Расчет категорий помещений котельных по взрывопожарной и пожарной опасности

Котельная – комплекс технологического оборудования, состоящий из энергоустановок с котлами и котельно-вспомогательным оборудованием, водонагревателями, предназначенный для выработки теплоты и расположенный в отдельных производственных зданиях, встроенных, пристроенных или надстроенных помещениях.

В современных условиях ключевыми вопросами перспективного развития котельных в области энергоэффективности являются вопросы по переходу котельных к использованию местных видов топлива, совершенствованию технологических процессов, автоматизации системы управления в системах теплоснабжения. В данной статье рассмотрены основные вопросы, связанные с тем, как определять категорию котельной по пожарной опасности.

Документ: технический кодекс установившейся практики ТКП 474-2013 (02300) «Категорирование помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности» (далее – ТКП 474-2013). ТКП утвержден постановлением МЧС РБ от 29.01.2013 № 4.

Справочно: требования ТКП 474-2013 должны учитываться в проектах на строительство, реконструкцию, модернизацию и техническое перевооружение, а также при изменениях технологических процессов и при эксплуатации помещений, зданий и наружных установок.

Справочно: категория пожарной (взрывопожарной) опасности объекта – это классификационная пожарной (взрывопожарной) опасности здания (или частей здания между противопожарными стенами – пожарных отсеков), сооружения, строения, помещения, наружной установки.    

По указанным причинам появились особенности проектирования котельных по ТКП 474-2013. Помещения в объеме котельной имеют разнообразное функциональное назначение и в силу разнообразия технологических процессов – разную пожарную опасность. По действующим ранее документам все котельные относились к категории Г1. В современных условиях эксплуатации, когда в объеме котельной может находится более 1 т топлива, категория может отличаться от общепринятой. В таких случаях требуется проведение расчета по пожарной опасности согласно  ТКП 474-2013.

В зависимости от категорий устанавливаются необходимые объемно-планировочные решения, конструктивные решения зданий, необходимость их оборудования системами пожарной сигнализации и пожаротушения, системами оповещения и т.д.

Определение категорий осуществляется путем сравнения максимального значения удельной пожарной нагрузки на любом из участков с величиной удельной пожарной нагрузки, приведенной в таблице 1 ТКП 474-2013.

Примечания

1. Разделение помещений на категории В1–В4 осуществляется согласно подразделу 5.3 технического кодекса.

2. К категории В4 допускается относить помещения (без проведения соответствующего расчета), в которых находятся:

горючие и трудногорючие жидкости с температурой вспышки 120 °С и выше в системах смазки, охлаждения и гидропривода оборудования массой менее 60 кг на единицу оборудования при давлении в системе менее 0,2 МПа, при этом расстояние между оборудованием не нормируется;

твердые трудногорючие вещества и материалы, строительные материалы группы горючести Г1 в качестве временной пожарной нагрузки. Масса трудногорючих веществ и материалов, строительных материалов группы горючести Г1 не ограничивается при условии отсутствия в помещении иных горючих веществ и материалов. При наличии в помещении горючих веществ и материалов, расчет производится с учетом полной массы трудногорючих веществ и материалов, строительных материалов группы горючести Г1;

электрические кабели для запитки технологического и инженерного оборудования, приборов освещения (за исключением маслонаполненных), при этом указанное положение не распространяется на серверные, помещения АТС и аналогичные;

ГГ (при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, согласно расчету не относятся к категории А и отсутствует иная пожарная нагрузка);

негорючие грузы в горючей упаковке (для помещений класса функциональной пожарной опасности A 5.2), при этом:

средства пакетирования (поддоны, подкладной лист и др.) по ГОСТ 21391 не относятся к горючей упаковке и при наличии в их составе горючих веществ и материалов учитываются в качестве временной пожарной нагрузки;

горючая упаковка, масса которой превышает 20 % массы негорючих грузов, учитывается в качестве временной пожарной нагрузки;

горючая подстилка на полу в помещениях для содержания животных, птиц и зверей в животноводческих, птицеводческих и звероводческих зданиях, при условии, что величина удельной пожарной нагрузки не превышает 100 МДж/м2 (независимо от общей пожарной нагрузки в помещении).

3. К категории Д допускается относить помещения (без проведения соответствующего расчета), в которых находятся:

предметы мебели на рабочих местах;

помещения с мокрыми процессами (холодильники и холодильные камеры с негорючим хладагентом, помещения мойки и подобные им помещения), при этом температура в холодильниках и холодильных камерах не должна превышать 0 ºС.

По результатам сопоставления характеристик хранящихся материалов можно сделать заключение, что помещения, в которых обращаются твердые горючие вещества и материалы, могут относиться к пожароопасной категории В (В1-В4). В качестве критерия отнесения помещений к какой-либо из указанных категорий принимается значение удельной временной пожарной нагрузки на участках ее размещения.

Общие положения расчета

Определение пожароопасной категории помещения осуществляется путем сравнения максимального значения удельной временной пожарной нагрузки на любом из участков с величиной удельной пожарной нагрузки, приведенной в таблице 3.

