Пожар и факторы способствующие распространению пожара

Вопрос 1: Пожар и факторы способствующие распространению пожара;
Пожа́р — неуправляемое, несанкционированное горение веществ, материалов и газовоздушных смесей вне специального очага, приносящее значительный материальный ущерб, поражение людей на объектах и подвижном составе, которое подразделяется на наружные и внутренние, открытые и скрытые.

Пространство, охваченное пожарами, условно разделяют на 3 зоны — активного горения (очаг пожара), теплового воздействия и задымления. Внешними признаками зоны активного горения является наличие пламени, а также тлеющих или раскалённых материалов. Основной характеристикой разрушительного действия пожара является температура, развивающаяся при горении. Для жилых домов и общественных зданий температуры внутри помещения достигают 800—900 °C. Как правило, наиболее высокие температуры возникают при наружных пожарах и в среднем составляют для горючих газов 1200—1350 °C, для жидкостей 1100—1300 °C, для твёрдых веществ 1000—1250 °C. При горении термита, электрона, магния максимальная температура достигает 2000-3000 °C.

Пространство вокруг зоны горения, в котором температура в результате теплообмена достигает значений, вызывающих разрушающее воздействие на окружающие предметы и опасных для человека, называют зоной теплового воздействия. Принято считать, что в зону теплового воздействия, окружающую зону горения, входит территория, на которой температура смеси воздуха и газообразных продуктов сгорания не меньше 60-80 °C. Во время пожара происходят значительные перемещения воздуха и продуктов сгорания. Нагретые газообразные продукты сгорания устремляются вверх, вызывая приток более плотного холодного воздуха к зоне горения. При пожарах внутри зданий интенсивность газового обмена зависит от размеров и расположения проёмов в стенах и перекрытиях, высоты помещений, а также от количества и свойств горящих материалов. Направление движения нагретых продуктов обычно определяет и вероятные пути распространения пожара, так как мощные восходящие тепловые потоки могут переносить искры, горящие угли и головни на значительное расстояние, создавая новые очаги горения. Выделяющиеся при пожаре продукты сгорания (дым) образуют зону задымления. В состав дыма обычно входят азот, кислород, оксид углерода, углекислый газ, пары воды, а также пепел и др. вещества. Многие продукты полного и неполного сгорания, входящие в состав дыма, обладают повышенной токсичностью, особенно токсичны продукты, образующиеся при горении полимеров. В некоторых случаях продукты неполного сгорания, например, оксид углерода, могут образовывать с кислородом горючие и взрывоопасные смеси.

Стадии пожара в помещениях:

Первые 5-10 минут пожар распространяется линейно вдоль горючего материала. В это время помещение заполняется дымом и рассмотреть пламя невозможно. Температура воздуха в помещении постепенно поднимается до 300-400 градусов. Это температура воспламенения большинства горючих материалов.
Через 10-15 минут начинается объемное распространение пожара.
Спустя еще 10 минут наступает разрушение остекления. Увеличивается приток свежего воздуха, резко увеличивается развитие пожара. Температура достигает 900 градусов.
Фаза выгорания. В течение 10 минут максимальная скорость пожара.
После того как выгорают основные вещества, происходит фаза стабилизации пожара (от 20 минут до 5 часов). Если огонь не может перекинуться на другие помещения, пожар идёт на улицу. В это время происходит обрушение выгоревших конструкций.

Распространению пожара способствуют следующие причины (факторы):

- скопление значительного количества горючих веществ и материалов в помещениях;

- наличие различных технологических коммуникаций без противопожарных преград;

- наличие больших производственных площадей, не имеющих противопожарных преград;

- отсутствие огнезащитной обработки строительных конструкций;

- несоответствие основных строительных конструкций здания требованиями ПБ;

- выброс и растекание горящих жидкостей, отсутствие устройств для их аварийного слива и ограничения площади растекания;

- взрывы производственных аппаратов;

- несоответствие требованиям норм противопожарных расстояний между технологическими аппаратами и этажности здания

- отсутствие или неисправность автоматических и первичных средств пожаротушения и неумение пользоваться ими.

