ГОСТ Р 12.3.047-98
Группа Т58
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Система стандартов безопасности труда
ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Общие требования. Методы контроля
Occupational safety standards system. Fire safety of technological processes.
General requirements. Methods of control
ОКС 13.220
ОКСТУ 4854
Дата введения 2000-01-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Всероссийским научно-исследовательским институтом противопожарной обороны (ВНИИПО) Министерства внутренних дел Российской Федерации
ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 274/643 "Пожарная безопасность"
2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 3 августа 1998 г. № 304
3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
1 Область применения
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает общие требования пожарной безопасности к технологическим процессам различного назначения всех отраслей экономики страны и любых форм собственности при их проектировании, строительстве, реконструкции, вводе, эксплуатации и прекращении эксплуатации, а также при разработке и изменении норм технологического проектирования и других нормативных документов, регламентирующих мероприятия по обеспечению пожарной безопасности на производственных объектах и при разработке технологических частей проектов, технологических регламентов.
Настоящий стандарт не распространяется на:
- ядерные реакторы и предприятия по производству, переработке и хранению радиоактивных веществ и материалов;
- предприятия по производству и хранению промышленных взрывчатых веществ и боеприпасов;
- космические объекты и стартовые комплексы;
- объекты, связанные с проведением подводных и подземных работ;
- все виды транспортных операций (за исключением транспортных операций, производимых на территории предприятия);
- переработку и ликвидацию токсичных и опасных отходов;
- уничтожение химического оружия.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 9.049-91 ЕСЗКС. Полимерные материалы и их компоненты. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов
ГОСТ 9.050-75 ЕСЗКС. Покрытия лакокрасочные. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов
ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования
ГОСТ 12.1.044-89 ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения
ГОСТ 12.3.046-91 ССБТ. Установки пожаротушения автоматические. Общие технические требования
ГОСТ 4765-73 Материалы лакокрасочные. Метод определения прочности при ударе
ГОСТ 5233-89 Материалы лакокрасочные. Метод определения твердости по маятниковому прибору
ГОСТ 15140-78 Материалы лакокрасочные. Методы определения адгезии
ГОСТ 19433-88 Грузы опасные. Классификация и маркировка
ГОСТ 26952-86 Порошки огнетушащие. Общие технические требования и методы испытаний
ГОСТ 30247.0-94 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования
ГОСТ 30247.1-94 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции
ГОСТ 30247.2-97 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Двери и ворота.
ГОСТ Р 50680-94 Установки водяного пожаротушения автоматические. Общие технические требования. Методы испытаний
ГОСТ Р 50800-95 Установки пенного пожаротушения автоматические. Общие технические требования. Методы испытаний
ГОСТ Р 50969-96 Установки газового пожаротушения автоматические. Общие технические требования. Методы испытаний
ГОСТ 51043-97 Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Оросители спринклерные и дренчерные. Общие технические требования. Методы испытаний
3 Определения
3.1 В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:
3.1.1 авария: Разрушение сооружений и (или) технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемый взрыв и (или) выброс опасных веществ.
3.1.2 крупная авария: Авария, при которой гибнет не менее десяти человек.
3.1.3 проектная авария: Авария, для которой обеспечение заданного уровня безопасности гарантируется предусмотренными в проекте промышленного предприятия системами обеспечения безопасности.
3.1.4 максимальная проектная авария: Проектная авария с наиболее тяжелыми последствиями.
3.1.5 безопасность: Состояние защищенности прав граждан, природных объектов, окружающей среды и материальных ценностей от последствий несчастных случаев, аварий и катастроф на промышленных объектах.
3.1.6 пожарная безопасность: Состояние защищенности личности, имущества, общества и государства от пожаров.
3.1.7 горючая нагрузка: Горючие вещества и материалы, расположенные в помещении или на открытых площадках.
3.1.8 огненный шар: Крупномасштабное диффузионное пламя сгорающей массы топлива или парового облака, поднимающееся над поверхностью земли.
3.1.9 опасность: Потенциальная возможность возникновения процессов или явлений, способных вызвать поражение людей, наносить материальный ущерб и разрушительно воздействовать на окружающую атмосферу.
3.1.10 анализ опасности: Выявление нежелательных событий, влекущих за собой реализацию опасности, анализ механизма возникновения таких событий и масштаба их величины, способного оказать поражающее действие.
3.1.11 опасный параметр: Параметр, который при достижении критических значений способен создавать опасность для рассматриваемого рода деятельности.
3.1.12 оценка риска: Расчет значений индивидуального и социального риска для рассматриваемого предприятия и сравнение его с нормативными значениями.
3.1.13 индивидуальный риск: Вероятность (частота) возникновения опасных факторов пожара и взрыва, возникающая при аварии в определенной точке пространства. Характеризует распределение риска.
3.1.14 социальный риск*: Зависимость вероятности (частоты) возникновения событий, состоящих в поражении определенного числа людей, подвергшихся поражающим воздействиям пожара и взрыва, от числа этих людей. Характеризует масштаб пожаровзрывоопасности.
________________
* Социальный риск оценивается по поражению не менее десяти человек.
3.1.15 пожар: неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.
3.1.16 размер зоны: Протяженность ограниченной каким-либо образом части пространства.
3.1.17 пороговое количество вещества: Минимальное количество единовременно находящегося в производстве вещества, которое определяет границу между технологическими процессами и технологическими процессами повышенной пожарной опасности.
3.1.18 технологический процесс: Часть производственного процесса, связанная с действиями, направленными на изменение свойств и (или) состояния обращающихся в процессе веществ и изделий.
