Категорирование помещений газовых котельных по взрывопожарной и пожарной опасности

ВОПРОС – ОТВЕТ

электротехники, автоматизированных систем и связи, Академия ГПС МЧС

России (Россия, 129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4; e-mail: h_a_s@live.ru)

УДК 614.841.33

КАТЕГОРИРОВАНИЕ ПОМЕЩЕНИЙ ГАЗОВЫХ КОТЕЛЬНЫХ

ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ

Рассмотрены нормативные документы, регламентирующие порядок оценки категории помеще- ний по взрывопожарной и пожарной опасности. Отмечены особенности определения катего- рии помещения газовой котельной. Представлены примеры расчетов наиболее важных харак- теристик, влияющих на выбор категории. Указаны различные варианты трактовок норм, ведущих к их разночтению специалистами.

Ключевые слова: промышленные здания; пожарная безопасность; пожаровзрывоопасные зоны;

вероятность отказа; удельная пожарная нагрузка.

ВОПРОС:                                            ФЗ-123 [2]). Такой подход намного упрощает процесс
оценки категории помещения котельной и снижает
Котельные, работающие на природном газе, явля-
ются наиболее экономически выгодными и эколо-
затраты на реализацию закладываемых в проект ин-
гически чистыми производствами среди анало-        женерных решений.
гичных им объектов. В то же время для них харак-   Первый вариант оценки, предусматривающий прове-
терна значительная пожарная опасность в связи      дение инженерных расчетов, требует больших трудо-
с применением взрывоопасного горючего газа.        затрат, однако последние могут быть сокращены при
Степень опасности отражается в категории поме-
обосновании малого времени срабатывания систе-
щения котельной, а также в установленном для
нее классе пожаро- или взрывоопасной зоны. Эти     мы автоматики отключения трубопроводов. По пас-
показатели напрямую влияют на проектные объ-       портным данным для электромагнитных клапанов это
емно-планировочные решения и выбор безопас-        время составляет 1 с плюс время задержки при сра-
ного оборудования, в том числе для систем проти-   батывании газоанализатора (10–20 с). При аварийной
вопожарной защиты.                                 утечке газа из подводящего трубопровода за такое
По причине разночтений нормативных докумен-        время в помещение котельной произойдет незначи-
тов, касающихся обеспечения пожарной безопас-      тельный по массе выброс, а расчетное избыточное
ности газовых котельных, специалисты и проек-      давление взрыва составит менее 5 кПа (с учетом ра-
тировщики дают разную оценку их степени            боты аварийной вентиляции). Единственным камнем
опасности. В то же время верный подход к опреде-
преткновения станет обоснование вероятности от-
лению категории помещений котельных и их клас-
каза Q(t) системы автоматики, которая не должна
са зоны позволит обеспечить должный уровень их
пожарной безопасности.                             превышать 10–6 в год при отсутствии резервирова-
Каким образом следует проводить оценку пожар-      ния ее элементов [1]. В систему автоматического
ной опасности газовой котельной с определением     срабатывания, помимо электромагнитного клапа-
ее категории и класса зоны?                        на, входит газоанализатор и подключаемый к нему
шлейф сигнализации. Таким образом, система будет
ОТВЕТ:                                             состоять как минимум из трех самостоятельных эле-
ментов, каждый из которых имеет свою вероятность
Газовая котельная, как и другие производст-           отказа. В этом случае суммарная вероятность отка-
венные объекты класса функциональной пожарной               за SQ(t) всей системы будет определяться произве-
опасности Ф5.1, подлежит категорированию по по-             дением вероятностей отказа каждого ее элемента.
жарной и взрывопожарной опасности.                          Для определения значения вероятности отказа Q(t)
Независимо от назначения производственного по-              можно либо провести статистическую и вероятност-
мещения его принадлежность к той или иной катего-           ную оценку, либо знать интенсивность отказов л каж-
рии должна определяться путем проверки (обычно              дого элемента. Изготовитель оборудования в паспор-
инженерного расчета), порядок которой приведен              те указывает значение средней наработки на отказ
в СП 12.13130.2009 [1]. Данное требование изложе-           в часах, по которой можно оценить интенсивность от-
но в п. 4 ст. 27 ФЗ-123 [2]. Однако многие специа-          каза элемента, вероятность безотказной работы P(t)
листы считают, что любое помещение котельной сле-           и вероятность отказа в год для каждого элемента сис-
дует автоматически относить к категории Г, где горю-        темы. Если выполнить приблизительную оценку ве-
чие газы сжигаются в качестве топлива (см. п. 9 ст. 27      роятности отказа системы, которая обнаруживает

