыхательную арматуру или при испарении со свободной поверхности в резервуаре
VI. Метод оценки параметров процесса при выходе паров ЛВЖ
через дыхательную арматуру или при испарении со свободной
поверхности в резервуаре
12. В случае наполнения резервуара масса паров определяется по формуле:
, (П3.28)
где
, (П3.29)
где mV - масса выходящих паров ЛВЖ, кг;
- плотность паров ЛВЖ, кг/м3;
PH - давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа, определяемое по справочным данным;
P0 - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101);
VR - геометрический объем паровоздушного пространства резервуара (при отсутствии данных следует принимать равным геометрическому объему резервуара), м3;
M - молярная масса паров ЛВЖ, кг/кмоль;
V0 - мольный объем, равный 22,413 м3/кмоль;
t0 - расчетная температура, °C.
13. Масса паров ЛВЖ при испарении со свободной поверхности в резервуаре определяется по формуле:
, (П3.30)
где GV - расход паров ЛВЖ, кг/с, который определяется по формуле:
GV = FR · W, (П3.31)
где - время поступления паров из резервуара, с;
FR - максимальная площадь поверхности испарения ЛВЖ в резервуаре, м2;
W - интенсивность испарения ЛВЖ, кг·м-2·с-1 (определяется в соответствии с разделом VIII настоящего приложения).
VII. Метод оценки параметров процесса формирования зон загазованности
VII. Метод оценки параметров процесса формирования
зон загазованности
14. Радиус RНКПР (м) и высота ZНКПР (м) зоны, ограничивающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени (далее - CНКПР), при неподвижной воздушной среде определяется по формулам:
для горючих газов (далее - ГГ)
; (П3.32)
, (П3.33)
для паров ЛВЖ
; (П3.34)
, (П3.35)
где mГ - масса ГГ, поступившего в открытое пространство при пожароопасной ситуации, кг;
- плотность ГГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг/м3;
mП - масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время испарения, указана в пункте 8 настоящего приложения, кг;
- плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре, кг/м3;
CНКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени ГГ или паров, % об.
15. За начало отсчета горизонтального размера зоны, ограничивающей область концентраций, превышающих CНКПР при неподвижной воздушной среде, принимают геометрический центр пролива, а в случае если RНКПР меньше габаритных размеров пролива - внешние габаритные размеры пролива.
VIII. Метод оценки параметров волны давления при сгорании газо-, паро- или пылевоздушного облака
VIII. Метод оценки параметров волны давления при сгорании
газо-, паро- или пылевоздушного облака
16. Методика количественной оценки параметров воздушных волн давления при сгорании газо-, паровоздушного облака (далее - облако) распространяется на случаи выброса ГГ, паров или пыли в атмосферу на производственных объектах.
Основными структурными элементами алгоритма расчетов являются:
определение ожидаемого режима сгорания облака;
расчет максимального избыточного давления и импульса фазы сжатия воздушных волн давления для различных режимов;
определение дополнительных характеристик взрывной нагрузки;
оценка поражающего воздействия.
Исходными данными для расчета параметров волн давления при сгорании облака являются:
вид горючего вещества, содержащегося в облаке;
концентрация горючего вещества в смеси CГ;
стехиометрическая концентрация горючего вещества с воздухом CСТ;
масса горючего вещества, содержащегося в облаке MТ, с концентрацией между нижним и верхним концентрационным пределом распространения пламени;
удельная теплота сгорания горючего вещества EУД;
скорость звука в воздухе C0 (обычно принимается равной 340 м/с);
информация о степени загроможденности окружающего пространства;
эффективный энергозапас горючей смеси E, который определяется по формуле:
. (П3.36)
При расчете параметров сгорания облака, расположенного на поверхности земли, величина эффективного энергозапаса удваивается.
17. Допускается величину MТ принимать равной массе горючего вещества, содержащегося в облаке, с коэффициентом Z участия горючего вещества во взрыве. При отсутствии данных коэффициент Z следует принимать равным 0,1. При струйном стационарном истечении горючего газа величину MТ следует рассчитывать принимая стационарным распределение концентраций горючего газа в струе.
18. Ожидаемый режим сгорания облака зависит от типа горючего вещества и степени загроможденности окружающего пространства.
