Горючая среда, источник зажигания и условия распространения пожара. Горение веществ и материалов. Показатели пожарной опасности веществ и материалов. Оценка возможности образования горючей среды внутри технологического оборудования Что такое горючая среда

Условно источники зажигания можно разделить на 4 вида:

1. открытый огонь в виде тлеющей сигареты, зажженной спички, конфорки газовой плиты или керосинового примуса (фонаря, лампы);

2. тепло электронагревательных приборов;

3. проявления аварийной работы электрических приборов и аппаратов, как отечественного, так и зарубежного производства;

4. искры от сварочных аппаратов и самовозгорание веществ и материалов.

Горючая среда представляет собой всю обстановку квартиры. Она может быть более или менее горючей в зависимости от содержимого этой среды. В пожарной охране существует понятие группы горючести веществ и материалов. По горючести все вещества и материалы подразделяются на 3 группы:

Негорючие - не способны к горению в воздухе, но тем не менее могут быть пожароопасными в виде 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 - способны возгораться от источника зажигания, но самостоятельно не горят, когда этот источник удаляют;

Горючие - самовозгораются, а также возгораются от источника зажигания и продолжают гореть после его удаления.

Вот мы и определились с основными понятиями "источники зажигания" и "горючая среда". Остановимся более подробно на этих принципиальных для пожарной охраны понятиях и окончательно сформируем свое представление о развитии пожара.

Поскольку сейчас не каменный век, то смело можно утверждать, что вся квартира представляет собой одну огромную горючую среду. Ученые пожарной науки даже дали определение этой среде - "пожарная нагрузка", которая нормируется 50 кг на 1 м, т.е. на каждый квадратный метр приходится 50 кг горючей среды. Отсюда делаются все остальные выкладки, огневые эксперименты, расчеты и, в конечном итоге, те требования, которые заносятся потом в стандарты, строительные нормы и правила, нормы технологического проектирования, правила пожарной безопасности и другие (и которые никто из нас, простых граждан, как правило, не читает).

Все горючие вещества и материалы имеют свою температуру воспламенения, которая колеблется от отрицательных (бензин, керосин, лаки, краски и т.п.) до положительных величин и не превышает для большинства твердых материалов 300°С. Другими словами, горящая спичка, тлеющая сигарета способны воспламенить любое горючее вещество.

Следующий вопрос - это поведение горючей среды при пожаре. В первые 10 минут от начала возгорания материала пламя распространяется линейно в разные его стороны (преимущественное направление вверх). Выделяется определенная температура, которая аккумулируется в помещении или в какой-то его части (преимущественно вверху). По мере возрастания температуры начинают возгораться другие вещества и материалы, попавшие в зону высокой температуры. Процессы возгорания горючих веществ и материалов происходят настолько хаотично, насколько хаотично мы расставили "горючую среду" в квартире. Соответственно и развитие пожара, его этапы могут отличаться по времени от приведенных во второй главе параметров.

Ни один пожар не похож на другой - в этом заключается вся сложность описания развития пожара. И никто не может сказать однозначно, что ждет нас в случае пожара в нашей квартире (если только не провести натурные испытания и не сжечь квартиру, фиксируя при этом необходимые параметры). Однако общая тенденция развития пожара очевидна - современная квартира может стать пылающим горном за считанные минуты.

О том, какими мерами можно исключить наиболее характерные источники зажигания, о конкретных требованиях нормативных документов мы поговорим с вами в следующей главе.

Системы предотвращения пожара

Целью создания систем предотвращения пожаров является исключение условий возникновения пожаров. Исключение условий возникновения пожаров достигается исключением условий образования горючей среды и (или) исключением условий образования в горючей среде (или внесения в нее) источников зажигания.

Определения и термины

Пожар - неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.

Горение - это физико-химический процесс, сопровождающийся выделением тепла, света и продуктов сгорания (дыма). Приближенно можно описать природу горения как бурно идущее окисление .

