Категория помещения с пылью

Уважаемые читатели, в этой статье мы поговорим о том, как определяется категория помещения с пылью.

Несмотря на то, что математический аппарат СП 12.13130.2009, который предназначен для определения категории пожарной опасности помещения с пылью, достаточно прост, определение ряда параметров вызывает определенные трудности.

Давайте рассмотрим все по порядку. Для начала следует отметить, что помещения с пылью могут относиться к категории Б по взрывопожарной или к категории В1-В4 по взрывопожарной опасности.

Прежде чем переходить к расчету на принадлежность помещения к одной из категорий В по пожарной опасности, необходимо расчетным путем обосновать, относится ли помещение, где возможно образование аэровзвеси, к категории Б по взрывопожарной опасности.

Основные расчетные формулы содержатся в разделе А.3 Приложения А СП 12.13130.2009.

В соответствии с формулой А.17 свода правил расчетную массу пыли, взвешенной в помещении в результате аварийной ситуации, следует брать минимальной из двух величин:

— суммы масс взвихрившейся пыли и пыли, вышедшей из аппаратов в результате аварии;

— массы пыли, содержащейся в пылевоздушном облаке, способной при появлении источника зажигания сгореть.

Здесь следует отметить, что не вся пыль способна гореть, т.е. коэффициент участия горючей пыли во взрыве,  ≤0,5, что подтверждается формулой А.16 свода правил.

Коэффициент участия взвешенной пыли в горении зависит от фракционного состава пыли, а именно параметром, который называется критический размер частиц.

Для большинства органических пылей (древесная пыль, пластмассы, мука и др.) значение критического размера составляет порядка 200-250 мкм.

Пыль, состоящая из частиц более крупного размера, в горении участвовать не будет, за исключением случаев, когда она сжигается в специальных очагах (топках). Когда определяется категория помещения с пылью, как правило имеем дело либо с полностью мелкодисперсной пылью, размер частиц которой менее критического (например, сахарная пудра), либо с пылью, в состав которой входят частицы различного размера, как больше так и меньше критического. К такой пыли относится древесная пыль, зерновая пыль и др.

Фракционный состав пыли определяется экспериментально путем просеивания через системы специальных сит, которые носят название «фракционатор». В справочной литературе такие данные найти вряд ли возможно, хотя для ряда промышленных пылей (порошков) данные о фракционном составе можно запросить у производителя.

При отсутствии данных принимается, что все частицы пыли имеют размер менее критического, т.е. способны распространять горение. Масса пыли, которая способна выйти из аппарата в результате аварийной ситуации, определяется особенностями технологического процесса.

Масса взвихрившейся пыли – та часть отложившейся пыли, которая может перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации.

При отсутствии экспериментальных данных принимается, что 90% массы отложившейся (накопленной) пыли способно перейти в аэровзвесь. Пыль, которая выделяется в небольших количествах в производственном помещении в нормальном режиме работы, оседает на ограждающих конструкциях (стены, пол, потолок), на поверхности оборудования (корпуса технологических аппаратов, транспортные линии и др.), на полу под оборудованием.

На проектируемом производстве определяется периодичность пылеуборок: текущих и генеральных. По СП 12 принимается, что вся пыль, которая оседает на труднодоступных для уборки местах, накапливается там в период между генеральными пылеуборками. Пыль, которая оседает на доступных для уборки местах, накапливается там в период между текущими пылеуборками. Оценка доли пыли, оседающей на той или иной поверхности (доступной или труднодоступной), возможна лишь экспериментальным путем или методами моделирования.

Оценка эффективности пылеулавливания проектируемых производств, как правило, также невозможна, поэтому условно принимается, что вся пыль, выделяющаяся от оборудования в помещение, оседает внутри помещения.

Различным является и количество пыли, оседающей на различных участках поверхности, расположенных в помещении. Пыль, которая выделяется в нормальном режиме, витает в воздухе и за счет силы тяжести постепенно оседает на различных поверхностях.

