Меры взрывозащиты зачастую не предотвращая взрыва, обеспечивают безопасность обслуживающего персонала, сохранение от разрушения обору­дования и способствуют его быстрому введению в действие после взрыва. Применяются различные способы взрывозащиты.

Применение достаточно прочного оборудования, которое способно выдерживать давление взрыва, возникающее внутри аппарата. Этот способ имеет ограниченное применение из-за экономической нецелесообразности увеличения материалоемкости и массы оборудования.

Применение пассивных средств защиты технологического оборудова ния – предохранительных мембран и клапанов. Это один из самых распространенных способов, основанных на срабатывании устройств при повышении давления сверх установленных пределов.

Применение огнепреградителей (сухих и жидких).

Автоматически действующие задвижки и заслонки.

Активные средства взрывозащиты, срабатывающие в момент возникновения взрыва по сигналу индикатора. Они локализуют и подавляют очаг взрыва до достижения им разрушительного давления.

Применяются следующие способы взрывозащиты:

– подавление взрыва при его зарождении путем введения в очаг взрыва огнегасящего вещества – так называемые автоматические системы по­давления (АСПВ);

– создание инертной зоны в трубопроводах и в соседних аппаратах для предотвращения распространения взрыва;

– блокирование аппарата, в котором произошел взрыв, с помощью отсе­кающих устройств;

– автоматическое прекращение работы оборудования.

Надежную взрывозащиту технологических аппаратов обеспечивает АСПВ. Принцип их действия заключается в быстром обнаружении начавшегося взрыва с помощью высокочувствительного индикатора и подаче под давлением в этот очаг огнетушащего вещества. Развитие взрыва может происходить по двум вариантам. В течение времени т = 2^#-10~ ... 4 • 10^-2 с давление взрыва остается невысоким. Если за это время обнаружить очаг взрыва и подать в него достаточное количество огнетушащего вещества, то взрыв будет подавлен. В противном случае развитие взрыва приведет к разрушению аппарата.

В качестве наиболее эффективных огнетушащих веществ применяют хладоны, порошки, а также распыленную воду.

В России широкое применение нашли следующие системы АСПВ: «Анпирбар» (разработчик ВНИИПО), предназначенная для подавления взрывов газо- и паровоздушных сред (например, паров сероуглерода): в этой системе использован ультрафиолетовый датчик пламени; огнетушащим веществом является хладон 114В2; «Радуга» (разработчик ВНИИТБХП) с индикаторами взрыва по давлению, применяемая для взрывозащиты различных аппаратов, в том числе с взрывоопасными пылевоздушными смесями.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЖАРЕ

Пожар – неконтролируемое горение, приносящее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства (Федеральный закон о пожарной безопасности от 21.12.94 г. № 69).

В теории «Пожаровзрывобезопасности» пожар – это неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб. Горение, не приносящее материального ущерба называется загоранием. Фактически это начальная стадия пожара, как правило, предотвращенная силами производственного персонала (на производстве) или другими людьми, использующими первичные средства пожаротушения и подручные средства.

Пожар представляет собой процесс горения, обусловленный химической реакций окисления, сопровождающийся выделением тепла, света и звука. Для возникновения пожара необходимо наличие трех компонентов: горючего вещества, окислителя (как правило, кислорода) и первоначального источника тепла. При удалении хотя бы одного компонента пожар прекратится. Но и при наличии всех трех компонентов процесс горения будет полным только при условии достаточного количества тепла, что бы вызвать и поддерживать реакцию окисления. Обычно при пожаре образуется такое количество тепла, которое не успевает рассеяться в окружающей среде, и поэтому в большинстве случаев поддерживается без дополнительного воздействия внешних источников тепла.

Основные причины пожара

Причинами возникновения пожара в условиях производства могут быть нарушения технологических процессов и неисправности оборудования, в частности, несвоевременный его ремонт и нарушение правил технической эксплуатации электроустановок, перегрузки электрических сетей и короткие замыкания в них.

Можно выделить ряд наиболее распространенных причин, к которым относятся:

1) неосторожное обращение с открытым огнем при проведении сварочных работ, работ с паяльными лампами, курение в не отведенных специально для этого местах;

2) неисправность или перегрузка электрооборудования и электрических сетей неисправность технологического оборудования и нарушения технологических процессов:

3) взрывы газо-, паро- и пылевоздушных смесей;

4) причины самовозгорания горючих и взрывчатых веществ;

5) загорания материалов от грозовых разрядов и разрядов статического электричества и др.

