Анализ методов определения коэффициента участия горючих газов и паров во взрыве при установлении категории помещения по взрывопожарной и пожарной опасности

Введение. Многочисленные публикации на тему о категорировании помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности разделены авторами на три группы: 1) действующие источники информации (в том числе ведомственные и региональные), а также действующие ранее источники; 2) учебники и пособия по категорированию; 3) публикации, в которых находят подтверждение (опровержение) или уточнение некоторые положения, отраженные в источниках нормативного характера. Данная статья относится к третьей группе публикаций.

Цель. Рассмотрение различных методов определения коэффициента Z, выявление положительных и отрицательных сторон каждого метода, а также разработка предложений по их применению.

Задачи. Определить коэффициент участия вещества во взрыве, показать работоспособность того или иного метода его определения на конкретных примерах.

Результаты и их обсуждение. Из представленного анализа методов определения коэффициента Z участия паров ЛВЖ во взрыве следует, что он может быть установлен тремя способами:

• табличным (по максимально возможному табличному значению: для водорода Z = 1; для газов и аэрозолей Z = 0,5; для паров ЛВЖ Z = 0,3);
• расчетным на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения, однако при использовании расчетного метода велика вероятность ошибки, обусловленной многочисленными условиями применимости метода, возможно получение необъяснимого значения Z более 1. Кроме того, расчетный метод весьма трудоемкий. Для его применения необходимо уточнение условий, при которых он может быть использован;
• графическим (по графику зависимости Z от параметра X). Этот метод является наиболее простым и надежным. При использовании графического метода определения коэффициента Z следует принимать коэффициент избытка окислителя равным близким к единице, параметр Х следует рассчитывать по формуле Х = 0,99Рн/Сcт.

Выводы. Графический метод определения величины Z отличается простотой и надежностью. При определении параметра Х используется коэффициент избытка воздуха φ = 1,9, что приводит к занижению коэффициента участия паров во взрыве Z. Чтобы избежать неоправданного занижения коэффициента Z, целесообразно не учитывать коэффициент избытка воздуха или принимать его равным 0,99.

1. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности : Федеральный закон от 22.07.2008 № 123-ФЗ (ред. от 30.04.2021).

2. СП 12.13130.2009. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.

3. ОНТП 10-99. Нормы технологического проектирования для предприятий машиностроения. Определение категорий (классификация) помещений и зданий предприятий по взрывопожарной и пожарной опасности. Противопожарные требования.

4. НПБ 105-03. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.

5. ОНТП 24-86. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности.

6. СНиП II-90-81. Производственные здания промышленных предприятий. Нормы проектирования.

7. СН 463-74. Указания по определению категории производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности.

8. СН 102-71. Противопожарные нормы строительного проектирования промышленных предприятий и населенных мест.

9. ОСТ 90 015-39. Общесоюзные нормы строительного проектирования промышленных предприятий.

10. Корольченко А.Я., Загорский Д.О. Категорирование помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности : учеб. пос. М. : Пожнаука, 2010. 118 с.

11. Пособие по применению СП 12.13130.2009. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.

12. Пособие по применению НПБ 105-03. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.

13. Хрунов В.А., Касаткина В.И. Категорирование помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности : метод. указ. Иваново : Ивановский ГПУ, 2016. 36 с.

14. Водиев П.П. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. Ульяновск : УВАУ ГАИ, 2009. 19 с.

15. Овчаренко А.Г., Смирнов В.В. Расчет критериев взрывопожарной и пожарной опасности производственных помещений. Бийск : АГТУ им. Ползунова И.И., 2019. 27 с.

16. Hou J., Liu Q. Theoretical models and experimental determination methods for equations of state of silicate melts: A review // Science China Earth Sciences. 2019. Vol. 62. Issue 5. Pp. 751–770. DOI:10.1007/s11430-017-9325-3

17. Cui Z., Yan Y., Liu Q., Zhao X., Xu X., Liu F. et al. Accurate determination of low-dimensional materials’ complex refractive index by cavity resonant method // Optical Materials. 2022. Vol. 131. P. 112682. DOI:10.1016/j.optmat.2022.112682

18. Lang F.C., Xing Y.M., Zhao Y.R., Zhu J., Hou X.H., Zhang W.G. Experimental determination of the interface residual stresses of carbon-fiber-reinforced polymers // Advanced Composite Materials. 2020. Vol. 24(sup1). Pp. 33–47. DOI:10.1080/09243046.2014.937136

19. Habib F., Tocher D.A., Press N.J., Carmal C.J. Structure determination of terpenes by the crystalline sponge method // Microporous and Mesoporous Materials. 2020. Vol. 308. P. 110548. DOI:10.1016/j.micromeso.2020.110548

20. Lv Y., Liang J., Wang B., Zhang X., Yuan W., Li Y., Xie J. Effect of heat and moisture transfer on the growth of mould on the inner surface of walls: A case study in Dalian of China // Building Simulation. 2020. Issue 13. Issue 6. Pp. 1269–1279. DOI:10.1007/s12273-014-0200-9

21. Баратов А.Н. Категорирование объектов по пожаровзрывоопасности // Итоги науки и техники. Пожарная охрана : сб. науч. тр. Т. 6. М. : ВИНИТИ, 1985. С. 41–68.