19. Вещества, способные к образованию горючих смесей с воздухом, по степени своей чувствительности к возбуждению взрывных процессов разделены на четыре класса:
класс 1 - особо чувствительные вещества (размер детонационной ячейки менее 2 см);
класс 2 - чувствительные вещества (размер детонационной ячейки лежит в пределах от 2 до 10 см);
класс 3 - среднечувствительные вещества (размер детонационной ячейки лежит в пределах от 10 до 40 см);
класс 4 - слабочувствительные вещества (размер детонационной ячейки больше 40 см).
20. Классификация наиболее распространенных в промышленном производстве горючих веществ приведена в таблице П3.1. В случае если вещество не внесено в классификацию, его следует классифицировать по аналогии с имеющимися в списке веществами, а при отсутствии информации о свойствах данного вещества его следует отнести к классу 1, то есть рассматривать наиболее опасный случай.
Таблица П3.1
Классификация горючих веществ по степени чувствительности
к возбуждению взрывных процессов
Класс 1
Класс 2
Класс 3
Класс 4
Ацетилен
Винилацетилен
Водород
Гидразин
Изопропилнитрат
Метилацетилен
Нитрометан
Окись пропилена
Окись этилена
Этилнитрат
Акрилонитрил
Акролеин
Бутан
Бутилен
Бутадиен
1,3-Пентадиен
Пропан
Пропилен Сероуглерод
Этан
Этилен
Эфиры:
диметиловый
дивиниловый
метилбутиловый
Ацетальдегид
Ацетон
Бензин
Винилацетат
Винилхлорид
Гексан
Изооктан
Метиламин
Метилацетат
Метилбутилкетон
Метилпропилкетон
Метилэтилкетон
Октан
Пиридин
Сероводород
СПГ
Спирты:
метиловый
этиловый
пропиловый
амиловый
изобутиловый
изопропиловый
Циклогексан
Этилформиат
Этилхлорид
Бензол
Декан
о-Дихлорбензол
Додекан
Метан
Метилбензол
Метилмеркаптан
Метилхлорид
Окись углерода
Этиленбензол
Широкая фракция легких углеводородов
21. При оценке масштабов поражения волнами давления должно учитываться различие химических соединений по теплоте сгорания, используемой для расчета полного запаса энерговыделения. Для типичных углеводородов принимается в расчет значение удельной теплоты сгорания EУД0 = 44 МДж/кг. Для иных горючих веществ в расчетах используется удельное энерговыделение . Здесь - корректировочный параметр. Для условно выделенных классов горючих веществ величины параметра представлены в таблице П3.2.
Таблица П3.2
Значения корректировочного параметра для различных
горючих веществ
Классы горючих веществ
Классы горючих веществ
Класс 1
Класс 3
Ацетилен
1,1
Кумол
0,84
Метилацетилен
1,05
Метиламин
0,70
Винилацетилен
1,03
Спирты:
Окись этилена
0,62
метиловый
0,45
Гидразин
0,44
этиловый
0,61
Изопропилнитрат
0,41
пропиловый
0,69
Этилнитрат
0,30
амиловый
0,79
Водород
2,73
Циклогексан
1
Нитрометан
0,25
Ацетальальдегид
0,56
Класс 2
Винилацетат
0,51
Этилен
1,07
Бензин
1
Диэтилэфир
0,77
Гексан
1
Дивинилэфир
0,77
Изооктан
1
Окись пропилена
0,7
Пиридин
0,77
Акролеин
0,62
Циклопропан
1
Сероуглерод
0,32
Этиламин
0,80
Бутан
1
Класс 4
Бутилен
1
Бутадиен
1
Метан
1,14
1,3-Пентадиен
1
Трихлорэтан
0,15
Этан
1
Метилхлорид
0,12
Диметилэфир
0,66
Бензол
1
Диизопропиловый эфир
0,82
Декан
1
ШФЛУ
1
Додекан
1
Пропилен
1
Метилбензол
1
Пропан
1
Метилмеркаптан
0,53
Класс 3
Окись углерода
0,23
Винилхлорид
0,42
Дихлорэтан
0,24
Сероводород
0,34
Дихлорбензол
0,42
Ацетон
0,65
Трихлорэтан
0,14
22. Характеристики загроможденности окружающего пространства разделяются на четыре класса:
класс I - наличие длинных труб, полостей, каверн, заполненных горючей смесью, при сгорании которой возможно ожидать формирование турбулентных струй продуктов сгорания, имеющих размеры не менее трех размеров детонационной ячейки данной смеси. Если размер детонационной ячейки для данной смеси неизвестен, то минимальный характерный размер струй принимается равным 5 см для веществ класса 1, 20 см для веществ класса 2, 50 см для веществ класса 3 и 150 см для веществ класса 4;
класс II - сильно загроможденное пространство: наличие полузамкнутых объемов, высокая плотность размещения технологического оборудования, лес, большое количество повторяющихся препятствий;
класс III - средне загроможденное пространство: отдельно стоящие технологические установки, резервуарный парк;
класс IV - слабо загроможденное и свободное пространство.
