Метод гибкой оценки пожарной опасности аккумуляторных помещений

• Автор: Никонова, Елена Викторовна
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 173 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
Глава 1. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ГИБКОЙ ОЦЕНКИ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ АККУМУЛЯТОРНЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

1.1. Особенности газовыделения современных герметизированных аккумуляторов.

1.2. Недостаточность существующих экспериментальных данных по распределению газов для адекватной оценки пожарной опасности аккумуляторных помещений.
1.3. Возможности математического моделирования для описания распределения водорода при малой скорости его поступления в объем

1.4. Цели и задачи работы

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Экспериментальное моделирование газовыделения

герметизированных аккумуляторов в аккумуляторных помещениях

2.2. Экспериментальное моделирование газовыделения

герметизированных аккумуляторов в шкафах с электротехническим оборудованием.
2.3. Выбор реальных объектов с установленными герметизированными аккумуляторами.
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДОРОДА, ВЫДЕЛЯЕМОГО ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫМИ АККУМУЛЯТОРАМИ В ПОМЕЩЕНИЯХ И ОБОРУДОВАНИИ
3.1. Особенности распределения водорода в условно герметичном помещении при разной скорости подачи газа
3.2. Влияние негерметичности на распределение водорода в помещении.
3.3. Изменение концентрационного поля в аккумуляторной в зависимости
от температурных условий
3.4. Газовыделение аккумуляторов в шкафах с электротехническим
оборудованием.
Глава 4. СОЗДАНИЕ РАСЧЕТНОЙ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ ПОЖАРНОЙ
ОПАСНОСТИ АККУМУЛЯТОРНЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
4.1. Эмпирическая формула для расчета среднеобъемной концентрации
водорода в помещении
4.2. Вывод формулы для расчета максимальной концентрации водорода
4.3. Вывод формулы для расчета среднеобъемной концентрации водорода.
4.4. Адаптация полученных расчетных зависимостей для оценки распределения водорода в аккумуляторных
Глава 5. МЕТОД ГИБКОЙ ОЦЕНКИ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
АККУМУЛЯТОРНЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
5.1. Категорирование аккумуляторных помещений по взрывопожарной и
пожарной опасности
5.2. Расчетная оценка ситуации в помещениях и оборудовании с герметизированными аккумуляторами
5.3. Рекомендации по обеспечению пожаровзрывобезопасности помещений и оборудования с герметизированными аккумуляторами
5.4. Возможные направления дальнейших исследований.
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Помещения для стационарных кислотных аккумуляторов с жидким электролитом, в которых обращается взрывоопасная водородно-воздушная смесь, относятся к пожаровзрывоопасным категории А и должны размещаться в зданиях не ниже II степени огнестойкости по противопожарным требованиям СНиП * []. С середины -х г. С точки зрения обеспечения пожаровзрывобезопасности их эксплуатации, основное отличие этих батарей от использовавшихся ранее заключается в высокой степени рекомбинации (более %) выделяемого водорода внутри элемента [-]. Соответственно, в режиме максимального газовыделения скорость выделения водорода для подобных устройств составляет 0,-,5 см /ч на элемент ёмкостью 1 Ач [-], что до несколько сот раз меньше, чем для традиционных аккумуляторных батарей. При этом, учитывая, что элемент может иметь емкость до Ач, и таких элементов может быть в помещении несколько, скорость выделения водорода в помещении может составить порядка 0, м3/ч (см. В результате область применения герметизированных аккумуляторов оказывается существенно шире, чем для аккумуляторных батарей с жидким электролитом (см. Еще раз подчеркнем, что последние направления использования аккумуляторных батарей ранее были невозможны из-за свойств батарей. Еще одним отличием аккумуляторов с рекомбинацией газа от аккумуляторных батарей с жидким электролитом является налшше электролита в желеобразном состоянии. При повреждении корпуса электролит не вытекает и не наносит ущерба [-]. Кроме того, корпуса герметизированных аккумуляторов изготовляются из других материалов: акрилонитрилбутадиенстирол (полимер ABS) [, , ], стилакрилонигрил (полимер SAN) [], армированный полипропилен (РР) []. В [] было проведено исследование горючести этих материалов методом игольчатой горелки по ГОСТ 0. Было показано, что по указанным материалам пламя не распространяется. Таким образом, пожаровзрывоопасность герметизированных аккумуляторных батарей, так же, как и для аккумуляторных батарей с жидким электролитом, обуславливается образованием и выделением водорода. При этом, учитывая, что газовыделение герметизированных аккумуляторных батарей многократно меньше, чем традиционных аккумуляторных батарей, можно ожидать, что для обеспечения пожаровзрывобезопасности объектов с их использованием необходимы существенно меньшие меры пожаровзрывозащиты, чем для объектов с традиционными аккумуляторными батареями. В то же время, нормативных документов, регламентирующих использование герметизированных аккумуляторных батарей, нет, и формально на них распространяются все тс же жесткие требования ПУЭ и прочих документов [-], разработанных для аккумуляторных батарей с жидким электролитом, что ведет к неоправданным затратам на обеспечение пожаровзрывобезопасности помещения. Необходимо отметить, что в настоящее время все более широкое распространение получают представления о том, что использование герметизированных аккумуляторов абсолютно безопасно и не требует специальных мер обеспечения пожаровзрывобезопасности [-, 1]. Такая позиция представляется необоснованной, так как, во-первых, водород все-таки выделяется, хотя и в меньшем объеме, чем для батарей с жидким электролитом. Во-вторых, в технических описаниях герметизированных аккумуляторов [-] указывается, что режим относительно интенсивного выделения водорода возникает только при повышении зарядного напряжения выше 2,3 В [-]; этот режим реализуется редко (не чаще 1 раза в месяц [-]) и имеет продолжительность 8- ч [-, 7]. Все остальное время скорость поступления водорода в помещение не превышает 0, см /ч [-]. Однако, как показывает анализ литературных данных, режим интенсивного газовыделения герметизированных аккумуляторов может быть практически постоянным, а не краткосрочным. Ач; минимальное количество - , оптимальное - аккумуляторов) группы Hawker, в одном помещении [1]. Рекомендации фирм-производителей заключаются в установке такого энергетического оборудования в подвале жилого дома. При этом, в соседних с аккумуляторной помещениях размещается отопительное оборудование, в частности мини-котельная. Данные рекомендации являются также необоснованными, так как, водород будет постоянно выделяться в помещении довольно малого свободного объема; как следует из рис. Рис.