Способы защиты технологического оборудования от воздействия опасных факторов пожара

Газы обладают способностью проникать через незначительные не плотности. Поэтому их хранят в герметически закрытых сосудах и аппаратах, внутренний объём которых изолирован от окружающей среды. ГГ могут выходить из этих сосудов, аппаратов и приборов только при неисправностях, повреждениях, неумелом пользовании соответствующими приборами или при загрузке и выгрузке веществ и материалов из аппаратов.

ГГ смешанные в определённых пропорциях с воздухом, образуют взрывоопасные смеси.

Образование горючей среды можно наблюдать внутри технологических аппаратов, в помещениях, содержащих установки, машины и оборудование, а также вне зданий (в резервуарах, канализационных устройствах и на открытых площадках).

Образование горючей среды внутри аппаратов с ЛВЖ, ГЖ, а также ГГ, огнеопасными и др. веществами имеет место при наличии:

• для ЛВЖ и ГЖ - паровоздушного пространства и температуры, лежащей в диапазоне температурных пределов воспламенения;
• для ГГ - такого соотношения газов и кислорода воздуха, при котором образуются взрывоопасные концентрации (в большинстве
• при нарушении герметичности аппаратов и подсосе во внутрь их воздуха;
• для огнеопасных пылей - соотношение горючих пылей с воздухом в пропорциях, составляющих взрывоопасные концентрации (также при нарушении герметичности аппаратов);

     Наибольшую опасность для образования  горючей среды представляют аппараты, работающие в режиме вакуума.

     Необходимо анализировать образование  горючей среды в периоды пуска  и наладки оборудования, в начальный  момент включения в работу  отдельных аппаратов и технологического  потока в целом.

     При неполном удалении из внутреннего  объёма воздуха возможно образование  взрывоопасных смесей.

Для установления причин воспламенения и горения необходимо знать характеристику источников зажигания.

Источник зажигания - это источник тепла, обладающий соответствующей температурой и запасом тепловой энергии, достаточной для воспламенения и возникновения горения.

   Источники зажигания в производственных  условиях возникают в результате  теплового проявления в виде:

• химических реакций;
• последствий горения веществ и открытого огня;
• механической энергии;
• электрической энергии, грозовых разрядов и разрядов статического электричества;
• солнечной энергии;
• ядерной энергии.

 

 

19

Источники зажигания (ИЗ), образующиеся в результате химических реакций и горения веществ (открытый огонь, искры и раскалённые продукты горения) - одна из распространённых причин пожаров.

На промышленных предприятиях огонь во многих случаях применяют по условиям технологического процесса:

• производственные огневые топки на различном топливе;
• места сжигания отходов;
• паяльные и нагревательные лампы, газовые резаки, горелки, предназначенные для сварки, резки, плавления, разогрева деталей, изделий и оборудования.

    Открытый огонь обладает достаточной  температурой и запасом тепловой  энергии, способными вызывать горение почти всех горючих веществ и материалов.

     Поджигающая способность искр  характеризуется их достаточно  высокой температурой -600...700 0С и выше. Большинство раскалённых искр от топок и двигателей внутреннего сгорания способны воспламенить смеси горючих паров, газов, пылей и твёрдые волокнистые материалы.

      Тепло, выделившееся в результате  экзотермических реакций, в ряде  случаев способствует созданию  условий для самовоспламенения  горючей среды.

      Реакции с выделением тепла  происходят в результате взаимодействия  самовозгорающихся веществ с  воздухом (фосфор белый, растительные  масла и жиры, уголь каменный  и древесный и др.) и самовоспламеняющихся  веществ с водой (натрий, калий, рубидий, негашёная известь и др.)

Тепло получаемое от механической энергии, образуется искрами (от ударов), трением тел друг о друга и изменением объёма при сжатии.

Источники зажигания, возникающие от электроэнергии и грозовых разрядов, в подавляющем большинстве способны воспламенять почти любую горючую среду.

Аналогичным тепловым действием обладают искры от разрядов статического электричества.

20

Источники зажигания, возникающие от солнечной и ядерной энергии, по сравнению с другими видами менее вероятны в условиях производства, но это не даёт основания исключать их при анализе пожарной опасности.

Наряду с установлением причин возникновения пожаров большое значение имеет анализ условий, способствующих их распространению. Многочисленные примеры пожаров показывают, что в одних случаях начавшееся горение не получает распространения и не приносит материального ущерба (начальные стадии горения, ограниченные заранее предусмотренными мерами или созданными условиями, называются  загораниями), в др. это происходит с большой быстротой и в значительных размерах.

Начавшееся горение может получить быстрое распространение в вертикальном и горизонтальном направлениях за счёт наличия горючих веществ и материалов (сырьё, полуфабрикаты, готовые изделия), сгораемых частей технологического оборудования, элементов зданий и сооружений. Продолжительность и величина пожара, а также возможные разрушительные последствия от него зависят от многих факторов, одним из которых является степень загрузки (кГ/м.2) горючими материалами производственной площади. В горючую загрузку входят все обращающиеся в производстве горючие вещества, сгораемое технологическое оборудование и конструктивные элементы зданий. В производственных зданиях и складах горючая загрузка может быть 100... 1200 кГ/м.2.

Быстрому развитию пожара и затруднению его тушения могут способствовать:

1. Разлив и растекание жидкостей, расплавленных материалов и веществ;
2. Образование газо-, паро- и пылевоздушных концентраций, их взрыв с разрушениями конструкций и оборудования;
3. Попадание в зону горения активных окислителей и токсичных газов;
4. Обрушение конструкций и образование завалов.

