Вопрос №52. Что такое пожар? Условия возникновения пожара.
Пожар – неуправляемое, несанкционированное горение веществ, материалов и газовоздушных смесей вне специального очага, и приносящее значительный материальный ущерб, поражение людей на объектах и подвижном составе, которое подразделяется на наружное и внутреннее, открытое и скрытое;
– это горение веществ, характеризующееся существенными размерами распространения, высокими температурами и продолжительностью, представляющее опасность для людей.
Для того чтобы произошло возгорание, необходимо наличие трёх условий:
1. Горючие вещества и материалы
2. Источник зажигания – открытый огонь, химическая реакция, электроток.
3. Наличие окислителя, например кислорода воздуха.
Сущность горения заключается в следующем – нагревание источников зажигания горючего материала до начала его теплового разложения. В процессе теплового разложения образуется угарный газ, вода и большое количество тепла. Выделяется также углекислый газ и сажа, которая оседает на окружающем рельефе местности. Время от начала зажигания горючего материала до его воспламенения называет временем воспламенения .
С момента воспламенения начинается пожар.
Вопрос №53. Горючая среда, условия воспламенения в горючей среде.
Горючая среда – это среда, способная воспламеняться при воздействии источника зажигания. Горючая среда состоит из горючего вещества и окислителя. Окислителем обычно бывает кислород воздуха.
По горючести вещества и материалы подразделяются на три группы:
Негорючие (несгораемые) – вещества и материалы, неспособные к горению в воздухе;
Трудно горючие (трудно сгораемые) – вещества и материалы, способные возгораться в воздухе от источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания;
Горючие (сгораемые) – вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления.
Возникновение и продолжение горения возможно при определенном количественном соотношении горючего вещества и кислорода, а также при определенной температуре и тепловой энергии источника воспламенения.
Абсолютное большинство горючих веществ независимо от их агрегатного состояния при нагревании переходят в паро- или газообразные продукты и, перемешиваясь с кислородом воздуха, образуют горючую смесь, которая при дальнейшем нагревании воспламеняется. Этот процесс воспламенения есть не что иное, как окисление составных частей газовой смеси, протекающее по цепной реакции.
Нагрев вещества до возникновения его горения может быть вызван различными источниками. Но во всех случаях тепловое воздействие источников сводится к нагреванию вещества до температуры воспламенения или температуры самовоспламенения.
Температурой воспламенения называется та температура, до которой нужно нагреть вещество, его часть или поверхностный слой, обращенный к источнику воспламенения, чтобы оно загорелось от источника воспламенения и продолжало гореть после его удаления.
Фактически горит не само вещество, а продукты его разложения, выделяющиеся пары и газы в смеси с кислородом воздуха.
Нагрев вещества или его поверхностного слоя до температуры воспламенения необходим потому, что только при этом условии горючее вещество выделяет такое количество газов и паров пли продуктов разложения, которое не только образует с воздухом горючую смесь, но и может обеспечить устойчивое горение вещества до его полною сгорания.
Итак, для процесса горения необходимо наличие горючей среды и источника воспламенения.
Вопрос №54. Источники воспламенения.
Источник воспламенения (зажигания) – средство энергетического воздействия, инициирующее возникновение горения.
К источникам зажигания относятся:- электрический разряд;- источники нагревания поверхности оборудования и (или) его частей;- разряд статического электричества, наведенного на неметаллические оболочки оборудования и (или) его части;- фрикционное искрение при соударении оборудования и (или) его частей, изготовленных из материалов, содержащих легкие сплавы;- блуждающие электрические токи и катодная защита от коррозии;- удары молнии;- источники электромагнитных, ультразвуковых, оптических и ионизирующих излучений;- адиабатическое сжатие и ударные волны;- экзотермические реакции, включая самовоспламенение пыли.
Похожая информация:
- I. Перечень вопросов для проведения проверки знаний кандидата на получение свидетельства частного пилота с внесением квалификационной о виде воздушного судна - самолет
Источники зажигания, которые встречаются в условиях производства, очень разнообразные по причинам их возникновения, происхождения, а также по своим параметрам.
Чтобы обнаружить возможность появления в ГС источников зажигания и оценить, насколько предусмотренные мероприятия защиты предотвращают их появлене, необходимо рассмотреть все виды потенциальных источников зажигания.
