Химические реакции, протекающие с выделением значительного количества тепла, таят потенциальную опасность возникновения пожара или взрыва, так как возможен неконтролируемый разогрев реагирующих, вновь образующихся или рядом находящихся горючих веществ. В условиях производства и хранения химических веществ встречается большое количество таких соединений, контакт которых с воздухом или водой, а также взаимный контакт веществ друг с другом может быть причиной возникновения пожара.
Вещества, самовоспламеняющиеся и самовозгорающиеся при соприкосновении с воздухом . Нередко по условиям технологии находящиеся в аппаратах вещества могут быть нагреты до температуры, превышающей температуру их самовоспламенения. Так, пиролизный газ при получении этилена из нефтепродуктов имеет температуру самовоспламенения в пределах 530...550° С, а выходит из печей пиролиза с температурой 850° С. Мазут с температурой самовоспламенения 380...420° С на установках термического крекинга нагревается до 500° С; бутан и бутилен, имеющие температуру самовоспламенения соответственно 420 и 439° С, при получении бутадиена нагреваются до 550...650° С и т. д. Естественно, что при появлении неплотностей в аппаратах и трубопроводах и соприкосновении с воздухом выходящего наружу продукта, нагретого выше температуры самовоспламенения, происходит его загорание. В некоторых случаях используемые в технологии вещества имеют очень низкую температуру самовоспламенения, даже ниже температуры окружающей среды. Так, триэтилалюминий имеет температуру самовоспламенения минус 68° С, диэтилалюминийхлорид - минус 60° С, триизобутилалюминий - минус 40° С, фосфористый водород, жидкий и белый фосфор имеют температуру самовоспламенения ниже комнатной температуры. Загорания подобных веществ можно избежать только путем обеспечения хорошей герметичности аппаратов с исключением взаимоконтакта этих веществ с воздухом или использованием их в растворе.
Многие вещества, соприкасаясь с воздухом, способны к самовозгоранию. Самовозгорание начинается при температуре окружающей среды или после некоторого предварительного (иногда незначительного) их подогрева. Причины и условия самовозгорания жидких и твердых веществ подробно рассмотрены в литературе . К таким веществам следует отнести растительные масла и животные жиры, каменный и древесный уголь, сернистые соединения железа, некоторые сорта сажи, порошкообразные вещества (алюминий, цинк, титан, магний, торф, отходы нитроглифталевых лаков), олифу, скипидар, лакоткани, клеенку, гранитоль, сено, силос и т. п.
Длительность процесса самовозгорания веществ можно рассчитать по методике, разработанной и предложенной ВНИИПО МВД СССР:
lg t = A p + n p lgS; (5.15)
lg t = A b - n b lg τ, (5.16)
где t - начальная температура процесса самовозгорания, °С; τ - длительность процесса самовозгорания, ч; S - удельная поверхность штабеля (кучи), м 2 /м 3 ; А р, А ь, n p , п ь - константы, определяемые опытным путем (приведены в справочнике ).
Используя формулы (5.15) и (5.16), можно определить температуру начала саморазогрева, если известны размеры штабеля и предполагаемый срок хранения данного материала. Можно определить также длительность периода безопасного хранения, зная размеры штабеля и начальную температуру вещества, либо допустимые размеры штабеля - по начальной температуре и предполагаемой длительности хранения вещества.
Контакт самовозгорающихся химических веществ с воздухом происходит обычно при повреждении тары, розливе жидкости, расфасовке веществ, при сушке, открытом хранении твердых измельченных, а также волокнистых, листовых и рулонных материалов, при вскрытии аппаратов для осмотра и ремонта, при откачке жидкостей из резервуаров, когда внутри резервуаров имеются самовозгорающиеся отложения.
Наиболее специфичными для производственной аппаратуры являются случаи самовозгорания отложений сернистых соединений железа и термополимеров. Сернистые соединения железа образуются в результате химического взаимодействия сероводорода или свободной серы со стенками стальных аппаратов. Этот процесс протекает чаще всего при переработке и хранении сернистых нефтей и нефтепродуктов, хранении, очистке и переработке природного и попутного нефтяного газа, а также отходящих газов нефтепереработки, получении и очистке генераторных газов, водорода, коксового газа и т. д.
Наиболее активным по склонности к самовозгоранию является закисный сульфид железа. Окисление сернистых соединений железа начинается с подсыхания поверхности и соприкосновения ее с кислородом воздуха. При этом температура постепенно повышается, появляется голубой дымок, а затем небольшие язычки пламени. В результате отложения разогреваются иногда до 600...700° С. Избежать самовозгорания сернистого железа можно путем химической очистки от сероводорода поступающих на обработку веществ, а также постепенным окислением образовавшихся в аппаратах самовозгорающихся отложений. Замедляют процесс окисления самовозгорающихся соединений путем добавки небольшого количества воздуха (до 0,5%) к водяному пару, подаваемому на продувку аппаратов, либо путем заполнения аппарата водой и постепенного снижения ее уровня. Очистку стенок аппаратов следует вести при постоянном смачивании их водой, а получающиеся зачистки сразу же удалять и подвергать уничтожению.
Когда производственный процесс связан с использованием веществ, склонных к полимеризации, имеется возможность образования так называемых термополимеров. Они представляют собой рыхлое губчатое вещество со значительным количеством неиспользованных в процессе полимеризации кратных связей. Наличие этих связей и развитая поверхность термополимера определяют его способность к окислению и самовозгоранию при соприкосновении с воздухом.
Образование термополимеров предупреждают введением ингибиторов, устранением в технологической линии застойных участков и тупиков. Образовавшиеся термополимеры удаляют с поверхности аппаратов с такими же мерами предосторожности, с какими удаляют сернистые соединения железа.
Самовозгорающиеся вещества следует хранить изолированно от других огнеопасных веществ, препятствуя их соприкосновению с воздухом, вводить ингибиторы, тормозящие процесс окисления. Веществ, воспламеняющихся при взаимодействии с водой, на производстве имеется значительное количество. Выделяющееся при этом тепло может вызвать воспламенение образующихся или при мыкающих к зоне реакции горючих веществ. К веществам, воспламеняющимся или вызывающим горение при соприкосновении с водой, следует отнести щелочные металлы, карбид кальция, карбиды щелочных металлов, негашеную известь, фосфористый кальций, фосфористый натрий, сернистый натрий, гидросульфит натрия. Многие из этих веществ (щелочные металлы, карбиды) при взаимодействии с водой образуют горючие газы, воспламеняющиеся от теплоты реакции:
2K + 2H 2 O = 2KOH + H 2 + Q.
При взаимодействии небольшого количества (3...5 г) калия и натрия с водой развивается температура выше 600...650° С. Если взаимодействуют более крупные куски, происходят взрывы с разбрызгиванием расплавленного металла. В мелкораздробленном состоянии щелочные металлы воспламеняются во влажном воздухе. Сильное разогревание может произойти при взаимодействии карбида кальция с водой:
CaC 2 + 2H 2 O = Ca(OH)2 + C 2 H2+Q.
Для разложения 1 кг химически чистого карбида кальция необходимо 0,562 кг воды. При таком или меньшем количестве воды в "зоне реакции развивается температура до 800...1000° С. При этом куски карбида кальция раскаляются до свечения. Естественно, что образующийся в таких условиях ацетилен воспламеняется при контакте с воздухом, так как температура его самовоспламенения равна 335° С. При взаимодействии карбида с большим количеством воды ацетилен не воспламеняется, потому что тепло реакции поглощается водой. Карбиды щелочных металлов при соприкосновении с водой реагируют со взрывом.
Некоторые вещества, например негашеная известь, являются негорючими, но теплота реакции их с водой может нагреть соприкасающиеся горючие материалы до температуры самовоспламенения. Так, при контакте стехиометрического количества воды с негашеной известью температура в зоне реакции может достичь 600° С:
CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 + Q.
Известны случаи пожаров деревянных складов, в которых хранилась негашеная известь. Пожары возникали, как правило, вскоре после дождя: вода попадала на негашеную известь через неисправную крышу или через щели пола.
Во влажном состоянии гидросульфид натрия и сернистый натрий интенсивно окисляются на воздухе с выделением свободной серы и большого количества тепла. Выделяющееся тепло нагревает серу до воспламенения (при влажности 10% воспламенение серы наступает при температуре 242° С).
Опасен контакт с водой алюминийорганических соединений, так как триэтилалюминий, диэтилалюминийхлорид, триизобутилалю-миний и другие подобные им вещества взаимодействуют с водой со взрывом.
