Calcul des limites de concentration de propagation de la flamme. Convertisseur d'unité de concentration de gaz Détermination des limites de concentration de propagation de la flamme

Pour toutes les substances nocives actuellement connues, une concentration maximale a été établie à laquelle aucun effet nocif sur le corps humain ne se produit (GOST 12.1.005-88), cette concentration est appelée concentration maximale admissible (MPC).

MPC- il s'agit d'une concentration qui, pendant un travail quotidien (sauf le week-end) pendant 8 heures ou pour une autre durée, mais pas plus de 40 heures par semaine, pendant toute la période de travail, ne peut provoquer de maladies ou de problèmes de santé détectés par les méthodes de recherche modernes en le processus de travail ou à long terme de la vie des générations actuelles et futures.

Le MAC est d'une grande importance pour la prévention des intoxications et des maladies. Plus le MPC est bas, plus les exigences en matière de mesures de protection des travailleurs doivent être strictes.

En fonction des valeurs MPC et d'un certain nombre d'autres indicateurs, le degré d'exposition aux substances nocives sur le corps humain est déterminé.

Les gaz combustibles et les vapeurs de liquides inflammables sont capables de former des mélanges explosifs lorsqu'ils sont mélangés à l'oxygène atmosphérique.

La concentration la plus faible de vapeurs et de gaz inflammables à laquelle une explosion est déjà possible est appelée limite inférieure de concentration de propagation de la flamme NKPR(LKPR est la teneur minimale en carburant dans le mélange « substance combustible - milieu comburant », à laquelle la flamme peut se propager à travers le mélange à n'importe quelle distance de la source d'inflammation).

La concentration la plus élevée de vapeurs et de gaz inflammables à laquelle une explosion est encore possible est appelée limite supérieure de concentration de propagation de la flamme VKPR(VKPR est la teneur maximale en carburant dans le mélange « substance combustible - milieu comburant », à laquelle la flamme peut se propager à travers le mélange à n'importe quelle distance de la source d'inflammation).

La concentration de LIE à VKPR est appelée plage explosive. A une concentration inférieure à la LIE ou supérieure au VKPR, une explosion ne se produit pas, dans le premier cas en raison de la faible teneur en vapeurs ou en gaz, dans le second en raison d'une teneur insuffisante en oxygène.

Chaque substance a ses propres valeurs LIE et VKPR, c'est-à-dire que chaque substance a sa propre plage d'explosivité.

L'huile est une substance complexe (à plusieurs composants) et la composition des différentes huiles diffère les unes des autres, par conséquent la plage d'explosion des différentes huiles est différente, comme en témoignent les données du tableau 3, qui montre la LIE pour diverses huiles. Par conséquent, afin de ne pas créer de confusion à ce sujet, une plage d'explosion unique (moyenne) a été adoptée pour toutes les huiles (voir tableau 4).

Afin de garantir la sécurité contre les explosions et les incendies, une concentration antidéflagrante maximale admissible de PEDVK a été établie pour toutes les substances, elle est de 5 % de la limite inférieure de concentration de propagation de la flamme ; Le PELV est d'une grande importance pour évaluer le degré de risque lors de la réalisation de divers types de travaux associés au dégagement de vapeurs et de gaz inflammables.

Il existe actuellement un acte juridique réglementaire concernant le NKPR :

Arrêté de Rostechnadzor du 26 décembre 2012 N 777 « Sur approbation Guides sur la sécurité des dépôts pétroliers et des entrepôts de produits pétroliers"

DVK - capteurs pour alarmes de concentration pré-explosive

LKPR - limite inférieure de concentration de propagation de la flamme

10.26. Les parcs de stockage de pétrole et de produits pétroliers légers sont équipés de chambres de combustion interne,

se déclenche lorsque la concentration des vapeurs de produits pétroliers atteint 20 % de la LIE.

Le nombre et l'ordre de placement des capteurs des dispositifs de signalisation DVK sont déterminés dans la documentation de conception,

en fonction du type de produits stockés, de leurs conditions de stockage, du volume des conteneurs individuels

réservoirs et l'ordre de leur placement dans l'entrepôt (parc).

(parcs) de l'intérieur à une hauteur de 1,0 à 1,5 m du repère de planification de la surface du sol.

