Аммиак, Категорирование наружной становки Опции

[Director_Of_Zoo]

На площадке имеется аммиачный парк - 4*200 м3. После изучения документации по складам компрессорам холодилкам так и не пришло чёткого понимания как правильно откатегорировать этот парк. Расчитывая потенциалы получаю заведомо 1 категорию с потенциалом >40, можно пойти на ухищрения и снизить до 2-ой категории. Всё вроде правильно, но как бы мозг говорит - а не взорвется он никогда. Прочитал кучу статей в интернете, просмотрел различные видео как безуспешно его на воздухе поджигают, и случайно наткнулся на интересную запись (интересные моменты отметил):

Газ горючий. Температура его самовоспламенения в стальной бомбе, обладающей каталитическим действием, равна 650°С, теплота сгорания равна 20790 кДж/кг (4450 ккал/кг), минимальная энергия зажигания равна 680 мДж. Смесь аммиака с воздухом становится горючей при содержании в смеси 15-28 об.% аммиака (нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени). С увеличением температуры пределы распространения пламени расширяются и при 100°С они лежат в интервале 14,5-29,5 об.% аммиака.
жидкость - прекращает горение при прекращении кипения (тепла от сгорания паров недостаточно для поддержания горения) - трудногорючая. В связи с низкой нормальной скоростью горения аммиачновоздушной смеси, составляющей всего 0,1 м/сек., аммиак не способен к диффузионному горению, то есть гаснет при удаленииисточника поджигания.
При поджигании аммиака в неограниченном объеме ударная взрывная волна, способная причинить разрушения, не образуется. Однако аммиак является горючим газом и при его сгорании (с воздухом или кислородом) внутри замкнутого объема (оборудования или помещения) давление может повыситься в 6 раз, вызвав разрушение оборудования или здания и ударную волну от расширения сжатых продуктов сгорания.

Поэтому для помещений, в которых обращается аммиак, по пожарной опасности в соответствии с ОНТП 24-86 устанавливается категория A, наружные установки не категорируются

Всё бы хорошо, у меня как бы всё наруже, но я же не могу сослатся на интеренет страницу, а на себя брать всё, без подстилки в виде каких-то норм, нет особого желания. Хотелось бы узнать совет - может быть кто имел дело с подобного рода вопросами? Посоветуйте, подскажите.

[Director_Of_Zoo]

На площадке имеется аммиачный парк - 4*200 м3. После изучения документации по складам компрессорам холодилкам так и не пришло чёткого понимания как правильно откатегорировать этот парк. Расчитывая потенциалы получаю заведомо 1 категорию с потенциалом >40, можно пойти на ухищрения и снизить до 2-ой категории. Всё вроде правильно, но как бы мозг говорит - а не взорвется он никогда. Прочитал кучу статей в интернете, просмотрел различные видео как безуспешно его на воздухе поджигают, и случайно наткнулся на интересную запись (интересные моменты отметил):

Газ горючий. Температура его самовоспламенения в стальной бомбе, обладающей каталитическим действием, равна 650°С, теплота сгорания равна 20790 кДж/кг (4450 ккал/кг), минимальная энергия зажигания равна 680 мДж. Смесь аммиака с воздухом становится горючей при содержании в смеси 15-28 об.% аммиака (нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени). С увеличением температуры пределы распространения пламени расширяются и при 100°С они лежат в интервале 14,5-29,5 об.% аммиака.
жидкость - прекращает горение при прекращении кипения (тепла от сгорания паров недостаточно для поддержания горения) - трудногорючая. В связи с низкой нормальной скоростью горения аммиачновоздушной смеси, составляющей всего 0,1 м/сек., аммиак не способен к диффузионному горению, то есть гаснет при удаленииисточника поджигания.
При поджигании аммиака в неограниченном объеме ударная взрывная волна, способная причинить разрушения, не образуется. Однако аммиак является горючим газом и при его сгорании (с воздухом или кислородом) внутри замкнутого объема (оборудования или помещения) давление может повыситься в 6 раз, вызвав разрушение оборудования или здания и ударную волну от расширения сжатых продуктов сгорания.

Поэтому для помещений, в которых обращается аммиак, по пожарной опасности в соответствии с ОНТП 24-86 устанавливается категория A, наружные установки не категорируются

Всё бы хорошо, у меня как бы всё наруже, но я же не могу сослатся на интеренет страницу, а на себя брать всё, без подстилки в виде каких-то норм, нет особого желания. Хотелось бы узнать совет - может быть кто имел дело с подобного рода вопросами? Посоветуйте, подскажите.