Контакт веществ с водой или влагой воздуха происходит обычно при повреждении аппаратов и трубопроводов, при неисправности тары, а также при открытом хранении этих веществ. Однако вода может проникнуть в помещение и через открытые проемы в стенах, при неисправности покрытия или пола, при повреждении водопроводной линии и системы водяного отопления, при конденсации влаги из воздуха и т. п. Взрывы или усиление начавшегося пожара могут иметь место при попытках тушить подобные вещества водой или пеной. Выбор средств и способов тушения производится с учетом свойств веществ, обращающихся в производстве.
Воспламенение химических веществ при взаимоконтакте - явление, часто наблюдающееся в производстве. Чаще всего такие случаи происходят при действии окислителей на органические вещества. В качестве окислителей выступают хлор, бром, фтор, окислы азота, азотная кислота, перекиси натрия, бария и водорода, хромовый ангидрид, двуокись свинца, хлорная известь, жидкий кислород, селитры (нитраты аммония, щелочных и щелочноземельных металлов), хлораты (соли хлорноватой кислоты, например бертолетова соль), перхлораты (соли хлорной кислоты, например хлорнокислый натрий), перманганаты (соли марганцевой кислоты, например марганцовокислый калий), соли хромовой кислоты и др.
Окислители, соприкасаясь или смешиваясь с органическими веществами, вызывают их воспламенение. Некоторые окислители (селитры, хлораты, перхлораты, перманганаты, соли хромовой кислоты) образуют смеси с органическими веществами, взрывающиеся от незначительного механического или теплового воздействия.
Некоторые смеси окислителей и горючих веществ способны воспламеняться при действии на них серной или азотной кислоты или небольшого количества влаги. Алюминийорганические соединения, входя в контакт с кислотами, спиртами и щелочами, реагируют со взрывом. Многие инициаторы, катализаторы и порообразователи, широко используемые в производстве синтетических смол, пластических масс, синтетических волокон и каучука, воспламеняются и взрываются при взаимодействии с другими веществами. Пожароопасные свойства некоторых инициаторов и порофоров указаны в табл. 5.1.
На заводе синтетического каучука произошел взрыв емкости с гидроперекисью изопропилбензола (гиперизом), который вызвал повреждения производственных коммуникаций, фасада здания и лестничной клетки. Гипериз, используемый в качестве инициатора при производстве бутадиенстирольного каучука, поступал на завод в металлических бочках и перекачивался по резиновому шлангу в приемную емкость. Около бочек с гиперизом находились бочки с триэтаноламином. По ошибке в емкость с гидроперекисью стали закачивать триэтаноламин. Произошла бурная реакция, вызвавшая разложение всей массы гидроперекиси с указанными выше последствиями.
Реакции взаимодействия окислителя с горючим веществом способствуют измельченность вещества, повышенная начальная его температура, а также наличие инициаторов химического процесса. В некоторых случаях реакции носят характер взрыва. Поэтому окислители нельзя хранить совместно с другими горючими веществами, нельзя допускать какого-либо контакта между ними, если это не обусловлено характером технологического процесса.
Таблица 5.1
| Вещество | Пожароопасные свойства |
| Метил уретанбензолсуль-фогидразид (ЧХЗ-5) | Горючее вещество. В смеси с сильными окислителями взрывается |
| Динитрозопентамети-лентетрамин (ЧХЗ-18) | Нестойкое горючее вещество. Дает вспышку в смеси с кислотами и щелочами, взрывается с сильными окислителями |
| Азодинитрилизомасляной кислоты (ЧХЗ-57) | Чувствителен к воздействию температуры, трению, удару. Температура воспламенения 60" С, самовоспламенения 240° С. При контакте с кислотами взрывается. |
| Персульфат аммония | Сильный окислитель. В смеси с органическими соединениями может вызвать взрыв |
| Персульфат калия | Сильный окислитель. Активно окисляет органические соединения, воспламеняет бумагу, ткани, древесину |
| Перекись водорода | Сильный окислитель. В концентрированном виде воспламеняет все органические вещества и склонна к взрывному распаду |
| Гидроперекись изопропилбензола (гипериз) | Взрывается в смеси с некоторыми органическими веществами и солями |
Вещества, способные к воспламенению и взрыву при нагревании или механических воздействиях. Некоторые химические вещества нестойки по своей природе, способны разлагаться с течением времени под действием температуры, трения, удара и других факторов. Это, как правило, эндотермические соединения, и процесс их разложения связан с выделением большего или меньшего количества тепла. Это и взрывчатые вещества - селитры, перекиси, гидроперекиси, карбиды некоторых металлов, ацетилениды, ацетилен, диацетилен, порофоры и др.
Нарушение технологического регламента при производстве, использовании или хранении таких веществ, воздействие на них источников тепла (например приборов отопления, горячих продук топроводов) и особенно действие возможного пожара могут привести к взрывному их разложению. Подобные случаи неоднократно наблюдались при осуществлении процессов нитрации органических соединений, при получении перекисей и гидроперекисей, ацетилена и тому подобных веществ.
На нефтехимическом предприятии произошел взрыв ректификационной колонны с гидроперекисью изопропилбензола. Силой взрыва колонну (высотой 13 м, диаметром 2,2 м) сорвало с фундамента открытой площадки и отбросило в сторону. Возник пожар. Перед аварией колонна находилась в состоянии пуска. В процессе пуска произошло замерзание воды в системе захолаживания (отвод избыточного количества тепла из зоны химической реакции), что вызвало повышение температуры в, нижней части колонны до 99° С (вместо положенных по регламенту 90° С), разложение гипериза и взрыв.
Известны случаи, когда пожар, возникший на одной из установок, приводил к взрывному разложению продукта, находящегося в аппаратах этой установки, вызывая мощные взрывы оборудования с полным разрушением установки и повреждением аппаратов соседних установок.
Склонностью к взрывному распаду под действием повышенных давления и температуры обладает ацетилен. Наличие в ацетилене диацетилена и высших полиацетиленов усиливает опасность взрывного разложения газа. Диацетилен - взрывоопасный горючий газ, от искры и нагретого тела воспламеняется со взрывом. Около 12% диацетилена делает ацетилен способным к взрывному разложению даже при нормальном давлении. Не меньшей опасностью обладает бутиндиол. Это горючее вещество с температурой самовоспламенения 343° С. Горение протекает с сильным взрывом. При нагревании, перегонке, взаимодействии со щелочами, галогенами и солями тяжелых металлов происходит его взрывообразное разложение.
Еще раз следует отметить, что нестойкие химические вещества, способные к воспламенению и взрыву при нагревании и механических воздействиях, нельзя хранить вместе с другими горючими веществами. Следует строго придерживаться правил, регламентированных соответствующими нормами.
§ 5.5. Тепловое проявление электрической энергии -
Механизм воспламенения горючих смесей и систем сложен. Условия теплового самовоспламенения возникают при образовании и нагревании горючей среды во всем объеме аппарата, а также при переработке и хранении горючих волокнистых, сыпучих, пористых и т. п. материалов, которые имеют склонность к самовозгоранию.
При достаточно малой начальной температуре скорость реакции окисления в горючей смеси практически равна нулю. С ростом температуры происходит увеличение скорости реакции. Наконец, при некоторой температуре начинается быстрое возрастание и скорости реакции, и температуры. Этот процесс завершается пламенным горением - происходит так называемый тепловой взрыв.
В процессах теплового самовоспламенения большую роль играет теплообмен с окружающей средой.
Иной механизм наблюдается при вынужденном поджигании, т.е. при быстром локальном нагреве относительно холодной горючей смеси. В зоне такого нагрева возникает быстрая реакция горения, но за пределами зоны химическая реакция не протекает. Из зоны реакции происходит интенсивный отвод тепла к окружающей холодной взрывоопасной смеси. Образование устойчивого фронта пламени, которое будет существовать после удаления инициатора горения (источника зажигания), происходит при нагревании определенного (критического) объема горючей смеси до температуры, превышающей температуру ее самовоспламенения. Величина критического объема горючих паро- и газовоздушных смесей обычно составляет 0,5-1 мм 3 , а температура поджигания превышает 1300-1500 °С.
Открытое пламя и высоконагретые продукты сгорания топлива используются для нагрева веществ до высоких температур и проведения химических реакций, для получения тепловой, электрической энергии, а также механической работы в различных аппаратах и установках (печах, реакторах, котлах, двигателях и т. д.), при электро- и газосварке, пайке. Открытое пламя возникает при сжигании отходов производства или аварийных выбросов на факельных установках.