Источники зажигания условно классифицируются:
открытый огонь и раскаленные продукты горения;
тепловые проявления химических реакций;
тепловые проявления механической энергии;
тепловые проявления электрической энергии.
Технологический процесс иногда ведут с использованием установок, где применяется открытое пламя для обработки металлов и других веществ, а также происходит утилизация отходов или сушка разных веществ с применением в качестве теплоносителей продуктов сгорания.
Раскаленные продукты горения, образующиеся в топках печей, котлов, ДВС и других агрегатов имеют температуру больше 1000°С, которой достаточно для зажигания практически любой среды (горючей пыли, волокнистых материалов, газо-паровоздушной смеси).
К тепловым проявлениям химических реакций относятся все химические реакции, которые протекают с выделением тепла в количестве, достаточном для нагрева применяемых веществ и материалов до температуры самовоспламенения.
К тепловым проявлениям механической энергии относятся искры, образующиеся при трении и ударах, а также тепло, выделяющееся при сжатии газов.
К тепловым проявлениям электрической энергии относятся искры КЗ, нагрев в местах больших переходных сопротивлений и при перегрузках, разряды атмосферного и статического электричества и другие.
Пример: В результате попадания дождевой воды в помещение склада шелкового комбината произошла химическая реакция натрия, который хранился в 55 барабанах гидросульфата (окислитель для отбеливания тканей). Вследствие химической реакции была загазована территория комбината и создалась угроза распространения отравляющего облака на близлежащий жилой массив. От влияния тепла, которое выделилось при этом, через 2 часа в складе возник пожар. Была организованна эвакуация людей с 2 жилых домов. Горение на составе было ликвидировано с помощью огнетушащего порошка.
Условия и пути распространения пожара
Развитие пожара может происходить при наличии соответствующих условий. К ним относятся: наличие в производственных помещениях запасов горючих веществ и материалов, наличие горючих конструкций, зданий и элементов технологического оборудования, позднее обнаружение пожара и несвоевременное сообщение о нем, отсутствие или неисправность первичных и стационарных систем пожаротушения, неквалифицированные действия при тушении пожара.
Быстрому распространению пожара будет оказывать содействие: наличие технологических отверстий в противопожарных препятствиях, применение транспортных систем в виде конвейеров, норий, самоточних труб, пневмотранспорта, отсутствие огнезадерживающих устройств, работающая вентиляция.
Под производственным источником зажигания следует понимать любое нагретое тело, обладающее запасом энергии, температурой и временем воздействия, достаточного для воспламенения горючей среды. Из этого определения следует, что не каждое нагретое тело способно воспламенять горючую смесь. В общем случае при оценке воспламеняющей способности внешнего источника теплоты необходимо исходить из следующих положений:
1.Температура источника зажигания t и.з. должна быть больше или равна температуре самовоспламенения горючей среды t с.в. , в контакте, с которой он находится:
Если хотя бы одно из названных условий не выполняется, то источник теплоты не обладает воспламеняющей способностью, следовательно, не может быть отнесён к источнику зажигания.
Производственными источниками зажигания в лаборатории химического осаждения паров могут являться:
– высечение искр при использовании искрящего инструмента;
– нагрев газов при сжатии в компрессорах;
– тепловое проявление лучистого тепла или высоких температур от печей;
– тепловое проявление электрической энергии (перегрузка электрических сетей, искры и дуги коротких замыканий, разряды статического электричества);
– нагревание горючих газов до температуры выше температуры самовоспламенения.
Мероприятия, предотвращающие тепловые проявления механической энергии
а) Исключение выделения искр, образующихся при ударах твердых тел для чего:
– в местах, где возможно образование взрывоопасных смесей необходимо применять искробезопасные инструменты;
– применять искробезопасные вентиляторы для транспортировки паро-и газовоздушных смесей, пылей и твердых горючих материалов;
– в помещениях получения и хранения ацетилена, этилена и т.д., полы выполнять из неискрящего материала или застилать их резиновыми ковриками.
б) Предупреждение нагрева газов при сжатии их в компрессорах:
– применять приборы автоматического контроля и защиты от повышенных давлений в нагнетательных линиях и от пониженных давлений во всасывающих;
– устанавливать предохранительные клапаны на нагнетательных линиях;
– контролировать температуру газа и охлаждающей воды.