3.1.19 время срабатывания и время отключения: Промежуток времени от начала возможного поступления горючего вещества из трубопровода (перфорация, разрыв, изменение номинального давления и т.п.) до полного прекращения поступления газа или жидкости в помещение.
3.1.20 разгерметизация: Наиболее распространенный способ пожаровзрывозащиты замкнутого оборудования и помещений, заключающийся в оснащении их предохранительными мембранами и (или) другими разгерметизирующими устройствами с такой площадью сбросного сечения, которая достаточна для предотвращения разрушения оборудования или помещения от роста избыточного давления при сгорании горючих смесей.
3.1.21 огнестойкость технологического оборудования: Промежуток времени, в течение которого воздействие стандартного очага пожара не приводит к потере функциональных свойств оборудования.
4 Общие положения
4.1 При технико-экономическом обосновании строительства, проектировании технологического процесса и размещении технологического оборудования должен предусматриваться комплекс мер по обеспечению пожарной безопасности.
4.2 По уровню пожарной опасности технологические процессы разделяются на:
- технологические процессы повышенной опасности, в которых обращаются пожаровзрывоопасные вещества в количестве, равном или большем порогового значения, указанного в таблице 1;
- технологические процессы, в которых обращаются пожаровзрывоопасные вещества в количестве, меньшем порогового значения, указанного в таблице 1.
Таблица 1
Пороговое количество веществ для технологических производств
|
|
|
|
|
| ||
| Ацетилен | 231 | 50 |
| Водород | 231 | 50 |
| Сернистый водород | 241 | 50 |
| Оксид этилена | 241 | 50 |
| Аммиак | 241 | 500 |
| Все остальные сжатые, сжиженные и растворенные под давлением горючие газы | 231, 232, 241, 911 | 200 |
| Легковоспламеняющиеся горючие жидкости | ||
| Оксид пропилена | 311 | 50 |
| Все остальные легковоспламеняющиеся и горючие жидкости | 311, 312, 321, 322, 324, 325, 335, 314, 315, 323, 331 | 200 |
| Твердые вещества | ||
| Саморазлагающиеся вещества | 415, 416, 417, 418, 521, 522, 523 | 10 |
| Окисляющие вещества | ||
| Кислород жидкий | 212 | 2000 |
| Нитрат аммония | 511 | 5000 |
| Хлорат натрия | 511 | 250 |
| Пероксид метилэтилкетона (концентрация более 60%) | 523 | 250 |
| Пероксид метилизобутилкетона (концентрация более 60%) | 523 | 50 |
| Надуксусная кислота (концентрация более 60%) | 522 | 50 |
| Хлор | 222 | 50 |
| Бром | 832 | 500 |
| Оксиды азота | 512 | 50 |
| Примечания | ||
, 
4.3 Приведенные в таблице 1 количества опасных веществ относят:
- к одному хранилищу или одной технологической установке;
- к группе хранилищ или технологических установок, расстояние между которыми менее 500 м.
Если на предприятии хранят вещества разных наименований, то при оценке предельно допустимого их количества следует использовать критерий аддитивности 
, рассчитанный по формуле
где 
- масса 
-го опасного вещества, т;
- предельно допустимая масса -го вещества, т, по таблице 1.
Если 
, то технологический процесс относят к технологическим процессам повышенной опасности.
4.4 Пожарная безопасность технологических процессов обеспечивается в соответствии с требованиями настоящего стандарта, ГОСТ 12.1.004, а также действующих норм и правил.
5 Обеспечение пожарной безопасности технологических процессов повышенной опасности
5.1 Технико-экономическое обоснование строительства и проекты технологических процессов повышенной опасности подлежат государственной экспертизе по пожарной безопасности, проводимой органами государственной противопожарной службы в соответствии с их компетенцией.
Государственную экспертизу проводят в целях установления соответствия проектных материалов требованиям законодательства, нормам и правилам пожарной безопасности и оценки полноты, обоснованности и достаточности предусматриваемых мер по обеспечению пожарной безопасности.
5.2 По результатам проведения экспертизы составляется экспертное заключение, содержащее оценку допустимости и возможности принятия решения о реализации объекта экспертизы.
5.3 Реализация технологического процесса (включая строительство и конструкцию) должна осуществляться по проектам, имеющим положительное заключение государственной экспертизы.
5.4 Требования пожарной безопасности к устройству, изготовлению и эксплуатации оборудования для технологических процессов повышенной пожарной опасности устанавливаются нормами и правилами пожарной безопасности.
Изготовитель оборудования устанавливает в технической документации условия и ограничения применения оборудования, требования по его техническому обслуживанию, ремонту, утилизации и другие меры, обеспечивающие пожаробезопасную эксплуатацию выпускаемого оборудования.
6 Анализ пожарной опасности технологических процессов
6.1 Оценку пожарной безопасности технологических процессов повышенной пожарной опасности осуществляют с помощью критериев:
- индивидуального риска;
- социального риска;
- регламентированных параметров пожарной опасности технологических процессов.
6.2 Пожарная безопасность технологических процессов считается безусловно выполненной, если:
- индивидуальный риск меньше 10
;
- социальный риск меньше 10
.
Эксплуатация технологических процессов является недопустимой, если индивидуальный риск больше 10
или социальный риск больше 10
.
Эксплуатация технологических процессов при промежуточных значениях риска может быть допущена после проведения дополнительного обоснования, в котором будет показано, что предприняты все возможные и достаточные меры для уменьшения пожарной опасности.
6.3 Оценку пожарной опасности технологических процессов следует проводить на основе оценки их риска.
