7. Оценка наиболее вероятных путей распространения пожара

Практика эксплуатации различных производств свидетельствует, что в одних случаях начавшийся пожар через некоторое время самолокализуется, а в других - может получить быстрое развитие. Из одного технологического аппарата он может перейти в другой, выйти за пределы технологического оборудования, распространиться в соседнее производственное помещение, перекинуться на строительные конструкции здания и сооружения и таким образом принять большие размеры, причинить значительный материальный ущерб, а иногда привести и к гибели людей.

Пожар может получить быстрое распространение только в том случае, если в технологических процессах производства будут для этого соответствующие причины (они непосредственно связаны с технологией производства) и условия для распространения начавшегося пожара.

Причинами быстрого распространения пожара в условиях производства являются: сосредоточение большого количества горючих веществ и материалов; наличие технологических систем транспорта, связывающих в единое целое не только технологические установки, но и производственные помещения по горизонтали и вертикали здания или сооружения; внезапное появление факторов, ускоряющих его развитие (растекание огнеопасных жидкостей при аварийном истечении из поврежденного оборудования, разрушение аппаратов при взрыве).

Условиями, способствующими распространению пожара на производстве, являются; позднее обнаружение и сообщение о нем; отсутствие или неисправность стационарных и первичных средств пожаротушения; неквалифицированные действия людей при тушении пожара. Эти условия непосредственно не связаны с технологией производства и поэтому здесь не раскрываются.

Начавшийся пожар может быстро развиться, принять большие масштабы и причинить значительный ущерб только в том случае, если будут соответствующие условия. Когда нет условий для распространения пожара, как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении, огонь не выйдет за пределы первоначально охваченного им участка и убытки от такого пожара будут минимальными.

В цехах, связанных с обращением ЛВЖ и ГЖ, всегда имеются условия для быстрого распространения возникшего пожара. Это объясняется не только наличием в помещениях и на открытых площадках огнеопасных жидкостей, но и весьма часто отсутствием соответствующих препятствий или специальных противопожарных преград на путях возможного распространения огня.

Анализ пожаров на складах ЛВЖ и ГЖ показывает, что резервуары, расположенные рядом с горящим, иногда взрываются или в течение всего пожара остаются невредимыми. В отдельных случаях наблюдается факельное горение в местах выхода паров из емкостного аппарата или происходит механическое разрушение аппарата из-за потери прочностных свойств.

Безопасное состояние характеризуется тем, что локальный нагрев конструкции или оборудования, установленного на аппарате, меньше величины стандартной температуры самовоспламенения. Период наступления I кризисного состояния (опасность взрыва паровоздушной среды в аппарате) характеризуется тем, что к этому периоду времени концентрация паров жидкости находится в области воспламенения, а температура в месте локального нагрева достигла или превышает температуру самовоспламенения. Если концентрация паров в аппарате выше верхнего предела воспламенения, а локальная температура элементов конструкции или оборудования аппарата в местах выхода паров равна или выше температуры воспламенения, то возможно факельное горение в местах выхода паров, т. е. наступление II кризисной ситуации.

Если наступление первых двух кризисных состояний не вызывает сомнений, то на III состоянии следует остановиться. Увеличение рабочих напряжений происходит из-за возрастания давления паров внутри аппаратуры ввиду несоответствия пропускной способности дыхательных и предохранительных клапанов массе испаряющейся жидкости. Одновременно происходит сначала некоторое увеличение предела прочности материала вследствие увеличения температуры концентрации аппарата, а затем резкое уменьшение предела прочности металла.

Аппарат может из I кризисного состояния перейти во II кризисное состояние, а из II состояния — в III. Это можно объяснить тем, что стандартной температуре самовоспламенения паров, приводимой в справочной литературе, соответствует стехиометрическая концентрация в реакции горения углеводорода в воздухе. При отклонении концентрации от стехиометрической в области воспламенения паров будет изменяться и температура самовоспламенения. Наступление вышеперечисленных кризисных ситуаций емкостных аппаратов объясняется воздействием весьма мощных падающих тепловых потоков, достигающих десятков киловатт на 1 м (для сравнения падающий тепловой поток от солнца составляет примерно 0,5 кВт/м² ).

Величина падающего теплового потока на технологический аппарат зависит от физико-химических свойств горящей жидкости, а также от характера теплообмена аппарата с факелом пламени. Можно отметить два характерных вида теплообмена: лучисто-конвективный и лучистый теплообмен.

Наиболее интенсивное наступление кризисных состояний отмечается, когда емкостной аппарат находится в огне. Условиями, которые способствуют возникновению такой ситуации, являются переливы и утечки жидкостей. При этом на время наступления кризисных состояний существенное влияние оказывает материал, из которого изготовлен емкостный аппарат.

Для установления времени выживания емкостных аппаратов при лучисто-конвективном теплообмене были проведены специальные исследования. Таким образом, быстрое увеличение давления в металлических резервуарах приводит через несколько минут пожара к неконтролируемому выбросу жидкости или к механическому разрушению резервуара. Стеклопластиковые резервуары быстро сгорают вместе с залитым в них продуктом, а поэтому их не следует использовать для автомобильных, железнодорожных цистерн, резервуаров и бочек для перевозки ЛВЖ и ПК.

В условиях пожара наиболее часто на соседние объекты воздействует лучистая составляющая пожара. Для предупреждения возможности распространения пожара от лучистой энергии факела пламени на соседние объекты, а также для успешного маневрирования пожарных подразделений нормативные документы регламентируют устройство противопожарных разрывов.