70 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 11

ВОПРОС – ОТВЕТ

утечку газа до взрывоопасной концентрации с по- Приведем простой пример. Возьмем минимально следующим перекрытием трубопровода, получим зна- допустимую по СП 12 [1] ячейку помещения котель- чение, превышающее 10–6 в год. Так, для электро- ной площадью 10 м2. Представим, что в ней по пе- магнитного клапана наработка на отказ составляет риметру проложен трехжильный кабель марки ВВГнг

15 000–30 000 ч. Следовательно, интенсивность от- сечением 1,5 м2, длиной 14 м, который будет зани- казов l = 1/30000 = 0,00003333 = const, а P(t) = мать не более 2 % общей площади ячейки. Масса изо-

= exp(–лt) = exp(–0,00003333 · 365 · 24) » 0,75 в год. Тогда Q(t) = ляции из поливинилхлорида (ПВХ) за вычетом массы

= 1 – P(t) » 0,25. Такой путь оценки значительно услож- медных жил составит 0,4 кг. Тогда пожарная нагрузка няет работу специалистов-проектировщиков, поэтому (в МДж), равная произведению массы изоляции (в кг) следует обязать производителей систем автоматики на низшую теплоту сгорания ПВХ, не распространя- указывать значения Q(t) в паспортах устройств. ющего горение (22 МДж/кг), составит 8,8 МДж, что для ячейки 10 м2 создаст удельную пожарную нагруз-

Если обосновать малую вероятность отказа системы ку 0,88 МДж/м2. В примере не учитывалась масса не получится, то придется обеспечить резервиро- иных горючих материалов, которые могли находить- вание элементов системы или принять расчетное ся в рассматриваемой ячейке помещения котельной время отключения трубопроводов равным 120 с (см.

и увеличить пожарную нагрузку в ней до значений, п. 1 прил. А [1]). В случае такой длительной утечки, превышающих 1 МДж/м2. Следовательно, практиче- даже с учетом аварийной вентиляции, расчетное из- ски для любого помещения котельной пожарная на- быточное давление взрыва превысит 5 кПа, а значит, грузка с учетом всех горючих материалов составит помещение газовой котельной придется отнести к более 1 МДж/м2, поэтому почти каждое помещение категории А с классом взрывоопасной зоны 2 (см.

котельной может быть отнесено к категории В1–В4 с ст. 19 ФЗ-123 [2]). В результате все электроприборы классом пожароопасной зоны П-IIa, где располагают- придется устанавливать во взрывозащищенном ис- ся твердые горючие вещества (см. ст. 18 ФЗ-123 [2]).

полнении, прокладку кабелей силовой сети осуще- Такое положение дел приведет к значительным за- ствлять в стальных трубах и принимать более жесткие тратам на покупку пожарозащищенного (IP) оборудо- меры к системам заземления и молниезащиты. вания и к удорожанию монтажных работ.

