1.4. Розрахункове обгрунтування виробничих

58

джерел запалювання та попередження розвитку пожежі

на виробництві

1. В умовах виробництва зустрічаються різноманітні джерела

запалювання, які відрізняються як природою, так і параметрами.

Нагріті тіла, як джерела примусового запалювання горючих сумішей,

характеризуються температурою, кількістю тепла (енергією) і тривалістю дії.

Тривалість дії виробничих джерел запалювання звичайно значно перевищує

відповідний показник (період індукції) горючої суміші. Тому в даному

випадку безпека утворення джерела запалювання в горючій суміші має місце

при виконанні такого відношення:

(t_н.т. ³ t_ссп ) Ç (W_н.т. ³ W_min) ,

де: t_Н.Т і W_Н.Т - відповідно температура [^оС] й енергія (кількість

тепла) нагрітого тіла [Дж], яке може стати

джерелом запалювання;

t_В - температура самоспалахування горючої речовини, [^оС];

W_min - мінімальна енергія запалювання горючої сумуші , [Дж].

2. Попередження утворення в горючій суміші (або ж внесення в неї)

джерела запалювання досягається при виконанні таких умов

вибухопожежобезпеки:

t_н.т.без £ 08t_{ссп ,}

або

W_н.т.без £ 04W_{min ,}

де: t_{Н.Т. БЕЗ} - безпечна температура нагрітого тіла,[^оС];

W_{Н.Т. БЕЗ} - безпечне значення енергії (кількості тепла) нагрітого

тіла, [Дж].

3. Підшипники перевантажених та швидкісних валів при різноманітних

порушеннях роботи (відсутність охолодження та змащення, забруднення

поверхонь перевантаження та ін.) перегріваються до небезпечних температур

(вище температури самозапалювання горючої суміші, яка контактує з

підшипником, або температури самозаймання горючого пилу, який осів на

його корпусі).

Максимальну температуру підшипника ковзання при відсутності

змащування та примусового охолодження визначають за формулою:

59

t_nідш. = t_нс +

де: t_n - максимальна температура підшипника, [^оС];

t_В - температура навколишнього середовища (повітря), [^оС];

Q_ТР - потужність сил тертя в підшипнику, Вт. Величину

потужності сил тертя визначають за формулою:

,

де: f - коефіцієнт тертя, що визначається в залежності від матеріалу

приймається від 0,07 до 0,12;

N - реальна сила, яка діє на підшипник, [Н];

d - діаметр шийки вала, [м];

n - частота обертання вала, [с^-1];

a - коефіцієнт теплообміну між поверхнею

навколишнім середовищем, [Вт/м²×К], який

формулами:

a = 11,63exp(0,0023t_nідш.)

a = 4,07³ t_n - t_{В ;}

F - поверхня корпусу підшипника, яка омивається повітрям, [м²].

За формулами можна оцінити також температуру нагрівання стрічки

при її буксуванні і ведучого барабана транспортера. В цьому випадку

N - сила натяжіння стрічки, Н; d - діаметр барабана, м².

4. Процес стиснення газу в компресорі супроводжується виділенням

тепла і підвищенням температури газу в газовідвідних вузлах компресора.

Максимальну температуру газу при стиску в компресорі і відсутності

охолодження визначають за формулою:

n-1

( ) ç ÷ ^{- 273 ,}

де: t_к і t_н - відповідно кінцева та початкова температури газу, ^оС;

Т_к і Т_н - відповідно кінцевий та початковий тиск газу в компресорі, Па;

n - показник політропи; n » 0,9 k (тут k - показник адіабати).

60

Виходячи з умов безпечного режиму експлуатації компресора, ступінь

стиснення газу і число ступенів стиснення визначають за формулами:

t_р.без + 273

t_п + 273

lg P_K - lg P_п

lge

де: e - ступінь стиску газу в компресорі, яка допускається;

t_р.без - безпечна температура газу в концентрації стиску, С; за t_р.без

приймають мінімальне значення 2-х величин: температури,

t_н.т.без £ 08t_{ссп за температурою}

самоспалахування газу, який стискується, або допустимої

температури мастила в картері компресора;

к - число ступенів стиску компресора.