Так, мы уже рассмотрели с вами, что в условиях производства существует большое количество различных источников зажигания.
Правда, пока еще не конкретизировали источники зажигания. Но это мы сделаем сейчас.
Говорили о нагретом теле, как источнике зажигания, говорили о точечном источнике зажигания (искре) и условиях, при которых возможно произойти воспламенение горючей смеси.
По времени действия различают постоянно действующие (они предусмотрены технологическим регламентом при нормальном режиме работы оборудования) и потенциально возможные источники зажигания, возникающие при нарушениях технологического процесса.
По природе проявления различают следующие группы источников зажигания:
открытый огонь и раскаленные продукты сгорания;
тепловые проявления механической энергии;
тепловые проявления химических реакций;
тепловые проявления электрической энергии;
статическое электричество;
грозовые разряды.
Следует иметь в виду, что эта классификация носит чисто условный характер.
Например, открытый огонь и раскаленные продукты сгорания имеют химическую природу проявления.
Однако, учитывая особую пожарную опасность, эту группу производственных источников зажигания рассматривают отдельно.
И еще одно существенное замечание.
Из перечисленных источников зажигания практически все относятся к постоянно действующим источникам зажигания, т.е. предусмотрены технологическим регламентом.
При расследовании причин возникновения пожаров один из обязательных вопросов, который рассматривает эксперт или исследователь места пожара, это штатные источники зажигания.
Так и в технологическом процессе, существуют штатные источники зажигания, которые предусмотрены технологическим регламентом.
Но, когда на производстве создается аварийная ситуация, все постоянно действующие источники зажигания могут стать потенциально возможными источниками зажигания.
Вопрос 3. Пламя, искры, раскаленные поверхности топок, двигателей, аппаратов как источники зажигания:
открытый огонь и раскаленные продукты сгорания;
искрогасители и искроуловители, их устройство и принцип действия;
способы защиты нагретых поверхностей от контакта с горючими веществами.
Открытый огонь и раскаленные продукты сгорания
Пламя, искры, раскаленные поверхности топок, двигателей, аппаратов как источники зажигания относятся к группе открытый огонь и раскаленные продукты сгорания.
Открытый огонь и раскаленные продукты сгорания обычно используются или образуются в огневых печах, заводских факельных установках и при проведении огневых работ.
Огневые печи широко используют в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Они предназначены для подогрева жидких и парогазообразных продуктов.
Пожарная опасность трубчатой печи , как точечного источника зажигания, характеризуется наличием факелов пламени по форсуночному фронту аппарата.
При сжигании в качестве топлива газообразных веществ Т гор составляет около 1300 0 С, жидких - 1200 0 С, следовательно, такие температуры значительно превышают Т смв большинства горючих веществ.
Внутренняя кладка различных типов печей при нормальной работе имеет t- 900 0 С и даже после аварийной остановки ее температура в течении 5-6 часов остается выше Т смв нагретого продукта.
Опасность огневых печей еще связана с тем, что на аппаратном дворе заводов имеются аппараты, которые являются потенциальными источниками зажигания, поскольку из них постоянно происходит выделение горючих паров и газов.
При аварии часто образуется паровоздушное облако, по отношению к которому огневые печи в целом можно рассматривать как точечный источник зажигания.
Для предупреждения опасного проявления аппаратов огневого действия предусматривают следующие мероприятия:
рациональное их размещение на открытых площадках (в виде блоков, печей с учетом «розы ветров»), ориентации огневого фронта печей относительно других аппаратов, размещение печей изолированно в помещениях;
устройство противопожарных разрывов;
устройство экранов в виде стен или отдельных закрытых зданий, выполненных из негорючих материалов;
устройство паровых завес по периметру печей с газоопасных сторон;
аварийную установку с подачей во внутренний объем водяного пара;
теплоизоляция высоконагретых поверхностей каркаса, продуктопроводов.
Факельные установки, (системы)
Факельные установки, (системы) до сих пор широко используются в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслях промышленности и предназначены для открытого сжигания парогазовых выбросов.