23. Для оценки воздействия сгорания облака возможные режимы сгорания разделяются на шесть классов по диапазонам скоростей их распространения следующим образом:
класс 1 - детонация или горение со скоростью фронта пламени 500 м/с и более;
класс 2 - дефлаграция, скорость фронта пламени 300 - 500 м/с;
класс 3 - дефлаграция, скорость фронта пламени 200 - 300 м/с;
класс 4 - дефлаграция, скорость фронта пламени 150 - 200 м/с;
класс 5 - дефлаграция, скорость фронта пламени определяется по формуле:
u = k1 · M1/6, (П3.37)
где k1 - константа, равная 43;
M - масса горючего вещества, содержащегося в облаке, кг;
класс 6 - дефлаграция, скорость фронта пламени определяется по формуле:
u = k2 · M1/6, (П3.38)
где k2 - константа, равная 26;
M - масса горючего вещества, содержащегося в облаке, кг.
24. Ожидаемый режим сгорания облака определяется по таблице П3.3, в зависимости от класса горючего вещества и класса загроможденности окружающего пространства.
Таблица П3.3
Классы загроможденности окружающего пространства
Класс горючего вещества
Класс загроможденности окружающего пространства
I
II
III
IV
1
1
1
2
3
2
1
2
3
4
3
2
3
4
5
4
3
4
5
6
При определении максимальной скорости фронта пламени для режимов сгорания 2 - 4 классов дополнительно рассчитывается видимая скорость фронта пламени по соотношению (П3.37) . В том случае если полученная величина больше максимальной скорости, соответствующей данному классу, она принимается по формуле (П3.37) . Скорость фронта пламени для классов 5 или 6 не должна превышать значения нижней границы диапазона скорости фронта пламени класса 4.
25. Параметры воздушных волн давления (избыточное давление и импульс фазы сжатия I+) в зависимости от расстояния от центра облака рассчитываются исходя из ожидаемого режима сгорания облака.
26. Для класса 1 режима сгорания облака рассчитывается соответствующее безразмерное расстояние по формуле:
Rx = R / (E / P0)1/3, (П3.39)
где R - расстояние от центра облака, м;
P0 - атмосферное давление, Па;
E - эффективный энергозапас смеси, Дж.
Величины безразмерного давления Px и импульс фазы сжатия Ix определяются по формулам (для газопаровоздушных смесей):
ln(Px) = -0,9278 - 1,5415 · ln(Rx) + 0,1953 ·
· (ln(Rx))2 - 0,4818 · (ln(Rx))3 (П3.40)
(П3.41)
Зависимости П3.40 и П3.41 справедливы для значений Rx, больших величины Rx = 0,2 и меньших Rx = 50. В случае если , величина Px полагается равной 18,6, а величина Ix полагается равной 0,53.
Размерные величины избыточного давления и импульса фазы сжатия определяются по формулам:
; (П3.42)
I+ = Ix · P02/3 · E1/3 / C0. (П3.43)
27. Для классов 2 - 6 режима сгорания облака рассчитывается безразмерное расстояние Rx от центра облака по формуле (П2.39) .
Рассчитываются величины безразмерного давления (Px1) и импульса фазы сжатия Ix1 по формулам:
; (П3.44)
; (П3.45)
, (П3.46)
где - степень расширения продуктов сгорания (при отсутствии данных для газопаровоздушных смесей следует принимать равным 7, для пылевоздушных смесей 4);
u - видимая скорость фронта пламени, м/с.
В случае дефлаграции пылевоздушного облака величина эффективного энергозапаса умножается на коэффициент .
Формулы (П3.44) , (П3.45) справедливы для значений Rx больших величин Rкр1 = 0,34, в случае если Rx < Rкр1, в формулы (П3.44) , (П3.45) вместо Rx подставляется величина Rкр1.
Далее по соотношениям (П3.40) и (П3.41) вычисляются величины Px2 и Ix2, которые соответствуют режиму детонации. Окончательные значения Px и Ix выбираются из условий: Px = min(Px1, Px2); Ix = min(Ix1, Ix2);
Размерные величины избыточного давления и импульса фазы сжатия определяются по формулам (П3.42) , (П3.43) .
