Оценка пожарной опасности завода ПКК

Прибывшим подразделениям МЧС необходимо организовать оцепление опасной зоны, вместе со специально подготовленным персоналом завода проводить постоянный контроль воздушной среды.

Оперативному штабу совместно с МЧС необходимо провести прогноз возможной зоны заражения и удалить из нее людей без средств защиты и всех лиц, не принимающих непосредственного участия в ликвидации пожара и аварии, организовать постоянное наблюдение за направлением ветра, и в случае его изменения своевременно оповещать личный состав и персонал завода.

На базе круглосуточного заводского пункта медицинской помощи организовать пост первой помощи пострадавшим при авари и пожаре.

На базе административно-бытового комплекса организовать пункт дегазации и санобработки личного состава и техники.

Всю технику и личный состав следующий из города, направить по "верхней" объездной дороге для предотвращения попадания в возможную зону загазованности.

Руководству УГПС №2 рекомендовать осуществить следущие мероприятия:

1. Обеспечить перевооружение личного  состава гарнизона и особенно  подразделений промплощадки ИХЗ  костюмами КИХ-4.

2. Рассмотреть вопрос о возможности оснащения ПЧ-ЗППК, ПЧ-9, поста ПЧ-9 автоцистернами тяжелого типа на базовом шасси автомобиля "Урал".

3. Необходимо уделить внимание  вопросу оснащения личного состава  ПЧ-9, ПЧ-ЗППК, персонала обслуживающего  заводские ЦПУ, КИП, а также личного состава газоспасательной станции однотипными изолирующими противогазами со сроком защитного действия не менее 4-х часов (например "Урал-10").

4. Оснастить газоспасательную  службу завода ПКК транспортным  средством для обеспечения оперативной  доставки личного состава ГСС к месту вызова.

Предлагаемое гарнизонное расписание выездов для пожарной части по охране ЗППК приведено в таблице

Таблица

ПРЕДЛАГАЕМОЕ ГАРНИЗОННОЕ РАСПИСАНИЕ ВЫЕЗДОВ ДЛЯ ПОЖАРНОЙ ЧАСТИ ПО ОХРАНЕ ЗПКК

 

 

Район обслуживания пожарной части	Вызов №1	Вызов  №2	Вызов  №3	Резерв
ПЧ ЗПКК	АЦ-ПЧ ЗПКК АЦ-ПЧ ЗПКК	АА-60 ПЧ ЗПКК ПНС-110 ПЧ ЗПКК АР-2 ПЧ ЗПКК АЦ-ПЧ 9 АЦ-ПЧ 9 АЦ-постПЧ 9 АЦ-ПЧ-1(2-е отделение) АЦ-ПЧ 3 АЦ-ПЧ 10 АЦ-ПЧ-4(2-е отделение) АСА-20 ПЧ 10 АСОД ПЧ 1	УГПС: АЦ- ПЧ-83 АЦ-ПЧ-2 АЦ-ПЧ-4 АЦ-УВПЧ Отдел-57: АЦ-ПЧ-6 АЦ-ПЧ-7	ПЧ-1: АЦ-1;АП5-1; АЛ-30- 1; ПЧ-4: АЦ - 1 ПЧ-9: МШТС или АКП - 1; БРДМ - 1 ПЧ-10: АКП - 1 в/ч 96856: АЦ - 2
Итого по типам:	АЦ-40     2	АЦ-40    9 АА-60    1 ПНС-110 1 спецтехника 3	АЦ-40  -  13 АА-60   - 1 ПНС-110- 1 Спецтехника- 3	АЦ-40        4 АП             1 АЛ и АКП  3 БРДМ        1
Всего:	2	14	20	9

 

 

 

 

 

 

ВЫВОДЫ

 

 

Настоящая работа выполнена в полном соответствии с заданием к дипломному проекту. Расчеты проводились для наиболее жесткого с точки зрения обеспечения пожаровзрывобезопасности случая, соответствующего имеющемуся проектному решению.

В ходе выполнения дипломной работы получены следующие результаты, позволяющие произвести предварительную оценку последствий при аварии с выбросом трихлорсилана и его горением, а также произвести оценку, расчет и предложение необходимых мероприятий по локализации и подавлению внутреннего пожара на наиболее сложном в оперативно-тактическом плане объекте строящегося завода поликристаллического кремния, Красноярского Горно-химического комбината - в корпусе очистки хлоридов:

1. По результатам проведенного анализа наиболее вероятных причин пожара, рассмотрены аварии с выходом наиболее пожароопасного вещества, использующегося в технологическом процессе - трихлорсилана, при разгерметизации трубопровода от прирельсового склада к корпусу очистки хлоридов, на участке ввода в отделение ректификации на отметке 0,000. В данной ситуации произойдет розлив максимального количества ЛВЖ.