Высоконагретые продукты сгорания топлива (дымовые газы) используются в процессах тепловой сушки сельскохозяйственных продуктов и сырья, окрашен ных изделий и древесины и в других процессах.
Температура пламени достигает 1200-1400 °С, его энергия и длительность действия настолько велики, что пламя способно воспламенять любые горючие смеси, поджигать горючие жидкости и твердые горючие материалы, поддерживать горение трудногорючих веществ и материалов.
Фрикционные искры (искры удара и трения) образуются в результате перехода механической энергии в тепловую при ударах подвижных стальных частей машин о неподвижные, при работе инструментом ударного действия, при переработке твердых кусковых материалов или волокнистых и пылевидных материалов с твердыми инородными включениями (камнями, кусками металла и пр.). При достаточно сильных ударах отрывающиеся частицы стали размером 0,1-0,5 мм нагреваются, окисляются кислородом воздуха и загораются. Несмотря на то, что температура искр достигает 1650 °С, они поджигают далеко не все горючие паро- и газовоздушные смеси. Экспериментально установлено, что водород, ацетилен, этилен, окись углерода и пары сероуглерода образуют горючие смеси с воздухом, которые воспламеняются искрами удара и трения. Искры, образовавшиеся при ударах и трении алюминия о ржавое железо, поджигают любые горючие смеси (например, в вентиляторах с колесом из алюминия и кожухом из нелегированной стали). Это объясняется образованием термита и сгоранием его при высокой(около 3500 °С) температуре.
Фрикционные искры, попав на поверхности с отложениями горючих пылей или волокон, приводят к появлению очагов тления - более мощных источников зажигания, которые способны воспламенять даже пылевоздушные горючие смеси.
Разряды статического электричества происходят при образовании высоких потенциалов в процессе электризации веществ и материалов. Статическая электризация возникает в потоке органических жидкостей при их удельной электрической проводимости менее 10-7 (Ом·м)-1, при разбрызгивании жидкостей.
В струе пара или газа, при трении твердых разнородных тел и тому подобных процессах. Искровые разряды имеют весьма высокие температуры, поэтому их воспламеняющую способность оценивают энергией электростатического разряда, которая пропорциональна квадрату разности потенциалов. Разность потенциалов при движении химически чистых растворителей по трубам достигает 4000-5000 В, а для воспламенения, например, паров бензола достаточно искры, которая образуется при разности потенциалов 300 В. Искровые разряды, которые возникают при разности потенциалов около 5000 В, воспламеняют почти все горючие смеси газов, паров и пылей с воздухом.
Сжатие газов в компрессорах производят с целью их транспортировки и хранения, для интенсификации технологических процессов. Работа, которая затрачивается на сжатие газа, приводит к росту температуры сжатого газа и компрессора. Конечная температура газа пропорциональна степени сжатия (отношению конечного давления к начальному): с ростом степени сжатия увеличивается конечная температура. Даже при регламентном режиме эксплуатации компрессоров температура сжимаемого газа повышается до 120-220 °С. При различных нарушениях режима происходит значительный рост температуры газа и компрессора. Это приводит к интенсивному испарению и термическому разложению смазочных масел, образованию нагаромасляных отложений в нагнетательных трубопроводах, взрывоопасных концентраций и их воспламенению.
Самовозгорание веществ в процессах сушки, транспортировки, хранения, а также при остановке аппаратов на осмотр, чистку и ремонт происходит достаточно часто. К веществам, которые склонны к самовозгоранию, относятся каменныйи древесный уголь, сажа, порошкообразные и губчатые металлы (алюминий, титан, магний, никель и др.), фрезерный торф, сено, силос, клеенка, волокнистые и пористые материалы, пропитанные растительными маслами и животными жирами, скипидаром, олифой, и целый ряд других продуктов и материалов. Самовозгорание представляет собой процесс низкотемпературного окисления материалов, который заканчивается тлением или пламенным горением. Условия теплового самовозгорания зависят от вида материала и его характеристик, от температуры и влажности окружающей среды, от удельной поверхности материала и интенсивности теплообмена с окружающей средой.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
зажигание пожар горение
Введение
2. Виды источников зажигания
Заключение
Список литературы
Введение
Пожарная безопасность является важнейшей обязанностью каждого члена общества и проводится в общегосударственном масштабе, так как пожары наносят большой материальный ущерб и в ряде случаев сопровождаются гибелью людей.
Противопожарная защита имеет своей целью изыскание наиболее эффективных, экономически целесообразных и технически обоснованных способов и средств предупреждения пожаров и их ликвидации с минимальным ущербом при наиболее рациональном использовании сил и технических средств тушения.
Пожарная безопасность - это состояние объекта, при котором исключается возможность пожара, а в случае его возникновения используются необходимые меры по устранению негативного влияния опасных факторов пожара на людей, сооружения и материальных ценностей.
Пожарная безопасность может быть обеспечена мерами пожарной профилактики и активной пожарной защиты. Пожарная профилактика включает комплекс мероприятий, направленных на предупреждение пожара или уменьшение его последствий.
1. Краткая информация об источниках зажигания
ИСТОЧНИК ЗАЖИГАНИЯ - объект воздействия на горючую среду, обладающий запасом энергии или температурой, достаточной для инициирования горения.
Для того чтобы вызвать горение вещества, необходимо воздействовать на него источником зажигания, под которым понимаются горящее или накаленное тело, а также электрический разряд, обладающие запасом энергии и температурой, достаточными для возникновения горения других веществ. Горение возникает и без воздействия источника зажигания, вследствие самовозгорания, которое представляет собой результат резкого увеличения скорости экзотермических реакций окисления, вызванного внешним воздействием или внутренними процессами. Независимо от механизма возгорания и природы источника зажигания, процесс возникновения горения характеризуется понятием индукционного периода, под которым понимается интервал времени нагревания вещества до момента появления признаков горения. Это время необходимо для того, чтобы вещество нагрелось до температуры испарения, термического разложения и т.д. (с соответствующим выделением горючих компонентов и их смешением с окислителем, без чего невозможно образование горючей среды), а также для доведения этой среды до состояния воспламенения или самовоспламенения. Для процесса самовозгорания твердых веществ также характерен период индукции, в течение которого активизируются процессы самонагревания, реализующиеся, в конце концов, в возгорании.
2. Виды источников зажигания
1. ТЕРМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ЗАЖИГАНИЯ
Открытый огонь (непотушенной спички; топки; печи; зажигалки; паяльной лампы; керосинового нагревательного или осветительного прибора; свечи; газовой горелки; костра; факела; огневого реактора; газовой плиты и т.п.).
Нагретая поверхность (огневого воздухонагревателя; печи; радиатора; трубопровода; химического реактора; установки для адиабатического сжатия прессуемых пластмасс и т.п.).
Искры (из топки; двигателей внутреннего сгорания; огневой сушилки; при газосварке и т.п.).
Очаг тления (непотушенная сигарета; головешка; остатки непотушенного костра; частицы угля, шлака).
Нагретый газ (как продукт химических реакций и сжатия газов; газообразные продукты сгорания, выходящие из огневых сушилок, печей, двигателей внутреннего сгорания, топок; образующиеся при горении факелов, костров и т.п.).
2. МЕХАНИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ЗАЖИГАНИЯ
Разогретые от трения детали и материалы (подшипники при перекосе, заклинивании, дефектах смазки; транспортерные ленты; приводные ремни на шкивах механизмов при пробуксовке, заклинивании, перегрузке; волокна материала, намотанного на вал; обрабатываемые на станках материалы при увеличении скорости резания, сверления, увеличении глубины подачи, работе затупленным инструментом и т.п.).
Искры фрикционные (при шлифовании; работе металлическим инструментом; перемещении камней, частиц металла в дробилках и измельчителях; ударах лопатки вентилятора о кожух, крышки металлического люка - о раму и т.п.).
3. САМОВОЗГОРАНИЕ
Очаг тепловыделения при микробиологических процессах.
Очаг тепловыделения при химической реакции (при самовозгорании пирофорного вещества; взаимодействии вещества с водой; взаимодействии вещества с кислородом воздуха; взаимодействии веществ друг с другом).
Очаг внутреннего тепловыделения при внешнем тепловом, физическом воздействии на вещество (тепла; света; удара; трения).