[Boris_R]

Здесь 2 вопроса:
1.Категорирование по ПБ 09-540-03 (категория взрывоопасности технологического блока)
2.Категорирование по СП 12.13130.2009 “Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности”

По 1му вопросу. При прохождении экспертизы получил замечание :
- Несимпатично смотрится наличие в ОПЗ приведенного в п. 3.5.6. подробного расчета категории взрывоопасности технологического блока при наличии после этого расчета Примечания на странице 38, которое этот расчет просто дезавуирует, говоря, что взрывная волна не образуется, т.е. взрывной опасности нет, а этот расчет был проведен напрасно и ничего не означает. Тут автору нужно однозначно решить: если он действительно считает, что аммиак не представляет взрывной опасности (о чем также говорится и в п.п. 5.2.2., и не вызывает сомнений, а также в п.п. 5.4.1.2., 5.4.2., 5.11.1.), то данный расчет и табл. 3.9. нуж-но было бы из ОПЗ исключить, а из таблиц 3.5., 3.6., 3.10. исключить графу 2 –категории взрывоопасности. Да и нормативные материалы подробные расчеты в проектной докумен-тации приводить совсем не требуют.
В отношении аммиака, очевидно, по всему тексту ОПЗ следует очень осторожно использовать такие слова как: «взрыв, взрывоопасный». Аммиак – горючий газ (всегда), а не «взрывоопасный» (взрыво-опасным он может стать лишь в замкнутом объеме). Он не взрывается, а воспламеняется. Его смесь не «взрывоопасна», а воспламеняется. (Даже пожарники, использовавшийся ранее, и звучащий как синоним, термин - «пределы взрываемости», заменили теперь на термин - «пределы распространения пламени»). А если и пишется о взрывоопасности аммиака (п.5.2.), то нужно сделать оговорку о его специфических взрыво-опасных свойствах (в каких условиях)"

Т.е. позиция эксперта Ростехнадзора - расчет категории взрывоопасности для наружных аммиачных установок проводить не следует.
Кстати, мне показывали письмо Ростехнадзора, в котором говорилось то же самое.

По 2му вопросу. Привожу текст своего расчета категории по СП 12.13130.2009 (замечание эксперта по этому расчету: "СП 12_13130_2009 включать в проектную документацию расчеты категорий по взрывоопасной и пожарной опасности, да еще с подробными объяснениями того, как категорируются установки, не требует. Такие расчеты при проектировании, конечно, должны выполняться, но представляются отдельно, только если требует Заказчик. Включение их в ОПЗ сильно перегружает текст и затрудняет восприятие информации, содержащейся в нем. Достаточно было бы привести только окончательные результаты проведенного категорирования")