2. Для указанного сценария аварии определены масса вышедшего ТХС, площадь пролива, температурный режим пожара, зона возможного задымления, состав и токсичность продуктов горения, угроза технологическому оборудованию.

По наихудшему варианту масса разлившегося ТХС может составить 48710 кг. Розлив и последующее воспламенение произойдет на всей свободной площади помещения отделения ректификации и составит 963 м2. Удельная пожарная нагрузка составит 50,6 кг*м-2, время полного выгорания ТХС - 25,5 минут.

 

3. Выполнен анализ эффективности запроектированной автоматической станции пожаротушения, дана оценка возможных действий персонала до прибытия первых пожарных подразделений.

По станции АПТ рекомендуется дополнительная проверка следующих вопросов:

3.1. Допустимость использования  и влияние на эффективность  тушения, совмещение на одних магистралях, и совместная работа пенных оросителей ОПДР-15 и эвольвентных распылителей ОЭ-16.

3.2. Способность  пенообразования при непосредственном  воздействии на пеногенераторы  пламени, температуры, паров хлороводорода, хлора, паров трихлорсилана, вступающих в реакцию гидролиза с водой в растворе пенообразователя, недостатка воздуха.

3.3. Свойств полимерных  соединений (SiO2, Si(OH)3), образующихся  в результате гидролиза, образовывать  при взаимодействии с пеной  корку, снижающих растекаемость пены и эффективность тушения.

На основании результатов данной работы рекомендуется отказаться от пенного тушения в пользу тушения распыленной водой. Только отказ от необходимости каждые три года закупать по 100 м3 пенообразователя принесет среднегодовую экономию в 63 млн рублей (в ценах 1997 года).

Учитывая большую площадь розлива и быстрое распространение горения на всю площадь помещения, следует вывод - персонал завода не способен самостоятельно справится с пожаром, и ликвидировать последствия аварии.

 

4. Выполненый расчет сил и средств необходимых для тушения пожара пеной средней кратности (по рекомендации ВНИИПО) показал, что имеющихся в гарнизоне сил и средств недостаточно для ликвидации пожара даже по максимальному третьему номеру вызова. Время их прибытия превосходит время выгорания ТХС, для успешной ликвидации пожара необходимо создать на площадке ИХЗ ГХК как минимум 8 пожарных частей второй категории, дополнительно оснащенных пеногенераторами ГПС-2000. При этом на объекте необходимо создать запас пенообразователя 100 м3, что без учета стоимости емкостей для его хранения обойдется ежегодно в 63 млн.рублей (в ценах 1997 года). Затраты на содержание пожарных подразделений неоправданно высоки и неприемлемы для завода.

 

5. Расчет сил и средств, необходимых для тушения распыленной водой, основаный на химических свойствах основного пожароопасного вещества, используемого в технологическом процессе, доказал необходимость создания при заводе пожарной части в составе двух отделений на основных пожарных автомобилях. Дополнительное создание на площадке ИХЗ  поста ПЧ-9, в составе одного отделения на АЦ-40, позволит ликвидировать возможный пожар до прибытия городских подразделений.

По гарнизонному расписанию выездов, ранг пожара - №3. Имеющихся сил и средств гарнизона достаточно для ликвидации пожара и последствий аварии с наименьшим возможным ущербом. Время оперативного реагирования первых пожарных подразделений, с учетом применения СИЗОД и костюмов Л-1, соответствует нормативным документам и составит 6 - 8 минут.

 

6. Трихлорсилан, продукты его сгорания и гидролиза относятся к категории СДЯВ и требуют применения специальных мер защиты личного состава, организации и проведения мероприятий по осаждению ядовитых газов и паров.

