МЕТОДИЧНА РОЗРОБКА № 10

для позааудиторної самостійної роботи курсантів та учнів

підготовки молодших спеціалістів за спеціальністю 5.17020301 «Організація та техніка протипожежного захисту» галузі знань 1702 «Цивільна безпека»

кваліфікації 3119 «Технік з аварійно-рятувальних робіт»

Навчальні групи: 2МС- К, 2МС- У

Навчальна дисципліна: «Пожежна профілактика»

Тема № 2.1 Основи аналізу вибухопожежної небезпеки технологічних процесів та апаратів.

Тема самостійної роботи: «Основні напрямки забезпечення пожежної безпеки технологічних процесів»

Кількість годин – 2 год.

Навчальна мета: ознайомитись із основними напрямками забезпечення пожежної безпеки технологічних процесів та шляхами їх забезпечення.

План вивчення.

1. Основні напрямки попередження виникнення пожежі у технологічних процесах.

2. Основні напрямки попередження розповсюдження пожежі.

1. Методичні вказівки.

Пожежна безпека об’єкта - це такий його стан, при якому виключається можливість виникнення пожежі, а в разі її виникнення запобігається вплив на людей небезпечних факторів пожежі та забезпечується захист матеріальних цінностей.

Основні заходи забезпечення пожежної безпеки на технологічних виробництвах направленні на обмеження можливості утворення горючого середовища та утворенню в горючому середовищі джерел запалення.

Під час розгляду начального матеріалу самостійної роботи Вам необхідно розглянути умови утворення та заходи які направленні на попередження утворення горючого середовища, як в середині технологічного апарату так і поза ним. У другому питанні необхідно розглянути основні напрямки, які попереджають розповсюдження пожежі. Особливу увагу необхідно звернути на способи (рішення) за допомогою яких досягаються мета даних заходів.

2. Після вивчення навчального матеріалу курсанти та учні повинні:

знати: основні напрямки попередження виникнення пожежі у технологічних процесах та способи попередження розповсюдження пожежі на технологічних виробництвах.

уміти: визначати способи захисту технологічного обладнання від виникнення та розповсюдження пожежі.

3. Орієнтовна карта роботи з літературою.

№ з/п	Навчальні питання	Необхідна література
1	Основні напрямки попередження виникнення пожежі у технологічних процесах	Клубань В.С. Пожарная безопасность предприятий промышленности и агропромышленного комплекса. – М. Стройиздат, 1987. – С. 5-21. Михайлюк О.П., Олійник В.В., Мозговий Г.О. Теоретичні основи пожежної профілактики технологічних процесів та апаратів, Харків, 2004. – С. 299-369.
2	Основні напрямки попередження розповсюдження пожежі	Клубань В.С. Пожарная безопасность предприятий промышленности и агропромышленного комплекса. – М. Стройиздат, 1987. – С. 73-92. Михайлюк О.П., Олійник В.В., Мозговий Г.О. Теоретичні основи пожежної профілактики технологічних процесів та апаратів, Харків, 2004. – С. 299-369.

4. Основні теоретичні відомості.

4.1. Основні напрямки попередження виникнення пожежі у технологічних процесах.

Пожежна безпека об’єкта забезпечується:

• системою запобігання пожежі;

• системою протипожежного захисту;

• організаційно-технічними заходами.

Запобігання пожежі досягається запобіганням утворення горючого середовища та (або) запобіганням утворення в горючому середовищі (або внесення в його) джерела запалювання.

Протипожежний захист повинний досягатися застосуванням одного з нижчезазначених способів або їх комбінацією:

• застосуванням засобів пожежогасіння та відповідних видів пожежної техніки;

• застосуванням автоматичних установок пожежної сигналізації та пожежогасіння;

• застосуванням основних будівельних конструкцій та матеріалів, в тому числі таких, які використовуються для облицювань конструкцій з нормованими показниками пожежної небезпеки;

• застосуванням просочування конструкцій об’єктів антипіренами та нанесенням на їх поверхні вогнезахисних фарб (складів);

• устроями, які забезпечують обмеження розповсюдження пожежі;

• організацією за допомогою технічних засобів, включаючи автоматичні, своєчасного сповіщення та евакуації людей;

• застосуванням засобів колективного та індивідуального захистів людей від небезпечних факторів пожежі;

• застосуванням заходів протидимного захисту.

Впровадження заходів, направлених на забезпечення пожежної безпеки,здійснюється в процесі проектування, будівництва та експлуатації об’єктів.

Розглянемо основні напрямки в розробці заходів, направлених на забезпечення пожежної безпеки об'єктів.

Заходи, які виключають утворення горючого середовища в середині технологічних апаратів.

