Пожарная безопасность производств ,связанных с обращением горючих газов

К техническим мероприятиям относится соблюдение противопожарных норм и правил при конструировании и проектировании зданий, оборудования, содержание в исправном состоянии оборудования, строгий контроль за соблюдением правил эксплуатации оборудования и соблюдения правил и инструкций по противопожарной безопасности, применение автоматических устройств обнаружения, оповещения и тушения пожаров.

К мерам пожарной профилактики при проектировании и строительстве относятся: повышение огнестойкости зданий и сооружений; зонирование территории (планировка с учетом признаков пожарной опасности); противопожарные разрывы; противопожарные преграды; обесᴨȇчение безопасных путей эвакуации (не менее двух выходов); удаление из помещения дыма при пожаре (применение аэрационных фонарей, дымовых люков, легкосбрасываемых конструкций); соблюдение противопожарных требований к системам отопления и кондиционирования воздуха.

Мероприятия режимного характера регулируют режим и правила работы. Курение допускается только в сᴨȇциально отведенных местах, оборудованных урнами и емкостями с водой. В этих местах должны быть вывешены надписи "Место для курения".

Эксплуатационными мероприятиями являются своевременные ремонты, осмотр, испытания оборудования.

Механическая обработка металлов

Процессы механической обработки металла, древесины, пластмасс, минералов и других твердых веществ и материалов, всегда связаны с использованием горючих жидкостей, наличием взрывоопасных концентраций паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостях, пожаро- и взрывоопасной пылью. Эти процессы связанны с повышением температуры, что может в свою очередь вызвать пожар или взрыв.

Для обработки металла используют токарные, сверлильные, шлифовальные, зуборезные и сварочные работы с применением соответствующего оборудования. Механическая обработка металлов, связанна с применением значительных сил, на преодоление сил трения, что в свою очередь вызывает нагрев материала.

Основным фактором влияющим на степень разогрева материала, являются скорость резанья, подачи режущего инструмента, качество заточки инструмента и механическое и технологическое свойство материала. При нормальных условиях тепло отводится в окружающую среду, и оно не представляет опасности. С повышением скорости резанья и подачи инструмента, количество теплоты увеличивается и исходный материал (обрабатываемый) может стать источником зажигания.

Горючим материалом в цехах холодной обработки металла, в основном являются масла, применяемые в системах смазки станков, для охлаждения резцов и инструментов. Металл, поступающий на склад, в целях защиты от коррозий, всегда покрывается слоем смазки. Эта смазка вместе с отходами попадает на транспортерную ленту, транспортеры загрязняются и создаются условия для возникновения и распространения пожара.

Особую пожарную опасность представляет обработка Mg, Ti, Zr и их сплавов. Магниевая пыль загорается даже от искры, процесс горения проходит в виде взрыва. Пыль и стружка магния и его сплавов при наличии небольшого количества масел самовозгораются. Еще более опасно магниевая пыль наэлектризовавшись может воспламениться, что представляет большую опасность в системах, на которых она оседает (воздуховоды, аспирационные установки).

Главное требование пожарной безопасности, при процессах обработки металлов, сводится к следующему:

1. соблюдение установленного режима  обработки (скорость резания, пиления, шлифования, величина подачи);

 

2. недопущения для работы тупого  инструмента и станков, неприспособленных  для этих целей;

3. соблюдения исправности и эффективности  работы систем охлаждения станков (систему подачи воды, блокируют  с системой пуска станка);

4. соблюдением исправности масленой  системы, выход масла в наружу  должен быть исключен;

5. регулярная очистка транспортера  от масленых загрязнений, с использованием  технических моющих средств;

6. электрическое оборудование станков  должно быть в соответствии  исполнениям;

7. для сплавов используются огнетушащие  составы марки ПС-1,ПС-2.

Опасные факторы пожаров

Опасный фактор пожара – фактор пожара, воздействие которого приводит к травме, отравлению или гибели человека, а также к материальному ущербу. ГОСТ 12.1.033-81.