При этом, ожидается, что наибольшее количество пыли оседает на более низких уровнях помещения, при условии, что источник пыли (оборудование) также расположено на нижнем уровне. Очевидно, что горизонтальные поверхности могут накапливать пыль практически в неограниченных количествах, на вертикальных поверхностях оседает ограниченное количество пыли, зависящее от вида поверхности.

Для деревообрабатывающих производств, количество пыли, которое оседает на стенах следующее: окрашенные металлические перегородки – 7-10 г/м2, кирпичные стены – 40 г/м2, бетонные стены – 30 г/м2. Скорее всего, приведенные данные можно использовать и для других производств.

Теперь обратимся к формуле для вычисления количества пыли в зависимости от объема пылевоздушного облака. Следует отметить, что какие-либо аналитические выражения, по которым можно вычислить объем пылевоздушного облака, в отечественной литературе отсутствуют.

В зарубежной пожарно-технической литературе такие данные пока тоже не удалось найти, наверное, потому что в США и в Европе такой подход не применяется (имеется ввиду расчет категорий). Поэтому на практике приходится объем облака пыли каким-либо образом оценивать.

Например, можно условно принять за характерную форму облака конус с высотой от пола до источника пыли и основанием с радиусом, превышающим данную высоту в несколько раз. Хотя, не уверен, насколько данное допущение верно, поскольку экспериментальные данные в распоряжении отсутствуют.

Экспериментально объем пылевоздушного облака можно оценить с помощью фото- и видеосъемки. Если у кого-либо из моих читателей подобные данные имеются, просьба не пожалеть и поделиться. Как отмечено ранее, не вся пыль, находящаяся в облаке, может при появлении источника зажигания сгореть.

Помимо критического размера, определяющим параметром является также стехиометрическая концентрация пыли.

Стехиометрическая концентрация пыли – такая концентрация пыли, при которой происходит ее полное сгорание с учетом количества кислорода, находящегося в единице объема воздуха.

Стехиометрическая концентрация пыли расчетным путем может быть определена лишь для веществ и материалов, для которых известен химический состав. К ним можно отнести большинство полимерных материалов (полиэтилен, полипропилен, полистирол и др.), различные лекарственные препараты, порошки металлов и сплавов.

Для других материалов, например для растительных (древесная и зерновая пыль, чай и др.) и пищевых материалов (мука, сухое молоко, какао и др.), стехиометрическую концентрацию нужно определять либо экспериментально, либо искать химический состав соответствующего материала, из которого состоит пыль.

Определение стехиометрической концентрации сводится к решению следующих последовательных задач:

1. Находится химический состав пыли.

2. Записывается химическое уравнение реакции полного сгорания пыли.

3. Определяется масса кислорода, необходимого для полного сгорания 1 кг пыли.

4. Определяется масса кислорода, содержащаяся в 1 м3 воздуха, с учетом расчетной температуры.

5. Определяется масса пыли, которая может полностью сгореть в массе кислорода, содержащейся в 1 м3 воздуха. Полученное значение и есть стехиометрическая концентрация пыли в пылевоздушном облаке.

Определение категории помещения с пылью не учитывает такой показатель пожарной опасности, как нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПР). Как правило, концентрация пыли в пылевоздушном облаке при аварийных ситуациях превышает НКПР.

Ну и напоследок пара очень интересных видео о взрывах на производствах с пылью. Даже без знания английского и так все доходчиво и интересно показано. Рекомендую к просмотру!

Жду вас снова на блоге о пожарной безопасности!


К записи "Категория помещения с пылью" 19 комментариев
  1. Пьянкова Хатидже:

    Добрый день!

    К автору статьи: статья интересна, но ответа в ней, как и в СП12.13130.2009 нет. Если Вам известна хим. формула определения стехиометрической концентрации пыли (допустим, целлюлоза, полистирол), то, пожалуйста, сообщите мне (найти не могу). С уважением, Пьянкова Хатидже

    [Ответить]

  2. admin:

    Спасибо, но вопрос немного не понял.