Для того, чтобы произошло возгорание, необходимо наличие трех условий (так называемый Пожарный треугольник ):

Горючая среда.

Источник зажигания - открытый огонь, химическая реакция, электроток.

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. Выделяются также углекислый газ и сажа, которая оседает на окружающем рельефе местности. Время от начала зажигания горючего материала до его воспламенения называется временем воспламенения.

К опасным факторам пожара, воздействующим на людей и имущество, относятся:

1) пламя и искры;

2) тепловой поток;

3) повышенная температура окружающей среды;

4) повышенная концентрация токсичных продуктов горения и термического разложения;

6) снижение видимости в дыму.

К сопутствующим проявлениям опасных факторов пожара относятся:

1) осколки, части разрушившихся зданий, сооружений, строений, транспортных средств, технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;

2) радиоактивные и токсичные вещества и материалы, попавшие в окружающую среду из разрушенных технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;

3) вынос высокого напряжения на токопроводящие части технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;

применение устройств, исключающих возможность распространения пламени из одного объема в смежный.

Безопасные значения параметров источников зажигания определяются условиями проведения технологического процесса на основании показателей пожарной опасности обращающихся в нем веществ и материалов, определенных в статье 11 федерального закона № 123-ФЗ.

Системы и средства противопожарной защиты объектов ТГУ.

Защита людей и имущества от воздействия опасных факторов пожара и (или) ограничение последствий их воздействия обеспечиваются одним или несколькими из следующих способов:

1) применение объемно-планировочных решений и средств, обеспечивающих ограничение распространения пожара за пределы очага;

2) устройство эвакуационных путей, удовлетворяющих требованиям безопасной эвакуации людей при пожаре;

Для обеспечения безопасной эвакуации людей должны быть:

а) установлены необходимое количество, размеры и соответствующее конструктивное исполнение эвакуационных путей и эвакуационных выходов;

б) обеспечено беспрепятственное движение людей по эвакуационным путям и через эвакуационные выходы;

в) организованы оповещение и управление движением людей по эвакуационным путям (в том числе с использованием световых указателей, звукового и речевого оповещения).

В связи с чем, при эксплуатации эвакуационных путей и выходов запрещается:

Производить изменения объемно-планировочных решений, в результате которых ухудшаются условия безопасной эвакуации людей;

Загромождать эвакуационные пути и выходы (в том числе проходы, коридоры, тамбуры, галереи, лифтовые холлы, лестничные площадки, марши лестниц, двери, эвакуационные люки) различными материалами, изделиями, оборудованием, производственными отходами, мусором и другими предметами, а также забивать двери эвакуационных выходов;

Устраивать в тамбурах выходов сушилки и вешалки для одежды, гардеробы, а также хранить (в том числе временно) инвентарь и материалы;

Устраивать на путях эвакуации пороги (за исключением порогов в дверных проемах), раздвижные и подъемно-опускные двери и ворота, вращающиеся двери и турникеты, а также другие устройства, препятствующие свободной эвакуации людей;

Применять горючие материалы для отделки, облицовки и окраски стен и потолков, а также ступеней и лестничных площадок на путях эвакуации (кроме зданий V степени огнестойкости);

Фиксировать самозакрывающиеся двери лестничных клеток, коридоров, холлов и тамбуров в открытом положении , а также снимать их;

Остеклять или закрывать жалюзи воздушных зон в незадымляемых лестничных клетках;

Заменять армированное стекло обычным в остеклении дверей и фрамуг;

Снимать предусмотренные проектом двери эвакуационных выходов из поэтажных коридоров, холлов, фойе, тамбуров и лестничных клеток, другие двери, препятствующие распространению опасных факторов пожара на путях эвакуации;

Загромождать мебелью, оборудованием и другими предметами двери, люки на балконах и лоджиях, переходы в смежные секции и выходы на наружные эвакуационные лестницы;

Остеклять балконы, лоджии и галереи, ведущие к незадымляемым лестничным клеткам;

Устраивать в лестничных клетках и поэтажных коридорах кладовые (чуланы), также хранить под лестничными маршами и на лестничных площадках вещи, мебель и другие горючие материалы.