10.28. La distance entre les capteurs d'alarme est sélectionnée inférieure à 2 rayons d'action

capteur Lorsque des groupes adjacents de conteneurs et de réservoirs ou des réservoirs individuels sont situés dans

propre remblai (clôture) installation de capteurs d'alarme le long du terrain adjacent (commun pour deux

groupes), un remblai (clôture) n’est pas nécessaire.

entrepôt (parc) situé à l'extérieur du remblai. Nombre de capteurs d'alarme

est choisi en fonction de la zone occupée par le nœud, en tenant compte de la distance admissible entre

capteurs pas plus de 20 m, mais pas moins de deux capteurs. Les capteurs d'alarme NKPR sont recommandés

situé à l'opposé le long du périmètre du site du site à une hauteur de 0,5 à 1,0 m du repère de planification

.

Une nouvelle réglementation légale est en cours d'introduction :

Arrêté de Rostechnadzor du 7 novembre 2016 N 461 « Sur l'approbation du gouvernement fédéral règles et règlements dans le domaine de la sécurité industrielle "Règles de sécurité industrielle des entrepôts de pétrole et de produits pétroliers"

Début du document -03.06.2017 .

2.2.27. Sur les quais de déchargement destinés au déchargement et au déchargement de pétrole et de produits pétroliers légers, des capteurs de gaz doivent être installés conformément aux exigences des actes juridiques réglementaires dans le domaine de la sécurité industrielle.

La vidange et le remplissage doivent s'arrêter automatiquement lorsque la concentration de gaz dans l'air atteint plus de 50 % en volume de la limite inférieure de concentration de propagation de la flamme (ci-après - NCPRP ).

L'installation de capteurs de gaz est justifiée dans la documentation de conception conformément aux caractéristiques techniques des appareils spécifiées dans les passeports du fabricant.

2.3.15. Si la concentration de vapeurs de produits pétroliers sur les sites des stations de déchargement et des points de déchargement dépasse plus de 20 % du volume du NCPRP, des sas doivent être installés pour arrêter les opérations de déchargement et de chargement et un système d'alarme avertissant que le démarrage des moteurs des voitures est interdit.

2.8.15. Dans les locaux des stations de pompage, des moyens de contrôle automatique de la contamination des gaz selon le NCPRP doivent être installés avec un signal (lumineux et sonore) à l'entrée de la salle de pompage et de la salle de contrôle lorsque la concentration de gaz inflammables et de produits pétroliers les vapeurs atteignent 20% en volume du NCPRP.

La distance entre le capteur de gaz et le point le plus éloigné de fuites possibles dans un groupe de pompes ne doit pas dépasser 4 m (horizontalement). Au moins deux capteurs de gaz doivent être installés dans la salle de pompage.

Les emplacements d'installation et le nombre de capteurs de gaz sont déterminés par la documentation de conception.

La ventilation d'urgence est activée lorsque les gaz inflammables et les vapeurs de produits pétroliers atteignent 50 % en volume du NCPRP.

3.5.8. Pour les systèmes de ventilation, les éléments suivants doivent être fournis :

activation automatique de la ventilation d'urgence lorsque la concentration de gaz inflammables et de vapeurs de produits pétroliers dans le local atteint 50 % en volume du NCPRP ;

3.6.3. Les stations de pompage pour eaux usées industrielles, enterrées à plus de 0,5 m, doivent être équipées de capteurs de gaz avec une sortie de signal vers la console de la salle de contrôle. Si la contamination gazeuse de la station de pompage atteint 50 % du niveau volumétrique du NCPRP, la ventilation d'urgence doit être activée.

3.1.10. Tous les instruments de mesure sont soumis à vérification.

TERMES ET CONCEPTS DE BASE.

Les MPC (concentration maximale admissible) de substances nocives dans l'air d'une zone de travail sont des concentrations qui, lors du travail quotidien dans les 8 heures pendant toute la durée du travail, ne peuvent pas provoquer de maladies ou d'états de santé chez le travailleur, détectées par des méthodes de recherche modernes directement dans le processus de travail ou des dates plus lointaines. De plus, la concentration maximale admissible de substances nocives ne devrait pas avoir d'effet négatif sur l'état de santé des générations suivantes. Mesuré en mg/cub.m

MPC de certaines substances (en mg/cub.m) :

Hydrocarbures pétroliers, kérosène, carburant diesel - 300

Essence - 100

Méthane - 300

Alcool éthylique - 1000

Alcool méthylique - 5

Monoxyde de carbone - 20

Ammoniac (ammoniac) - 20

Sulfure d'hydrogène sous forme pure - 10

Sulfure d'hydrogène mélangé à des hydrocarbures pétroliers - 3

Mercure - 0,01

Benzène - 5

NKPR – limite inférieure de concentration de propagation de la flamme. Il s'agit de la concentration la plus faible de gaz et de vapeurs inflammables à laquelle une explosion est possible lorsqu'elle est exposée à une impulsion d'allumage. Mesuré en %V.