В случае невозможности проведения такой оценки (например из-за отсутствия необходимых данных) допускается использование иных критериев пожарной безопасности технологических процессов (допустимых значений параметров этих процессов).
В этом случае действие требований 6.2 на оценку пожарной опасности технологических процессов не распространяется.
6.4 При оценке пожарной опасности технологического процесса необходимо оценить расчетным или экспериментальным путем:
- избыточное давление, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей в помещении (приложение А). Предельно допустимые значения приведены в таблице 2;
- размер зон, ограниченных нижним концентрационным пределом распространения пламени (НКПР) газов и паров (приложение Б);
- интенсивность теплового излучения при пожарах проливов ЛВЖ и ГЖ для сопоставления с критическими (предельно допустимыми) значениями интенсивности теплового потока для человека и конструкционных материалов (приложение В). Предельно допустимые значения приведены в таблице 3;
- размеры зоны распространения облака горючих газов и паров при аварии для определения оптимальной расстановки людей и техники при тушении пожара и расчета времени достижения облаком мест их расположения (приложение Г);
- возможность возникновения и поражающее воздействие "огненного шара" при аварии для расчета радиусов зон поражения людей от теплового воздействия в зависимости от вида и массы топлива (приложение Д). Предельно допустимые значения приведены в таблице 4;
- параметры волны давления при сгорании газопаровоздушных смесей в открытом пространстве (приложение Е);
- поражающие факторы при разрыве технологического оборудования вследствие воздействия на него очага пожара (приложение Ж);
- интенсивность испарения горючих жидкостей и сжиженных газов на открытом пространстве и в помещении (приложение И);
- температурный режим пожара для определения требуемого предела огнестойкости строительных конструкций (приложение К);
- требуемый предел огнестойкости строительных конструкций, обеспечивающий целостность ограждающих и несущих конструкций пожарного отсека с технологическим процессом при свободном развитии реального пожара (приложение Л);
- размер сливных отверстий для горючих жидкостей в поддонах, отсеках и секциях производственных участков. При этом площадь сливного отверстия должна быть такой, чтобы исключить перелив жидкости через борт ограничивающего устройства и растекание жидкости за его пределами (приложение М);
- параметры паровых завес для предотвращения контакта парогазовых смесей с источниками зажигания. При этом завеса должна исключать проскок горючей смеси в защищаемую зону объекта (приложение Н);
- концентрацию флегматизаторов для горючих смесей, находящихся в технологических аппаратах и оборудовании (приложение П);
- другие показатели пожаровзрывоопасности технологического процесса, необходимые для анализа их опасности и рассчитываемые по методикам, разрабатываемым в специализированных организациях.
Выбор необходимых параметров пожарной опасности для заданного технологического процесса определяют исходя из рассматриваемых вариантов аварий (в том числе крупная, проектная и максимальная) и свойств опасных веществ.
Значения допустимых параметров пожарной опасности должны быть такими, чтобы исключить гибель людей и ограничить распространение аварии за пределы рассматриваемого технологического процесса на другие объекты, включая опасные производства.
Таблица 2
Предельно допустимое избыточное давление при сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей в помещениях или в открытом пространстве
|
|
|
|
|
|
| 50%-ное разрушение зданий | 53 |
| Средние повреждения зданий | 28 |
| Умеренные повреждения зданий (повреждение внутренних перегородок, рам, дверей и т.п.) | 12 |
| Нижний порог повреждения человека волной давления | 5 |
| Малые повреждения (разбита часть остекления) | 3 |
Таблица 3
Предельно допустимая интенсивность теплового излучения пожаров приливов ЛВЖ и ГЖ
|
|
|
| Без негативных последствий в течение длительного времени | 1,4 |
| Безопасно для человека в брезентовой одежде | 4,2 |
| Непереносимая боль через 20-30 с | 7,0 |
| Непереносимая боль через 3-5 с | 10,5 |
| Воспламенение древесины с шероховатой поверхностью (влажность 12%) при длительности облучения 15 мин | 12,9 |
| Воспламенение древесины, окрашенной масляной краской по строганой поверхности; воспламенение фанеры | 17,0 |
Таблица 4
Предельно допустимая доза теплового излучения при воздействии "огненного шара" на человека
|
|
|
| Ожог 1-й степени | 1,2·10 |
| Ожог 2-й степени | 2,2·10 |
| Ожог 3-й степени | 3,2·10 |
| Примечание - Дозу теплового излучения
| |
, Дж/м
- время существования "огненного шара", с.6.5 К мероприятиям по снижению последствий пожара следует относить:
- ограничение растекания горючих жидкостей по цеху или производственной площадке;
- уменьшение интенсивности испарения горючих жидкостей;
- аварийный слив горючих жидкостей в аварийные емкости;
- установку огнепреградителей (приложение Р);
- ограничение массы опасных веществ при хранении и в технологических аппаратах;
- водяное орошение технологических аппаратов ( приложение С);
- флегматизацию горючих смесей в аппаратах и технологическом оборудовании (приложение П);
- вынос пожароопасного оборудования в изолированные помещения;
- применение устройств, снижающих давление в аппаратах до безопасной величины при сгорании газовых и паровоздушных смесей (приложение Т);
- установку в технологическом оборудовании быстродействующих отключающих устройств;
- ограничение распространения пожара с помощью противопожарных разрывов и преград (приложение У);
- применение огнезащитных красок и покрытий (приложение Ф);
- защиту технологических процессов установками пожаротушения (приложение Х);
- применение пожарной сигнализации (приложение Ц);
- обучения персонала предприятий способам ликвидации аварий;
- создание условий для скорейшего ввода в действие подразделений пожарной охраны путем устройства подъездных путей, пожарных водоемов и наружного противопожарного водопровода.