Двери на путях эвакуации должны открываться свободно и по направлению выхода из здания, а запоры на дверях эвакуационных выходов должны обеспечивать людям, находящимся внутри здания (сооружения), возможность свободного открывания запоров изнутри без ключа.

3) оборудование зданий системами обнаружения пожара (установками и системами пожарной сигнализации), оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре ;

В связи с чем:

Установки пожарной автоматики (АУПС, СОУЭ) должны всегда находиться в исправном состоянии и постоянной готовности (перевод установок с автоматического пуска на ручной не допускается);

Объемные самосветящиеся знаки пожарной безопасности с автономным питанием и от электросети, используемые на путях эвакуации (в том числе световые указатели “Эвакуационный (запасный) выход”, “Дверь эвакуационного выхода”), должны постоянно находиться в исправном и включенном состоянии;

Для управления эвакуацией необходимо использовать знаки пожарной безопасности

Регламентные работы по техническому обслуживанию и планово-предупредительному ремонту (ТО и ППР) автоматических установок пожарной сигнализации и пожаротушения, систем противодымной зашиты, оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией осуществляются в соответствии с годовым планом-графиком, составляемым с учетом технической документации заводов-изготовителей сроками проведения ремонтных работ. ТО и ППР выполняет специализированная организациия, имеющей лицензию, по договору.

4) применение систем коллективной защиты (в том числе противодымной) и средств индивидуальной защиты людей от воздействия опасных факторов пожара;

5) применение основных строительных конструкций с пределами огнестойкости и классами пожарной опасности, соответствующими требуемым степени огнестойкости и классу конструктивной пожарной опасности зданий, сооружений и строений, а также с ограничением пожарной опасности поверхностных слоев (отделок, облицовок и средств огнезащиты) строительных конструкций на путях эвакуации;

6) применение огнезащитных составов (в том числе антипиренов и огнезащитных красок) и строительных материалов (облицовок) для повышения пределов огнестойкости строительных конструкций;

7) устройство аварийного слива пожароопасных жидкостей и аварийного стравливания горючих газов из аппаратуры;

8) устройство на технологическом оборудовании систем противовзрывной защиты;

9) применение первичных средств пожаротушения;

10) применение автоматических установок пожаротушения;

11) организация деятельности подразделений пожарной охраны.

Факультет Систем Защит и Безопасности

Кафедра Защита в Чрезвычайных ситуация

« Условия образования горючих сред»

Выполнил: ст.гр. 08-З3 Былинкин А

Проверил: Погодин Г

Горючая среда.

Источник зажигания - открытый огонь, химическая реакция, электроток.

Наличие окислителя, например, кислорода воздуха.

Горючая среда

Среда, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания

Горючая среда

Среда, способная воспламеняться при воздействии источника зажигания;

Горючая среда – совокупность веществ, материалов, оборудования и конструкций, способных гореть.

Для горения необходимы горючее вещество, кислород (или иной окислитель) и источник воспламенения.

Чтобы возникло горение, горючее вещество должно быть нагрето до определенной температуры источником воспламенения (пламенем, искрой, накаленным телом) или тепловым проявлением какого-либо другого вида энергии: химической (экзотермическая реакция), механической (удар, сжатие, трение) и т. д. Выделившиеся при нагревании горючего вещества пары и газы смешиваются с воздухом и окисляются, образуя горючую среду. По мере накопления тепла в результате окисления газов и паров скорость химической реакции увеличивается, вследствие чего происходит самовоспламенение горючей смеси и появляется пламя.

С появлением пламени наступает горение, которое при благоприятных условиях продолжается до полного сгорания вещества. В установившемся процессе горения постоянным источником воспламенения является зона горения, т. е. область, где протекает химическая реакция, выделяется тепло и излучается свет.