LIE de certaines substances (en % V) :

Méthane - 5,28

Hydrocarbures pétroliers - 1,2

Essence - 0,7

Kérosène - 1,4

Sulfure d'hydrogène - 4,3

Monoxyde de carbone - 12,5

Mercure - 2,5

Ammoniac - 15,5

Alcool méthylique - 6,7

VKPR – limite supérieure de concentration de propagation de la flamme. Il s'agit de la concentration la plus élevée de gaz et de vapeurs inflammables à laquelle une explosion est encore possible lorsqu'elle est exposée à une impulsion d'inflammation. Mesuré en %V.

VKPR de certaines substances (en % V) :

Méthane - 15,4

Hydrocarbures pétroliers - 15,4

Essence - 5.16

Kérosène - 7,5

Sulfure d'hydrogène - 45,5

Monoxyde de carbone - 74

Mercure - 80

Ammoniac - 28

Alcool méthylique - 34,7

DVK - concentration pré-explosive, définie comme 20 % de la LIE. (à ce stade, une explosion n'est pas possible)

PELV - concentration extrêmement explosive, définie comme 5 % de la LIE. (à ce stade, une explosion n'est pas possible)

La densité relative dans l'air (d) montre combien de fois la vapeur d'une substance donnée est plus lourde ou plus légère que la vapeur de l'air dans des conditions normales. La valeur est relative – il n’y a pas d’unités de mesure.

Densité relative dans l'air de certaines substances :

Méthane - 0,554

Hydrocarbures pétroliers - 2,5

Essence - 3,27

Kérosène - 4.2

Sulfure d'hydrogène - 1,19

Monoxyde de carbone - 0,97

Ammoniac - 0,59

Alcool méthylique - 1,11

Lieux dangereux pour les gaz – les endroits dans l'air desquels se trouvent ou peuvent apparaître soudainement des vapeurs toxiques à des concentrations dépassant la concentration maximale admissible.

Les zones dangereuses liées aux gaz sont divisées en trois groupes principaux.

jegroupe – endroits où la teneur en oxygène est inférieure à 18 % V et la teneur en gaz et vapeurs toxiques est supérieure à 2 % V. Dans ce cas, le travail est effectué uniquement par des sauveteurs de gaz, dans des appareils d'isolement ou sous leur surveillance selon des documents.

IIgroupe– les endroits où la teneur en oxygène est inférieure à 18-20 %V et des concentrations sub-explosive de gaz et de vapeurs peuvent être détectées. Dans ce cas, les travaux sont effectués conformément aux autorisations de travail, excluant la formation d'étincelles, dans des équipements de protection appropriés, sous la surveillance des secours gaz et de la surveillance incendie. Avant d'effectuer les travaux, une analyse de l'environnement gaz-air (ECS) est réalisée.

IIIgroupe– les endroits où la teneur en oxygène est de 19 % V et où la concentration de vapeurs et de gaz nocifs peut dépasser la concentration maximale admissible. Dans ce cas, le travail s'effectue avec ou sans masques à gaz, mais les masques à gaz doivent être en bon état sur le lieu de travail. Dans les lieux de ce groupe, il est nécessaire d'effectuer une analyse de l'alimentation en eau chaude selon le planning et la carte de sélection.

Travaux dangereux au gaz - tous ces travaux qui effectués dans un environnement pollué par les gaz, ou des travaux au cours desquels du gaz peut s'échapper des gazoducs, raccords, unités et autres équipements. Les travaux dangereux liés aux gaz comprennent également les travaux effectués dans un espace confiné avec une teneur en oxygène dans l'air inférieure à 20 % V. Lors de travaux présentant des risques liés aux gaz, l'utilisation de flammes nues est interdite et les étincelles doivent également être évitées.

Exemples de travaux dangereux liés aux gaz :

Travaux liés à l'inspection, au nettoyage, à la réparation, à la dépressurisation des équipements de procédés et des communications ;

U éliminer les blocages, installer et retirer les bouchons sur les gazoducs existants, ainsi que déconnecter les unités, les équipements et les composants individuels des gazoducs ;

Réparation et inspection de puits, pompage d'eau et de condensats des gazoducs et des collecteurs de condensats ;

Préparation au contrôle technique des réservoirs et bouteilles de GPL et sa mise en œuvre ;

Ouvrir le sol dans les zones de fuites de gaz jusqu'à leur élimination.

Travail à chaud - opérations de production impliquant l'utilisation d'un feu ouvert, d'étincelles et de chauffage à des températures pouvant provoquer l'inflammation des matériaux et des structures.