6.6 Результаты анализа параметров пожаровзрывобезопасности и мероприятий по снижению последствий пожара должны быть учтены при разработке планов локализации и ликвидации пожароопасных ситуаций и аварии.
6.7 Оценку социального и индивидуального риска при аварии проводят на основе расчета поражающих факторов пожара и принятых мер по снижению их вероятности и последствий.
Расчет индивидуального и социального риска должен быть выполнен для возможной гибели людей как на предприятии, так и за его пределами (приложение Ш, Э, Ю). При этом необходимо рассмотреть все возможные способы его уменьшения и обосновать принятый минимальный риск.
Расчетные значения риска должны удовлетворять требованиям 6.2.
7 Порядок обеспечения пожарной безопасности технологических процессов, отличных от процессов повышенной пожарной опасности
7.1 Проектированию технологического процесса должен предшествовать анализ его пожарной опасности.
Ввод в эксплуатацию промышленного объекта допускается при условии выполнения требований пожарной безопасности, предусмотренных проектом и отвечающих действующим нормам и правилам пожарной безопасности.
7.2 Анализ пожарной опасности технологических процессов должен включать:
- определение пожарной опасности использующихся в технологическом процессе веществ и материалов (по справочным данным федерального банка данных по пожаровзрывоопасности веществ и материалов или экспериментально в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.044 на метрологически аттестованном оборудовании);
- изучение технологического процесса с целью определения оборудования, участков или мест, где сосредоточены горючие материалы или возможно образование пыле- и парогазовоздушных горючих смесей;
- определение возможности образования горючей среды внутри помещений, аппаратов и трубопроводов;
- определение возможности образования в горючей среде источников зажигания;
- исследование различных вариантов аварий, путей распространения пожара и выбор проектной аварии;
- расчет категории помещений, зданий и наружных установок по взрывоопасной и пожарной опасности;
- определение состава систем предотвращения пожара и противопожарной защиты технологических процессов;
- разработку мероприятий по повышению пожарной безопасности технологических процессов и отдельных его участков.
7.3 Пожарная опасность технологических процессов определяется на основе изучения:
- технологического регламента;
- технологической схемы производства продукции;
- показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов, использующихся в технологическом процессе;
- конструктивных особенностей аппаратов, машин и агрегатов;
- схемы расположения в цехе, на участке или открытой площадке опасного оборудования.
7.4 Технологический регламент должен определять:
- рецептуру и основные характеристики выпускаемой продукции, сырья, материалов и полупродуктов (состав, физико-химические свойства, показатели пожаровзрывоопасности, токсичность и т.п.);
- отходы производства и выбросы в атмосферу;
- параметры технологического режима (давление, температура, состав окислительной среды и т.д.);
- порядок проведения технологических операций;
- средства контроля за технологическим процессом;
- основные правила безопасного ведения технологического процесса, исключающие возможность возникновения пожаров.
При изучении технологического регламента следует рассматривать все стадии технологического процесса, начиная с подготовки сырья и кончая выпуском продукции.
7.5 Принципиальная технологическая схема производства продукции должна определять последовательность технологических операций по превращению сырья в готовую продукцию, параметры технологического режима, места ввода в процесс сырья и вспомогательных веществ, места получения полупродуктов и готовой продукции.
7.6 Данные о пожароопасных свойствах представляются для всех имеющихся на производстве опасных веществ, материалов, смесей, полупродуктов и готовой продукции с учетом особенностей и параметров технологического процесса (давления, температуры, состава окислительной среды и т.п.).
Если необходимые данные о пожароопасных свойствах отсутствуют, то их следует определить опытным путем на установках, прошедших аттестацию на право получения экспериментальных данных в установленном порядке, или с помощью стандартизованных расчетных методов.
7.7 В конструкции технологических аппаратов, машин и агрегатов должны быть предусмотрены достаточные меры защиты от пожара, обеспечивающие безопасность их работы в соответствии с 5.4.
7.8 Оценку опасности возникновения пожара и путей его распространения проводят с помощью схем расположения опасного оборудования, построенных на основе планов производственных зданий, установок, этажерок и помещений.
На схемах и картах указывают:
- места возможного образования пожаровзрывоопасной горючей среды;
- участки возможных аварий и их причины;
- вероятные источники зажигания;
- пути распространения огня при пожаре;
- предусмотренные проектом меры защиты участков, узлов и аппаратов от пожара.
7.9 На основе анализа документации, полученной в соответствии с 7.2-7.6 и 7.8, разрабатывают систему мер по предотвращению пожара и противопожарной защите технологических процессов в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.
При этом необходимо дополнительно учитывать:
- возможность образования локальных концентраций горючих смесей у мест выхода паров и газов в помещение у аппаратов, постоянно или временно сообщающихся с внешней средой через открытые люки, дыхательные линии, предохранительные клапаны или имеющие открытые поверхности испарения;
- наличие и эффективность системы отсоса, продувки инертным газом и блокировки у аппаратов периодического действия, загрузка и разгрузка которых сопровождается открытием люков и крышек;
- эффективность отводных линий у аппаратов и емкостей, оснащенных дыхательными устройствами, предохранительными клапанами, устройствами ручного стравливания;
- работоспособность и эффективность систем улавливания газов и паров, устройств против переполнения и растекания жидкостей, приборов контроля и регулирования температуры при эксплуатации открытых емкостей, заполненных горючими жидкостями;
- надежность принятых способов уплотнения сальников, необходимость применения местных отсосов и блокировки вытяжной вентиляции при работе насосов для перекачки ЛВЖ и сжиженных газов и компрессоров.