IX. Метод оценки параметров волны давления при взрыве резервуара с перегретой жидкостью или сжиженным газом при воздействии на него очага пожара
IX. Метод оценки параметров волны давления при взрыве
резервуара с перегретой жидкостью или сжиженным газом
при воздействии на него очага пожара
28. Избыточное давление и импульс I+ в волне давления, образующиеся при взрыве резервуара с перегретой ЛВЖ, ГЖ или сжиженным газом в очаге пожара, определяются по формулам:
; (П3.47)
; (П3.48)
, (П3.49)
где r - расстояние от центра резервуара, м;
Eeff - эффективная энергия взрыва, рассчитываемая по формуле:
Eeff = k · Cp · m · (T - Tb), (П3.50)
где k - доля энергии волны давления (при отсутствии данных следует принимать равной 0,5);
Cp - удельная теплоемкость жидкости (при отсутствии данных следует принимать равной 2000 Дж/(кг·К);
m - масса ЛВЖ, ГЖ или сжиженного газа, содержащаяся в резервуаре, кг;
T - температура жидкой фазы, К;
Tb - нормальная температура кипения, К.
29. При наличии в резервуаре предохранительного устройства (клапана или мембраны) величина T определяется по формуле:
, (П3.51)
где Pval - давление срабатывания предохранительного устройства;
A, B, CA - константы уравнения зависимости давления насыщенных паров жидкости от температуры (константы Антуана), определяемые по справочным источникам информации. Единицы измерения Pval (кПа, мм рт. ст., атм) должны соответствовать используемым константам Антуана.
X. Метод оценки параметров пожара пролива
30. Интенсивность теплового излучения q (кВт/м2) для пожара пролива ЛВЖ, ГЖ, сжиженного природного газа (далее - СПГ) или СУГ определяется по формуле:
, (П3.52)
где Ef - среднеповерхностная интенсивность теплового излучения пламени, кВт/м2;
Fq - угловой коэффициент облученности;
- коэффициент пропускания атмосферы.
31. Значение Ef принимается на основе имеющихся экспериментальных данных или по таблице П3.4.
Таблица П3.4
Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени
в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость
выгорания для некоторых жидких топлив
Топливо
Ef, кВт/м2, при d, м
m', кг/(м2 с)
10
20
30
40
50
СПГ
220
180
150
130
120
0,08
Сжиженный водород
80
63
50
43
40
0,17
СУГ
80
63
50
43
40
0,1
Бензин
60
47
35
28
25
0,06
Дизельное топливо
40
32
25
21
18
0,04
При использовании данных, представленных в таблице П3.4 , для диаметров очага менее 10 м или более 50 м Ef принимается такой же, как и для очагов диаметром 10 м и 50 м соответственно.
При отсутствии данных для нефти и нефтепродуктов величину Ef (кВт/м2) следует определять по формуле:
Ef = 140 · e-0,12·d + 20 · (1 - e-0,12·d), (П3.53)
где d - эффективный диаметр пролива, м.
При отсутствии данных для однокомпонентных жидкостей величину Ef (кВт/м2) следует определять по формуле:
, (П3.53.1)
где m' - удельная массовая скорость выгорания, кг/(м2 с);
HСГ - удельная теплота сгорания, кДж/кг;
L - длина пламени, м.
При отсутствии данных для однокомпонентных жидкостей величину m' (кг/(м2 с) следует определять по формуле:
, (П3.53.2)
где Lg - удельная теплота испарения жидкости, кДж/кг;
CP - удельная теплоемкость жидкости, кДж/(кг·К);
Tb - температура кипения жидкости при атмосферном давлении, К;
Ta - температура окружающей среды, К.
Для многокомпонентных смесей жидкостей допускается определение значений Ef и m' по компонентам, для которых величины Ef и m' максимальны.
32. Угловой коэффициент облученности Fq определяется по формуле:
, (П3.54)
где FV, FH - факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок соответственно, определяемые для площадок, расположенных в 90° секторе в направлении наклона пламени, по следующим формулам:
, (П3.55)
, (П3.56)
, (П3.57)
, (П3.57.1)
, (П3.57.2)
, (П3.57.3)
, (П3.57.4)
, (П3.57.5)
, (П3.57.6)
, (П3.57.7)
где X - расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта, м;
d - эффективный диаметр пролива, м;
L - длина пламени, м;
- угол отклонения пламени от вертикали под действием ветра.