4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ЗАЖИГАНИЯ
Разряд атмосферного электричества (прямой удар молнии; вторичное воздействие; занос высокого потенциала молнии).
Разряд статического электричества между проводящими телами.
Газовый разряд (дуговой; искровой; тлеющий; коммутационный).
Нагретая поверхность токопроводников, корпусных деталей (при коротком замыкании; токовой перегрузке в электросетях вследствие увеличения момента на валу электродвигателя - при повышении напряжения в сети, подключении дополнительного электроприемника, несоответствии сечения электропроводки нагрузке в сети, аварийном отключении одной фазной линии питания трехфазного двигателя; при увеличении электросопротивления из-за переходного сопротивления на контактирующих деталях - в электронагревательных приборах для отопления, приготовления пищи, в электроосветительных приборах с лампами накаливания и люминесцентными светильниками; при наличии на элементах электротехнических устройств тока утечки; при попадании напряжения на корпус электротехнических устройств или детали, которые нормально током не обтекаются).
Раскаленные частицы металла (при коротком замыкании; электрической сварке; выключении и включении в коммутирующих аппаратах).
Вид источника зажигания характерен для определенных условий и процессов и отражается на динамике развития пожара. Однако для горючего материала не принципиально, чем обусловлена высокая температура нагретой поверхности: электронагревательным элементом, огневой топочной камерой или вихревыми токами, наведенными в стальном изделии за счет действия электромагнитного поля. Все эти подробности относятся к стадии диагностирования природы источника зажигания, чтобы затем уже говорить о причастности соответствующего явления к возникновению пожара. Сама же природа происхождения источника зажигания не имеет принципиального значения на стадии решения вопроса о том, возгорается ли данное вещество (данный материал) в известных условиях.
Сравнительный анализ показывает, что для экспертных исследований наиболее характерно решение задач относительно следующих видов источников зажигания:
1) открытый огонь;
2) нагретая поверхность (при контакте с веществом);
3) нагретая поверхность (при тепловом излучении);
4) нагретый газ;
5) горящие частицы (искры);
6) раскаленные частицы вещества (искры фрикционные, частицы металла и шлака в зоне газоэлектросварочных работ и т.п.);
7) очаг тления;
8) очаг внутреннего тепловыделения микробиологической природы;
9) очаг внутреннего тепловыделения при химической реакции;
10) очаг внутреннего тепловыделения при тепловом воздействии;
11) дуговой газовый разряд;
12) искровой газовый разряд.
3. Параметры предполагаемого источника зажигания
Параметры предполагаемого источника зажигания можно определить расчетным или опытным путем, а горючей среды - по справочной литературе.
В условиях производства существует большое количество различных источников зажигания.
Вероятность возникновения источника зажигания принимают равной нулю в следующих случаях:
если источник не способен нагреть вещество выше 80% значения температуры самовоспламенения вещества или температуры самовозгорания вещества, имеющего склонность к тепловому самовозгоранию;
если энергия, переданная тепловым источником горючему веществу (паро-, газо-, пылевоздушной смеси) ниже 40% минимальной энергии зажигания;
если за время остывания теплового источника он не способен нагреть горючие вещества выше температуры воспламенения;
если время воздействия теплового источника меньше суммы периода индукции горючей среды и времени нагрева локального объема этой среды от начальной температуры до температуры воспламенения.
По времени действия различают:
постоянно действующие (они предусмотрены технологическим регламентом при нормальном режиме работы оборудования);
потенциально возможные источники зажигания, возникающие при нарушениях технологического процесса.
По природе проявления различают следующие группы источников зажигания:
открытый огонь и раскаленные продукты сгорания;
тепловое проявление механической энергии;
тепловое проявление химических реакций;
тепловое проявление электрической энергии.
Следует иметь в виду, что эта классификация носит условный характер. Так, открытый огонь и раскаленные продукты сгорания имеют химическую природу проявления. Однако, учитывая особую пожарную опасность, эту группу принято рассматривать отдельно.
Открытый огонь и раскаленные продукты сгорания.
Под производственными источниками зажигания следует понимать такие источники, существование или появление которых связано с осуществлением технологических процессов производств.
4. Производственные источники зажигания
Производственные источники зажигания характеризуются воспламеняющей способностью, которую оценивают упрощенно - путем сравнения температуры, теплосодержания и времени его теплового действия с соответствующими характеристиками горючей смеси.
В условиях производства для осуществления многих технологических процессов используется открытое пламя, например, в аппаратах огневого действия (трубчатых печах, реакторах, сушилках и т. п.), при производстве огневых работ, при сжигании выбрасываемых в атмосферу паров и газов на факельных установках.
Поэтому открытый огонь и раскаленные продукты сгорания обычно используются или образуются в огневых печах, заводских факельных установках и при проведении огневых работ. Кроме этого, высоконагретые продукты сгорания, образующиеся при сжигании топлива в топках и двигателях внутреннего сгорания; искры топок и двигателей, образующиеся в результате неполного сгорания твердого, жидкого или газообразного топлива.
Мероприятия, предупреждающие пожары от открытого огня и раскаленных продуктов горения:
Изоляция аппаратов огневого действия:
Рациональное размещение на открытых площадках;
Устройство противопожарных разрывов;
Устройство между аппаратами огневого действия и газопароопасными аппаратами экранов в виде стен или отдельных закрытых линий, выполненных из негорючих материалов;
Устройство паровых завес по периметру печей с газоопасных сторон.
Соблюдение правил пожарной безопасности при проведении огневых работ.
Изоляция высоконагретых продуктов сгорания:
Контроль за состоянием дымовых каналов;
Защита высоконагретых поверхностей (трубопроводов, дымовых каналов) теплоизоляцией;
Устройство противопожарных разделок и отступок и т.п.
Защита от искр при работе топок и двигателей:
Соблюдение оптимальных температур и соотношения между топливом и воздухом в горючей смеси;
Контроль за техническим состоянием и исправностью устройств для сжигания топлива;
Систематическая очистка внутренних поверхностей топок, дымовых каналов и двигателей внутреннего сгорания от сажи и нагаромасляных отложений;
Ограничение источников огня, не вызванных потребностями технологического процесса:
Оборудование мест для курения;
Применение горячей воды, пара, для обогрева замерзших труб;
Распаривание и очистка скребками отложений в аппаратах вместо их выжигания.
Тепловое проявление механической энергии.
При взаимном трении тел за счет совершения механической работы происходит их разогрев. При этом механическая энергия переходит в тепловую. Тепловой нагрев, т. е. температура трущихся тел в зависимости от условий трения может быть достаточной для воспламенения горючих веществ и материалов. При этом нагретые тела выступают в качестве источника зажигания.
В производственных условиях наиболее распространенными случаями опасного нагрева тел при трении являются:
удары твердых тел с образованием искр;
поверхностное трение тел;
сжатие газов.
Удары твердых тел с образованием искр.
При определенной силе удара некоторых твердых тел друг о друга могут образовываться искры, которые называют искрами удара или трения.
Искры представляют собой нагретые до высокой температуры (раскаленные) частицы металла или камня (в зависимости от того, какие твердые тела участвуют в соударении) размером от 0,1 до 0,5 мм и более.
Температура искр удара из обычных конструкционных сталей достигает температуры плавления металла - 1550 °С.
Несмотря на высокую температуру искры ее воспламеняющая способность сравнительно невысока, т. к. из-за малых размеров (массы) запас тепловой энергии искры очень мал. Искры способны воспламенить парогазовоздушные смеси, имеющие малый период индукции, небольшую минимальную энергию зажигания. Наибольшую опасность в этой связи представляют ацетилен, водород, этилен, оксид углерода и сероуглерод.
Воспламеняющая способность искры, находящейся в покое, выше летящей, так как неподвижная искра медленнее охлаждается, она отдает тепло одному и тому же объему горючей среды и, следовательно, может его нагреть до более высокой температуры. Поэтому искры, находящиеся в покое, способны воспламенить даже твердые вещества в измельченном виде (волокна, пыли).
Искры в условиях производства образуются при работе с инструментом ударного действия (гаечными ключами, молотками, зубилами и т. п.), при попадании примесей металла и камней в машины с вращающимися механизмами (аппараты с мешалками, вентиляторы, газодувки и т. п.), а также при ударах подвижных механизмов машины о неподвижные (молотковые мельницы, вентиляторы, аппараты с откидными крышками, люками и т. п.).
Мероприятия по предупреждению опасного проявления искр от удара и трения:
Применение во взрывоопасных зонах (помещениях) применять искробезопасного инструмента.