Для возникновения и протекания горения горючее вещество н кислород должны находиться в определенном количественном соотношении. Содержание кислорода в воздухе для большинства горючих веществ должно быть не менее 14-18%.

Пожары или взрывы в зданиях и сооружениях могут возникать либо в результате взрыва технологического оборудования, находящегося в этих зданиях и сооружениях, либо в результате пожара или взрыва непосредственно в помещении, в котором используются горючие вещества и материалы.

Причинами образования взрывоопасной среды в технологическом оборудовании могут быть:

Некоторые технологические процессы в нормальном режиме (окисление органических жидкостей, окрасочные и сушильные камеры, пневмотранспортировка измельченных материалов и т.п.);

Подсос воздуха в аппараты, находящиеся под разряжением (вакуумные ректификационные колонны);

Мойка и очистка деталей в растворителях…

Причинами образования взрывоопасной среды непосредственно в помещении могут быть: выброс или утечка горючего газа, легковоспламеняющейся жидкости или горючей пыли из технологического оборудования в результате неисправности аппаратуры, потери прочности, неправильной деятельности персонала, внезапного отключения вентиляции и других причин.

Образование горючей среды

На промышленных, сельскохозяйственных и других предприятиях хранятся и перерабатываются разные по своим физико-химическим и пожаровзрывоопасным свойствам жидкие, твердые и газообразные вещества. Например, жидкости могут находиться и в герметично закрытых, и в открытых емкостях, а газы, в том числе и сжиженные, - только в герметично закрытых аппаратах. Упругость паров жидкости над ее зеркалом в аппарате приближается или равняется давлению насыщенных паров при данной температуре, в то время как концентрация газов в аппаратах от температурного режима не зависит.

Твердые вещества и материалы в большинстве случаев хранятся и перерабатываются открыто, то есть без специальных укрытий и изоляции. В этих случаях, когда вещества способны к самовозгоранию в воздухе или процесс их обработки сопровождается образованием пыли и продуктов разложения, обработку твердых веществ осуществляют без доступа воздуха или в закрытых аппаратах с местной системой улавливания пыли. При этом условия образования опасных концентраций в аппаратах с пылью несколько отличается от условий в аппаратах с жидкостями и газами.

Опасные концентрации горючих веществ и материалов в технологических процессах производства могут образовываться как при нормальной эксплуатации технологического оборудования, так и при его повреждениях и разрушениях.

При нормальной работе оборудования опасность представляет образование горючей среды (смесь горючего вещества с окислителем в определенном соотношении) в средине аппаратов с горючими веществами.

В соответствии с ГОСТ 12.1.044-89 в технологическом оборудовании и производственных помещениях с наличием горючих газов и жидкостей горючая среда образуется при выполнении следующего условия:

где - рабочая (действительная) концентрация газа или паров жидкости в аппарате, помещении,или 0% об;

Соответственно нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени,или 0% об (справочные данные).

Для технологического оборудования и производственных помещений с наличием горючей пыли условие пожаровзрывоопасности имеет следующий вид:

где - рабочая (действительная) концентрация пыли во взвешенном и осевшем состоянии в аппарате или в помещении,;

Нижний концентрационный предел распространения пламени, (справочные данные).

Таким образом, оценку возможности образования горючей среды в технологическом оборудовании можно произвести из выше приведенных условий, определив при этом действительную рабочую концентрацию горючих веществ в аппаратах или производственных помещениях.

Рабочая концентрация горючего газа в технологическом оборудовании определяется расчетом или экспериментально, а также исходя из данных технологического регламента. При этом необходимо учитывать, что нормальные работающие аппараты с газами чаще всего связаны с избыточным давлением, т.е. полностью заполнены, следовательно, рабочая концентрация газа в них составляет 100%.

