ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ВЗРЫВА ГАЗОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ В ПОМЕЩЕНИИ И РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО ВЗРЫВОЗАЩИТЕ ПОМЕЩЕНИЯ1

СодержаниеВведение......................................................................................................3
1. Исходные данные...................................................................................7
2. Расчет избыточного давления взрыва ГВС внутри помещения по методу ВНИИПО..................................................................................................8
2.1 Теоретические материалы...............................................................8
2.1.1 Общие положения и понятия...........................................................8
2.1.2 Теоретические материалы к расчету избыточного давления взрыва ГВС внутри помещения по методу ВНИИПО...................................14
2.1.3 Теоретические положения по оценке избыточного давления взрыва ГВС внутри помещения по методу А. В. Мишуева...........................20
3. Меры по взрывозащите помещения.....................................................24
4. Выводы....................................................................................................25
5. Список используемой литературы.......................................................27











ВведениеВзрывы чаще всего происходят на пожаро-взрывоопасных объектах, где могут возникнуть условия для образования газопаровоздушных смесей, пылевоздушных смесей, где в больших количествах применяются углеводородные газы (метан, этан, пропан, бутан). Возможны взрывы котлов в котельных, газовой аппаратуры, продукции и полуфабрикатов химических заводов, паров бензина и других компонентов, муки на мельницах, пыли на элеваторах, сахарной пудры на сахарных заводах, древесной пыли на деревообрабатывающих предприятиях.
Статистика 150 аварий в России и в странах СНГ в 1980-1999 гг. показывает, что в 42,5% случаев взрывов облаков газопаровоздушных смесей участвовали углеводородные газы, в 15,5% - пары легковоспламеняющихся жидкостей, в 18% - водород, в 5,3% случаев - пыль органических продуктов.
В результате разрушения резервуаров, трубопроводов и технологического оборудования с горючими веществами возможен их выброс внутрь здания или на открытую площадку с образованием газопаровоздушной смеси (ГПВС). Серьезную опасность для персонала, зданий, сооружений и технологического оборудования представляет взрыв образовавшейся ГПВС.
Особенно велика вероятность взрыва ГПВС на объектах нефтехимической и химической промышленности, где хранятся и используются значительные объемы горючих газов (ГГ) и легковоспламеняющихся жидкостей. В России доля таких аварий невероятно велика (почти 96%).
Суммарная протяженность магистральных продуктопроводов и газопроводов в России составляет более 130 тыс. километров. При аварийной разгерметизации отдельных их участков последствия могут быть очень трагичными.
В ночь с 3 на 4 июня 1989 г. на перегоне между станциями Казаяк и Улу-Теляк, на 1710 километре Куйбышевской железной дороги оказались два поезда с 1284 пассажирами, которые пострадали от взрыва газовоздушной смеси, образовавшейся при аварийной разгерметизации магистрального продуктопровода. На месте аварии было найдено 258 погибших.
Различают два принципиально разных режима взрывного горения: дефлаграционный и детонационный.
При дефлаграционном горении распространение пламени происходит в слабо возмущенной среде со скоростями значительно ниже скорости звука, давление при этом возрастает незначительно.
При детонационном горении (детонации) распространение пламени происходит со скоростью, близкой к скорости звука или превышающей ее.
Инициирование (зажигание) газовоздушной смеси с образованием очага горения возможно, если будут выполнены следующие условия:
концентрация горючего газа в газовоздушной смеси должна быть в диапазоне между нижним и верхним концентрационными пределами распространения пламени;
энергия зажигания от искры, горячей поверхности должна быть не ниже минимальной. Для большинства взрывчатых смесей энергия зажигания не превышает 30 Дж.
Нижний концентрационный предел (Снкп) распространения пламени - это такая концентрация горючего газа в смеси с окислительной средой, ниже которой смесь становится неспособной к распространению пламени.
Верхний концентрационный предел (Свкп) распространения пламени - это такая концентрация горючего в смеси с окислительной средой, выше которой смесь становится неспособной к распространению пламени.
Минимальная энергия инициирования (зажигания) (Эи) - наименьшее значение энергии электрического разряда, способное воспламенить смесь стехиометрического состава.
Концентрация газа стехиометрического состава (Ссх) - концентрация горючего газа в смеси с окислительной средой, при которой обеспечивается полное без остатка химическое взаимодействие горючего и окислителя смеси.
При сгорании газовоздушной смеси стехиометрического состава образуются только конечные продукты реакции горения и выделившаяся теплота их сгорания не расходуется на нагревание несгоревших окислителя или горючего - последних не образуется. По этой причине продукты сгорания нагреваются до максимальной температуры.
В случае дефлаграционного горения такой смеси в замкнутом герметичном и теплоизолированном объеме образуются максимальные температура и давление. Величина максимального давления является характеристикой соответствующей газовоздушной смеси.
Режим дефлаграционного горения может переходить в режим детонационного горения (при быстром росте скорости распространения пламени). Такому переходу способствует турбулизация процесса горения при встрече фронта пламени с препятствиями. При этом поверхность фронта пламени становится неровной, а толщина пламени увеличивается - все это вызывает рост скорости распространения пламени.
В режиме детонационного горения нагрузки значительно возрастают. Поэтому режим детонационного горения принят за расчетный случай для прогнозирования инженерной обстановки при авариях со взрывом.
К основным факторам, влияющим на параметры взрыва, относят: массу и тип взрывоопасного вещества, его параметры и условия хранения или использования в технологическом процессе, место возникновения взрыва, объемно-планировочные решения сооружений в месте взрыва.
Взрывы на промышленных предприятиях и базах хранения можно разделить на две группы - в открытом пространстве и производственных помещениях.
Производимый в России СПБТ расходуется:
ў как сырьё для предприятий нефтехимической промышленности - 47%,
ў бытовое потребление СПБТ составляет 38%,
ў в том числе 17% в качестве автомобильного топлива,
ў 15% сжиженного газа поставляется за рубеж.
Основными промышленными потребителями СПБТ являются предприятия химической, нефтехимической и шинной отраслей промышленности.
Из альтернатив природному газу лучший выбор - сжиженный углеводородный газ (СУГ). СУГ или сжиженный нефтяной газ пропан-бутан - это универсальный синтетический газ, получаемый из попутного нефтяного газа или при переработке нефти.
Чистое горение газа (минимум продуктов сгорания) делает его экологически чистым и привлекательным топливом для широкого применения в жилых домах (отопление, горячее водоснабжение, газовые плиты, нагрев саун и воды в бассейнах), на агропредприятиях, в производстве и в качестве автомобильного топлива.
Для потребителей пропан-бутан является отличным топливом в местах, где не подведен природный газ (метан).
Высота помещений от пола до низа конструкций подвешенного оборудования и коммуникаций должна быть не менее 2,0 m в местах регулярного прохода людей и 1,8 m - в местах нерегулярного прохода людей.
При размещении в зданиях взрывопожароопасных, взрывоопасных и пожароопасных производств следует предусматривать мероприятия по предупреждению взрыва и предотвращения пожара.
В помещении, где размещаются взрывопожароопасные и взрывоопасные производства, не допускается ввод железнодорожных путей для въезда локомотивов всех типов, а ввод паровозов и тепловозов не допускается также и в помещения с пожароопасными производствами и в помещения с конструкциями покрытий или перекрытий из сгораемых материалов.
Подвесные потолки, если они необходимы в помещениях, должны проектироваться в соответствии с технологической частью проекта для размещения в пространстве над ними коммуникаций - воздуховодов, трубопроводов и электропроводок, подвешенных к покрытиям и перекрытиям. Конструкции потолков должны быть облегченного типа и, как правило, не должны воспринимать нагрузки от коммуникаций. Пространство над подвесными потолками не предназначается для постоянного пребывания людей; для доступа людей к указанным коммуникациям следует проектировать люки, лестницы и настилы.
В многоэтажных зданиях при разности отметок чистого пола верхнего (не считая технического) и первого этажей более 15 м следует предусматривать пассажирские лифты.
Оконные проемы, не предназначенные для аэрации, следует заполнять неоткрывающимися переплетами или профильным стеклом. Открывание переплетов, предназначенных для аэрации, как правило, должно быть механизированным.
В зданиях и помещениях с взрывопожароопасными и взрывоопасными производствами следует предусматривать наружные легкосбрасываемые ограждающие конструкции, площадь которых определяется расчетом.
Для легкосбрасываемых конструкций покрытий поверхностная нагрузка (включая их собственный вес, а также постоянную и временную длительную нагрузку) должна быть не более 1,2 kPa (120 kgs/).
В зданиях с фонарями, оборудованных опорными мостовыми электрическими кранами весьма тяжелого режима работы, следует предусматривать мероприятия против выпадения стекол из фонарей.





