2.2 Определение категории помещения по величине избыточного давления взрыва

Одним из главных параметров разрушительного действия взрыва является избыточное давление ΔР.

Избыточное давление взрыва в помещении, кПа, где произошел взрыв, в результате аварии определяется по формуле

где m - масса, попавшего в результате аварии в помещение, горючего газа или паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, горючей пыли, взвешенной в воздухе, или веществ и материалов, способных взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом, кг, m=15кг;

Н_т - количество тепла, выделяющегося при разложении (теплота сгорания), Дж/кг, Н_т=30,5·10⁶ Дж/кг;

Р₀ - начальное давление в помещении, кПа, Р₀=101 кПа;

Z - коэффициент участия горючего вещества во взрыве, Z=0,3;

V_ce - свободный объем помещения (разность между объемом помещения и объемом оборудования; допускается принимать условно равным 80% от геометрического объема помещения), м³, V_ce=0,8·(50·10·3)=1200 м³;

р_в - плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т₀, кг/м³, р_в=1,293 кг/м³;

С_р - теплоемкость воздуха, Дж/(кг·К), С_р=1,01·10³ Дж/(кг·К);

Т₀ - начальная температура воздуха, К, Т₀=290 К;

К_н - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатический процесс горения, допускается принимать К_н=3.

Помещение цеха относится к категории А по взрыво- и пожароопасности. Полученное значение величины ΔР дает основание предположить, что помещение цеха находится в зоне полных и сильных разрушений взрыва.

Анализ рассмотренной аварийной ситуации указывает на необходимость разработки мероприятий по предупреждению взрывов или уменьшению их последствий.

2.3 Определение категории помещения (в1-в4) по величине удельной пожарной нагрузки

Пожарная нагрузка - количество теплоты, отнесенное к единице поверхности пола, которое может выделиться в помещении или здании при пожаре.

Удельная пожарная нагрузка - количество теплоты, которое может выделиться в помещение при пожаре, отнесенное к площади размещения находящихся в помещении горючих и трудногорючих веществ и материалов.

Определение пожароопасной категории помещения осуществляется путем сравнения максимального значения удельной временной пожарной нагрузки на любом из участков с величиной удельной пожарной нагрузки, данной в таблице 4 [2].

При пожарной нагрузке, включающей в себя различные сочетания (смесь) горючих, трудногорючих жидкостей, твердых горючих и трудногорючих веществ и материалов в пределах пожароопасного участка, пожарная нагрузка Q, определяется по формуле

где G_i - количество i-го материала пожарной нагрузки, кг. Для древесины G = 2500 кг, для древесных опилков G = 1000 кг;

Q_i - низшая теплота сгорания i-го материала пожарной нагрузки, МДж/кг. Для древесины Q_i = 19 МДж/кг, для древесных опилков Q_i = 18,6 МДж/кг.

Удельная пожарная нагрузка g, МДж/м³, определяется из соотношения

где S - площадь размещения пожарной нагрузки, м², S=20·12=240 м².

Сравнивая полученную удельную пожарную нагрузку с удельной пожарной нагрузкой, приведенной в таблице 4 [2], вижу, что помещение относится к категории В4 по пожароопасности.

3 СРЕДСТВА ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ

3.1 Классы пожаров в зависимости от горящего материала

Область применения различных видов огнегасящего вещества зависит от класса пожара. В соответствии с международными и государственными стандартами устанавливаются следующие классы пожаров в зависимости от горящего материала:

Класс A - горение твердых веществ в основном органического происхождения;

Класс В - горение горючих жидкостей и плавящихся твердых материалов;

Класс С - горение газов;

Класс Д - горение металлов.

У нас в стране выделен еще один класс пожаров - Е - горение различных агрегатов и приборов, находящихся под напряжением.

3.2 Характеристика средств тушения пожаров. Первичные средства пожаротушения

Для тушения пожаров используют воду, водяной пар или специальные химические средства в виде жидкостей, газов или порошка.

Вода для тушения пожаров обычно поступает из общего водопровода или из специального пожарного водоема, резервуара. Напор воды повышается пожарными насосами и помпами. Для питания пожарных рукавов от водопроводной сети вне помещения в специальных колодцах устанавливают пожарные гидранты - незамерзающие краны для присоединения рукавов.

На некоторых предприятиях в пожароопасных цехах применяют автоматические водяные спринклерные установки. Они состоят из разветвленной сети трубопроводов, которые располагаются под потолком в местах пожарной опасности. Трубопроводы снабжаются спринклерными головками, имеющими специальные замки из легкоплавкого сплава. Этот сплав расплавляется под действием высокой температуры, вследствие чего замок открывает отверстие для подачи воды через распылитель. В зоне срабатывания головки при пожаре начинается автоматическое тушение пожара.

Для наружной защиты зданий от переброски огня с одного здания на другое применяют дренчерные установки. Вдоль стен зданий прокладывают трубопроводы с дренчерными головками, которые в отличие от спринклерных всегда открыты. Дренчерная сеть получает воду только во время действия, когда при пожаре открывают запорный вентиль. Вода в них орошает защищаемую зону в виде завесы.

Запрещается применять воду для тушения легковоспламеняющихся жидкостей (бензин, керосин, масло), т. к. вода скапливается внизу этих жидкостей и тем самым увеличивает поверхность горения. Нельзя тушить водой карбид кальция и селитру, т. к. они при контакте с водой образуют горючие вещества. Также запрещается применять воду для тушения электроустановок, находящихся под напряжением, во избежание поражения током через струю.

Установки тушения паром применяют для тушения пожаров в закрытых помещениях там, где есть котельные. При введении пара в закрытое помещение (в количестве 25%), он охлаждает горящие предметы и понижает содержание кислорода в воздухе, благодаря чему горение прекращается. Краны для выпуска пара располагают вне помещения в допустимых местах.

Установки тушения химической пеной применяются на складах легко-воспламеняющихся жидкостей. Пена образуется в специальных пеногенераторах из специального порошка - смеси сернокислого алюминия и бикарбоната натрия, обработанного экстрактом солодкового корня и воды. При попадании на горящую поверхность пена изолирует ее от зоны горения. Кроме того, она охлаждает верхний нагретый слой горящей поверхности.

Установки тушения воздушно-механической пеной применяются на складах нефтепродуктов и трудно смачивающихся материалов. Воздушно-механическая пена - это смесь: воздуха - 90%, воды 9,5% и пенообразователя 0,5%.

Установки углекислотного тушения находят применение при тушении любых пожаров. На ответственных объектах оборудуются автоматические углекислотные стационарные установки. Они состоят из ряда баллонов с углекислотой (СО₂), соединенных в батарею; сети трубопровода, пускового устройства и датчиков.

В последние годы в качестве средств тушения пожаров применяют порошковые составы на основе неорганических солей щелочных металлов. Они отличаются высокой огнетушащей эффективностью и универсальностью, т. е. способны тушить любые материалы, в том числе нетушимые всеми другими средствами.