Normativní a analytické posouzení tříd zón s nebezpečím výbuchu a požáru a jejich velikostí – Požární bezpečnost elektrických instalací.

Pomocí revidovaných regulačních dokumentů NPB 105-03 a SP 12.13130.2009 je posuzována možnost a rozsah vzniku výbušného a požárně nebezpečného prostředí. Jak víte, aby došlo k požáru nebo výbuchu, je stále zapotřebí zdroj vznícení. Nejběžnější zdroje jsou elektrického původu. Pravidla elektrické instalace (ELI) jsou věnována prevenci výskytu takových zdrojů. Dále tento řád upravuje požadavky na výběr elektrického zařízení s přihlédnutím ke stupni nebezpečí výbuchu a požáru objektu, pro který je elektrické zařízení vybráno. Tato Pravidla stanoví klasifikaci průmyslových prostor a venkovních instalací podle stupně nebezpečí výbuchu a požáru™, přičemž stupeň nebezpečí výbuchu a požáru™ je charakterizován výbušnými a požárně nebezpečnými prostory s přihlédnutím k povaze technologických procesů, provoz zařízení a výbuchu a požáru nebezpečné vlastnosti a množství látek a materiálů.

• 1) Třída výbušné zóny B-1 – prostor v místnostech, ve kterých se uvolňují hořlavé plyny nebo páry hořlavých kapalin v takovém množství a s takovými vlastnostmi, že za normálních provozních podmínek (nakládka nebo vykládka technologických zařízení) mohou se vzduchem vytvářet výbušné směsi, skladování nebo transfuze hořlavých kapalin v otevřených nádobách).
• 2) Třída výbušné zóny B-1a – prostor v prostorách, ve kterých při běžném provozu nevznikají výbušné směsi hořlavých plynů nebo par hořlavých kapalin se vzduchem, ale pouze krátkodobě v důsledku havarijních situací nebo poruch.
• 3) Výbušná zóna třídy B-16 – prostor v prostorách, ve kterých za běžného provozu nevznikají výbušné směsi hořlavých plynů nebo par hořlavých kapalin se vzduchem a jejich vznik je možný pouze v důsledku havárie nebo poruchy, ale liší se od třídy B-Ia v jedné z následujících vlastností:
  • — hořlavé plyny v této zóně mají vysokou dolní mez koncentrace šíření plamene (LCFL) 15 % (obj.) a vyšší, mají pronikavý zápach (například předměty obsahující čpavek);
  • — přítomnost plynného vodíku v místnostech, ve kterých je podle podmínek technologického procesu vyloučena tvorba výbušné směsi v objemu přesahujícím 5 % volného objemu místnosti a mají výbušnou zónu pouze v horní části část místnosti;
  • — laboratoře a jiné prostory, ve kterých jsou hořlavé plyny a páry hořlavých kapalin přítomny v malém množství, nedostatečném k vytvoření výbušné směsi v prostoru přesahujícím 5 % volného objemu místnosti, a kde se s těmito látkami pracuje bez použití otevřeného ohně;
  • — hořlavé plyny a hořlavé kapaliny jsou přítomny v takovém množství, že při jejich vznícení a spalování nepřekročí vypočtený přetlak 5 kPa.

  Tyto prostory nejsou klasifikovány jako výbušné, pokud se práce s hořlavými plyny a hořlavými kapalinami provádějí v digestoři nebo pod digestořími a vypočtený přetlak nepřesahuje 0,5 kPa.

  • 4) Třída výbušné zóny B-1g – prostory v blízkosti vnějších technologických instalací s výbušnými látkami, nadzemní a podzemní nádrže s hořlavými kapalinami nebo hořlavými plyny (plynojemy), stojany na vypouštění a plnění hořlavých kapalin, otevřené lapače ropných látek, odkaliště s plovoucí olejový film; prostory v blízkosti otvorů přilehlých k místnostem třídy B-1, B-Ia a V-N, prostory v blízkosti zařízení pro odsávání vzduchu z odsávacích ventilačních systémů místností s výbušnými zónami jakékoli třídy; prostory v blízkosti bezpečnostních a dýchacích ventilů nádob a technologických zařízení s hořlavými plyny a hořlavými kapalinami.
  • 5) Třída výbušné zóny B-H – prostor v místnostech, ve kterých se hořlavý prach a vlákna, která přecházejí do suspenze, uvolňují v takovém množství a s takovými vlastnostmi, že jsou za normálních provozních podmínek schopny tvořit se vzduchem výbušné směsi prachu a vzduchu (např. při nakládání a vykládání technologických zařízení) a při jeho zapalování a spalování může vzniknout přetlak přes 5 kPa.
  • 6) Výbušná zóna třídy B-Na – prostor v prostorách, ve kterých se nebezpečné stavy uvedené v zóně třídy B-H nevyskytují za běžného provozu, ale jsou možné pouze v nouzových situacích nebo poruchách.