В отличие от аппарата с газами, аппараты с горючими и легковоспламеняющимися жидкостями в целях безопасности никогда не заполняются полностью. Это связано со свойствами жидкостей испаряться в зависимости от температуры. В связи с этим аппараты, резервуары, емкости с горючими жидкостями над зеркалом жидкости имеют определенное свободное пространство, которое постепенно насыщается парами горючей жидкости при ее испарении. При наличии в этом пространстве воздуха пары жидкости смешиваются с ним и могут образовываться взрывоопасные смеси. При повышении температуры концентрация паров жидкости в свободном пространстве увеличивается и равномерно распределяется по высоте аппарата. При длительном хранении горючих жидкостей концентрация ее паров над зеркалом жидкости становится насыщенной, то есть

Оценить возможность образования горючей среды в аппаратах с горючими жидкостями можно из условия (1).

Концентрация насыщенных паров жидкости определяется величиной давления насыщенных парови рабочего давленияв объме паровоздушного пространства аппарата:

Давление насыщенных паров жидкости зависит от ее температуры и определяется по уравнению Антуана:

, (4)

где - давление насыщенных паров при рабочей температуре жидкости, Па;

Рабочая температура жидкости, ;

Константы Антуана, зависящие от свойств жидкости, справочные данные.

Таким образом, условиями образования горючей среды в технологическом оборудовании с горючими и легковоспламеняющимися жидкостями являются:

Наличие свободного пространства в аппарате;

Наличие окислителя;

В аппаратах с горючими газами горючая среда образуется, если выполняются следующие условия:

Наличие окислителя;

Выполнение условия пожаровзрывоопасности (1).

В технологическом оборудовании с горючими пылями пожаровзрывоопасной будет среда при:

Наличии окислителя;

Выполнении условия пожаровзрывоопасности (2).

Основными причинами образования горючей среды внутри и вне технологического оборудования есть: разгерметизация и разрушение аппаратов, нарушение безопасных режимов ведения технологических процессов, а также применение незавершенных технологических процессов (открытая обработка и транспортирование веществ и материалов и т.п.).

Пример: г. Сумгаит, ПО „Оргсинтез”, 1998 г. Во время слива сжиженного газа с шаровых емкостей - 600 куб.м - произошел взрыв. Взрывной волной был переброшен соседний резервуар. С пробитого осколками корпуса мощной струей било пламя. Еще 8 резервуаров были охвачены пламенем, горела сливо-наливная эстакада. Площадь пожара составляла 6000 кв.м. Непосредственной причиной взрыва и пожара стало нарушение технологии хранения бутадиена. От длительного хранения продукта на днище емкости образовался пласт перекисных соединений и началась неуправляемая реакция полимеризации с повышением температуры и давления, что и привело к взрыву.

Наибольшую опасность для производства представляют повреждения и аварии технологического оборудования, в результате которых значительное количество горючих веществ выходит наружу и приводит к опасным накоплениям горючих паров, пылей и газов в помещениях. Аварии при этом сопровождаются высокой загазованностью помещений, территорий, разливом жидкостей на большие площади.

Последствия повреждений или аварий будут зависеть от размеров аварии, а также от пожаровзрывоопасных свойств веществ, выходящих наружу из аппаратов, а также от их температуры и давления.

Системы предотвращения пожара

Определения и термины

Для того, чтобы произошло возгорание, необходимо наличие трех условий (так называемый Пожарный треугольник):

Горючая среда.

Источник зажигания - открытый огонь, химическая реакция, электроток.

Наличие окислителя, например, кислорода воздуха.

К опасным факторам пожара, воздействующим на людей и имущество, относятся:

1) пламя и искры;

2) тепловой поток;

3) повышенная температура окружающей среды;

4) повышенная концентрация токсичных продуктов горения и термического разложения;

5) пониженная концентрация кислорода;

6) снижение видимости в дыму.

К сопутствующим проявлениям опасных факторов пожара относятся:

4) опасные факторы взрыва, происшедшего вследствие пожара;

5) воздействие огнетушащих веществ.

Из перечисленных выше факторов, воздействующих на людей, чаще всего на пожарах приходится встречаться с дымом и высокой температурой.

Продукты сгорания и разложения, выделяемые на пожаре, являются составными частями дыма.