При пожарной нагрузке, включающей в себя различные сочетания (смесь) горючих жидкостей, твердых горючих веществ и материалов в пределах пожароопасного участка, пожарная нагрузка Q (МДж) определяется из соотношения.

Примечания:

1. В помещениях категорий В1 - В4 допускается наличие нескольких участков с пожарной нагрузкой, не превышающей значений, приведенных в таблице. В помещениях категории В4 при пожарной нагрузке более 2000 МДж (в пределах помещения) расстояния между этими участками должны быть более предельных, в противном случае помещение относится к категории ВЗ. Рекомендуемые значения предельных расстояний (1_пр) в зависимости от величины критической плотности падающих лучистых потоков q_Kp (кВт м'²) для пожарной нагрузки, состоящей из твердых горючих и трудногорючих материалов.

Определение пожароопасной категории помещения осуществляется путем сравнения максимального значения удельной временной пожарной нагрузки на любом из участков с величиной удельной пожарной нагрузки, приведенной в таблице 2. Методики определения категорий по взрывопожарной и пожарной опасности приведены в 5.2 и 5.3 ТКП 474- 2013.

Таблица 2 к ТКП 474-2013  – Пожароопасные категории помещений

Примеры помещений и особенности их расчета по взрывопожарной и пожарной опасности

Котельная на твердом топливе

Котельная на местном виде топлива – древесных отходах производства. В объем котельной топливо подается по открытому транспортеру из склада древесной щепы площадью 49 м². Склад и котельный зал имеют один общий технологический проем транспортера в нормальном режиме работы постоянно открытый.

На транспортере единовременно содержание щепы составляет 378 кг/ч. Площадь размещения щепы на транспортере – 17 кв. м.

На складе щепы находится 1 т. древесной щепы.

Высота котельного зала и склада щепы – 7,1 м. Расстояние от пожарной нагрузки в котельном зале до ферм в покрытии – 2,4 м, в складе – 3,4 м.

Выделим участки с пожарной нагрузкой:

1) сжигание щепы в котлах – по таблице 1 ТКП 474-2013 определена категория Г1;

2) транспортер со щепой;

3) склад щепы (один объем).

На первом участке в котельной происходит сжигание щепы в котлах – по таблице 1 ТКП 474-2013 для участка определена категория Г1.

Определим пожарную нагрузку Q и удельную пожарную нагрузку g на втором участке:

Q = 378×13,8 = 5216,4 МДж;

g = Q/S = 5216,4  / 17 = 306,8 МДж/м².

Согласно полученному значению удельной пожарной нагрузки следует, что участок относится к категории В3 по пожарной опасности. С учетом фактического минимального расстояния от поверхности пожарной нагрузки до покрытия, равного Н = 2,4 м, определяем соответствие неравенства (п. 5.3.2 ТКП 474-2013):

Q = 0,64×q_т×H² = 0,64×1400×2,4² = 5160.

5216,4 ³5160 – неравенство верно. Участок относится к В2 по пожарной опасности.

Определим пожарную нагрузку Q и удельную пожарную нагрузку g на третьем участке:

Q = 1000×13,8 = 13800 МДж;

g = Q/S = 13800   / 49 = 281,6 МДж/м².

Согласно полученному значению удельной пожарной нагрузки следует, что участок относится к категории В3 по пожарной опасности. С учетом фактического минимального расстояния от поверхности пожарной нагрузки до покрытия, равного Н = 3,4 м, определяем соответствие неравенства (п. 5.3.2 ТКП 474-2013):

Q = 0,64×q_т×H² = 0,64×1400×3,4² = 10357,8.

13800 ³10357,8 – условие выполняется. Участок  относится к В2 по пожарной опасности.

Kотельная относится к категории В2 по пожарной опасности.

Котельная на жидком топливе

В помещении котельной происходит сжигание отработанного индустриального масла (горючей жидкости) в котельной установке. Площадь котельной составляет 67 м², высота – 13 м. В одном объеме с котельной установкой располагаются две емкости с отработанны маслом по 0,4 м³. Расстояние между участками с отработанным маслом составляет 4,5 м. С учетом пожароопасных свойств используемых в технологическом процессе мини-котельной выделяем два участка с пожарной нагрузкой по 400 л отработанного машинного масла и третий участок без пожарной нагрузки – сжигание масла в котле. Принимая во внимание, что на третьем участке горючие жидкости сжигаются в качестве топлива, участку присваиваем категорию Г1.

Определим пожарную нагрузку Q и удельную пожарную нагрузку g на первом участке размещения:

Q = 800×0,890×43,0 = 30 616 МДж;

g = Q/S = 30 616  / 400×0,5¹ = 153,1 МДж/м²

¹ – согласно п. А.2.2 ТКП 474-2013 1 л смеси разливается на 0,5 м².

Согласно значению удельной пожарной нагрузки помещение относится к пожароопасной категории В4.

Согласно п. 5.3.4 ТКП 474-2013 Q>2000 МДж, следовательно, требуется определить рекомендуемое предельное расстояние Iпр и сравнить его с фактическим между участками с емкостями. В случае, если фактическое расстояние будет меньше рекомендуемого, котельная будет относится к категории В3. Принимая во внимание, что расстояние от поверхности пожарной нагрузки составляет 13 м (розлив отработанного масла на нулевой отметке), критическая плотность падающих лучистых потоков qкр = 14,8 Квт м^-2 (для резинотехнических изделий) Iпр составляет 6 м.