Для площадок, расположенных вне указанного сектора, а также в случаях отсутствия ветра факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок рассчитываются по формулам (П3.55) - (П3.57.7) и (П3.59.1) , принимая .
Эффективный диаметр пролива d (м) рассчитывается по формуле:
, (П3.58)
где F - площадь пролива, м2.
Длина пламени L (м) определяется по формулам:
при u* 1
; (П3.59)
при u* < 1
(П3.59.1)
где
(П3.60)
где m' - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг/(м2·с);
- плотность окружающего воздуха, кг/м3;
- плотность насыщенных паров топлива при температуре кипения, кг/м3;
w0 - скорость ветра, м/с;
g - ускорение свободного падения (9,81 м/с2).
Угол отклонения пламени от вертикали под действием ветра рассчитывается по формуле:
. (П3.61)
33. Коэффициент пропускания атмосферы для пожара пролива определяется по формуле:
. (П3.62)
В случае существенной разницы размеров пролива в различных направлениях (ширина пролива, его протяженность) форму пламени при горении аппроксимируют набором цилиндров с диаметром, равным ширине пролива. Суммарное излучение от совокупности цилиндров будет соответствовать излучению от пролива сложной формы.
XI. Метод оценки параметров реализации огненного шара
34. Интенсивность теплового излучения q (кВт/м2) для огненного шара определяется по формуле (П3.52) .
Величина Ef определяется на основе имеющихся экспериментальных данных. При отсутствии экспериментальных данных следует принимать Ef равной 350 кВт/м2 для углеводородных топлив (кроме СПГ), 450 кВт/м2 для СПГ, 330 кВт/м2 для сжиженного водорода.
35. Значение Fq определяется по формуле:
, (П3.63)
где H - высота центра огненного шара, м;
DS - эффективный диаметр огненного шара, м;
r - расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром огненного шара, м.
Эффективный диаметр огненного шара DS (м) определяется по формуле:
DS = 6,48 · m0,325, (П3.64)
где m - масса мгновенно испарившегося продукта, поступившего в окружающее пространство, которую допускается определять по формулам, изложенным в пункте 40 настоящего приложения, кг.
Величину H допускается принимать равной Ds.
36. Коэффициент пропускания атмосферы для огненного шара рассчитывается по формуле:
. (П3.65)
XII. Метод оценки параметров реализации пожара-вспышки
37. В случае образования паровоздушной смеси в незагроможденном технологическим оборудованием пространстве и его зажигании относительно слабым источником (в частности, искрой) сгорание этой смеси происходит, как правило, с небольшими видимыми скоростями пламени. При этом амплитуды волны давления малы и могут не приниматься во внимание при оценке поражающего воздействия. В этом случае реализуется так называемый пожар-вспышка, при котором зона поражения высокотемпературными продуктами сгорания паровоздушной смеси практически совпадает с максимальным размером облака продуктов сгорания (то есть поражаются в основном объекты, попадающие в это облако).
38. Радиус воздействия высокотемпературных продуктов сгорания паровоздушного облака при пожаре-вспышке RF определяется формулой:
RF = 1,2 · RНКПР, (П3.66)
где RНКПР - горизонтальный размер взрывоопасной зоны, определяемой в соответствии с пунктами 14 и 15 настоящего приложения.
XIII. Метод оценки параметров процесса испарения жидкости из пролива
XIII. Метод оценки параметров процесса испарения жидкости
из пролива
39. Интенсивность испарения W (кг/(м2·с) для ненагретых жидкостей с определяется по формуле:
, (П3.67)
где - коэффициент, принимаемый для помещений по таблице П3.5 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения. При проливе жидкости вне помещения допускается принимать ;
M - молярная масса жидкости, кг/кмоль;
PH - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, кПа.
Таблица П3.5
Значения коэффициента при различных температурах
и скоростях воздушного потока
Скорость воздушного потока, м/с
Значение коэффициента при температуре t (°C) воздуха
10
15
20
30
35
0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
0,1
3,0
2,6
2,4
1,8
1,6
0,2
4,6
3,8
3,5
2,4
2,3
0,5
6,6
5,7
5,4
3,6
3,2
1,0
10,0
8,7
7,7
5,6
4,6
40. При выбросе перегретой жидкости или сжиженного газа из оборудования, в котором вещество находится под давлением, часть продукта за счет внутренней энергии мгновенно испаряется, образуя облако аэрозоля. Массовая доля мгновенно испарившегося вещества определяется по формуле:
, (П3.68)
где CP - удельная теплоемкость вещества, Дж/(кг · К);
Ta - температура вещества в оборудовании, К;
Tb - температура кипения вещества при атмосферном давлении, К;
Lg - удельная теплота парообразования вещества, Дж/кг.