Основными путями развития
пожара являются:

- строительные конструкции и отделочные материалы, выполненные из сгораемых и трудно сгораемых материалов;

- коммуникации (воздуховоды, трубопроводы, канализация, шахты);

- эл. провода и кабели с горючей изоляцией;

- сгораемые сырьё, полуфабрикаты и готовая продукция или несгораемые, но в сгораемой упаковке.

Вывод: Для обеспечения безопасности технологических процессов, необходимо знать причины и пути способствующие его быстрому распространению.

Вопрос 2: Мероприятия, направленные на ограничения развития пожара.

Предотвращение распространения пожара достигается мероприятиями, ограничивающими площадь, интенсивность и продолжительность горения. К ним относятся:

- конструктивные и объемно-планировочные решения, препятствующие распространению опасных факторов пожара по помещению, между помещениями, между группами помещений различной функциональной пожарной опасности, между этажами и секциями, между пожарными отсеками, а также между зданиями;

- ограничение пожарной опасности строительных материалов, используемых в поверхностных слоях конструкций зданий, в том числе кровель, отделок и облицовок фасадов, помещений и путей эвакуации;

- снижение технологической взрывопожарной и пожарной опасности помещений и зданий;

- наличие первичных, в том числе автоматических и привозных средств пожаротушения;

- сигнализация и оповещение о пожаре.

Огнезадерживающие устройства

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.

1. Классификация огнепреградителей:

а) по устройству – ленточные, пластичные, сетчатые, с насадкой из гранулированного материала, с насадкой из пористого материала;

б) по условиям локализации пламени – взрывостойкие, огнестойкие, стойкие к разгрузке давления, температуры, детонационностойкие.

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 воздействием давления, температуры или других факторов.

Огнепреградители могут быть в виде сеток или насадок из гранулированных тел или волокон.

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.

Устойчивость огнегасящей насадки против взрыва обеспечивается защитой взрывными мембранами предохранительными устройствами.

По своей конструкции огневые заградители бывают:

гравийные, сетчатые, кассетные, из стеклянных или фарфоровых шариков, из металлокерамических пластин или трубок, из фольги, спирально свернутых лент различной формы по сечению, из металловолокна и т.п.

Жидкостные огнепреградители.

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.

Следует отметить, что разгерметизация технологических систем часто происходит через гидрозатворы. Затворная жидкость выбрасывается при чрезмерном повышении давления или вакууме в аппарате.

Надежность гашения пламени в гидрозатворе обеспечивается наличием высоты слоя жидкости, через которую проходит горящая смесь.

Затворы из твердых измельченных материалов

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.

Огезадерживающая арматура

(заслонки, пламяотсекатели).

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;
форсуночные заградительные устройства и т.п.

Своевременное срабатывание заслонок и задвижек оценивают продолжительностью их срабатывания, при этом время срабатывания ее t1 должно быть меньше длительности движения пламени t2 до места расположения задвижки, т.е. t1 < t2.

Защита технологического оборудования от воздействия опасных факторов пожара (ОФП).

В соответствии с ГОСТ 12.1.033-81 опасными факторами пожара являются факторы, воздействующие на людей, технологическое оборудование, сооружения, окружающую среду и приводящие к гибели людей, материальному ущербу, отравлению или травме.

С развитием современных технологий производств возрастает актуальность по обеспечению пожарной безопасности технологического оборудования.

Защита технологического оборудования от ОФП – комплексное понятие, включающее в себя следующие основные направления деятельности сотрудников ГПС различных уровней и рангов:

анализ статистических данных, изучение отечественного и зарубежного опыта с целью выбора наиболее актуальных направлений исследований;
разработка методов определения пожарной опасности технологического оборудования и включение их в ГОСТы и международные стандарты;
разработка пожарно-профилактических рекомендаций и противопожарных требований к технологическому оборудованию для отраслевых и республиканских нормативных документов;
разработка научно-обоснованных методов определения причастности к пожарам аварийных режимов в технологических аппаратах;
оказание научно-методической и практической помощи отраслевым организациям в создании пожаробезопасного технологического оборудования.