7.10 При наличии аппаратов и оборудования, работающих под вакуумом или в которых по условиям технологического процесса имеются смеси горючих веществ с окислителем, необходимо определить:
- возможность и условия образования в аппарате горючих смесей;
- фактические концентрации горючих газов в смесях;
- необходимость контроля за составом среды в аппарате;
- необходимость в автоматических средствах предупреждения об образовании смесей;
- возможность локализации горючих смесей;
- надежность и эффективность имеющихся средств защиты.
7.11 Для разработки мероприятий по обеспечению пожарной безопасности технологических процессов целесообразно рассмотреть все виды источников зажигания, которые могут встретиться в производственном процессе.
При этом необходимо:
- установить, какие технические решения предусматриваются для того, чтобы данный аппарат или устройство сам не был причиной возникновения пожара, оценить их эффективность и надежность;
- при наличии аппаратов и газопроводов, имеющих высокую температуру наружной поверхности стенок, определить возможность воспламенения горючих смесей участками, не имеющими теплоизоляции;
- установить перечень веществ и материалов, которые по условиям технологического процесса нагреваются выше температуры самовоспламенения и при аварийных выбросах из аппаратов способны загораться при контакте с окружающим воздухом;
- определить, применяются ли в технологическом процессе вещества, способные воспламеняться при контакте с водой или другими веществами;
- проанализировать возможность образования и накопления пирофорных отложений;
- выявить наличие в технологическом процессе веществ, разлагающихся с воспламенением при нагреве, ударе, трении или самовозгорающихся на воздухе при нормальных условиях;
- предотвратить попадание металла и камней в машины и аппараты с вращающимися механизмами (мешалки, мельницы, дробилки, шнеки и т.п.), а при наличии в них горючей среды оценить эффективность и надежность применяемой защиты;
- предусмотреть там, где это необходимо, применение искробезопасного и взрывобезопасного электрооборудования;
- предусмотреть средства контроля и защиты от перегрева подвижных частей машин и аппаратов (подшипников, валов и т.п.);
- оценить возможность зажигания горючих смесей от теплового проявления электрической энергии (искры и дуги размыкания, короткие замыкания, токи перегрузки, перегрев электрических контактов, нагрев элементов оборудования индукционными токами и токами высокой частоты, удары молнии и разряды статического электричества);
- определить соответствие силового, осветительного и другого оборудования характеру воздействия на него среды и классу взрывоопасных и пожароопасных зон рассматриваемых помещений согласно ПУЭ;
- исключить возможность проникания газов и паров из взрывоопасных помещений в помещения с нормальной средой, в которых используется электрооборудование в открытом исполнении, и предусмотреть соответствующие меры защиты;
- разработать технические решения, предусматривающие предотвращение образования горючих сред и источников зажигания для защиты технологических процессов от возникновения пожаров.
7.12 Если применяемая в технологическом процессе система предотвращения пожара не может исключить его возникновения и распространения на соседние участки и оборудование, то необходимо разработать мероприятия по его противопожарной защите.
7.13 Противопожарная защита технологических процессов должна обеспечиваться:
- применением средств пожаротушения и соответствующих видов пожарной техники;
- применением автоматических установок пожарной сигнализации и пожаротушения;
- устройствами, ограничивающими распространение пожара за заданные пределы;
- применением строительных конструкций с регламентированными пределами огнестойкости и распространения огня;
- организацией своевременной эвакуации людей и снабжением обслуживающего персонала средствами коллективной и индивидуальной защиты от опасных факторов пожара;
- применением строительных и технологических конструкций с регламентированными пределами огнестойкости и распространения огня.
7.14 Ограничение распространения пожара за пределы очага горения должно обеспечиваться:
- устройством противопожарных преград;
- установлением предельно допустимых площадей противопожарных отсеков и секций;
- устройством аварийного отключения и переключения установок и коммуникаций;
- применением средств, предотвращающих или ограничивающих разлив и растекание жидкостей при пожаре;
- применением огнепреграждающих устройств в оборудовании.
7.15 Выбор огнетушащих веществ, составов и автоматических установок пожарной сигнализации, количества, быстродействия и производительности установок пожаротушения следует проводить на стадии проектирования технологических процессов в зависимости от физико-химических свойств перерабатываемых веществ и средств тушения.
При этом применяемые виды пожарной техники должны обеспечивать эффективное тушение пожара и быть безопасными для людей.
7.16 Если по условиям технологического процесса при аварии возможен единовременный пожар нескольких различных горючих веществ и материалов, отличающихся друг от друга пожароопасными свойствами и характеристиками тушения, то расчет и проектирование установок пожаротушения должны быть произведены по наиболее неблагоприятному для ликвидации пожара веществу или продукту.
Если по условиям совместимости огнетушащих веществ с горючими материалами назначение общего для всех огнетушащего агента нецелесообразно, то допустимо применение нескольких огнетушащих веществ. При этом группы горючих веществ, совместимых с одним из огнетушащих составов, должны быть пространственно разделены или вынесены в отдельные помещения.
Приложение А. Метод расчета избыточного давления, развиваемого при сгорании газопаровоздушных смесей в помещении
Приложение А
(обязательное)
А.1 Выбор и обоснование расчетного варианта
А.1.1 При расчете значений критериев пожарной опасности при сгорании газопаровоздушных смесей в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант развития пожара (в период пуска, остановки, загрузки, выгрузки, складирования, ремонта, нормальной работы, аварии аппаратов или технологического процесса), при котором в помещение поступает (или постоянно находится) максимальное количество наиболее опасных в отношении последствий сгорания газопаровоздушных смесей и пожара веществ и материалов.