Принимается, что при вся масса перегретой жидкости или сжиженного газа, находящаяся в оборудовании, за счет взрывного характера испарения переходит в облако аэрозоля.
При оставшаяся часть жидкой фазы испаряется с поверхности пролива за счет потока тепла от подстилающей поверхности и воздуха.
41. Интенсивность испарения жидкости со свободной поверхности W (кг/(м2·с) определяется по формуле:
, (П3.69)
где - коэффициент теплопроводности материала, на поверхность которого разливается жидкость, Вт/(м·К);
CS - удельная теплоемкость материала, Дж/(кг·К);
- плотность материала, кг/м3;
T0 - начальная температура материала, К;
Tb - температура кипения вещества при атмосферном давлении, К;
t - текущее время с момента начала испарения, с (но не менее 10 с);
- коэффициент теплопроводности воздуха при температуре T0;
u - скорость воздушного потока над поверхностью испарения, м/с;
d - характерный диаметр пролива, м;
va - кинематическая вязкость воздуха при T0, м2/с.
XIV. Метод оценки параметров факела при струйном горении
42. При струйном истечении сжатых ГГ, паровой и жидкой фазы СУГ и СПГ, ЛВЖ и ГЖ под давлением возникает опасность образования диффузионных факелов.
Длина факела LF (м) при струйном горении (кроме водорода) определяется по формуле:
LF = K · G0,4, (П3.70)
где G - расход продукта, кг/с;
K - эмпирический коэффициент, который при истечении сжатых газов принимается равным 12,5, при истечении паровой фазы СУГ или СПГ равным 13,5, при истечении жидкой фазы СУГ и СПГ, ЛВЖ и ГЖ под давлением равным 15.
Длина факела LF (м) при струйном горении водорода определяется по формуле:
LF = 54 · (G · dhol)0,312, (П3.71)
где G - расход продукта, кг/с;
dhol - диаметр отверстия, м.
Ширина факела DF (м) при струйном горении определяется по формуле:
DF = kf · LF, (П3.72)
где kf - эмпирический коэффициент, который для водорода принимается равным 0,17, для других горючих веществ равным 0,15.
43. При проведении оценки пожарной опасности горящего факела при струйном истечении сжатых горючих газов, паровой и жидкой фазы СУГ, СПГ, ЛВЖ и ГЖ под давлением допускается принимать следующее:
зона непосредственного контакта пламени с окружающими объектами определяется размерами факела;
длина факела LF не зависит от направления истечения продукта и скорости ветра;
наибольшую опасность представляют горизонтальные факелы, условную вероятность реализации которых следует принимать равной 0,67;
поражение человека в горизонтальном факеле происходит в 30° секторе с радиусом, равным длине факела;
воздействие горизонтального факела на соседнее оборудование, приводящее к его разрушению (каскадному развитию аварии), происходит в 30° секторе, ограниченном радиусом, равным LF;
за пределами указанного сектора на расстояниях от LF до 1,5 LF тепловое излучение от горизонтального факела составляет 10 кВт/м2;
тепловое излучение от вертикальных факелов определяется по формулам (П3.52) , (П.3.54) - (П3.57.7) и (П3.62) , принимая L равным LF, d равным DF, равным 0, а Ef по формулам (П3.53) - (П3.53.2) или таблице П3.4 в зависимости от вида топлива. При отсутствии данных и невозможности рассчитать Ef по представленным формулам эту величину следует принимать равной 200 кВт/м2, для водородного газового факела - 33 кВт/м2, для факела жидкого водорода - 80 кВт/м2;
при истечении жидкой фазы СУГ или СПГ из отверстия с эквивалентным диаметром до 100 мм при мгновенном воспламенении происходит полное сгорание истекающего продукта в факеле без образования пожара пролива;
область возможного воздействия пожара-вспышки при струйном истечении совпадает с областью воздействия факела (30° сектор, ограниченный радиусом, равным LF);
при мгновенном воспламенении струи газа возможность формирования волн давления не учитывается;
факельное горение не учитывается при рассмотрении сценариев разгерметизации трубопроводных систем с ЛВЖ и ГЖ, в которых площадь аварийного отверстия разгерметизации превосходит 20% площади поперечного сечения трубопровода.