Современные технологические системы предусматривают осуществление однотипных физических и химических процессов, которые в различных производствах проводят в аналогичных по принципу действия технологических аппаратах. Для создания оптимального режима при проведении химической реакции нередко используются физические процессы:

нагрев;
охлаждение;
сушка;
абсорбция;
адсорбция;
перегонка;
транспортирование веществ и т.д.

Во многих производствах физические процессы являются основными, а следовательно, и общими для различных производственных технологических процессов (в нефтеперерабатывающей, газовой, легкой промышленности, машиностроении). Физические процессы, связанные с обработкой горючих веществ являются взрывопожароопасными, их опасность зависит от конструкции и режима работы технологических систем и аппаратов. Все это вызывает необходимость изучения сущности и пожарной опасности физических и химических процессов, наиболее широко исследуемых в различных производственных отраслях. Кроме того специалист инспектор пожарной безопасности должен владеть общими законами:

- законы теплопередачи;

- законы массопередачи;

- законы гидравлики;

- законы механики твердых тел;

- законы химической кинетики и т.д.

При этом протекание одних процессов зачастую связано с сопутствующими процессами (массообмен тесно связан с процессами переноса тепла и гидромеханическими процессами и т.п.).

В данной лекции и последующих практических занятиях будут рассмотрены защитные устройства ограничивающих развитие пожаров наиболее распространенных технологических систем и аппаратов.

Способы защиты технологического оборудования при взрыве.

Взрыв технологического оборудования является одним из наиболее опасных явлений, предшествующих или сопутствующих пожару. Главный признак взрыва – образование в локальной зоне повышенного давления, распространение взрывной (ударной) волны.

Комплекс методов и средств защиты технологического оборудования должен включать (в последовательности от стадии возникновения горения):

предотвращение образования Г.С.;
предотвращение воспламенения Г.С. внутри технологического оборудования;
подавление возникшего внутри оборудования загорания в начальной стадии;
применение прочного оборудования, способного выдержать давление взрыва DРф;
применение устройств для безопасного сброса взрыва (взрывные клапаны, предохранительные мембраны);
применение внешних ограждений для защиты окружающего пространства от воздействия ударной взрывной волны и разлетающихся осколков и т.д.

Защитные устройства ограничивающие растекание ЛВЖ и ГЖ.

При авариях и повреждениях аппаратов и трубопроводов с ЛВЖ и ГЖ они растекаются на территории объекта. Подобного рода опасность можно снизить:

автоматическим отключением поврежденного участка;
устройством различного рода препятствий;
ограничение утечек ЛВЖ и ГЖ и т.д.

Крупные пожары возникают на больших промышленных объектах. Их распространению способствует: скопление большого количества ЛВЖ и ГЖ на производственных и складских помещениях; наличие коммуникаций и путей, создающих возможность распространения пламени и продуктов горения на соседние установки, соседние помещения; внезапное появление в процессе пожара факторов, ускоряющих его развитие (аварийный разлив жидкостей, выброс газов, взрыв технологического оборудования); запоздалое обнаружение возникшего пожара; отсутствие или неисправность стационарных и первичных средств тушения; неправильные действия людей по тушению пожара.

Вывод по вопросу:

При применении средств защиты от распространения пожара следует помнить что снижается не только воздействие опасных факторов пожара на оборудование, но и на работающих там людей.

Вывод по занятию:

Основные способы ограничения развития пожаров на производстве:

разработка решений по ограничению количества горючих материалов, обращающихся в производстве:
создание условий для эвакуации ЛВЖ и ГЖ при возникновении пожара;
создание препятствий на пути распространения огня по коммуникациям, обеспечение защиты аппаратов от разрушения при взрывах.