  Při výbušném tlaku par přehřátých kapalin, směsi prachu a vzduchu není větší než 5 kPa, je akceptována požárně nebezpečná zóna třídy P-1 nebo P-P.

  Norma GOST R 51330.9-99 v závislosti na frekvenci a trvání přítomnosti výbušné plynné směsi rozděluje výbušné zóny do tří tříd. V zóně „třídy 0“ je výbušná směs plynů přítomna trvale nebo po dlouhou dobu. V oblasti “Třída 1” existuje možnost, že za normálních provozních podmínek bude přítomna výbušná směs plynů. V oblasti „Třídy 2“ je přítomnost výbušné směsi plynů za normálních provozních podmínek nepravděpodobná, a pokud k ní dojde, je vzácná a existuje jen velmi krátkou dobu.

  Kromě toho, v souladu s federálním zákonem č. 123-FZ, v závislosti na frekvenci a trvání přítomnosti výbušné směsi, jsou výbušné zóny rozděleny do následujících tříd:

  • 1) třída 0 – prostory, ve kterých je trvale nebo alespoň po dobu jedné hodiny přítomna výbušná směs plynů;
  • 2) 1. třída – zóny umístěné v místnostech, ve kterých se při běžném provozu zařízení uvolňují hořlavé plyny nebo páry hořlavých kapalin tvořící se vzduchem výbušné směsi;
  • 3) 2. třída – zóny umístěné v místnostech, ve kterých při běžném provozu zařízení nevznikají výbušné směsi hořlavých plynů nebo par hořlavých kapalin se vzduchem, ale jsou možné pouze v důsledku havárie nebo poškození procesního zařízení;
  • 4) třída 20 – zóny, ve kterých výbušné směsi hořlavého prachu se vzduchem mají dolní mez koncentrace hořlavosti nižší než 65 gramů na metr krychlový a jsou trvale přítomny;
  • 5) 21. třída – zóny umístěné v místnostech, ve kterých se při běžném provozu zařízení uvolňuje hořlavý prach nebo vlákna, která se suspendují a jsou schopna tvořit se vzduchem výbušné směsi o koncentraci 65 gramů nebo méně na metr krychlový;
  • 6) Třída 22 – prostory umístěné v místnostech, ve kterých při běžném provozu zařízení nevznikají výbušné směsi hořlavých prachů nebo vláken se vzduchem v koncentraci 65 a méně gramů na metr krychlový, ale tvorba takové výbušniny smísení hořlavých prachů nebo vláken se vzduchem je možné pouze v důsledku havárie nebo poškození technologického zařízení.

  Požárem nebezpečná oblast – prostor uvnitř i venku, ve kterém neustále nebo periodicky cirkulují hořlavé látky. Požárně nebezpečné prostory jsou klasifikovány pouze podle přítomnosti hořlavých materiálů. Prostory a zařízení obsahující hořlavé kapaliny s bodem vzplanutí nad 61 °C a prach s LFL nad 65 g/m 3 jsou klasifikovány jako požárně nebezpečné a jsou klasifikovány do následujících zón:

  • – třída požárně nebezpečné zóny P-1 – prostor v místnostech, které obsahují hořlavé kapaliny (například oleje).
  • – požárně nebezpečná zóna třídy P-N – prostor v místnostech, ve kterých může vznikat prachovzdušná směs s LFL nad 65 g/m3 a při jejím vznícení a hoření nepřekročí přetlak 5 kPa.
  • – požárně nebezpečná zóna třídy P-Na – prostor v prostorách s pevnými hořlavými látkami, které nelze suspendovat.
  • – třída požárně nebezpečné zóny P-1 II – venkovní venkovní instalace, které obsahují hořlavé kapaliny s bodem vzplanutí nad 61 °C nebo tuhé hořlavé látky a materiály.