Основные причины пожаров

Основными причинами пожаров являются:

1. Электротехнические причины:

- Возгорание в результате короткого замыкания , возникающего (в результате повреждения изоляции электропроводов; применение низковольтных проводов «телефонных и т. п.» для силовых и осветительных электросетей; перехода напряжения с электроустановок с высоким напряжением на электроустановки с низким напряжением; схлестывания проводов воздушных линий электропередач; проявление грозовых разрядов молнии).

- Возгорание в результате токовых перегрузок, возникающих в обмотках электродвигателей, аппаратов, в проводах и кабелях при нагрузках превышающих допустимые значения.

- Возгорание в результате образования больших переходных сопротивлений, в местах перехода электрического тока с одной контактной поверхности на другую через площадки их соприкосновения (неплотное соединение токопроводящих элементов, соединения электропроводов «механической» скруткой , соединения электропроводов состоящих из разных металлов – медь и алюминий).

- Возгорание в результате нарушения эксплуатации электронагревательных приборов (установка их на сгораемые поверхности, без использования защитных негорючих теплоизоляционных материалов , не обеспечивая разделки (отступки) от горючих материалов), использование самодельных электронагревательных приборов.

- Возгорание в результате перегорания нити накаливания электролампы с разрушением её колбы, при перенапряжении в электросети, технического брака лампы, в результате чего остатки раскаленной нити накаливания (t-1640 0С) попадая на сгораемые материалы, воспламеняют их (для примера t воспламенения хлопчатобумажной ткани - 2450С, а древесины - 2650С).

2. Неосторожное обращение с огнем (использование открытого огня, тлеющие табачные изделия и др.).

Статья 2. Основные понятия

6) горючая среда - среда, способная воспламеняться при воздействии источника зажигания;

Горючая среда представляет собой всю обстановку цеха (вагона). Она может быть более или менее горючей в зависимости от содержимого этой среды. В пожарной охране существует понятие группы горючести веществ и материалов. По горючести все вещества и материалы подразделяются на 3 группы:

10) источник зажигания - средство энергетического воздействия, инициирующее возникновение горения.

Условно источники зажигания можно разделить на 4 вида:

2. тепло электронагревательных приборов;

3. проявления аварийной работы электрических приборов и аппаратов, как отчественного, так и зарубежного производства;

4. искры от сварочных аппаратов и самовозгорание веществ и материалов.

Развитие пожара.

Пожар - неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.

Развитие пожара - увеличение зоны горения или зоны вероятности воздействия опасных факторов пожара на людей и имущество.

Развитие пожара и распространение опасных факторов пожара (ОФП), зависит от вида горючих веществ и материалов и площади горения, которая, обуславливается свойствами самих материалов, а также способом их размещения.

Исходя из особенностей объекта, количество участвующих в пожаре горючих и трудногорючих материалов, определяются места, где может возникнуть угроза пожара, и проводят расчет развития пожара.

Полученное значение критической продолжительности пожара используют для определения периода безопасного выхода людей из опасной зоны.

Поведение горючей среды при пожаре. В первые 10 минут от начала возгорания материала пламя распространяется линейно в разные его стороны (преимущественное направление вверх). Выделяется определенная температура, которая аккумулируется в помещении или в какой-то его части (преимущественно вверху). По мере возрастания температуры начинают возгораться другие вещества и материалы, попавшие в зону высокой температуры. Процессы возгорания горючих веществ и материалов происходят настолько хаотично, насколько хаотично расположена "горючая среда" в цехе. Соответственно и развитие пожара, его этапы могут отличаться по времени от приведенных во второй главе параметров.

Ни один пожар не похож на другой - в этом заключается вся сложность описания развития пожара. И никто не может сказать однозначно, что ждет нас в случае пожара в цехе (вагоне) (если только не провести натурные испытания и не сжечь цех (вагон), фиксируя при этом необходимые параметры). Однако общая тенденция развития пожара очевидна - современный цех может стать пылающим горном за считанные минуты.