Требуемый уровень обеспечения пожарной безопасности людей должен быть не менее 0,999999 предотвращения воздействия опасных факторов в год в расчете на каждого человека, а допустимый уровень пожарной опасности для людей должен быть н е более 10-6 воздействия опасных факторов пожара, превышающих предельно допустимые значения,  в год в расчете на каждого человека.

Опасными факторами, воздействующими на людей и материальные ценности, являются:

· пламя и искры;

· повышенная температура окружающей среды, предметов и т.п.;

· токсичные продукты горения и термического разложения;

· дым;

· пониженная концентрация кислорода.

К вторичным проявлениям опасных факторов пожара, воздействующим на людей и материальные ценности, относятся:

· осколки, части разрушившихся аппаратов, агрегатов, установок, конструкций;

· радиоактивные и токсичные вещества и материалы, вышедшие из разрушенных аппаратов и установок;

· электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие части конструкций, аппаратов, агрегатов;

· опасные факторы взрыва по ГОСТ 12.1.010, происшедшего вследствие пожара;

· огнетушащие вещества.

Расчет критерия Пекле

1.Огнезадерживающие устройства

По производственным коммуникациям пожар и взрыв распространяются в тех случаях, если внутри трубопроводов, воздуховодов, траншей, туннелей или лотков образовалась горючая среда, когда трубопроводы с этой горючей средой работают неполным сечением, если в системе заводской канализации на поверхности воды имеется слой горючей жидкости, когда имеются горючие отложения на поверхности труб, каналов и воздуховодов, если в системе находятся газы, газовые смеси или жидкости, способные разлагаться с воспламенением под воздействием высокой температуры или давления. Огонь в таких случаях может распространиться по транспортерам, элеваторам и другим транспортным устройствам, а также через незаделанные проемы в стенах и перекрытиях.

Чтобы предотвратить распространение огня по производственным коммуникациям применяют сухие огнепреградители, огнепреградители в виде гидравлических затворов, затворы из твердых измельченных материалов, автоматические задвижки и заслонки, водяные завесы, перемычки, засыпки и т. п.

Известны различные принципы и методы расчета огнепреградителей, основанные на различных предположениях о механизме теплопотерь из зоны пламени и гашения пламени.

Метод Я. Б. Зельдовича в отечественной практике является общепринятым, но не распространяется на особые условия горения, когда не происходит теплоотвода в нагретые стенки канала.

2. Расчет критерия Пекле

В теоретических работах Я. Б. Зельдовича показано, что на пределе распространения пламени в трубках малого диаметра достигается постоянство числа Пекле. Последующими экспериментальными исследованиями установлено, что на пределе гашения пламени величина числа Пекле колеблется в пределах 60 ... 80 и примерно одинакова для всех горючих смесей и огнегасящих насадок в широком диапазоне изменения условий опыта. По этой закономерности легко найти величину критического диаметра огнепреградителя.

Число Пекле применительно к данному условию выражается как

где Ре- число Пекле, на пределе гашения пламени равное 65;

а - коэффициент температуропроводности горящей смеси (м/с2 );

uн - нормальная скорость распространения пламени (м/с);

d – диаметр клапана огнепреградителя (м).

Установлено, что при Пекле менее 65, горение в узком клапане не возможно.

Для критических условиях.

где λ - коэффициент теплопроводности горючей смеси (Вт/м·К);

Ср – удельная теплоемкость горючей смеси (Дж/кг·К);

р - плотность горючей смеси (кг·м3 ).

Согласно уравнению газового состояния, pV=GRT,

где R - газовая постоянная(Дж/кг·К);

Т - температура горючей смеси (К);

р - давление горючей смеси (Па);

G - количество горючей смеси.

Подставляя и решая уравнение относительно критического диаметра канала, получим:

В соответствии с экспериментальными данными действительный диаметр канала огнегасящей насадки огнепреградителя должен быть взят с учетом двойного коэффициента запаса надежности.