  Mnoho podniků v chemickém, plynárenském, ropném a dalších průmyslových odvětvích je spojeno s používáním různých hořlavých látek v technologických procesech: kapalných (benzín, motorová nafta, olej, líh), plynných (amoniak, vodík, acetylen, propan, metan), pevných (uhlí, síra, fosfor). Technologický výrobní proces často probíhá za vysokých teplot a tlaku. To vše vytváří zvýšené riziko požárů a výbuchů. Hořlavé plyny a páry hořlavých a zápalných kapalin při smíchání se vzduchem, kyslíkem nebo jinými oxidačními činidly mohou při určité teplotě a koncentraci tvořit hořlavé směsi. Kritéria pro srovnávací posouzení stupně jejich nebezpečí požáru a výbuchu jsou bod vzplanutí, bod vzplanutí, samovznícení, koncentrační limity šíření plamene (zapálení) atd.

  Hořlavý plyn (GG) – plyn schopný tvořit se vzduchem hořlavé a výbušné směsi. Hořlavá kapalina (FL) — hořlavá kapalina, která se může vznítit krátkodobým (až 30 s) vystavením nízkoenergetickému zdroji zapálení (plamen zápalky, jiskra, doutnající cigareta atd.), s bodem vzplanutí 61 °C v uzavřeném kelímku nebo 66 °C v otevřeném kelímku. Hořlavá kapalina (FL) — kapalina, která se může vznítit od zdroje zapálení, hoří samostatně po jeho odstranění a má bod vzplanutí vyšší než 61 °C v uzavřeném kelímku nebo 66 °C v otevřeném kelímku. Bod vzplanutí — nejnižší (za zvláštních zkušebních podmínek) teplota hořlavé látky, při které se nad jejím povrchem tvoří páry a plyny schopné vznícení od zdroje zapálení, ale rychlost jejich tvorby je stále nedostatečná pro stabilní hoření. Bod vzplanutí – nejnižší teplota látky, při které za zvláštních zkušebních podmínek látka uvolňuje hořlavé páry a plyny takovou rychlostí, že po jejich zapálení dochází ke stabilnímu hoření plamenem. Teplota samovznícení – nejnižší teplota látky, při které za zvláštních zkušebních podmínek dochází k prudkému zvýšení rychlosti exotermických reakcí, které končí plamenným spalováním. Dolní a horní koncentrační limity šíření plamene (vznícení) — minimální a maximální obsah hořlavé látky ve směsi (pára, plyn nebo mlha), při kterém je možné šíření plamene směsí v jakékoli vzdálenosti od zdroje zapálení. Jak je patrné z tabulky 6.1, mnoho hořlavých kapalin může tvořit výbušné směsi se vzduchem již při teplotě 10–35 °C ve výrobním prostoru, tj. bez dodatečného ohřevu, protože tato teplota překračuje bod vzplanutí. Některé hořlavé kapaliny tvoří výbušné směsi při teplotách pod 0 °C, například sirouhlík, aceton, benzín. Nebezpečnější jsou samozřejmě kapaliny, které za normálních podmínek tvoří výbušné směsi par se vzduchem bez dodatečného ohřevu. Hořlavé kapaliny s bodem vzplanutí nad 61 °C jsou klasifikovány jako požárně nebezpečné. Za normálních výrobních podmínek hořlavé kapaliny této teploty nedosahují, a proto jejich páry nemohou tvořit výbušné směsi. Pokud se však hořlavá kapalina za výrobních podmínek zahřeje na bod vzplanutí nebo vyšší, mohou páry tvořit výbušné směsi. Hořlavé plyny jsou výbušné při jakékoli okolní teplotě. Směs hořlavých plynů a par hořlavých kapalin se vzduchem se stává nebezpečnou pouze při určité koncentraci, tj. v rozmezí dolní a horní koncentrační meze vznícení. V tomto případě může dojít k výbuchu, pokud je přítomný zdroj vznícení. Koncentrační meze vznícení hořlavých kapalin

  Mez hořlavosti, % (obj.)

