Пожаро- и взрывобезопасность промышленных объектов

Примечание:

1. Необходимое время эвакуации людей из помещений с производствами категорий А и Б установлено для помещений, где площадь разлива легковоспламеняющихся или горючих жидкостей (ограниченной бортиками или поддонами) равна 50 м². При других площадях указанное в таблице время умножается на 50/F, где F - фактическая площадь разлива жидкости.
2. Необходимое время эвакуации установлено для производственных помещений высотой до 6м. При высоте помещений более 6м необходимое время, эвакуации увеличивается: при высоте помещений до 12 м - на 20, до 18 м - на 30 и 24 м и более - на 40%.
3. Необходимое время эвакуации людей с этажерок, площадок, галерей и других рабочих мест, расположенных выше отметки, равной половине высоты помещения, уменьшается вдвое по сравнению с данными, приведенными в таблице.

5. создание условий огнепреграждения, т. е. таких условий, при которых пламя распространяется через узкие каналы.

К огнетушащим составам и средствам  тушения относят: воду, подаваемую в очаг горения сплошной струёй или в распыленном состоянии и обеспечивающую главным образом охлаждающий эффект; химическую и различной кратности воздушно-механическую пены, оказывающие в основном изолирующее действие; инертные газы (диоксид углерода и водяной пар), оказывающие разбавляющее действие; галогенуглеводородные составы, обладающие свойствами химических ингибиторов; порошковые составы, обладающие универсальными огнетушащими свойствами; комбинированные составы (сочетание порошковых и пенных составов, водогалогенуглеводородные эмульсии).

Выбор средств пожаротушения зависит  от технологии производства и физико-химических свойств применяемого сырья, полупродуктов  и продуктов; от условий, исключающих  появление вредных побочных явлений при реагировании огнетушащего средства с горящим веществом

(например, взрывов, образования токсичных газов), а также от условий протекания процесса горения и технических возможностей, используемых для тушения пожара.

Тушение водой. Вода является наиболее дешевым и распространенным средством тушения пожаров. Она обладает высокой теплоемкостью (теплота парообразования 2258 Дж/г), повышенной термической стойкостью, значительным увеличением объема при парообразовании (1кг воды образует при испарении свыше 1700л пара). Воду применяют для тушения пожаров твердых горючих материалов, создания водяных завес и охлаждения объектов (технологических установок, аппаратов, сооружений и др.), расположенных вблизи очага горения.

Учитывая высокую электропроводность воды, ее не применяют для тушения  пожаров установок и оборудования, находящихся под напряжением. Также недостатком является то, что водой нельзя тушить жидкости с плотностью меньшей, чем у воды, и вещества, указанные в табл. 4

Воду подают в очаг горения  в виде сплошных или распыленных  струй. Сплошные (компактные) струи сбивают пламя, одновременно охлаждая поверхность. Сплошные струи применяют при подаче воды на большое расстояние или для придания ей ударной силы, т.е. когда тушение пожаров производится на значительной высоте или при большом очаге пожара, не дающем возможность близко доставить к очагу горения ствол

Таблица 4

Перечень веществ, для тушения которых нельзя применять  воду и водопенные средства

для подачи воды, а также в случае необходимости охлаждения соседних с горящим объектом металлоконструкций, резервуаров с большого расстояния. При тушении пожара распыленная струя во многих случаях более эффективна, чем сплошная, вследствие создания наилучших условий для испарения воды, а следовательно, для повышения охлаждения и разбавления горючей среды.

Для тушения пожаров горючих  жидкостей (дизельного масла; керосина, трансформаторного масла, смазочных масел и др.) применяют распыленную в виде капельных струй воду с оптимальным размером капель от 0,3 до 0,8 мм в зависимости от напора струи. Наилучший эффект тушения ЛВЖ (с низкой температурой воспламенения) достигается мелкораспыленными и туманообразными водяными струями.