Похожая ситуация изложена в СП 89.13330.2016 [3]. Указанные выше неопределенности в оценке катего-

В табл. Б.1 прил. Б [3] котельным залам, работающим рии помещения (здания) газовой котельной требуют на газообразном топливе, присваивается ориенти- внесения изменений и пояснений в действующие ровочная категория помещения (здания) Г. В при- нормативные документы по строительству и пожар- мечании к таблице отмечено, что, помимо категории, ной безопасности. До внесения таких изменений ав- требуется определить расчетный допустимый объем тор статьи останется сторонником того, что газовая помещения Vдоп. Если свободный объем помещения котельная по пожарной и взрывопожарной опасности получится меньше допустимого, то помещение ко- должна относиться к категории Г без наличия в ней тельной должно быть оборудовано системой автома- взрывопожароопасных зон. Ведь недаром п. 7.3.43 тического контроля загазованности, аварийной вен- Правил устройства электроустановок (ПУЭ) [4] указы- тиляцией с кратностью воздухообмена не менее 5 вает на то, что зоны в помещениях, в которых газо- объемов в час, с резервными вентилятором и источни- образные горючие вещества сжигаются в качестве ком питания, а также c взрывозащищенным электро- топлива, не относятся в части их электрооборудова- оборудованием, соответствующим 2-му классу взры- ния к взрывоопасным (за исключением помещений воопасной зоны. отопительных котельных, встроенных в здание).

Следует отметить, что причиной неоднозначных трак- товок ст. 27 [2] является отсутствие четких пояснений СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ по порядку расчетов категории помещения котель-

1. СП 12.13130.2009. Определение категорий помеще- ной. Для категорий А и Б такие расчеты выполняются ний, зданий и наружных установок по взрывопожарной и в случае аварийной ситуации с утечкой газа в резуль- пожарной опасности (с изм. № 1). — Введ. 01.05.2009.

тате разгерметизации трубопровода. Для категорий — М. : ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2009.

В1–В4 расчет сводится к определению максималь- ной удельной пожарной нагрузки в помещении и срав- 2. Технический регламент о требованиях пожарной без- опасности : Федер. закон РФ от 22.07.2008 № 123-ФЗ нению ее со значениями табл. Б.1 прил. Б СП 12 [1].

(в ред. от 29.07.2017) // Собр. законодательства РФ. —

Какие-либо расчеты по определению категорий Г и Д

2008. — № 30 (ч. I), ст. 3579.

отсутствуют, а переход от пожароопасной категории

В4 к Г выполняется условно, если удельная пожарная 3. СП 89.13330.2016. Котельные установки. Актуализи- нагрузка в помещении составит менее 1 МДж/м2. рованная редакция СНиП II-35–76. — Введ. 17.06.2017.

Однако в этом случае возникает вопрос, а может ли в — М. : Стандартинформ, 2017.

помещении котельной быть такая малая нагрузка? 4. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). — 6-е изд.

Ответ однозначный: такая нагрузка маловероятна. — М. : Энергоатомиздат, 1986.

ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 11

ВОПРОС – ОТВЕТ

Для цитирования: Харламенков А. С. Категориро- ABSTRACT вание помещений газовых котельных по взрывопо-

The normative documents regulating the procedure for жарной и пожарной опасности // Пожаровзрыво- assessing the category of premises on explosion and fire безопасность / Fire and Explosion Safety. — 2018. — hazards are considered. The features of the definition

Т. 27, № 11. — С. 70–72. of the category of gas boiler room are noted. Examples of calculations of the most important characteristics

English affecting the choice of category are presented. Various

CATEGORIZATION OF GAS BOILER ROOMS variants of interpretations of the norms leading to their different interpretation by experts are indicated.

ON EXPLOSION AND FIRE HAZARD

Keywords: industrial building; fire safety; fire and explo-

A. S. KHARLAMENKOV, Senior Lecturer of sion hazard zones; probability of failure; specific fire load.

Department of Special Electrical Engineering,

Automation Systems and Communication, For citation: A. S. Kharlamenkov. Categorization of gas

State Fire Academy of Emercom of Russia boiler rooms on explosion and fire hazard. Pozharo-

(Borisa Galushkina St., 4, Moscow, 129366, vzryvobezopasnost / Fire and Explosion Safety, 2018,

Russian Federation; e-mail: h_a_s@live.ru) vol. 27, no. 11, pp. 70–72 (in Russian).

72 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 11