Обдув чистым воздухом места производства ремонтных и др. работ.
Исключение попадания в машины металлических примесей и камней (магнитные уловители и камнеуловители).
Для предупреждения искр от ударов подвижных механизмов машин о неподвижные:
Тщательная регулировка и балансировка валов;
Проверка зазоров между этими механизмами;
Недопущение перегрузки машин.
Применять искробезопасные вентиляторы для транспортировки паро- и газовоздушных смесей, пылей и твердых горючих материалов.
В помещениях получения и хранения ацетилена, этилена и т.п. полы выполнять из неискрящего материала или застилать их резиновыми ковриками.
Поверхностное трение тел.
Перемещение относительно друг друга соприкасающихся тел требует затраты энергии на преодоление сил трения. Эта энергия почти целиком превращается в теплоту, которая, в свою очередь, зависит от вида трения, свойств трущихся поверхностей (их природы, степени загрязнения, шероховатости), от давления, размера поверхности и начальной температуры. При нормальных условиях выделяющееся тепло своевременно отводится, и этим обеспечивается нормальный температурный режим. Однако при определенных условиях температура трущихся поверхностей может повыситься до опасных значений, при которых они могут стать источником зажигания.
Причинами роста температуры трущихся тел в общем случае является увеличение количества тепла или уменьшение теплоотвода. По этим причинам в технологических процессах производств происходят опасные перегревы подшипников, транспортных лент и приводных ремней, волокнистых горючих материалов при наматывании их на вращающиеся валы, а также твердых горючих материалов при их механической обработке.
Мероприятия по предупреждению опасного проявления поверхностного трения тел:
Замена подшипников скольжения на подшипники качения.
Контроль за смазкой, температурой подшипников.
Контроль за степенью натяжения транспортерных лент, ремней, не допущение работы машин с перегрузкой.
Замена плоскоременных передач на клиноременные.
Для предупреждения наматывания волокнистых материалов на вращающиеся валы используют:
применение свободнонасаженных втулок, кожухов и т.п. для защиты открытых участков валов от контакта с волокнистым материалом;
предотвращение перегрузки;
устройство специальных ножей для срезания наматывающихся волокнистых материалов;
установка минимальных зазоров между валом и подшипником.
При механической обработке горючих материалов необходимо:
соблюдать режим резания,
своевременно затачивать инструмент,
использовать локальное охлаждения места резания (эмульсии, масла, вода и т.п.).
5. Электрический ток как источник зажигания
Электрический ток является одним из распространенных источников зажигания в современных зданиях. Мы не случайно поставили его на второе место после открытого огня, так как более 10% пожаров происходит вследствие аварийной работы электрических сетей и приборов.
Необходимо отметить, что данный вид источников зажигания менее опасен, чем открытый огонь и, при правильной эксплуатации электросети, наличии надежных защитных устройств, вероятность пожара сводится к нулю.
Что необходимо знать о пожарной опасности электроустановок, т.е. жилого (хозяйственного и т.п.) помещения вместе со всеми электрическими сетями, коммуникациями и приборами? Прежде всего, что источником зажигания является тепло, выделяемое электрическими сетями и приборами в аварийных режимах работы. Короткое замыкание, перегрузка, переходные сопротивления - характерные проявления аварийных режимов.
К каждой линии электросети должно подключаться столько электроприборов, чтобы их общая мощность не превышала расчетной мощности сети. Для сети освещения в 220 В с предохранителями в 6 А мощность составляет 1. ЗкВт, с предохранителями в 10 А - 2,2 кВт. Зная паспортные значения мощности электроприборов, нетрудно подсчитать общее их количество, допустимое к подключению в электросеть. Но и здесь у вас не будет проблем, если в электросчетчике установлены автоматические предохранители: всякое превышение установленной для сети мощности будет сопровождаться автоматическим отключением электроэнергии. Но если у вас пробковые предохранители с "жучками", то в этом случае общая мощность электросети увеличивается на толщину "жучка", что ведет к перегрузке электросети.
Перегрузкой называется такое явление, когда по электрическим проводам и электрическим приборам идет ток больше допустимого. Опасность перегрузки объясняется тепловым действием тока. При двукратной и большей перегрузке сгораемая изоляция проводников воспламеняется. При небольших перегрузках происходит быстрое старение изоляции и срок ее диэлектрических свойств сокращается. Так, перегрузка проводов на 25% сокращает срок службы их примерно до 3-5 месяцев вместо 20 лет, а перегрузка на 50% приводит в негодность провода в течение нескольких часов.
Коротким замыканием (КЗ) называется всякое замыкание между проводами, или между проводом и землей (под "землей" здесь понимается любое токопроводящее изделие, отличное от провода, в т. ч. и тело человека). Причиной возникновения КЗ является нарушение изоляции в электрических проводах и кабелях, машинах и аппаратах, которое вызывается: перенапряжениями; старением изоляции; механическими повреждениями изоляции; прямыми ударами молнии. При возникновении КЗ в цепи ее общее сопротивление уменьшается, что приводит к увеличению токов в ее ветвях по сравнению с токами нормального режима.
Переходным сопротивлением (ПС) называется сопротивление, возникающее в местах перехода тока с одного провода на другой или с провода на какой-либо электроаппарат при наличии плохого контакта в местах соединений и оконцеваний (при скрутке, например). При прохождении тока в таких местах за единицу времени выделяется большое количество теплоты. Если нагретые контакты соприкасаются с горючими материалами, то возможно их воспламенение, а при наличии взрывоопасных смесей взрыв. В этом и заключается опасность ПС, которая усугубляется тем, что места с наличием переходных сопротивлений трудно обнаружить, а защитные аппараты сетей и установок, даже правильно выбранные, не могут предупредить возникновение пожара, так как электрический ток в цепи не возрастает, а нагрев участка с ПС происходит только вследствие увеличения сопротивления.
Искрение и электродуга есть результат прохождения тока через воздух. Искрение наблюдается при размыкании электрических цепей под нагрузкой (например, когда вынимается электровилка из электророзетки), при пробое изоляции между проводниками, а также во всех случаях при наличии плохих контактов в местах соединения и оконцевания проводов и кабелей. Под действием электрического поля воздух между контактами ионизируется и, при достаточной величине напряжения, происходит разряд, сопровождающийся свечением воздуха и треском (тлеющий разряд). С увеличением напряжения тлеющий разряд переходит в искровой, а при достаточной мощности искровой разряд может быть в виде электрической дуги. Искры и электродуги при наличии в помещении горючих веществ или взрывоопасных смесей могут быть причиной пожара и взрыва.
А сейчас сформулируем общие принципы пожарной безопасности от искр, дуг, перегрузок, коротких замыканий и переходных сопротивлений. Эти явления невозможны, если:
Правильно производить соединение и оконцевание проводников;
Тщательно соединять провода и кабели (пайкой, сваркой, опрессовкой, специальными сжимами);
Правильно выбирать сечение проводников по нагреву электрическим током;
Ограничить параллельное включение токоприемников в сеть;
Создавать условия для охлаждения проводов электроприборов и аппаратов;
Применять только калиброванные плавкие предохранители или автоматические выключатели;
Проводить планово-предупредительные осмотры и измерения сопротивления изоляции проводов и кабелей;
Устанавливать быстродействующие аппараты защиты (с чем повседневно успешно справляется АСТРО*УЗО);
Защищать от окисления разъединяемые контакты.
Заключение
Пожар невозможен там, где нет контакта горючего вещества с источником зажигания. Особое внимание уделите открытому огню. Если источник зажигания невозможно исключить на 100%, то помещение рекомендуется защищать средствами автоматической защиты и тушения пожара (например, самосрабатывающими огнетушителями). Электрическая энергия является потенциальным источником зажигания, если нет надежной защиты электросети от токов короткого замыкания и перегрузок. Покидая помещение, отключите электроэнергию. Горящие электрические приборы необходимо обесточить и, если горение не прекратилось, залить водой или накрыть плотной тканью. Для тушения электроприборов рекомендуется использовать порошковые огнетушители. Они эффективно локализуют зону горения и не наносят побочного вреда электронным устройствам и микросхемам. Строго соблюдайте инструкции по хранению веществ и материалов. Храните пожаровзрывоопасные вещества в строго ограниченных количествах. Средства обнаружения и тушения пожара, а также противодымной защиты должны постоянно находиться в исправном состоянии. Пути эвакуации не допускается отделывать сгораемыми материалами и загромождать, а двери (люки) эвакуационных выходов забивать гвоздями или запирать на неоткрывающиеся запоры. В случае обнаружения первых признаков пожара немедленно звоните по телефону 01 и затем попытайтесь самостоятельно потушить возгорание. Однако в случаях, когда дым и температура препятствуют подходу к очагу пожара, немедленно покиньте помещение. Не забудьте закрыть окна и двери в квартире, чтобы уменьшить приток свежего воздуха в помещение. В некоторых случаях при недостатке кислорода происходит самозатухание пожара.