А.1.2 Количество поступивших в помещение веществ, которые могут образовать горючие газовоздушные или паровоздушные смеси, определяют, исходя из следующих предпосылок:
а) происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно А.1.1;
б) все содержимое аппарата поступает в помещение;
в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат по прямому и обратному потоку в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов.
Расчетное время отключения трубопроводов определяют в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки, и оно должно быть минимальным с учетом паспортных данных на запорные устройства, характера технологического процесса и вида расчетной аварии.
Расчетное время отключения трубопроводов следует принимать равным:
- времени срабатывания системы автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов (но не более 120 с);
- 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;
- 300 с при ручном отключении.
Не допускается использование технических средств для отключения трубопроводов, для которых время отключения превышает вышеприведенные значения.
Быстродействующие клапаны-отсекатели должны автоматически перекрывать подачу газа или жидкости при нарушении электроснабжения;
г) происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости. Площадь испарения при разливе на пол определяют (при отсутствии справочных данных), исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих 70% и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,5 м
, а остальных жидкостей - на 1 м пола помещения;
д) происходит также испарение жидкостей из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей;
е) длительность испарения жидкости принимают равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.
А.1.3 Свободный объем помещения определяют как разность между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием. Если свободный объем помещения определить невозможно, то его допускается принимать условно равным 80% геометрического объема помещения.
А.1.4 Определение пожароопасных свойств веществ и материалов проводят на основании результатов испытаний или расчетов по стандартным методикам с учетом параметров состояния (давление, температура и т.д.).
Допускается использование справочных данных, опубликованных головными научно-исследовательскими организациями в области пожарной безопасности или выданных Государственной службой стандартных справочных данных.
Допускается использование показателей пожарной опасности для смесей веществ и материалов по наиболее опасному компоненту.
А.2 Расчет избыточного давления для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей
А.2.1 Избыточное давление 
, кПа, для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, Cl, Br, I, F, рассчитывают по формуле
, (А.1)
где 
- максимальное давление, развиваемое при сгорании стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с требованиями А.1.4. При отсутствии данных допускается принимать равным 900 кПа;
- начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);
- масса горючего газа (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение, вычисляемая для ГГ по формуле (А.14), а для паров ЛВЖ и ГЖ по формуле (А.19), кг;
- коэффициент участия горючего при сгорании газопаровоздушной смеси, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно А.2.3 и А.2.4. Допускается принимать по таблице А.1;
- свободный объем помещения, м
;
- плотность газа или пара при расчетной температуре 
, кг/м, вычисляемая по формуле
, (А.2)
где 
- молярная масса, кг/кмоль;
-мольный объем, равный 22,413 м/кмоль;
- расчетная температура, °С.
В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в данном помещении в соответствующей климатической зоне или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры по каким-либо причинам определить не удастся, допускается принимать ее равной 61°С;
- стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, % (об.), вычисляемая по формуле
, (А.3)
где 
- стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;
- число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;
- коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать равным трем.
Таблица А.1
|
|
|
| Водород и нагретые выше температуры вспышки высокотемпературные органические теплоносители |
|
| Горючие газы | 0,5 |
| Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые до температуры вспышки и выше | 0,3 |
| Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, при наличии возможности образования аэрозоля | 0,3 |
| Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, при отсутствии возможности образования аэрозоля | 0,0 |
А.2.2 Расчет , кПа, для индивидуальных веществ, кроме упомянутых в А.2.1, а также для смесей может быть выполнен по формуле
, (А.4)
где 
- теплота сгорания, Дж/кг;
- плотность воздуха при начальной температуре 
, кг/м;
- теплоемкость воздуха, Дж/(кг·К) [допускается принимать равной 1,01·10 Дж/(кг·К)];
- начальная температура воздуха, К.
А.2.3 Приведенные в А.2.3 и А.2.4 расчетные формулы применяются для случая 
, [
- нижний концентрационный предел распространения пламени горючего газа или пара, % (об.)] и помещений в форме прямоугольного параллелепипеда с отношением длины к ширине не более пяти.
Коэффициент участия Z горючих газов и паров ненагретых выше температуры окружающей среды легковоспламеняющихся жидкостей при сгорании газопаровоздушной смеси для заданного уровня значимости 
(уровень значимости - вероятность того, что значение концентрации С превысит значение математического ожидания этой случайной величины 
) рассчитывают по формулам:
при 
и 
, (А.5)
при 
и 
, (А.6)
где - масса газа или паров ЛВЖ, поступающих в помещение в соответствии с А.2.6 и А.2.7, кг;
- допустимые отклонения концентраций при задаваемом уровне значимости 
, приведенные в таблице А.2;
- расстояния по осям X, Y, Z от источника поступления газа или пара, ограниченные нижним концентрационным пределом распространения пламени, соответственно, м, рассчитываются по формулам (Б.5 - Б.7);
- длина и ширина помещения, соответственно, м;
- площадь пола помещения, м;
- предэкспоненциальный множитель, % (об.), равный:
при отсутствии подвижности воздушной среды для горючих газов
, (А.7)
при подвижности воздушной среды для горючих газов
, (А.8)
где 
- подвижность воздушной среды, м/с;
при отсутствии подвижности воздушной среды для паров легковоспламеняющихся жидкостей
, (А.9)
где 
- концентрация насыщенных паров при расчетной температуре 
, °С, воздуха в помещении, % (об.).