Проектируемая установка расположена на открытой площадке и, в соответствии с классификацией СП 12.13130.2009, является наружной установкой.
Определение принадлежности проектируемой установки к категориям АН и БН.
Установка относится к категории АН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 градусов Цельсия, вещества и (или) материалы, способные гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и (или) друг с другом (при условии, что величина пожарного риска при возможном сгорании указанных веществ с образованием волн давления превышает одну миллионную в год на расстоянии 30 метров от наружной установки).
Установка относится к категории БН, если в ней присутствуют, хранятся, перерабатываются или транспортируются горючие пыли и (или) волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 градусов Цельсия, горючие жидкости (при условии, что величина пожарного риска при возможном сгорании пыле- и (или) паровоздушных смесей с образованием волн давления превышает одну миллионную в год на расстоянии 30 метров от наружной установки).
1. Анализ возможности и последствий взрыва при разгерметизации оборудования с аммиаком.
При определении возможности и последствий взрыва при разгерметизации оборудования с аммиаком необходимо учитывать особенности пожаро- и взрывоопасных свойств аммиака при его применении на наружных установках (в неограниченном пространстве), которые изложены в ПБ 03-557-03 «Правила безопасности при эксплуатации железнодорожных вагонов-цистерн для перевозки жидкого аммиака» (Раздел «Информационно-справочные материалы»).
«Нормальная скорость распространения пламени аммиачно-воздушной смеси при атмосферном давлении и температуре окружающей среды не превышает 0,1 м/с. Скорость нарастания давления при стационарном горении стехиометрической смеси аммиак-воздух в замкнутом объеме также мала - 6 МПа/с. Поэтому при сгорании неограниченного облака аммиака, то есть на наружных площадках, разрушительная взрывная волна не образуется».
При полной или частичной разгерметизации оборудования или трубопроводов, содержащих жидкий и газообразный аммиак, возможно образование пожаро- и взрывоопасной смеси аммиака с кислородом воздуха. Однако, исходя из специфических свойств аммиака, его сгорание с образованием опасных волн давления в неограниченном пространстве не происходит (в мире не было зарегистрировано ни одного взрыва аммиачно-воздушных смесей в неограниченном пространстве), т.е. вероятность возникновения волн давления, представляющих опасность для жизни человека, равна нулю.
2. Анализ возможности и последствий взрыва внутри оборудования с аммиаком.
При сгорании аммиака внутри замкнутого объема будет происходить повышение температуры продуктов его сгорания, и давление может возрасти до 0,58 МПа. Это может вызвать разрушение оборудования, не рассчитанного на такое давление.
При ведении технологического процесса на проектируемой установке в соответствии с нормами технологического режима оборудование находится под избыточным давлением аммиака и воздух в систему попасть не может, так как принудительная его подача проектом не предусмотрена. Воздух в аппараты может попасть только в процессе выполнения операций по подготовке и проведении ремонтных и других работ, при вскрытии оборудования или образования в нем вакуума, т.е. при отсутствии избыточного рабочего давления. Если в такие периоды будет иметь место воспламенение образовавшейся в оборудовании из-за нарушений требований технологических регламентов и инструкций аммиачно-воздушной смеси, то давление в аппаратах и трубопроводах не может превысить максимальное давление взрыва аммиака, составляющее 0,58 МПа. Расчетное давление оборудования и трубопроводов, содержащих аммиак, – 2,0-2,5МПа. Поэтому даже в крайне маловероятных случаях образования в оборудовании аммиачно-воздушной смеси и ее загорания (что практически невероятно из-за отсутствия в оборудовании источников зажигания), опасные факторы взрыва за пределы этого оборудования выйти не могут.
Т.к. вероятность возникновения волн давления, представляющих опасность для жизни человека, при сгорании аммиака в неограниченном пространстве равна нулю, а также невозможен выход опасных факторов взрыва за пределы оборудования проектируемой установки, то пожарный риск при возможном сгорании аммиака на проектируемой установке с образованием волн давления не превышает одну миллионную в год на расстоянии 30 метров от наружной установки.
Исходя из вышеизложенного, проектируемая установка не относится к взрывоопасным категориям АН и БН.
Определение принадлежности проектируемой установки к категории ВН.
Установка относится к категории ВН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие и (или) трудногорючие жидкости, твердые горючие и (или) трудногорючие вещества и (или) материалы (в том числе пыли и (или) волокна), вещества и (или) материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и (или) друг с другом гореть, и если не реализуются критерии, позволяющие отнести установку к категории АН или БН (при условии, что величина пожарного риска при возможном сгорании указанных веществ и (или) материалов превышает одну миллионную в год на расстоянии 30 метров от наружной установки).
Для проектируемой установки без расчета пожарного риска устанавливается категория по признаку взрывопожарной и пожарной опасности ВН.
Отнесение установки к менее пожароопасным категориям (ГН или ДН) противоречит требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, в частности ГОСТ Р 12.3.047-98 ССБТ «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля». В соответствии п.4.2 ГОСТ Р 12.3.047-98 по уровню пожарной опасности технологический процесс охлаждения воздуха испаряющимся аммиаком относится к технологическим процессам, в которых обращаются пожаровзрывоопасные вещества в количестве, меньшем порогового значения, указанного в таблице 1 этого ГОСТ (для аммиака менее 500т) .

Признаю, что логика последнего абзаца небезупречна (очень не хотелось считать риски). В вашем случае можно сослаться на ПБ 09-579-03 "Правила безопасности для наземных складов жидкого аммиака", где предусмотрены мероприятия пожарной безопасности (см. например, п.п.10.2, 10.4, 10.6) или совсем исключить абзац.

Обращаю внимание, что в соответствии с СП 12.13130.2009 пункт 4.3: "Определение пожароопасных свойств веществ и материалов производится на основании результатов испытаний или расчетов по стандартным методикам с учетом параметров состояния (давления, температуры и т.д.).
Допускается использование официально опубликованных справочных данных по пожароопасным свойствам веществ и материалов".
Это позволило включить данные о свойствах аммиака из ПБ 03-557-03 «Правила безопасности при эксплуатации железнодорожных вагонов-цистерн для перевозки жидкого аммиака» (Раздел «Информационно-справочные материалы»).
Если для расчета категории пожарной опасности пользоваться НПБ 105-03, то данный источник информации использовать недопустимо.