21

2.3 Приборы контроля образования  горючей среды в технологических  процессах

 

Условия для быстрого распространения возникшего пожара на производствах с взрывопожарной технологией практически всегда имеются. Это объясняется наличием ЛВ и Г веществ и материалов и, как правило, отсутствием препятствий и специальных противопожарных преград на путях вероятного распространения огня. Все это подчеркивает значение заранее продуманных решений, обеспечивающих не только предупреждение пожаров, но и создание условий для успешной их локализации. Для предотвращения распространения огня по производственным коммуникациям применяют различного типа огнепреградители: 

• сухие огнепреградители;
• гидравлические затворы (огнепреградители);
• затворы из измельченных твердых материалов;
• автоматические задвижки, вентили, заслонки;
• водяные и паровые завесы;
• перемычки;
• обвалования, засыпи и т.п.

Сухие огнепреградители – это такие защитные устройства, которые свободно пропускают поток жидкости или газов через твердую огнезащитную насадку, но задерживают и гасят пламя.  
Принцип действия всех огнепреградителей, несмотря на многообразие конструктивных решений, одинаков. Их защитное действие основано на явлении гашения пламени в узких каналах. Сухими огнепреградителями чаще всего защищают газовые и паровоздушные линии, в которых по условиям технологии или при нарушении нормального режима работы могут образовываться горючие концентрации, а также линии с наличием веществ, способных разлагаться под

 

22

воздействием давления, температуры или других факторов. Сухими огнепреградителями защищают газовые и паровоздушные технологии: 

 

• дыхательные линии резервуаров;
• дренажные (стравливающие) линии на аппаратах с газами и ЛВЖ;
• паровоздушные линии рекуперационных установок;
• линии, идущие от аппаратов на факел;
• линии газовой обвязки резервуаров с ЛВЖ;
• линии с наличием веществ, способных разлагаться под воздействием давления, температуры и других факторов и т.п.

Огнепреградители жидкостные (гидравлические затворы) применяют для защиты газовых и жидкостных трубопроводных линий, лотков, канализаций, в которых по условиям эксплуатации может создаваться опасность распространения пламени в кинетическом (со взрывом) и диффузионном (распространение по поверхности жидкости) режимах горения.  
Гашение пламени в гидрозатворах происходит в момент прохождения (барботажа) горящей газовой или паровоздушной смеси через запирающий слой жидкости в результате дробления ее на тонкие струйки и отдельные пузырьки, в которых оказывается в расчлененном виде фронт пламени. При этом теплоотражающая поверхность пламени увеличивается, и создаются условия для интенсивного отвода тепла при тепловыделении горения.  
Гидрозатворы применяются для защиты: 

• напорных трубопроводов;
• сливоналивных эстакад;
• производственной канализации на предприятиях с ЛВЖ И ГЖ;
• лотков насосных станций;
• газовых линий (с применением обратного клапана и предохранительной мембраны) и т.п.

23

Для предупреждения распространения огня по трубопроводам при транспортировании твердых измельченных материалов, на них монтируются сухие затворы, с помощью которых исключается возможность образования в трубопроводе воздушного пространства. В качестве сухого затвора применяют шнековых дозер-питатель, секторный, дозер, бункеры между циклонами и топками, шлюзовые затворы и т.д.

Технические требования к огнепреградителям обусловлены выполняемыми ими функциями. Все элементы огнепреградителя должны обладать достаточной механической прочностью, чтобы выдерживать давление, возникающее при детонации; иметь минимальное гидравлическое сопротивление для прохождения газа через огнепреграждающий элемент. 

Характерной особенностью в гашении пламени с помощью огнезадерживающих заслонок является тот факт, что еще до подхода пламени они полностью перекрывают живое сечение трубопровода, создавая препятствие на пути движения пламени. При этом одновременно происходит остановка движения транспортного потока. Важным требованием, определяющим эффективность пламяотсекателей, является их быстродействие: они должны успеть надежно, перекрыть трубопровод до подхода пламени, т.е. для этой цели их оснащают малоинерционным автоматическим приводом, состоящим из датчика (фоторезисторы, термисторы, легкоплавкие замки, синтетические нити) и исполнительного органа (электрический, пневматический, гидравлический).

Быстродействующие пламягасители могут быть различной конструкции:

• пробковый отсекатель с пироприводом;
• пламяотсекатель с запорным органом в виде сыпучего материала;
• автоматические клапаны с чувствительными к взрыву элементами;
• отсечные устройства мгновенного действия с исполнительным поршневым механизмом;
• отсекающее устройство с шаровыми кранами;отсекатель-ороситель с шиберной заслонкой и т.д.

 

                                                24

ГЛАВА 3.    ЗАЩИТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОПАСНЫХ ФАКТОРОВ ПОЖАРА

 

3.1 Опасные факторы пожара

Опасные факторы пожара — это такие факторы, которые при пожаре могут привести к травмам, отравлениям и даже гибели людей, а также — к повреждению имущества и материальному ущербу.

Ниже представлены основные факторы пожара:

• искра и пламя как факторы пожара;
• повышенная температура как фактор пожара;
• дым как фактор пожара;
• пониженная концентрация кислорода как фактор пожара;
• концентрация токсичных веществ как фактор пожара;
• сопутствующие факторы пожара.

Пламя, высокая температура, токсичные продукты горения, дым, снижение содержания кислорода, лучистый тепловой поток, потеря видимости являются опасными факторами пожара, поскольку при определённых уровнях становятся поражающими для его организма или делают невозможным  организацию процесса эвакуации. Их нормированные значения приведены в табл. 3.