Список литературы
1. Пожарная безопасность и предупреждение чрезвычайных ситуаций: Словарь терминов и определений. Бариев Э. Р., ред., 2004. - 200 с.
2. В.Г. Атаманюк "Гражданская оборона: Учебник для вузов" под ред. Д.И. Михайлика. - М.: "Высшая школа", 1986. - 125 с.
3. Безопасность жизнедеятельности: Конспект лекций: Пособие для подготовки к экзаменам. Басаков М.И., авт.-сост., 2003. - 135 с.
4. Основы безопасности жизнедеятельности. Алексеенко В.А., Матасова И.Ю., 2001. - 187 с.
5. "Безопасность в чрезвычайных ситуациях: Учебник" под ред. Н.К. Шишкина. - М., ГУУ, 2000. - 90 с.
6. В.Е. Анофриков, С.А. Бобок, М.Н. Дудко, Г.Д. Елистратов "Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие для вузов" / ГУУ. - М.: ЗАО "Финстатинформ", 1999. - 125 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Условия возникновения пожара: образование горючего вещества, наличие окислителя, появление источника зажигания. Расчет параметров источников пожара. Оценка необходимого времени эвакуации людей из помещения. Основные меры по предотвращению пожара.
контрольная работа , добавлен 26.02.2012
Рассмотрение особенностей развития пожаров, начинающихся со стадии тлеющего горения. Основные признаки возникновения огня от маломощного источника зажигания. Изучение версии о возникновении пожара в результате протекания процессов самовозгорания.
презентация , добавлен 26.09.2014
Определение и сущность процесса горения. Виды иточников зажигания, классификация веществ по горючести. Фазы горения твердых, жидких и газообразных веществ. Условия огнетушения, огнетушащие вещества и материалы. Их целевое назначение и классификация.
контрольная работа , добавлен 13.12.2009
Исследование технологического процесса переработки нефти. Характеристика возможных причин и условий самопроизвольного возникновения горения и зажигания горючих смесей. Разработка мероприятий по обеспечению пожарной безопасности технологических процессов.
реферат , добавлен 29.02.2016
Пожарная профилактика как комплекс мероприятий, направленных на предупреждение пожара или уменьшение его последствий. Этапы разработки экспертной системы проверки качества асфальтобетонного дорожного покрытия в области обеспечения пожарной безопасности.
курсовая работа , добавлен 16.02.2016
Возникновение ситуаций, осложняющих формирование и выявление очаговых признаков. Возникновение множественных первичных очагов пожара, их отличие от очагов горения. Нивелирование и исчезновение очаговых признаков в ходе развития горения. Пробежка пламени.
презентация , добавлен 26.09.2014
Пути возникновения и этапы развития горения. Физические закономерности формирования очаговых признаков пожара. Понятие очага пожара и классификация очаговых признаков. Конвекция, лучистый теплообмен, кондукция, их вклад в формирование очаговых признаков.
презентация , добавлен 26.09.2014
Установление источника зажигания и непосредственной технической причины пожара. Основные аварийные режимы электросетей и признаки их причастности к возникновению пожара. Главные задачи и последовательность осмотра электрооборудования на месте пожара.
презентация , добавлен 26.09.2014
Назначение, устройство и принцип действия пускового двигателя ПД-10У; диагностика и проведение регламентных работ по установке зазоров в свече зажигания и прерывателя магнето. Техника безопасности при техническом обслуживании и ремонте системы зажигания.
дипломная работа , добавлен 26.01.2014
Процесс горения и условия его перехода в стадию пожара. Особенности горения различных веществ и выбор метода борьбы. Классификация материалов и помещений по пожарной опасности. Причины возникновения и способы тушения пожара. Расход воды на пожаротушение.
(инициаторов горения)
Внутренние (скрытые) источники тепловой энергии – окислительные экзотермические реакции, приводящие к самовозгоранию (самовоспламенению). Воспламенение (загорание) произойдет, если время теплового воздействия внешнего или внутреннего источника теплоты на горючую смесь будет не менее периода, необходимого для развития реакции с формированием фронта пламени, способного к дальнейшему самопроизвольному распространению.
Пути и скорость распространения пламени и развития пожара определяются видом технологического процесса, агрегатным состоянием горючих материалов, размерами производства, техническим состоянием оборудования, уровнем и надежностью противопожарной защиты т.д. и т.п. Это 3-ий фактор ПО, который в каждом отдельном случае требует специального анализа и конкретизации.
2.4. В течение 12-13 мин. преподаватель дает пояснения об образовании горючей среды и технических решения по предупреждению возникновения этой опасности в различных аппаратах, в производственных помещениях и на открытых технологических площадках, где обращаются горючие жидкости, газы или твердыми материалы (пыль, порошки, волокна).
Различные технологические аппараты с пожаровзрывоопасными веществами при определенных условиях могут явиться местом возникновения пожара или взрыва. Для выявления возможности возникновения горения внутри технологического оборудования необходимо, прежде всего, оценить возможность образования в нем горючей среды.
Для оценки возможности образования горючей среды внутри технологического оборудования необходимо знать основные режимные параметры (рабочую температуру, давление, концентрацию и др.). Эти данные содержатся в технологической документации и являются определяющими при оценке возможности образования горючей среды. К технологической документации относятся технологическая часть проекта (на стадии проектирования производства) и технологический регламент (на стадии эксплуатации производства).
Условия образования горючей среды в аппаратах с веществами различного агрегатного состояния (газ, жидкость, твердое – пыль, порошок, волокно) несколько отличаются и в каждом отдельном случае имеют свои особенности, которые вы рассмотрите на практических занятиях и семинаре.
В закрытых аппаратах с жидкостями горючая среда может образоваться только в том случае, когда над поверхностью (зеркалом) жидкости имеется свободный объем. Сам факт и скорость образования ГС будет зависеть от наличия в этом пространстве окислителя (например, кислород воздуха), от вида (ЛВЖ или ГЖ) и физико-химических свойств жидкости, условий проведения технологического процесса.
Наличие над зеркалом жидкости свободного пространства является необходимым, но не достаточным условием для образования горючей среды. Достаточным условием является уровень концентрации паров, находящийся в концентрационных пределах РП, т.е.
Для аппаратов с неподвижным уровнем жидкости (например, для аппаратов непрерывного действия) оценка возможности образования горючей среды может быть сделана по температуре. При этом, необходимо чтобы рабочая температура жидкости t р была соизмерима со значениями температурных пределов распространения пламени и выполнялось условие:
. (2.2)
Итак, возможность образования горючей среды в закрытых аппаратах с ГЖ и ЛВЖ может быть оценена путем:
Проверки наличия над зеркалом жидкости свободного паровоздушного объема;
Сравнения рабочей концентрации паров жидкости с концентрационными пределами воспламенения;
Сравнения рабочей температуры жидкости в аппарате со значениями температурных пределов воспламенения.
Основными направлениями защиты от образования горючей среды в аппаратах с горючими и легковоспламеняющимися жидкостями являются:
1. Ликвидация свободного паровоздушного объема одним из следующих способов:
· полное заполнение аппаратов жидкостью;
· хранение горючих и легковоспламеняющихся жидкостей под защитным слоем специальных ПАВ или устройств (плавающая крыша, понтон и др.);
· применение резинотканевых резервуаров.
2. Обеспечение безопасного температурного режима работы аппаратов , то есть поддержание рабочей температуры t р ниже нижнего или выше верхнего температурных пределов воспламенения (с учетом коэффициентов безопасности):
(t н - 10) ³ t р ³ (t в + 15). (2.3)
3. Использование негорючих (инертных) газов для заполнения свободного пространства аппаратов и передавливания горючих жидкостей.
4. Применение систем соединяющих между собой паровоздушные пространства различных емкостных аппаратов , позволяющих снизить концентрацию кислорода в паровоздушной смеси менее 16 % об., когда горение паров становится невозможным.