Exemples de travaux à chaud :

Soudage électrique, soudage au gaz;

Coupage électrique, coupage au gaz;

Application de technologies explosives ;

Travaux de soudure ;

Nettoyage pédagogique ;

Traitement mécanique du métal avec libération d'étincelles ;

Réchauffement des bitumes, des résines.

La théorie de la combustion déflagration n'impose pas de restrictions sur la possibilité de réduire le taux de propagation de la combustion. Cependant, l'expérience montre que la vitesse de propagation de la combustion ne peut être inférieure à une certaine valeur critique. La propagation des flammes dans les mélanges de combustible et de comburant n'est possible que dans une certaine plage de leurs concentrations. Lorsqu'un mélange dont la composition est en dehors de ces limites est enflammé, une combustion persistante ne se produit pas.

Pour les mélanges inflammables, on distingue les limites de concentration inférieure et supérieure pour la propagation de la flamme.

Limite de concentration inférieure propagation de la flamme (NKPRP) - la concentration la plus faible d'une substance inflammable dans un mélange avec l'air, à laquelle une propagation persistante et non amortie de la combustion est déjà possible.

Limite de concentration supérieure propagation de la flamme (FCPRP) - la concentration la plus élevée d'une substance inflammable dans un mélange avec l'air, à laquelle une propagation persistante et non amortie de la combustion est encore possible.

Les limites de concentration de propagation de la flamme (CFLP) sont l'une des caractéristiques les plus importantes du risque d'explosion des gaz et vapeurs inflammables. La zone de concentration d'une substance inflammable, située entre le CPRP inférieur et supérieur, est caractérisée par la possibilité d'inflammation et de combustion stable du mélange et est appelée zone de concentrations explosives. Si la concentration d'une substance inflammable dépasse les limites de concentration, le mélange inflammable devient antidéflagrant. Ainsi, si la concentration d’une substance inflammable est inférieure au CPRP inférieur, alors la combustion n’est pas possible du tout. Si la concentration d'une substance inflammable est supérieure au VKPRP, alors une combustion par diffusion d'un tel mélange gazeux est possible lorsqu'il s'échappe dans l'espace environnant et qu'il existe une source d'inflammation.

La vitesse maximale de réaction et de propagation du front de flamme est observée à un rapport stoechiométrique des composants (concentration de carburant égale au φ gv stoechiométrique = φ smk). En s'écartant du rapport stœchiométrique, le taux de combustion, et donc le taux de dégagement de chaleur, diminuera. Donc à φ gv< φстм скорость тепловыделения уменьшается в результате нехватки горючего, и нагревании излишка окислителя, что приводит к дополнительным тепловым потерям. При φ гв >La réduction de la production de chaleur φ smk résulte d'un manque de comburant et du coût de chauffage du combustible excédentaire qui ne participe pas à la réaction chimique. Ainsi, pour les mélanges vapeur-gaz, il est possible de distinguer à la fois la concentration minimale (inférieure) φn et la concentration maximale (supérieure) φn de carburant auxquelles se produisent des conditions critiques pour la propagation du front de flamme.

Considérant que les limites de concentration de propagation de la flamme peuvent changer lorsque les conditions extérieures changent, pour assurer la sécurité incendie lors du travail avec des substances inflammables, non seulement les limites de concentration sont déterminées, mais également les concentrations de sécurité φ nb et φ wb, en dessous ou au-dessus desquelles le mélange est garanti pour ne pas s'enflammer. Les concentrations sûres peuvent être calculées à l'aide des formules :

φnb< 0,9(φн – 0,21), %

φvb ≥ 1,1(φv + 0,42), %

où φ n, φ in - NCPRP et VKPRP, % ;

L'emplacement des zones de concentrations possibles de carburant est indiqué sur la figure.

Les limites de concentration de propagation de la flamme peuvent varier considérablement lorsque les conditions extérieures changent. Les modifications du CPRP sont expliquées du point de vue de l'équilibre du dégagement de chaleur et du transfert de chaleur dans le système. Tous les facteurs, dont la modification entraînera une augmentation du dégagement de chaleur, augmenteront le CPRP (réduira le CPRP inférieur et augmentera le CPRP supérieur). Les facteurs qui augmentent le transfert de chaleur réduiront le CPRP (augmentent le CPRP inférieur et diminuent le CPRP supérieur). La plus grande influence sur le CPRP est exercée par :

· concentration de l'agent oxydant dans le milieu oxydant (teneur en oxygène de l'air) ;

· concentration de gaz inertes (flegmatiseurs) ;

température et pression du mélange ;

· puissance de la source d'inflammation ;