    Нужна химическая формула целлюлозы и полистирола или что?

    [Ответить]

  3. Геннадий:

    Для определения стехиометрической концентрации пыли вовсе не нужно знать химический состав. Достаточно знать теплоту сгорания.В соответствии с данными, имеющимися в «Атласе диаграмм и номограмм по газопылевой технике»И.Л. Пейсахова и Лютина Ф.Б.на каждые 1000 ккал выделившегося при горении тепла необходимо 1,1 куб. м воздуха.Можно также воспользоваться данными из Справочника РТП о потреблении кислорода или воздуха на горение некоторых материалов и др. источников.

    [Ответить]

  4. admin:

    Да, согласен, только не во всех справочниках есть данные о том, сколько выделяется тепла при сгорании того или иного материала.

    Пример — синтетические лекарственные средства. Ни теплоту сгорания, ни количество необходимого воздуха в справочниках нет, зато химический состав известен, по которому также можно и теплоту сгорания рассчитать.

    Кстати, условие о том, что на каждые 1000 ккал требуется 1,1 куб.м. воздуха справедливо только для ограниченного количества органических топлив, в основном углеводородных, с включением галогенов, азота и серы.

    Данное условие получено Клейтоном Хаггетом и опубликовано в 1980 году (сотрудник NBS), правда он получил 13,1 МДж на 1 кг кислорода (можно сравнить с данными атласа).

    Только эти данные не подходят для пыли металлов и металлоорганических соединений.

    [Ответить]

  5. геннадий:

    О теплоте сгорания многих лекарственных препаратов также имеется публикация в Ж. «Пожарная безопасньсть» №4 , 2011г.

    [Ответить]

  6. Галина:

    Добрый день. Спасибо Вам за такой полезный блог. Вопрос: Как определить категорию для склада чаеразвесочного производства? Невозможно найти технологические нормы, а в СП про чай не упоминается? Спасибо заранее.

    [Ответить]

  7. admin:

    Галина, а в чем проблема?

    Вам нужно определить категорию склада, где чай хранится? Если да, то нужно вести расчет на категорию В1-В4, если имеет место только хранение.

    [Ответить]

  8. Доброго времени суток!

    Интересует такой вопрос: как учитывается НКПР при расчете категории помещения по взрывоопасности.

    В частности: помещение нанесения порошковой краски V=240 м.куб, количество пыли в помещении получается 3.5 кг. НКПР для порошковой краски равен 60 гр/м.куб.

    Если просто посчитать то получается взрывоопасное помещение. Но количество пыли = 14.6 гр/м.куб, что меньше НКПР.

    [Ответить]

  9. admin:

    Алексей, приветствую!

    Напрямую НКПР пыли не учитывается. Дело в том, что зачастую мы имеем дело не с полностью запыленным помещением, а с локальным взрывоопасным облаком.

    Другими словами, если средняя концентрация пыли в помещении, определяемая как масса всей взвешенной пыли деленная на объем помещения, будет менее НКПР, то средняя концентрация пыли в облаке, определяемая как масса всей взвешенной в воздухе пыли деленная на объем облака, может быть уже равна или превышать НКПР.

    [Ответить]

  10. Спасибо за блог — очень полезен и уникален в интернете.

    Может быть Вы сможете подсказать.

    Выполняем расчёт помещения просеивания муки. Проблемы и неуверенность возникает при определении массы пыли. В помещении работает просеиватель (емкость бункера 75кг). В соответствии с А.1.3 СП необходимо рассматривать ситуацию при которой происходит выброс в помещение всей находившейся в аппарате пыли.

    Я верно понимаю что к расчёту необходимо принимать массу 75 кг?

    При отсутствии F (А.3.1) коэффициент участия взвешенной пыли в горении равен 0,5. Логически понимаю что не может у меня в помещении с объемом 25м3 находиться пыль в таком количестве.

    Подскажите в как правильно определить массу пыли муки (пшеничной).