При добавлении к воде поверхностно-активных веществ (смачивателей) в 2 - 2,5 раза снижается расход воды и уменьшается время тушения. Так, введение в воду от 0,5 до 2,0% смачивателя повышает эффект тушения пожаров плохо смачиваемых веществ и материалов (технический углерод и т. п.) почти в два раза.

Для получения водохимических растворов используют сульфонаты, сульфоналы, смачиватели и пенообразователи. Эффект тушения пожаров достигается также применением водных эмульсий галогенированных углеводородов (смесь воды с 5 - 10% бромэтила, тетрафтордибромэтана и др.), эффективность тушения обеспечивается охлаждающим действием воды и ингибирующим действием галогенированных углеводородов в парогазовой фазе.

Средством, уменьшающим концентрацию горючего, является пена. Она применяется  для тушения твердых и жидких веществ, не вступающих в реакцию с водой. Слой пены, покрывающий горящую поверхность, препятствует поступлению паров и газов в воздух и частично охлаждает горящее вещество. Пеной называют двухфазную систему, состоящую из жидкой и газовой составляющих. Характеристиками пены являются кратность и стойкость. Стойкость пены характеризуется ее сопротивляемостью процессу разрушения и оценивается продолжительностью разрушения пены.

Кратность пены определяется по формуле

     (7)

где V_пены - объем пены; V _{жидкости —} объем жидкости, входящей в единицу объема пены.

По кратности пены подразделяют на низкой кратности - К <, 20, средней кратности - К = 20 - 200 и высокой кратности - К > 200. Наиболее широко используют пены средней кратности с К = 70 -150. При большей кратности снижается стойкость пены, то есть пена быстро разрушается, а следовательно, ухудшаются ее огнетушащие свойства.

По способу получения различают  воздушно-механические и химические пены. Химическая пена образуется в результате реакции между щелочью и кислотой в присутствии пенообразователя. Ее состав: 80% С0₂, 19,7% Н₂О и 0,3% пенообразующего вещества; плотность 0,15 - 0,25. Химическая пена обладает более высокой стойкостью, кроме того углекислый газ оказывает флегматизирующее действие на очаг горения. Воздушно-механическая пена - коллоидная система, состоящая из пузырьков газа, окруженных пленками жидкости. Ее получают смешиванием воды и пенообразователя с одновременным примешиванием воздуха. Состав пены низкой кратности: 90% воздуха, 9,7% Н₂О и 0,2 - 0,4% пенообразователя; плотность 0,11 - 0,17.

Тушение инертными разбавителями. В качестве огнетушащих составов для объемного тушения используют инертные разбавители - водяной пар, диоксид углерода, азот, аргон, дымовые газы и летучие ингибиторы (некоторые галогенсодержащие вещества). Тушение при разбавлении среды инертными разбавителями связано с потерями тепла на нагревание этих разбавителей и снижением скорости процесса и теплового эффект реакции.

Водяной пар применяют для тушения  пожаров в помещениях небольшого объема и создания паровоздушных завес на открытых технологических площадках. Огнетушащая концентрация пара составляет около 35% (об.).

Диоксид углерода применяют для  объемного тушения пожаров на складах ЛВЖ, аккумуляторных станциях, в сушильных печах, в клеевых отделениях, на стендах для испытания двигателей электрооборудования. Для подачи СО₂ применяют огнетушители и стационарные установки. Тушение пожаров С0₂ и инертными газами происходит в результате разбавления воздуха и снижения в нем содержания кислорода до концентрации, при которой прекращается горение (15 - 12% по объему). Диоксидом углерода нельзя тушить вещества, в состав молекул которых входит О₂ щелочные и щелочноземельные металлы, некоторые гидриды металлов.

Двуокись углерода нельзя применять  для тушения веществ, в состав молекул которых входит кислород, щелочных и щелочноземельных металлов, а также тлеющих материалов. Для тушения этих веществ используют азот или аргон, причем последний применяют в тех случаях, когда имеется опасность образования нитридов металлов, обладающих взрывчатыми свойствами и чувствительностью к удару.