На них направляются сбросы горючих газов и паров, количество которых по той или иной причине временно не может быть реализовано; аварийные сбросы от предохранительных клапанов и других контрольно предохранительных устройств, установленных на технологической аппаратуре; сбросы продуктов из аппаратов перед их пропаркой, продувкой, ремонтом и т.п.
Факельные установки бывают общими на все предприятие и отдельными (специальными).
В общую факельную систему направляются сбросы горючих газов и паров, имеющих температуру не более 200 0 С, содержащих кислород в количестве не более 3%, содержащих сероводород в количестве не более 8%.
Общая факельная система состоит из газопроводов, берущих свое начало от источников (аппаратов) стравливания, общего факельного газопровода (коллектора), компрессора для перекачки сбрасываемых газов, установки сбора факельных сбросов и факельной трубы.
В состав установки сбора факельных сбросов обычно входят отбойники конденсата, газгольдеры переменного объема, компрессоры, насосы для откачки конденсата и т.п.
Опасность факельных установок, как источника зажигания заключается в наличии постоянно действующего открытого пламени.
Неправильное устройство факельных установок может привести:
к опасному тепловому воздействию открытого пламени на смежное газоопасное технологическое оборудование;
к интенсивному искрообразованию в результате неполноты сгорания;
к выбросу горящего конденсата;
а также к загазованности близлежащей территории при срыве пламени.
Для предупреждения опасного проявления открытого пламени факельной системы предусматривают:
рациональное размещение факельных труб в зависимости от рельефа местности (предпочтительнее на вышележащих участках территории предприятия) и с учетом направления господствующих ветров (возможный разлет искр, максимальное отклонение факела пламени под действием ветра);
высоту факельных труб определяют расчетом с учетом теплового излучения;
предусматривают безопасные противопожарные разрывы между факельной трубой и пожаровзрывоопасными производствами, сооружениями и отдельными аппаратами.
Для увеличения полноты сгорания сбрасываемых газов и паров, а следовательно, и для снижения образования искр факельную трубу оборудуют устройством для бездымного сжигания отходящих газов с подачей в горючую смесь водяного пара.
Для предупреждения выброса горящего конденсата из факельной трубы предусматривают многократную по длине газопроводов сепарацию жидкой фазы из сбрасываемых паров и газов с помощью уклонов факельных газопроводов, установки на них отбойников конденсата, конденсатоотводчиков, испарителей, а при необходимости теплоизоляцию и обогрев газопроводов.
Для предупреждения проскока пламени от факела в факельную трубу осуществляют непрерывную подачу сбрасываемых газов и паров с помощью газгольдеров переменного объема, сглаживающих неравномерность сброса, и двух компрессоров (один резервный).
Ограничение содержание кислорода (не более 3%) в сбрасываемых газах.
Автоматическую подачу в коллектор топливного газа в случаях прекращения поступления сбрасываемых газов, а также при отсутствии в факельной системе газгольдера.
Установку огнепреградителя на коллекторе перед вводом сбрасываемых газов и паров в факельную трубу.
Для предупреждения срыва пламени факела устраивают факельную трубу с защищенной от ветра газовой горелкой постоянного (дежурного) горения.
Увеличивают скорость движения сбрасываемых газов в устье факельной трубы, но не более 80 м/с.
Искры топок и двигателей также относятся к группе источников зажигания, как открытый огонь и раскаленные продукты сгорания.
Искры топок и двигателей образуются в результате неполного сгорания твердого, жидкого или газообразного топлива. Они представляют собой твердые тлеющие частички исходного топлива или его продуктов термического распада, взвешенные в газовом потоке продуктов сгорания.
Температура таких частиц, как правило, всегда выше температуры самовоспламенения большинства горючих веществ, обращающихся в технологическом процессе: Т ч › Т смв .
Из-за малых размеров (массы) искр их теплосодержание сравнительно невелико.
Поэтому искры относятся к малокалорийным источникам зажигания.
Они способны воспламенить только такие вещества, которые в достаточной мере подготовлены к горению: с развитой поверхностью или предварительно нагретые, и имеют небольшой период индукции.
К ним можно отнести вещества в парогазообразном состоянии при стехиометрическом (или близких к ним) концентрациях в смеси с воздухом, а также органические пыли и волокна в осевшем состоянии или в виде отложений.
Причины неполного сгорания связаны с химическим недожогом и механическим уносом топлива.