    [Ответить]

    admin

    На форуме есть похожая тема, там есть ответ, что в таком случае делать.

    [Ответить]

    Татьяна

    Здравствуйте, не нашла ответ на данный вопрос. А ответ очень нужен. Может быть есть какая нибудь тема по расчету цеха размола и фасовки муки. Что взять за аварийную ситуацию?

    [Ответить]

    admin

    Татьяна, доброго времени!

    За аварийную ситуацию принимается любая, при которой в объем помещения попадает наибольшее количество муки! Например, разгерметизация аспирационного или другого оборудования.

  11. Валентина:

    Здравствуйте. Помогите разобратся. У меня сооружение ЗАВ. Это зерноочистка. Категори взрывопожароопасности Б. Мы хотим убрать одну стенку и сделать сетчатое ограждение. Подскажите конструкция из трех стенок будет являтся навесом, и какую категорию он тогда приобретет. В этом навесе будет стоять зерноочистительная машина.

    И еще в СП 12.13130.2009 говорится, что БН это установки в которых присуствуют горячие пыли и ... Подскажите нории, конвейеры (транспортируют зерно), бункера (хранится зерно) и просто оборудование (сушка зерна сушилка), которое устанавливается на улице относится к категории взрывопожароопасности БН или что-то другое. И если это все находится под навесом, то будет ли являтся навес категории БН или только оборудование.

    [Ответить]

    admin

    Валентина, доброго времени!

    Какую категорию приобретет наружная установка покажут только расчеты.

    Если правильно понял, то речь идет о наружной установке, в которой происходит зерноочистка. В таком случае, конвейеры, нории и бункера будут относиться к этой наружной установке. Другими словами, не нужно определять категорию для отдельных частей наружной установки, категория присваивается наружной установке целиком.

    Будет ли навес помещением в том варианте, о котором Вы говорите? Ответа с точки зрения норм нет, т.к. в пожарных нормах не дано определения, что именно является помещением, ну за исключением СП 5.13130. Если речь идет о проекте, то как в проекте этот объект назовете, такие требования и будут предъявляться. Видимо, правильней всего считать это сооружением.

    [Ответить]

    Дмитрий

    Добрый день. Хотелось бы по подробнее заострить внимание на данном вопросе, т.к. из ответа да как и из норм не понятно, что есть что и что с этим делать...

    У нас похожий вопрос:

    1.Закрытая конвейерная линяя проходящая по открытой неотапливаемой эстакаде. Эстакада используется как специальное вспомогательное приспособление предназначенное для размещения на ней закрытых конвейеров, по которым осуществляется транспортировка зерна. Конвейерная линия (конвейера) имеют категорию ВН. Что такое в данном случае эстакада? (нужно ли её категорировать и как — какие требования предъявляются в этом случае?)

    2. Пробоотборное оборудование (наружная установка категории ВН) установлена под навесом — что такое в данном случае навес (если сооружение то как рассчитать категорию без помещения/объема и т.д.) — какие всё таки требования к сооружениям в которых/на которых установлены наружные установки

    [Ответить]

    admin

    Доброго времени!

    1. Конвейерная линия и эсткакада, являющаяся вспомогательной для конвейерной линии, было бы вполне логичным отнести к частям одной наружной установки.

    2. Тут также думаю, нужно считать, что это части одной наружной установки. Навес как вспомогательное оборудование будет (защита от атмосферных осадков, видимо).

  12. Наталья:

    Добрый день!

    Подскажите с чего начать расчет категории Элеватора растительного сырья (семечки подсолнуха)?

    Опыт работы по расчету категорий вроде бы есть, но элеватор ставит в тупик.

    [Ответить]

    admin

    Доброго времени!

    Для начала нужно изучить технологию. Какие конкретные вопросы есть по расчету категории элеватора?

    Попробую ответить...

    [Ответить]

Оставить свой комментарий

Подписка на блог
ВАШЕ ИМЯ
ВАШ E-MAIL:

Поиск
Наши партнеры
Вверх
© 2017    Копирование материалов запрещено