Концентрация может быть найдена по формуле
, (А.10)
где 
- давление насыщенных паров при расчетной температуре (находится по справочной литературе), кПа;
- атмосферное давление, равное 101 кПа.
- плотность паров, кг/м;
при подвижности воздушной среды для паров легковоспламеняющихся жидкостей
. (А.11)
Таблица А.2
Значения допустимых отклонений концентраций при уровне значимости 
|
|
|
|
| Для горючих газов при отсутствии подвижности воздушной среды | 0,100000 | 1,29 |
| 0,050000 | 1,38 | |
| 0,010000 | 1,53 | |
| 0,003000 | 1,63 | |
| 0,001000 | 1,70 | |
| 0,000001 | 2,04 | |
| Для горючих газов при подвижности воздушной среды | 0,100000 | 1,29 |
| 0,050000 | 1,37 | |
| 0,010000 | 1,52 | |
| 0,003000 | 1,62 | |
| 0,001000 | 1,70 | |
| 0,000001 | 2,03 | |
| Для паров легковоспламеняющихся жидкостей при отсутствии подвижности воздушной среды | 0,100000 | 1,19 |
| 0,050000 | 1,25 | |
| 0,010000 | 1,35 | |
| 0,003000 | 1,41 | |
| 0,001000 | 1,46 | |
| 0,000001 | 1,68 | |
| Для паров легковоспламеняющихся жидкостей при подвижности воздушной среды | 0,100000 | 1,21 |
| 0,050000 | 1,27 | |
| 0,010000 | 1,38 | |
| 0,003000 | 1,45 | |
| 0,001000 | 1,51 | |
| 0,000001 | 1,75 |
Уровень значимости 
выбирают, исходя из особенностей технологического процесса. Допускается принимать 
равным 0,05.
А.2.4 Коэффициент Z участия паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей при сгорании паровоздушной смеси может быть определен по номограмме, приведенной на рисунке А.1.
Рисунок А.1 - Зависимость коэффициента Z от Х
Рисунок А.1 - Зависимость коэффициента Z от Х
Х рассчитывают по формулам
где 
(
- эффективный коэффициент избытка горючего, принимаемый равным 1,9).
А.2.5 В случае обращения в помещении горючих газов, легковоспламеняющихся или горючих жидкостей при определении массы , входящей в формулы (А.1) и (А.4), допускается учитывать работу аварийной вентиляции, если она обеспечена резервными вентиляторами, автоматическим пуском при превышении предельно допустимой взрывобезопасной концентрации горючих газов и паров и электроснабжением по первой категории надежности (ПУЭ) при условии расположения устройств для удаления воздуха из помещения в непосредственной близости от места возможной аварии.
При этом массу горючих газов, паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, нагретых до температуры вспышки и выше, поступивших в объем помещения, следует разделить на коэффициент К, рассчитанный по формуле
где 
- кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, с
;
- продолжительность поступления горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в объем помещения, с (принимается по А.1.2). Если в расчетной аварийной ситуации участвует аппарат (А.1.2, перечисления а, б) с горючим газом или паровой фазой, то продолжительность поступления принимается равной 0 с.
А.2.6 Массу , кг, поступившего в помещение при расчетной аварии газа рассчитывают по формуле
где 
- объем газа, вышедшего из аппарата, м;
- объем газа, вышедшего из трубопроводов, м.
При этом:
где 
- давление в аппарате, кПа;
- объем аппарата, м.
где 
- объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м;
- объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м.
где 
- расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., м/с;
- время, определяемое по А.1.2, с.
где 
- максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа;
- внутренний радиус трубопровода, м;
- длина трубопровода от аварийного аппарата до задвижек, м.
А.2.7 Массу паров жидкости , поступивших в помещение при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, с которой происходит испарение легколетучих веществ, открытые емкости и т.п.), рассчитывают по формуле
где 
- масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;
- масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг;
- масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг.
При этом каждое из слагаемых в формуле (А.19) определяют по формуле
где 
- интенсивность испарения, кг/(с·м);
- площадь испарения, м, определяемая в соответствии с А.1.2 в зависимости от массы жидкости 
, поступившей в помещение.
Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле (А.19) введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работ.
Масса паров жидкости, поступивших в помещение при аварийной ситуации, может быть определена экспериментально или расчетным путем.
А.2.8 Массу поступившей в помещение жидкости , кг, определяют в соответствии с А.1.2.
Примеры - Расчет избыточного давления, развиваемого при сгорании газопаровоздушных смесей в помещении
1 Определить избыточное давление, развиваемое при сгорании паровоздушной смеси ацетона, возникающей при аварийной разгерметизации аппарата в производственном помещении.
Данные для расчета
В помещение со свободным объемом =160 м при аварийной разгерметизации аппарата поступает 117,9 кг паров ацетона (определенных в соответствии с приложением И). Максимально возможная температура для данной климатической зоны =36°С. Молярная масса ацетона М=58,08кг/кмоль.
Химическая формула ацетона 
. Максимальное давление при сгорании стехиометрической паровоздушной смеси ацетона в замкнутом объеме 
=572 кПа.
Расчет
Стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания ацетона равен
Стехиометрическая концентрация паров ацетона составит
Плотность паров ацетона при расчетной температуре равна
Тогда избыточное давление при сгорании паровоздушной смеси ацетона для расчетной аварии составит
2 Определить избыточное давление, развиваемое при сгорании газовоздушной смеси водорода, возникающей при аварийной разгерметизации трубопровода в производственном помещении.