Существуют огнетушащие средства, которые эффективно тормозят химические реакции в пламени, т.е. оказывают  на них ингибирующее воз действие. Наибольшее применение в пожаротушении  нашли огнетушащие составы - ингибиторы на основе предельных углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены атомами галоидов (фтора, хлора, брома).

Галоидоуглеводороды плохо растворяются в воде, но хорошо смешиваются со многими органическими веществами. Огнетушащие свойства галоидированных углеводородов возрастают с увеличением молярной массы содержащегося в них галоида.

В настоящее время чаще всего  применяют трифторбромметан, дибромтетрафторэтан, дифторхлорбромметан, дибромдифторметан и др. Механизм тушения, состоит в том, что под действием тепла горящих материалов происходит разложение огнетушащего состава с большим поглощением тепла, то есть экзотермическая реакция горения переходит в эндотермическую реакцию разложения огнетушащего вещества.

Галоидоуглеводородные составы обладают удобными для пожаротушения физическими свойствами. Так, высокие значения плотности жидкости и паров обусловливают возможность создания, огнетушащей струи и проникновения капель в пламя а, также удержание огнетушащих паров возле очага горения. Низкие температуры замерзания позволяют использовать эти составы при минусовых температурах.

Тушение порошковыми составами. Эти  составы обладают высокой огнетушащей эффективностью. Они способны подавлять горение различных, в том числе пирофорных соединений и веществ, не поддающихся тушению водой и пенами (металлы и металлорганические соединения и т. п.); их можно применять для тушения пожаров при минусовых температурах. Порошки не оказывают коррозионного воздействия на материал. Наиболее широкое применение нашли порошковые составы на основе бикарбоната и карбоната натрия и калия, аммониевых солей фосфорной кислоты.

Основную роль при тушении порошками  играет их способность ингибировать пламя. Огнетушащий эффект, например, порошков на основе бикарбонатов щелочных металлов значительно превышает эффект охлаждения или разбавления диоксидом углерода, выделяющимся при разложении этих порошков.

Выбор средств и способов пожаротушения  сводится к обеспечению надежного  тушения в наикратчайшее время  при наименьших затратах.

Так, при размещении технологических  процессов в производственных зданиях, когда горение веществ происходит в виде факелов (выброс под давлением паров, газов или распыленных жидкостей), одним из наилучших способов является объемное тушение с применением газовых составов. В этом случае обеспечивается не только пожаротушение за очень короткое время (30 с и менее), но и предотвращается образование взрывоопасной среды в помещении.

Для объектов, в которых обращается большое количество ЛВЖ и в которых нельзя осуществлять объемное тушение (здания павильонного типа, открытые установки), целесообразно использовать стационарные пенные или порошковые установки. Примером рационального применения пенного пожаротушения с помощью стационарной установки является тушение диэтилового эфира, отличающегося низкой температурой вспышки, полярными свойствами и поэтому трудно поддающегося тушению.

Следует особо рассмотреть тушение  металлорганических соединений, применяемых в процессах полимеризации в качестве катализаторов, - алюминийорганических (АОС) и литийорганических (ЛОС).

Тушение металлорганических соединений представляет определенные трудности, поскольку концентрированные  растворы АОС характеризуются высокой пирофорностью. Реакции концентрированных растворов АОС с соединениями, содержащими активный водород (минеральные кислоты, щелочи, спирты и т. д.), протекают бурно, с большим выделением тепла и сопровождаются в ряде случаев самовоспламенением. Реакция с водой протекает со взрывом, при взаимодействии с водой выделяются горючие углеводородные газы, способные образовывать с воздухом взрывоопасные смеси. АОС бурно реагирует (со взрывом) с тетрахлоридом углерода.