Учитывая, что расстояние между участками с пожарной нагрузкой (первым и вторым) не превышает 6 м, следовательно, участки с емкостями и, соответственно, помещение котельной относится к категории В3.

 Помещение склада краски

В помещении происходит единовременное хранение 25 кг краски ПФ-115; 200 кг бумаги. 1 банки краски ПФ-115 емкостью до 3 л. За аварийную ситуацию принимается разгерметизация банки краски в объеме помещения лаборатории. Для различных ЛВЖ показатели пожарной опасности выбираются по наиболее опасному в отношении последствий взрыва веществу. Наиболее опасным в отношении последствий взрыва веществом, входящим в состав красок ПФ, является ксилол. В качестве расчетного варианта аварии принимается разгерметизация максимальной единичной емкости – 3 л.

По полученному значению удельной пожарной нагрузки склад соответствует категории В4 по пожарной опасности. Поскольку площадь размещения пожарной нагрузки превышает 10 м², согласно таблице 2 ТКП 474-2013 окончательно принимаем категорию склада В3 по пожарной опасности.

Механический цех

В помещении цеха обращаются твердые негорючие и горючие вещества и материалы, выполняется металлообработка и деревообработка. В площади цеха находятся верстаки для механической обработки металлических изделий (запасных деталей и комплектующих), токарные станки, в которых используется негорючие и горючие смазочно-охлаждающие жидкости, станок металлорезки. В помещениях цеха имеются электрические кабели для запитки технологического и инженерного оборудования, приборов освещения с удельной пожарной нагрузкой до 100 МДж/м². Рабочие места в цеху имеют площади с пожарной нагрузкой до 10 м².

Рабочие места со станочным оборудованием, в которых содержится горючая СОЖ, имеют следующую пожарную нагрузку: масло индустриальное – до 6 л, резинотехнические изделия – 1,3 кг, полимеры – до 1,7 кг.

Рабочие места без станочного оборудования имеют пожарную нагрузку: древесина – до 45 кг, картон – до 5 кг, бумага – до 3 кг, полиэтилен – до 1 кг, полимеры – до 10 кг.

Определим пожарную нагрузку Q и удельную пожарную нагрузку g на участке со станочным оборудованием:

Q = 6×43,0 + 1,3×33,5 + 1,7×24,6 = 343,4 МДж;

g = Q/S = 343,4 / 10¹ = 34,3 МДж ∙ м^-2.

¹ – согласно п. 5.3.3 ТКП 474-2013 (примечание к формуле 13)

По пожарной нагрузке и удельной пожарной нагрузке помещение относится к категории Д. Принимая во внимание примечание 2 к таблице 1 ТКП 474-2013 участок допускается относить к категории В4.

Определим пожарную нагрузку Q и удельную пожарную нагрузку g на участке без станочного оборудования:

Q = (45+5+3)×13,8 + 10×24,6 + 1×46,5 = 1023,9 МДж;

g = Q/S = 1023,9 / 10¹ = 102,3 МДж ∙ м^-2.

¹ – согласно п. 5.3.3 ТКП 474-2013 (примечание к формуле 13)

По пожарной нагрузке и удельной пожарной нагрузке помещение относится к категории В4.

Следовательно, окончательно принимаем категорию механического цеха В4 по пожарной опасности.

Цех токарный

В пределах помещения пожарная нагрузка размещается в станках для металлообработки (токарный, фрезерный, сверлильный) на площади 2,1 м², а также в штамповочном прессе на площади 2,8 м².  В качестве пожарной нагрузки используются горючие жидкости с температурой вспышки более 120⁰С в системе смазки и гидропривода оборудования, массой менее 60,0 кг на единицу оборудования при давлении в системе не более 0,2 МПа. Иная пожарная нагрузка в помещении отсутствует.

Согласно примечанию 2 к табл. 1 ТКП 474 определяем, что участки с токарным, сверлильным, фрезерным станками  и штамповочным прессом относятся к категории В4 по пожарной опасности.

Принимаем категорию цеха металлообработки В4 по пожарной опасности.

Алексей Скрипко, начальник отдела исследований в области предупреждения чрезвычайных ситуаций НИИ ПБ и ЧС МЧС РБ

Справочно: помещение котельной должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией; включение и выключение электроосвещения и электрооборудования должно быть выполнено во взрывозащищенном исполнении.

Справочно: рабочие котельной обязаны соблюдать Правила внутреннего трудового распорядка, а также правила пожарной безопасности, утвержденные на предприятии. Курить в помещении котельной строго запрещается.

Справочно: рабочие котельной должны быть обеспечены спецодеждой, спецобувью и средствами индивидуальной защиты, предохранительными приспособлениями в соответствии с действующими нормами и условиями работ.

Справочно: рабочие котельной должны выполнять только ту работу, по которой проинструктированы и допущены руководителем работ или мастером.