Аппараты с газами . Такие аппараты всегда находятся под избыточным давлением, поэтому поступление воздуха в них невозможно, а, следовательно, невозможно и образование горючей среды.
Для предупреждения образования горючей среды внутри аппаратов с ГГ необходимо предусматривать следующие мероприятия и технические решения:
· поддерживать рабочую концентрацию горючего газа в смеси с окислителем за пределами области воспламенения, то есть ниже нижнего и выше верхнего пределов распространения пламени;
· применять системы автоматической подачи негорючих (инертных) газов в объем аппаратов для разбавления (флегматизации) горючей смеси.
· обеспечивать непрерывный автоматический контроль и сигнализацию об опасности содержания в ГГ окислителя или же горючего газа в окислителе.
· предусматривать системы автоматической блокировки, обеспечивающие прекращение подачи одного из компонентов горючей смеси, а в некоторых случаях сразу двух компонентов, при опасных отклонениях концентрации от рабочих параметров.
В технологическом оборудовании с твердыми горючими веществами и материалами горючая среда может образоваться при тепловом воздействии на них, в результате их самонагревания, при механической обработке до пылевидного состояния или получения волокон, порошка и т.п.
Сами твердые горючие вещества и материалы не способны образовывать в смеси с воздухом горючую среду. Если же их нагреть до некоторых критических температур, то может начаться процесс разложения с выделением летучих. Так, в процессе пиролиза древесины при температурах 150 - 275 о С происходит ее разложение менее с выделением окиси углерода, уксусной кислоты, метана, водорода и других газообразных веществ. Выделяющиеся продукты разложения в среде окислителя при определенных условиях могут образовывать горючую смесь. В таких случаях оценку возможности образования горючей среды в технологическом оборудовании производят, как и в случае с ЛВЖ, ГЖ или ГГ, по условию (2.1).
Основными мерами защиты от образования горючей среды в аппаратах с твердыми горючими веществами и материалами, которые подвергаются тепловому воздействию или склонны к самонагреванию, являются:
· применение систем автоматического контроля за температурой материала и температурой в аппарате;
· применение систем автоматического регулирования температуры в аппаратах;
· применение систем автоматического контроля концентрации горючих продуктов термического разложения в аппарате.
· применение систем автоматической подачи негорючих (инертных) газов в объем аппаратов для разбавления горючей смеси.
Технологические аппараты с горючими пылями (порошками, волокнами) характеризуются значительной пожарной опасностью. При работе мельниц, дробилок, хлопковых разрыхлителей, центробежных классификаторов, систем пневмотранспорта образуется очень большое количество пыли. Пыль в таких аппаратах может находиться во взвешенном состоянии (аэрозоль) и в осевшем состоянии (аэрогель). В первом случае пожарная опасность пылей рассматривается как для газов и паров, во втором случае ― как для твердых веществ и материалов.
Повышенную опасность для технологического оборудования представляет осевшая пыль. Обладая развитой поверхностью контакта с окислителем, она в отложившемся состоянии может самовозгораться, а при взвихрении образовывать горючую концентрацию. Это обстоятельство обуславливает характерную особенность циклического протекания пылевых взрывов. Сначала, как правило, происходит первичный взрыв (вспышка) небольшой мощности в локальной зоне технологического оборудования. Образующаяся при этом взрывная волна приводит к взвихрению оставшейся пыли и образованию горючей пылевоздушной смеси в значительно большем объеме. Происходит повторный взрыв, который часто приводит к разрушению оборудования и образованию горючей концентрации уже в объеме производственного цеха. Мощность последнего взрыва может оказаться достаточной для разрушения всего здания, в котором размещается производство. Такое развитие событий характерно для аварийных ситуаций на зернофабриках, мукомольных заводах и элеваторах,
Для предупреждения образования горючей среды внутри технологического оборудования с горючими пылями (порошками, волокнами) необходимо предусматривать следующие мероприятия и технические решения:
1. Применять, по возможности, менее пылящие технологические процессы (мокрые способы обработки, измельчение с увлажнением, вибрационный помол).
2. Использовать инертные газы или минеральные (неорганические) пыли для разбавления (флегматизации) пылевоздушного пространства аппаратов.
3. Применять инертные газы для пневматической транспортировки
взрывоопасных пылей.
4. Оборудовать системы аспирации (местные отсосы) у пылящего технологического оборудования.
· Исключать возможность оседания горючей пыли на внутренних поверхностях аппаратов и трубопроводов.
5. Оборудовать аппараты и трубопроводы специальными лючками, обеспечивающими доступ для очистки внутренних поверхностей от отложений пыли.
В производственных помещениях и на открытых технологических площадках горючие паро-, газо- и пылевоздушные смеси образуются в двух случаях:
1. При выходе горючих веществ из нормально действующих технологических аппаратов, что, как правило, допускается технологическим регламентом.
2. При выходе горючих веществ из поврежденного по каким-либо причинам технологического оборудования (аварийная ситуация).
При нормальных режимах работы оборудования горючая среда на технологических участках может образовываться в том случае, если по условиям технологии применяются:
Аппараты с открытой поверхностью испарения (окрасочные ванны, ванны для пропитки изделий, ванны для промывки и обезжиривания деталей, закалочные ванны и т. п.). Горючая концентрация паров жидкости в смеси с воздухом над поверхностью таких аппаратов будет образовываться когда рабочая температура жидкости t р выше ее температуры вспышки:
(2.5)
Для предупреждения образования горючей среды при использовании аппаратов с открытой поверхностью испарения необходимо предусматривать следующие мероприятия и технические решения:
· использовать по возможности закрытые (герметичные) аппараты;
· заменять ЛВЖ и ГЖ на пожаробезопасные жидкости и составы;
· поддерживать рабочую температуру горючей жидкости ниже температуры вспышки (с учетом коэффициента безопасности):
t р < (t всп – 10) (2.6)
· производить выбор наиболее рациональной формы открытого аппарата, позволяющей иметь минимальную величину поверхности испарения;
· использовать системы местных отсосов или улавливания выделяющихся при испарении паров жидкости непосредственно у аппаратов.
Аппараты с дыхательными устройствами. Данные аппараты представляют собой закрытые емкости, внутренний объем которых сообщается с окружающей средой через дыхательные устройства (дыхательные трубы, клапана и т.п.). К таким аппаратам относятся резервуары, мерники, дозаторы и другие емкости, работа которых по условиям технологии требует изменения уровня жидкости (демонстрация слайда 10).
Лектор поясняет рисунок. Слайд остается на экране до демонстрации следующего по тексту слайда:
Слайд 10. Схема большого дыхания резервуара:
а – до начала заполнения; б – в период заполнения; 1- наполнительная линия; 2 – корпус; 3 – дыхательный клапан; 4 – уровень жидкости; 5 – расходная линия.
На практике различают малое и большое дыхание аппаратов. Под большим дыханием понимается вытеснение паров наружу или подсос воздуха внутрь аппарата при изменении в нем уровня жидкости (при наполнении и опорожнении). Под малым дыханием понимается вытеснение паров наружу или подсос воздуха внутрь аппарата при изменении температуры в его газовом пространстве. При этом уровень жидкости остается неизменным. Образование горючей среды у дыхательных устройств возможно, если рабочая температура жидкости в аппарате больше или равна НТПР:
(3.7)
В этих случаях для предупреждения образования горючей среды снаружи аппаратов необходимо:
· герметизация внутреннего объема аппаратов путем установки специальных дыхательных клапанов;
· применение газоуравнительных систем, соединяющих между собой паровоздушные объемы различных емкостных аппаратов, за счет чего исключается выход паров в окружающее пространство;
· устройство систем улавливания и утилизации вытесняемых через дыхательные устройства паров (адсорбционные, абсорбционные, холодильные и другие установки);
· применение плавающих крыш и понтонов;
· снижение количества выбросов от малых дыханий, возникающих вследствие нагрева аппаратов от солнечной радиации (окраска аппаратов в светлые тона, орошение, устройство теплоизоляции);
· вывод дыхательных труб за пределы помещения.
Аппараты, периодически открываемые для выгрузки и загрузки веществ. Оценка возможности образования горючей среды в объеме помещений или локальных зонах в таких случаев может быть произведена путем сравнения фактической концентрации горючих веществ j ф со значением нижнего концентрационного предела распространения пламени j н. Горючая среда будет образовываться, если выполняется условие:
(2.8)
Для предотвращения образования горючей среды вследствие эксплуатации аппаратов периодического действия на практике необходимо предусматривать следующие меры:
· заменять по возможности аппараты периодического действия на герметичные аппараты непрерывного действия;
· максимально герметизировать загрузочные и разгрузочные устройства аппаратов;
· предусматривать системы местных отсосов горючих газов, паров и пылей у мест их сосредоточенного выхода из аппаратов (открываемые крышки, люки для взятия проб и т.п.).