Образование искр может быть также связано с нарушением сроков очистки внутренних поверхностей топок, дымовых каналов и боровов от сажи, а также двигателей внутреннего сгорания - от нагаромасляных отложений.
Для предупреждения образования искр при работе топок и двигателей внутреннего сгорания предусматривают следующие мероприятия:
автоматическое поддержание оптимальной температуры подаваемой на сжигание горючей смеси;
автоматическое регулирование оптимального (стехиометрического с небольшим избытком воздуха) соотношения между топливом и воздухом в горючей смеси;
контроль за техническим состоянием и исправностью устройств для сжигания топлива;
предупреждение длительной работы топок и двигателей в форсированном режиме, с перегрузкой и т.п.
использование тех видов топлива, на которые рассчитаны топка и двигатель;
систематическая очистка внутренних поверхностей топок, дымовых каналов и двигателей внутреннего сгорания от сажи и нагаромасляных отложений.
Страница 4 из 14
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАЖИГАНИЯ
Источник зажигания - средство энергетического воздействия, инициирующее возникновение горения данной среды.
Под производственными источниками зажигания следует понимать такие источники, существование или появление которых связано с осуществлением технологических процессов производств.
Производственные источники зажигания характеризуются воспламеняющей способностью, которую оценивают упрощенно - путем сравнения температуры, теплосодержания и времени его теплового действия с соответствующими характеристиками горючей смеси.
При этом считают, что источник тепла опасен как источник зажигания, если:
температура искры Т и больше (или равна) температуре самовоспламенения горючей среды Т св, в контакте с которой находится искра
Т и ³Т св (1.33)
количество тепла, заключенное в искре, q и больше (или равно) минимальной энергии зажигания горючей среды q мин
q и ³ q мин (1.34)
время действия искры t и (определяется при охлаждении искры до Т св) больше (или равно) периода индукции горючей среды t инд:
t и ³ t инд.(1.35)
Если хотя бы одно из названных условий не выполняется, то искра не обладает воспламеняющейся способностью и, следовательно, она не может быть отнесена к источнику 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.
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:
1. Изоляция аппаратов огневого действия:
1.1. рациональное размещение на открытых площадках;
1.2. устройство противопожарных разрывов;
1.3. устройство между аппаратами огневого действия и газопароопасными аппаратами экранов в виде стен или отдельных закрытых линий, выполненных из негорючих материалов;
1.4. устройство паровых завес по периметру печей с газоопасных сторон.
2. Соблюдение правил пожарной безопасности при проведении огневых работ.
3. Изоляция высоконагретых продуктов сгорания:
3.1. контроль за состоянием дымовых каналов;
3.2. защита высоконагретых поверхностей (трубопроводов, дымовых каналов) теплоизоляцией;
3.3. устройство противопожарных разделок и отступок и т.п.
4. Защита от искр при работе топок и двигателей:
4.1. соблюдение оптимальных температур и соотношения между топливом и воздухом в горючей смеси;
4.2. контроль за техническим состоянием и исправностью устройств для сжигания топлива;
4.3. систематическая очистка внутренних поверхностей топок, дымовых каналов и двигателей внутреннего сгорания от сажи и нагаромасляных отложений;
4.4. использование искроуловителей и искрогасителей (рис. 10 … 12).
|
|
|
|
Рис. 10. Схема гравитационного искроулови-теля: 1 - осадительная камера; 2 - смесь потока дымовых газов с искрами; 3 - направление движения дымовых газов; 4 - направление движения искр |
Рис. 11. Схема инерционного искроулови-теля: 1 - топка; 2 - перегородка; 3 - направление движения дымовых газов; 4 - направление движения искр; 5 - искроосадительная камера |
|
|
|
|
Рис. 12. Схема центробежного искроуловителя циклонного типа: 1 - корпус искроуловителя; 2 - смесь потока дымовых газов с искрами; 3 - тангенциальный патрубок; 4 - направление движения дымовых газов; 5 - направление движения искр; 6 - выгрузка охлажденных искр |
|
5. Ограничение источников огня, не вызванных потребностями технологического процесса:
5.1. оборудование мест для курения;
5.2. применение горячей воды, пара, для обогрева замерзших труб;
5.3. 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.