 

7. Для обеспечения необходимой концентрации сил и средств, необходимых для тушения возможных пожаров и ликвидации аварий необходимо:

- предусмотреть расписанием выездов  гарнизона привлечение сил и  средств по повышенному номеру  3 по первому сообщению о пожаре на заводе ПКК;

- разработать планы взаимодействия с бригадой МЧС, дислоцированной в городе, а также с газоспасательной службой и ДПД завода при тушении пожаров и ликвидации аварий на предприятии;

- разработать и согласовать  план действий по нейтрализации  газового облака содержащего  СДЯВ;

- обеспечить возможность совместной  работы газодымозащитников ГПС, газоспасателей и персонала завода  при аварийных ситуациях и  при ликвидации пожаров, предусмотрев  экипировку однотипными СИЗОД  с увеличенным сроком защитного  действия;

• для повышения безопасности людей занятых ликвидацией пожара, заменить устаревшие костюмы химзащиты Л-1 более надежними, например КИХ-4.

 

Предложения

    Для обеспечения необходимого уровня оперативной деятельности подразделений УГПС N 2:

- организовать  изучение и внедрение опыта работы по охране химических предприятий Отделом ГПС N 57 (х/к "ЕНИСЕЙ", х/з "ФАКЕЛ");

- по согласованию с руководством  ОГПС N 57 организовать стажировку  начальствующего состава ПЧ ЗППК  и ДСПТ Управления в подразделениях  по охране химпредприятий;

- обеспечить своевременную разработку необходимой оперативной документации на объекты завода (оперативные планы и карточки пожаротушения), организовать плановые КШУ и практические отработки планов с привлечением сил и средств гарнизона;

• на плановой основе, до ввода предприятия в эксплуатацию, организовать изучение оперативно-тактических особенностей объектов завода и особенностей тушения возможных пожаров на пожаро-взрывоопасных участках производства со всем оперативным составом подразделений гарнизона.

 

                                                                                                  ПРИЛОЖЕНИЕ 1

 

ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ ПРИ ГОРЕНИИ И ТУШЕНИИ ТХС

Вопрос о том, какие химические реакции протекают при горении трихлорсилана вызвал неожиданные затруднения. В литературе и сборниках научных статей и разработок ВНИИПО вопросы гидролиза и рекомендации по тушению ТХС рассмотрены достаточно подробно, но уравнения химических реакций горения не приводятся. Консультации с преподавателями ВСИ МВД России, инженерами-технологами и исследователями центральной заводской лаборатории ГХК позволили составить уравнения основных химических реакций процесса горения ТХС:

H+1Si+2Cl3-1 + O20 ® H+1Cl-1 + Si+4O-2Cl2-1 ;

уравнение электронного баланса:

Si+2 -2e ® Si+4     | 2 | 1

 

O20  +4e ® 2O-2   | 1 | 1/2;

HSiCl3 + 1/2 O2 = HCl + SiOCl2. (1)

SiOCl2 (хлороксид кремния) - токсичное химическое соединение, аналог фосгена (COCl2). Большая часть хлороксида кремния, являясь промежуточным продуктом реакции, под воздействием температуры в зоне горения и, при достаточном количестве кислорода, образует твердый оксид кремния и хлор:

SiOCl2 + 1/2 O2 = SiO2 + Cl2 ; (2)

Общее уравнение горения можно составить, суммируя уравнение (1) и (2):

HSiCl3 + O2 = SiO2 + Cl2+ HCl; (3)

Уравнение (3) можно приближенно использовать для стехиометрических расчетов учитывая, что в реальных условиях, в зависимости от воздухообмена, температурного режима, влажности воздуха и ряда других факторов, степень полного превращения ТХС в SiO2 и Cl2 составит от 90 до 30 % (по данным ЦЗЛ).

 

Исходное вещество, его пары и продукты сгорания являются токсичными и отравляющими веществами и требуют применения специальных мер защиты личного состава.

 

Хлор и хлороводород осаждаются распыленной водой.

 SiOCl2 и HSiCl3 при взаимодействии с водой активно разлагаются.

Процесс гидролиза ТХС исследован подробно в работе [   ].

По данным исследований процесс протекает в соответствии с уравнением реакции :

HSiCl3 + 5/2 H2O = HSi(OH)3 + 3 HCl ;                           (4)

реакция экзотермическая, протекает активно, сопровождается

испарением 5-25 % исходного и частично гидролизованного продукта, представляющего собой горючие пары. Побочным процессом, сопровождающим реакцию является выделение

4-15 % водорода. HSi(OH)3 легко конденсируется с образованием полисоединений с -Si-O-Si- связями.

Исследования проводились для условий, приближенных к реальной обстановке, возможной при тушении ТХС (с избытком воды 1:20).

Теоретически, для полного разложения 135,5 кг трихлорсилана, требуется 45 кг воды.

 Практически, необходимо  создать как минимум пятикратный  избыток воды для полного гарантированного  разложения ТХС.