22. Баратов А.Н., Пчелинцев В.А., Никонова Е.В. Совершенствование системы категорирования помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности // Пожаровзрывобезопасность/ Fire and Explosion Safety. 2001. Т. 10. № 3. С. 25–27.

23. Земский Г.Т., Вогман Л.П., Масленников В.В., Зуйков В.А., Зенин В.А. Определение категории помещений по пожаровзрывоопасности, в которых обращаются взаимореагирующие вещества // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 1993. № 4. С. 28–31.

24. Шебеко Ю.Н., Корольченко А.Я., Шевчук А.П. О принципе «максимального ожидаемого воздействия » при категорировании производственных помещений по взрывопожарной опасности // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 1992. Т. 1. № 3. С. 46–48.

25. Васюков Г.В., Корольченко А.Я., Рубцов В.В. К вопросу о категорировании помещений для хранения и технического обслуживания газобаллонных автомобилей // Пожаровзрывобезопасность/ Fire and Explosion Safety. 2006. Т. 15. № 1. С. 25–29.

26. Харламенков А.С. Категорирование помещений газовых котельных по взрывопожарной и пожарной опасности // Пожаровзрывобезопасность/ Fire and Explosion Safety. 2018. № 27. № 11. С. 70–72. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=36576465

27. Вогман Л.П., Земский Г.Т., Зуйков В.А., Кондратюк Н.В., Зуйков А.В. Методологический подход к определению категорий по взрывопожарной и пожарной опасности помещений и наружных установок хранения фейерверочных изделий I–III классов опасности // Актуальные проблемы пожарной безопасности : мат. XXХI Междунар. науч.-практ. конф. Балашиха, 2019. С. 155–157. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=38074288

28. Земский Г.Т., Зуйков В.А. О категорировании помещений с наличием летучих жидкостей // Пожарная безопасность. 2013. № 1. С. 39–45. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=18875599

29. Пейсахов И.Л., Лютин Ф.Б. Атлас диаграмм и номограмм по газопылевой технике. М. : Металлургия, 1974. 116 с.

30. Расчет основных показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов : руководство. М. : ВНИИПО МЧС России, 2002. 77 c.

31. Корольченко А.Я., Корольченко Д.А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения : справочник. М. : Пожнаука, 2004.

32. Земский Г.Т. Физико-химические и огнеопасные свойства органических химических соединений : справочник. М. : ВНИИПО МЧС России, 2016. 971 с.

33. Портола В.А., Луговцева Н.Ю., Торосян Е.С. Расчет процессов горения и взрыва : учеб. пос. Томск : Томского политехнического университета, 2012. 108 с.

34. Смелков Г.И., Пехотиков В.А., Рябиков А.И., Назаров А.А. К вопросу о пожарной опасности аккумуляторных батарей // Безопасность труда в промышленности. 2020. Т. 5. С. 56–62. DOI:10.24000/0409-2961-2020-5-56-62

35. Nikulina Y., Shulga T., Sytnik A., Toropova O. System analysis of the process of determining the room category on explosion and fire hazard // Studies in Systems, Decision and Control. 2021. Vol. 337. Pp. 125–139. DOI:10.1007/978-3-030-65283-8_11

36. Shulga T., Nikulina Y. Decision support system for fire alarm design // Studies in Systems, Decision and Control. 2022. Vol. 416. Pp. 407–416. DOI:10.1007/978-3-030-95112-2_33

37. Glushkov D.O., Paushkina K.K., Pleshko A.O., Vysokomorny V.S. Characteristics of micro-explosive dispersion of gel fuel particles ignited in a high-temperature air medium // Fuel. 2022. Vol. 313. P. 123024. DOI:10.1016/j.fuel.2021.123024

38. Okamoto K., Ichikawa T., Fujimoto J., Kashiwagi N., Nakagawa M., Hagiwara T. et al. Prediction of evaporative diffusion behavior and explosion damage in gasoline leakage accidents // Process Safety and Environmental Protection. 2021. Vol. 148. Pp. 893–902. DOI:10.1016/j.psep.2021.02.010

39. Wang T., Zhou Y., Luo Z., Wen H., Zhao J., Su B. et al. Flammability limit behavior of methane with the addition of gaseous fuel at various relative humidities // Process Safety and Environmental Protection. 2020. Vol. 140. Pp. 178–189. DOI:10.1016/j.psep.2020.05.005