Герметичные аппараты, работающие под избыточным давлением. При эксплуатации таких аппаратов даже при их исправном состоянии могут происходить небольшие утечки горючих веществ через прокладки, швы, разъемные соединения, уплотнения валов, плунжеров и т.п. Причины нарушения герметичности запланировано разобрать на практических занятиях для конкретных аппаратов и процессов.
Для уменьшения количества утечек при эксплуатации герметичных аппаратов необходимо:
· применять сварку, пайку и развальцовку для неразъемных соединений;
· использовать легкодеформируемые и износоустойчивые прокладочные материалы (фибру, резину, асбест, паронит и т.п.) для разъемных соединений;
· применять по возможности вместо сальниковых уплотнений торцевые уплотнения;
· оборудовать местные отсосы у мест установки сальниковых уплотнений;
· проводить проверку технологического оборудования на герметичность перед пуском, после ремонта, обслуживания, длительного простоя, а также через определенные периоды эксплуатации, оговоренные технологической инструкцией.
Наибольшую пожарную опасность технологическое оборудование представляет в случае аварийных ситуаций , когда нарушается его нормальный режим работы и происходит повреждение аппаратов и коммуникаций . Вероятность возникновения аварийных и чрезвычайных ситуаций связанных с пожарами или приводящих к ним на промышленных объектах будет сведена в будущем к минимуму, если Вы отнесетесь с пониманием и ответственностью к изучению дисциплины ПБТП в совокупности с другими предметами курса подготовки инженеров пожарной безопасности.
Таким образом, пожарная безопасность технологических процессов определяется свойствами горючей среды (фактор-1), особенностями источников воспламенения (фактор-2) и путями распространения пожара (фактор-3). Для инженерных решений по обеспечению ПБ производства необходимо:
Знать и понимать сущность процессов, происходящих в тех или иных аппаратах, принцип их работы;
Уметь предвидеть причины, которые могут привести к разрушению оборудования;
Знать способы и приемы, позволяющие устранить нежелательные явления.
Задача курса «Пожарная безопасность технологических процессов» - научить видеть и предвидеть возможные пожаровзрывоопасные ситуации. Однако просто видеть и понимать суть происходящих явлений недостаточно, необходимо уметь управлять ими, принимать правильные решения. Только в этом случае может состояться специалист в области пожарной безопасности.
Подробно этот предмет Вы будете изучать на 4-5 курсах, но базой для его успешного освоения помимо данной лекции и вводных практических занятий являются фундаментальные дисциплины: химия, физика, математика; специальные дисциплины: теоретические основы процессов горения, термодинамика и теплопередача, гидравлика, пожарная тактика и др. Добросовестное их изучение – залог успешного освоения курса ПБТП.
Для возникновения пожара необходимо наличие горючего вещества, кислорода, источника воспламенения, обеспечивающего начало реакции горения. Пожар начинается именно с момента воспламенения горючего вещества.
Большинство пожаров связаны с горением газообразных веществ. Горение твердых и жидких веществ предполагает их предварительный переход в газообразную фазу. При горении жидкостей газообразная фаза образуется от испарения при кипении. При горении почти всех твердых веществ газообразная фаза возникает при тепловом разложении вещества под действием высоких температур с образованием продуктов, способных улетучиваться. Этот процесс называют пиролизом . Когда горючий материал разлагается, он выделяет пары углерода и водорода, которые при горении соединяются с кислородом воздуха. В результате этого образуются диоксид углерода и вода с выделением очень большого количества тепла.
Источники возгорания:
Открытый огонь (тлеющая сигарета, зажженная спичка, газо-пламенная горелка и др.);
Тепло от аварийной работы электросети, электрической аппаратуры, приборов;
Искры, брызги и выбросы расплавленного металла при сварочных работах;
Самовозгорание веществ и материалов.
Горючая среда - это все, что содержится внутри помещения. Горючую среду, отнесенную к 1 м 2 помещения, называют пожарной нагрузкой. За среднюю пожарную нагрузку принято принимать 50 кг горючей среды на 1 м 2 помещения.
По горючести все вещества и материалы подразделяются на три группы:
Негорючие, т.е. не способные к горению в воздухе, но которые тем не менее могут быть пожароопасными (могут выступать в роли окислителей или веществ, выделяющих горючие продукты при взаимодействии с водой; например, негорючий карбид кальция даже при контакте с влагой воздуха выделяет взрывоопасный газ ацетилен);
Трудногорючие, которые способны возгораться от источника зажигания, но самостоятельно не горят, когда этот источник удаляют;
Горючие, которые возгораются от источника зажигания и продолжают гореть после его удаления; некоторые из них могут и самовозгораться.
Каждое горючее вещество и материал имеет свою температуру воспламенения. Эта температура колеблется от отрицательных значений (для таких веществ и материалов, как бензин, керосин, лаки, краски и другие), до положительных, достаточно высоких, значений. Для большинства твердых материалов температура воспламенения не превышает 300 °С.
Время воспламенения может колебаться от мгновения до нескольких месяцев (при процессах самовозгорания).
Горючие газы, жидкости или пыли могут образовывать в производственном помещении взрывоопасные смеси. Взрыв, как правило, переходит в пожар. Смесь воздуха с испарениями растворителей может оказаться взрывоопасной средой. Такой вариант вероятен, например, в цехе окраски в случае выхода из строя системы вентиляции.
Развитие пожара во времени характеризуется тремя фазами.
Первые минут 10 (это среднее время) огонь распространяется линейно вдоль горючего материала. В это время дым заполняет помещение, пламени почти не видно; температура внутри помещения нарастает, доходит до 250…300 °С, т.е. до температуры разложения и воспламенения большинства сгораемых материалов. К концу первой фазы резко возрастает температура в зоне горения, пламя распространяется на всю пожарную нагрузку и на все конструкции. После этого пожар переходит в фазу объемного развития.
Фаза объемного развития почти всегда характеризуется мгновенным распространением пламени по всему помещению. Еще через 10 минут наступает разрушение остекления и увеличивается приток свежего воздуха, что резко ускоряет развитие пожара. Скорость выгорания достигает максимума. В этих условиях горят даже трудногорючие материалы, создаются условия для обрушения строительных конструкций. Возникают наибольшие трудности в тушении пожара. На 20…25-й минуте от начала пожара происходит его стабилизация, которая продолжается 20…30 мин. После этого пожар идет на убыль, если не имеет возможности распространения на другие помещения.
В третьей фазе происходит догорание материала. Температура в зоне горения остается высокой, растет расход огнетушащих веществ, некоторые из них оказываются малоэффективными.
При проектировании различных объектов, учитывая их специфику (взрыво- и пожароопасность), закладывают строительные конструкции определенной огнестойкости. Огнестойкость - это способность строительной конструкции сопротивляться воздействию высокой температуры в условиях пожара и сохранять способность выполнять обычные эксплуатационные функции.
Категории помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. Согласно Нормам пожарной безопасности НПБ 105-95, предусматривается разделение промышленных и складских помещений, зданий и сооружений на категории по взрывопожарной и пожарной опасности. Это необходимо для установления требований к указанным объектам по застройке, планировке, этажности, размещению помещений, выбору строительных материалов и конструкций, инженерного оборудования и т.д.
Помещения, в зависимости от веществ, применяемых в технологических процессах или являющихся конечным продуктом производства, относятся к пяти категориям - от А (высшей по взрывопожарной и пожарной опасности) до Д (низшей).
На железнодорожном транспорте к категории А относят, например, участки окраски кузовов, сушильно-пропиточные отделения, нефтеналивные установки. К категории Б - полимерный цех, цех ремонта топливной аппаратуры, столярные и деревообрабатывающие цехи. К категории В - производства с использованием масел, мазутов, обмоточные отделения, полировочные трансформаторные помещения, склады твердых горючих веществ, административные помещения с горючей мебелью и оборудованием. К категории Г - помещения котельных, цехи с применением нагрева, плавки, сварки и других технологий, использующих вещества в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии. К категории Д относятся помещения и склады с негорючими материалами, оборудованием, изделиями.
Loading...