5. Умови процесу теплового самозаймання деяких горючих речовин і

матеріалів (рослинних масел, тваринних жирів, кам’яного та деревного

вугілля, торфу, сажі, оліфи, сіна, силосу, цинкового, магнієвого пилу і т.ін.)

визначають із таких виразів:

lg t_c = A_p + n_p lg S

_{ílgt =} ¹ _{Aв - lg tc} ^,

c

де: t_с - мінімальна температура середовища, при якій спостерігається

самоспалахування речовини, ^оС;

А_р, n_р, А_в, n_в - емпіричні константи, значення яких визначаються за

довідником [ табл. 17 дод.];

S - питома поверхня матеріалу, м^-1; величину S визначають за

формулою:

S = F / V ,

де: F - повна зовнішня поверхня матеріалу, яка контактує з

навколишнім середовищем, м²;

V - об’єм матеріалу, м³;

t_с - тривалість процесу самонагрівання матеріалу до його

самоспалахування, год.

61

6. Пожежобезпечність виробництв, в яких обертаються схильні до

теплового самозаймання речовини, досягається при виконанні такої умови:

t_р.без £ 08t_сз

де: t_{Р БЕЗ} - безпечна температура середовища (виробничого процесу), ^оС;

t_і - температура тління або спалахування горючої речовини, ^оС.

7. По виробничих комунікаціях (технологічних трубопроводах,

дихальних лініях тощо) з горючим парогазоповітряними сумішами вогонь

може розповсюджуватись навіть при наявності вогнезатримуючих пристроїв,

параметри яких не відповідають виду горючої суміші, її температурі та

тиску. Небезпечність розвитку пожежі по трубопроводах для

транспортування парогазоповітряних сумішей має місце при виконанні

такого відношення:

65R t_p + 273 l

d ³

U_HC_PP_P ^,

де: d - фактичний діаметр каналів сухого вогнеперешкоджувача, м;

t_р і T_р - початкові та робочі температури, ^оС, і тиск, Па, горючої суміші;

R - універсальна газова стану горючої суміші, Дж/(кг К);

U_Н - нормальна швидкість розповсюдження полум’я, м/с; максимальне

значення нормальної швидкості розповсюдження полум’я в сумішах

різноманітних парів і газів з повітрям наведені в довідниках

(табл 1 дод.);

l - коефіцієнт теплопровідності горючої суміші, Вт/(м К); величину

коефіцієнта теплопровідності двохкомпонентної парогазової суміші

визначають за формулою:

l = j_Г × l_Г + 1- j_Г l_п

де: j_Г - кількість горючої речовини в суміші (звичайно стехіометричного

складу), об.долі;

l_Г і l_В - коефіцієнти теплопровідності відповідно горючого пару (газу) і

повітря (табл. 10, 15 дод.);

С_р - питома теплоємність горючої суміші при постійному тиску,

Дж/(кг К); питому теплоємність горючої суміші знаходять з виразу:

С_Р = j_Г С_{Р.Г .} + 1- j_Г С_Р.П.

де: С_Р - питома теплоємність горючої пари або газу, Дж/(кг К)

(табл. 10 дод.);

62

С_Р.В - питома теплоємність повітря, Дж / (кг К) (табл. 15 дод.).

8. При аварійному пошкодженні, руйнуванні технологічного

обладнання, перевертання ємностей апаратів і в подібних ситуаціях

пожежонебезпечні рідини розтікаються по промислових площах.

Максимальну площу розлиття, рівну площі дзеркала випаровування рідини,

визначають з виразу:

F_P = f_PV_p

F_n = ab

де: F_р - площа рідини, яка розлилася, м²;

f_Р - питома площа розлитої рідини, м^-1;

V_p = m_р/r_р (тут r - густина рідини, яка розлилася, кг/м³);

F_n - площа підлоги приміщення, м² ;

a і b - довжина і ширина приміщення, м.

Величину F_p приймають згідно з ОНТП 24-86, виходячи з тієї

обставини, що 1 л сумішей і розчинів, які утримують 70% і менше за масою

розчинників, розливається по площі 1 м² (тобто в першому випадку

f_Р =500 м^-1, а в другому випадку f_Р =1000 м^-1).