Главнейшей причиной пожаров является нарушение требований по­жарной безопасности при проектировании и строительстве зданий и соору­жений, а также в результате нарушения противопожарного режима в, процессе эксплуатации зданий и сооружений и их отдельных элементов (систем, вентиляции, водоснабжения, отопления и электроснабжения, а также техно­логического оборудования).

Опасные факторы пожара

Опасным называется фактор пожара, воздействия которого приводят травмам, отравлениям и гибели людей, а также к материальным ущербам.

К основным опасным факторам пожара для людей относятся следую­щие:

1) открытый огонь, имеющий очень высокую температуру пламени (до нескольких тысяч градусов) К;

2) искры, разлетающиеся от очага горения, способные поджигать окружающие предметы, в т.ч. одежду людей и вызывать ожоги;

3) повышенная температура воздуха и окружающих предметов (вдыхание горючего воздуха, имеющего t > 1000°С приводит к некрозу дыхательных путей, потере сознания и гибели через несколько секунд);

4) токсичные продукты сгорания, образующиеся при горении синтетических материалов, отравляющих организм человека;

5) дым, уменьшающий видимость и затрудняющий процесс дыхания;

6) пониженная концентрация кислорода в воздухе около 21% О₂ (по объему). Снижение концентрации до 18% значительно ухудшает двигательные функции, а до 14% уже полностью нарушает координацию движения человека;

7) повреждения оборудования и обрушение конструкций зданий;

8) падающие конструкции могут быть причиной травм и гибели людей;

9) взрывы, возможные при пожаре в помещениях, где находятся баллоны с горючими газами, емкости с горючими жидкостями, газовые плиты.

К наиболее распространенным причинам гибели людей относятся:

– высокая температура окружающей среды;

– токсичные продукты сгорания.

Исследования, проведенные в Великобритании, показали, что 42% людей гибнет от ожога и 46,8% от отравлений и задыхаются дымом.

Зоны действия пожара

Пожар – неконтролируемый процесс горения, развивающийся во вре­мени и пространстве и сопровождающийся уничтожением материальных ценностей, а также создающий опасность для здоровья и жизни людей.

К основным явлениям, характерным для каждого пожара, относятся:

1) химическое взаимодействие горючего вещества с окислителем (обычно кислородом воздуха):

2) выделение большого количества тепла;

3) интенсивный тепло- и массообмен продуктов сгорания.

Пространство, охваченное пожаром, условно разделяют на три зоны:

1 – зона активного горения (очаг пожара);

2 – зона теплового воздействия:

3 – зона задымления.

Зона активного горения – занимает часть пространства, в котором не­посредственно происходит реакция. Для открытых пожаров она может - ог­раничиваться габаритами горящего объекта или его части, а для закрытых пожаров – ограждающими конструкциями здания, стенками технологическо­го оборудования к т.п.

Внешними признаками зоны активного горения является наличие пла­мени, а также наличие тлеющих или раскаленных материалов.

Кислород в зону горения обычно приходит из воздуха. Находящиеся в очаге пожара сгораемые конструкции и материалы нагреваются и воспламе­няются, а несгораемые – обычно теряют механическую прочность и распол­заются (деформируются). Основной характеристикой разрушительного дей­ствия пожара является температура, развивающаяся при горении.

Зона теплового действия – пространство вокруг зоны горения, в кото­ром температура достигает значений, разрушающих окружающие предметы и опасных для человека. В этой зоне происходит интенсивный теплообмен между зоной горения и окружающим пространством, в т.ч. окружающими конструкциями зданий и сооружений.

С увеличением количества горючего вещества на единицу площади пола (пожарная нагрузка) повышается минимальная температура и увеличивается продолжительность горения.

Нагретые продукты сгорания устремляются вверх вызывая приток более плотного холодного воздуха к зоне горения.

При пожаре внутри зданий интенсивность тепломассообмена зависит от размеров и расположения проемов в стенках и перекрытиях, высоты по­мещений, а также от количества и свойств горящего материала.

Зона задымления – пространство смежное с зоной горения, в котором возможно распространение продуктов горения.

Дым – видимая в воздухе взвесь, состоящая, как правило, из газообраз­ных, жидких и твердых веществ.

Таблица 2.1

Классификация пожаров по ГОСТ 27331-87 (в зависимости от физико-химических свойств горючих веществ

и огнетушащих составов)

Параметры пожаров

Важнейшими параметрами, определяющими условия пожаротушения являются:

1. физико-химические свойства вещества и материала;

2. пожарная нагрузка;

3. скорость выгорания пожарной нагрузки;

4. газообмен очага пожара с окружающей средой и внешней атмосферой;

5. теплообмен между очагом пожара и окружающими конструкциями и материалами;

6. размеры и форма очага пожара и помещения, в котором он произошел;

7. метеорологические условия.