Данные для расчета
Через помещение, свободный объем которого =200 м, проходит трубопровод с проходным сечением диаметром 
=50 мм, по которому транспортируется водород 
с максимальным расходом 
м/с при нормальных условиях и с максимальным давлением 
=150 кПа. Трубопровод оснащен системой автоматического отключения с временем срабатывания 2 с и с обеспечением резервирования ее элементов. Задвижки системы установлены перед стеной помещения в месте ввода трубопровода и за стеной данного помещения в месте вывода трубопровода. Длина отсекаемого участка трубопровода 
=10 м. Максимально возможная температура для данной климатической зоны =39°С. Плотность водорода 
при данной равна 0,0787 кг/м. Молярная масса водорода =2,016 кг/моль. Максимальное давление при сгорании стехиометрической газовоздушной смеси водорода в замкнутом объеме =730 кПа.
Расчет
Объем водорода, поступившего в помещение в результате аварийной разгерметизации трубопровода, будет равен
Масса водорода, поступившего в помещение при расчетной аварии, составит
Стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания водорода равен
Стехиометрическая концентрация водорода составит
Избыточное давление при сгорании водородовоздушной смеси, образующейся в результате расчетной аварии, равно
3 Определить коэффициент Z участия паров ацетона при сгорании паровоздушной смеси для случая разгерметизации аппарата с ацетоном.
Данные для расчета
В центре помещения размером 40х40 м и высотой 
=3 м установлен аппарат с ацетоном. Аппарат представляет собой цилиндр диаметром основания 
=0,5 м и высотой 
=1 м, в котором содержится 25 кг ацетона. Расчетная температура в помещении =30°С. Плотность паров ацетона 
при равна 2,33 кг/м. Давление насыщенных паров ацетона при равно 37,73 кПа. Нижний концентрационный предел распространения пламени 
=2,7% (об.). В результате разгерметизации аппарата в объем помещения поступит 25 кг паров ацетона за время испарения =208 с. При работающей общеобменной вентиляции подвижность воздушной среды в помещении 
=0,1 м/с.
Расчет
Параметры 
приведены в примере 1 раздела Б.2.
Так как при работающей и неработающей вентиляции
коэффициент Z составит:
при работающей вентиляции
при неработающей вентиляции
4 Определить коэффициент Z участия метана при сгорании газовоздушной смеси для случая аварийной разгерметизации газового баллона с метаном.
Данные для расчета
На полу помещения размером 13х13 м и высотой =3 м находится баллон с 0,28 кг метана. Газовый баллон имеет высоту 
=1,5 м. Расчетная температура в помещении =30°С. Плотность метана 
при равна 0,645 кг/м. Нижний концентрационный предел распространения пламени метана 
=5,28% (об.). При работающей общеобменной вентиляции подвижность воздушной среды в помещении =0,1 м/с.
Расчет
приведены в примере 2 раздела Б.2.
Так как при неработающей вентиляции
коэффициент Z составит
А.3 Горючие пыли
А.3.1 Расчет избыточного давления при сгорании пылевоздушной смеси в помещении
А.3.1.1 Избыточное давление при сгорании пылевоздушной смеси , кПа, рассчитывают по формуле
где - расчетная масса взвешенной в объеме помещения горючей пыли, образовавшейся в результате аварийной ситуации, кг;
- теплота сгорания пыли, Дж/кг;
- начальное атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);
- доля участия взвешенной горючей пыли при сгорании пылевоздушной смеси;
- свободный объем помещения, м;
- плотность воздуха до сгорания пылевоздушной смеси при начальной температуре , кг/м;
- теплоемкость воздуха, Дж/(кг·К) [допускается принимать равной 1010 Дж/(кг·К)];
- начальная температура воздуха, К;
- коэффициент, учитывающей негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения.
Допускается принимать равным трем.
К пылям, способным образовывать горючие пылевоздушные смеси, относят дисперсные материалы, характеризующиеся наличием показателей пожарной опасности: нижним концентрационным пределом распространения пламени, максимальным давлением, развиваемым при сгорании пылевоздушной смеси (более 50 кПа), и скоростью его нарастания, минимальным пожароопасным содержанием кислорода (менее 21%).
А.3.1.2 Z рассчитывают по формуле
где - массовая доля частиц пыли размером менее критического, с превышением которого аэровзвесь становится взрывобезопасной, т.е. неспособной распространять пламя.
В отсутствие возможности получения сведений для расчета Z допускается принимать Z=0,5.
А.3.1.3 М, кг, рассчитывают по формуле
где 
- расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;
- расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, кг;
- стехиометрическая концентрация горючей пыли в аэровзвеси, кг/м;
- расчетный объем пылевоздушного облака, образованного при аварийной ситуации в объеме помещения, м.
В отсутствие возможности получения сведений для расчета допускается принимать 
А.3.1.4 рассчитывают по формуле
где 
- доля отложенной в помещении пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. В отсутствие экспериментальных сведений о допускается полагать =0,9;
- масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии, кг.
А.3.1.5 рассчитывают по формуле
- масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение при разгерметизации одного из технологических аппаратов, кг. При отсутствии ограничивающих выброс пыли инженерных устройств следует полагать, что в момент расчетной аварии происходит аварийный выброс в помещение всей находившейся в аппарате пыли;
- производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, кг/с;
- расчетное время отключения, определяемое в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки. Следует принимать равным времени срабатывания системы автоматики, если вероятность ее отказа не превышает 0,000001 в год; 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год; 300 с при ручном отключении;
- коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата в помещение. В отсутствие экспериментальных сведений о допускается полагать:
-=0,5 - для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм;
-=1,0 - для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.
А.3.1.6 рассчитывают по формуле