Если насадка огнепреградителя состоит из гранулированных тел (зерен гравия, стеклянных или фарфоровых шариков, колец), приходится от вычисленного размера, канала переходить к размеру гранулы. Диаметр каналов (пор), образующихся в слое насадки из одинаковых по размеру гранул, по форме близких к шарообразным частицам, принимают равным 0,25...0,36 величины диаметра шарика, откуда

где drp - диаметр гранулы.

Характеристика аварийной ситуации

Технологическое оборудование и осуществляемые в нем технологические процессы разрабатываются таким образом, чтобы при нормальных условиях эксплуатации опасность не возникала. Однако аварийные ситуации имеют место. Под «аварией» понимают выход из строя, повреждение какого-либо аппарата, машины и т. п. во время работы, движения. В большинстве случаев аварии, независимо от их характера, являются следствием ошибок, допущенных на стадиях разработки, проектирования, изготовления, монтажа, эксплуатации, обслуживания и ремонта производственного оборудования.

По каждой предполагаемой аварии из предварительного перечня, составленного для машины или аппарата, выясняют причину повреждения; степень повреждения (локальное повреждение, полное разрушение); расход и длительность утечки (в том числе общее количество вышедшего вещества); размер наружной опасной зоны (в результате рассеивания газа, растекания и испарения жидкости); условия воспламенения и характер первичного очага пожара.

Каждая авария связана либо с локальным повреждением технологического оборудования, либо с полным разрушением аппарата.

Аварии и повреждения оборудования с горючими веществами обычно приводят к вспышкам, взрывам и пожарам на производствах.

В данной главе рассматриваются общие для всех аварий (то есть не зависящие от места и причины) методы определения расхода и длительности утечек, количества вышедшего вещества, динамика образования и роста размера наружной опасной зоны.

Определение категорий помещений

По взрывопожарной и пожарной опасности помещения подразделяются на категории А, Б, B1 - В4, Г и Д.

Категории взрывопожарной и пожарной опасности помещений определяются для наиболее неблагоприятного в отношении пожара или взрыва периода, исходя из вида находящихся в аппаратах и помещениях горючих веществ и материалов, их количества и пожароопасных свойств, особенностей технологических процессов.

Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности принимаются в соответствии с табл. 1.

Определение категорий помещений следует осуществлять путем последовательной проверки принадлежности помещения к категориям, приведенным , от высшей (А) к низшей (Д).

При расчете значений критериев взрывопожарной опасности в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором во взрыве участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий взрыва.

В случае если использование расчетных методов не представляется возможным, допускается определение значений критериев взрывопожарной опасности на основании результатов соответствующих научно-исследовательских работ, согласованных и утвержденных в установленном порядке.

Количество поступивших в помещение веществ, которые могут образовать взрывоопасные газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется исходя из следующих предпосылок:

а) происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно;

б) все содержимое аппарата поступает в помещение;

в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат, по прямому и обратному потокам в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов.

Расчетное время отключения трубопроводов определяется в каждом конкретном случае исходя из реальной обстановки и должно быть минимальным с учетом паспортных данных на запорные устройства, характера технологического процесса и вида расчетной аварии.

Расчетное время отключения трубопроводов следует принимать равным:

времени срабатывания системы автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов;

120 с, если вероятность отказа  системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование  ее элементов;

300 с при ручном отключении.

Не допускается использование технических средств для отключения трубопроводов, для которых время отключения превышает приведенные выше значения.

Под «временем срабатывания» и «временем отключения» следует понимать промежуток времени от начала возможного поступления горючего вещества из трубопровода (перфорация, разрыв, изменение номинального давления и т. п.) до полного прекращения поступления газа или жидкости в помещение.

Быстродействующие клапаны-отсекатели должны автоматически перекрывать подачу газа или жидкости при нарушении электроснабжения.

В исключительных случаях в установленном порядке допускается превышение приведенных выше значений времени отключения трубопроводов специальным решением соответствующих федеральных министерств и других федеральных органов исполнительной власти по согласованию с Госгортехнадзором России на подконтрольных ему производствах и предприятиях и МЧС России;