  Výbušné směsi se vzduchem mohou tvořit prach a vlákna některých hořlavých látek. Hořlavý prach — disperzní systém sestávající z pevných částic o velikosti menší než 850 mikronů, suspendovaných nebo usazených, které po smíchání se vzduchem v určitém poměru tvoří za normálních atmosférických podmínek výbušnou směs prachu a vzduchu. Charakteristickým ukazatelem požárního nebezpečí prachu nebo vláken je také teplota doutnání. Teplota doutnání — teplota látky, při které dochází k prudkému nárůstu rychlosti exotermických oxidačních reakcí, končících výskytem doutnání. Tabulka 6.2 uvádí parametry charakterizující nebezpečí požáru a výbuchu prachu některých hořlavých látek. Výbušné směsi se vznítí, pokud se v elektrických instalacích nachází zdroj zapálení ve formě zahřátého tělesa nebo plamene (zkrat elektrickým obloukem, jiskra vznikající při sepnutí nebo rozpojení kontaktů, nadměrně vysoká teplota na povrchu elektrického zařízení překračující teplotu samovznícení výbušných směsí atd.). Normativní posouzení tříd zón s nebezpečím výbuchu a požáru a jejich velikostí Základním úkolem zajištění optimálních možností požární bezpečnosti při používání elektrických instalací, ochrany budov a staveb před bleskem, jakož i prostředků a opatření pro ochranu průmyslových odvětví s nebezpečím výbuchu a požáru před výboji statické elektřiny je objektivní posouzení zóny s nebezpečím výbuchu a požáru a jejích rozměrů. Parametry charakterizující nebezpečí požáru a výbuchu prachu ____________ některé hořlavé látky_______________

  Usazený prach; teplota, °C,

  Třída výbušné nebo požárně nebezpečné zóny určuje požadavky na elektrické instalace [1], potřebu ochrany před bleskem a její kategorii [6, 8], jakož i prostředky a opatření pro ochranu výrobních zařízení před jiskrami statické elektřiny [11|. V současné době se normativní a analytické posouzení třídy výbušné a požárně nebezpečné zóny provádí podle Předpisu o elektrických instalacích [1, kapitola 7.3 a 7.4] s použitím pokynů SN 463-74 |1, odstavec 7.3.39] na základě relativního objemu výbušné směsi (menší nebo rovný 5 %, větší než 5 %), jakož i doby odpařování hořlavé kapaliny v množství dostatečném k vytvoření výbušné směsi v 5 % objemu místnosti. S přijetím NPB 105-95 [21] a zrušením SN 463-74 bylo přijato výchozí kritérium pro posouzení třídy výbušné a požárně nebezpečné zóny a jejích rozměrů v souladu s PUE [1, kapitola 7.3 a 7.4] – vypočítaný přetlak výbuchu směsi DR, menší nebo rovný 5 kPa nebo větší než 5 kPa. Výbušná oblast – zóna, ve které se nachází nebo se může tvořit výbušná směs plynů v objemu, který vyžaduje zvláštní ochranná opatření během návrhu, výroby a provozu elektrických instalací [22]. Požárem nebezpečná oblast – vnitřní a venkovní prostor, ve kterém se hořlavé materiály a látky neustále nebo periodicky nacházejí (cirkulují) během běžných technologických procesů nebo během poruch [1, kap. 7.4]. Hranice třídy prostoru s nebezpečím výbuchu nebo požáru určují technologové společně s elektrikáři projekční nebo provozní organizace. Třídy prostor s nebezpečím výbuchu a požáru typických výrobních zařízení jsou obvykle obsaženy v normách pro projektování procesů nebo v oborových seznamech výrobních zařízení s nebezpečím výbuchu a požáru. V návrhu sedmého vydání Předpisu o elektrických instalacích [8, kap. 7.3] tvoří výbušné směsi par a plynů výbušné zóny tříd O, I a 2, výbušné směsi prachu a vzduchu tvoří výbušné zóny tříd 20, 21 a 22 [8, dodatek 4, položka 22]. Uvedené třídy zón s nebezpečím výbuchu odpovídají (přibližně) třídám přijatým v [I, kap. 7.3]: 0 — B — I; 1 — B — I; B — 1g; 2 — B — 1a; B — 1g a B — 1d [22, Dodatek G]; 20 a 21 — B — II; 22 — B — Pa. Označení tříd požárně nebezpečných zón П-I, П-П, П-Иa a П-ІІІ se nezměnila [1, Kap. 7.4]. Třída nebezpečného prostředí 0 – zóna, ve které se neustále nebo dlouhodobě nachází výbušné prostředí s plynem (může se nacházet pouze v krytech procesních zařízení). Třída nebezpečného prostředí 1 – zóna, ve které se za normálního provozu může vytvořit výbušné prostředí s plynem (zde a dále se normálním provozem rozumí situace, kdy zařízení pracuje v souladu s projektovanými parametry). Třída nebezpečného prostředí 2 – zóna, ve které se za normálního provozu nemůže vytvořit výbušné prostředí s plynem (a pokud se vytvoří, je přítomno pouze krátce v důsledku nehod a poruch, s výjimkou katastrof). Podle [22, dodatek G] zóny charakterizované jako výbušná zóna třídy 2, ale vyznačující se jedním z následujících znaků, zahrnují:

  • 1) hořlavé plyny mají vysoký dolní koncentrační limit šíření plamene (15 % nebo více) a mají štiplavý zápach a maximální přípustné koncentrace podle GOST 12.1.005-76 (například výrobní zařízení s manipulací s amoniakem, s výjimkou zařízení s amoniakem pod vysokým tlakem a bez personálu údržby);
  • 2) hořlavé plyny a hořlavé kapaliny jsou přítomny v takovém množství, že jejich vznícení v normálním a nouzovém režimu nemůže vyvinout vypočítaný přetlak výbuchu přesahující 5 kPa.

  Zóny nejsou klasifikovány jako výbušné v následujících případech: práce s hořlavými plyny a hořlavými kapalinami se provádí v digestořích nebo pod digestořemi; s vypočítaným přetlakem výbuchu nepřesahujícím 0,5 kPa.

  Třída nebezpečného prostředí 20 – prostor, ve kterém se neustále nachází výbušná směs prachu a vzduchu (může se nacházet pouze v krytech procesních zařízení).

  Třída nebezpečného prostředí 21 – prostor v místnosti, ve kterém se za normálního provozu může tvořit výbušná směs prachu a vzduchu.

  Třída nebezpečného prostředí 22 – prostor v budově, ve kterém je nepravděpodobný výskyt nebezpečných podmínek specifikovaných v zóně 21 za běžného provozu a je možný v důsledku nehod a poruch.

  Požární zóna P-1 — prostor v místnosti, kde se nacházejí hořlavé kapaliny.

  Požární zóna P-P — zóna v místnosti, ve které se nachází hořlavý prach nebo vlákna, jejichž vznícení vyvine přetlak výbuchu rovný nebo menší než 5 kPa.

  Třída požárního nebezpečí P-Pa — zóna v místnosti, ve které se nacházejí pevné nebo vláknité hořlavé látky nebo materiály, které se nerozpouštějí.

  Třída požárního nebezpečí P-III — venkovní prostor obsahující hořlavé kapaliny, prach, vlákna, pevné látky, včetně vláknitých, hořlavých materiálů.

  Při určování rozměrů zón s nebezpečím výbuchu a požáru v objektech je nutné vzít v úvahu:

  • 1) výbušné zóny tříd 0 a 20 by se zpravidla neměly nacházet mimo kryty procesních zařízení;
  • 2) pokud vypočítaný přetlak výbuchu výbušné směsi plynů přesáhne 5 kPa, výbušná zóna zabírá celý objem místnosti;
  • 3) výbušná zóna tříd 21 a 22 zabírá celý objem místnosti;
  • 4) při vypočítaném přetlaku výbuchu výbušné směsi plynů rovném nebo menším než 5 kPa zabírá výbušná zóna část objemu místnosti a je to válec s poloměrem a výškou vypočítanou technology v souladu s GOST 12.1.004-91 [23]. Při absenci počátečních dat se zóna bere jako válec s poloměrem rovným 5 m. Výška se měří od podlahy místnosti – pro těžké plyny a páry, od stropu místnosti – pro lehké plyny;
  • 5) při výpočtu přetlaku výbuchu výbušné směsi prachu a vzduchu, par přehřátých hořlavých kapalin, rovného nebo menšího než 5 kPa, bude zóna s nebezpečím výbuchu 21,22, 2 nebo XNUMX;
  • 6) prostor mimo omezené výbušné zóny se považuje za nevýbušný, pokud se v něm nenacházejí žádné další faktory vytvářející nebezpečí výbuchu.

  Tabulka 6.3 uvádí klasifikaci uvažovaných zón s nebezpečím výbuchu a požáru, jejich velikosti a indexy označení (nad čarou – podle verze návrhu sedmého vydání [1, kapitola 7.3] a pod čarou – podle verze návrhu šestého vydání Předpisů pro elektroinstalaci [1, kapitola 7.3]).

  Klasifikace zón s nebezpečím výbuchu a požáru

  Látky a materiály

  Odhadovaný přetlak při výbuchu, kPa

  Kategorie prostor dle NPB 105-95

  Výbuch ve třídě křičí o zóně nebezpečí požáru

  Rozměry prostoru s nebezpečím výbuchu nebo požáru

  Výbušné instalace v interiéru

  Hořlavé plyny, hořlavé kapaliny s /vsp 1,2