Список литературы1. О пожарной безопасности, 21.12.94 г. № 69-фз.
2. О промышленной безопасности опасных производственных объектов, 21.07.97 г. № 116-фз.
3. ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования.
4. ГОСТ 12.3.047-98. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.
5. НПБ 105-95. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности.
6. СНиП 31-03-2001. Производственные здания.
7. Акатьев В. А. Основы взрывопожаробезопасности. / Учебное пособие. - М.: МГТУ, 2004. - 384 с.
8. Бесчастнов М. В. Промышленные взрывы. Оценка и предупреждение. - М.: Химия, 1991. - 432 с.
9. Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. - М.: Наука, 1972. - 720 с.
10. Справочник. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: в 2 книгах / Под ред. А. Н. Баратова. - М.: Химия, 1990. - кн. 1 - 496 с., кн. 2 - 384 с.
11. Мишуев А. В., Казеннов В. В., Комаров А. А. Некоторые аспекты защиты населения и территорий при особого вида ЧС (взрывах и т. п.) Вторая Всероссийская научно-практическая конференция: Защита населения при ЧС как безопасность России/ Тезисы докладов.- М.: ВНИИ ГО ЧС, 26-27 мая 1997 г. - с. 62- 66.
12. Пилюгин Л. П. Обеспечение взрывоустойчивости зданий с помощью предохранительных конструкций. -М.: Пожнаука, 2000.
13. Баратов А. Н., Пчелинцев В. А. Пожарная безопасность/ Учебное пособие. - М.: АСВ, 1997. - 176 с.
14. Собурь С. В. Пожарная безопасность электроустановок. Справочник. - М.: Спецтехника, 1999. - 256 с.
Щербаков В. И., Суконников С. Е., Дегтярев В.Н Пожарная безопасность на текстильных предприятиях. / Учебное пособие. - М.: МТА, 1999. - 232 с.