Апарати з твердими горючими матеріалами

В апаратах та машинах, призначених для обробки твердих горючих матеріалів, горюче середовище не може бути виключене з виробничих процесів.

У таких випадках вживаються заходи, спрямовані на:

• обмеження допустимої кількості їх у цеху змінною, а іноді й півзмінною потребою;

• улаштування місцевої витяжної вентиляції для зменшення кількості пожежонебезпечних відходів виробництва, регулярне прибирання приміщень та устаткування.

Апарати з легкозаймистими та горючими рідинами

Виключити можливість утворення вибухонебезпечних концентрацій в апаратах із легкозаймистими і горючими рідинами дозволяють такі рішення:

а) ліквідація пароповітряного простору за рахунок:

• збереження ЛЗР-ГР в апаратах під захисним прошарком води (наприклад, зберігання сірковуглецю);

• застосування резервуарів із плаваючою покрівлею або понтоном;

• устрій ємностей з еластичними стінками;

б) застосування високостійких пін, емульсій (ці речовини і матеріали спроможні, не руйнуючись, плавати на поверхні горючої рідини резервуара, створюючи необхідної товщини прошарок і необхідну герметизацію з корпусом);

в) створення температурних умов, які виключають утворення вибухонебезпечних концентрацій.

При цьому забезпечуються постійні умови роботи апарата з робочою температурою нижче нижньої температурної межі розповсюдження полум’я або вище верхньої температурної межі розповсюдження полум’я, тобто:

t_н>t_р > t_в

г) введення негорючих газів у пароповітряний простір апаратів або ємностей.

Цей засіб застосовують у тих випадках, коли в апараті є умови для утворення вибухонебезпечної концентрації та неможливо змінити температурний режим роботи. Застосовують негорючі гази, такі як азот, вуглекислий газ, та ін. При цьому повинний бути контроль за концентрацією даних негорючих газів в апараті;

Ґ)введення у вогненебезпечну рідину домішок, які знижують випаровування (знижують парціальний тиск).

В ролі таких домішок для нафтопродуктів і сірковуглецю може бути застосований чотирихлористий вуглець (ССl₄)Недоліки цього способу в тому, що можуть змінюватися властивості речовин.

Апарати з горючими газами

Виключити можливість утворення вибухонебезпечних концентрацій в апаратах із газами дозволяють такі технічні рішення:

а) при наявності суміші горючого газу з окислювачем робоча концентрація газу в апараті повинна встановлюватися вище верхньої або нижче нижньої межі розповсюдження полум’я, тобто:

_р>_в або _р<_н

б) установка автоматичних регуляторів співвідношення горючого газу та окислювача на лініях, що живлять апарат;

в) установка автоматичних регуляторів тиску газу на лініях, що живлять апарат;

г) застосування флегматизуючи домішок, якщо суміш газу з окислювачем знаходиться в межах розповсюдження полум’я;

Ґ) обладнання апаратів газоаналізаторами для безперервного контролю за величиною робочої концентрації газу.

Апарати з горючим пилом

Пожежну небезпеку апаратів із пилом можна зменшити такими засобами:

а)при здрібнюванні речовин застосовувати процеси з меншим виділенням пилу (наприклад: вібраційний помел, здрібнювання із зволоженням тощо);

б) виведенням негорючих газів всередину апаратів протягом усього періоду роботи або в найбільш небезпечні моменти (наприклад, в періоди пуску та зупинки млинів) або додаванням до вогненебезпечного пилу мінеральних речовин (наприклад, крейди);

в) устроєм систем відсмоктування пилу з апаратів (наприклад, у вальцевих станках млинів);

г) застосуванням негорючих газів для пневмотранспорту найбільш небезпечного пилу;

Ґ) автоматичним контролем за розміром швидкості пневмотранспортування здрібнених матеріалів;

д) конструктивними рішеннями апаратів і трубопроводів, що забезпечують мінімальне скупчення осілого пилу, а саме :

- гладко оброблені внутрішні поверхні апаратів і трубопроводів;

- плавні сполучення апаратів і трубопроводів;

е) використанням вібраторів, що запобігають утвореннюпробокпилу в бункерах та трубопроводах.

В період пуску та зупинки технологічних апаратів

Для виключення утворення горючого середовища в апаратах при їх зупинці та постановці на ремонт необхідно:

а) цілком звільнити апарат від вогненебезпечних рідин та газів;

б) надійно відключити апарати і трубопроводи від працюючих систем одним із зазначених засобів:

- шляхом повного роз’єднання ліній;

- установкою заглушок між фланцями трубопроводів.

Як правило, застосовують металеві заглушки з хвостовиком, місця установки заглушок вказуються в документах, що оформляються на період зупинки апаратів;

- устроєм на лініях двох близько розташованих засувок з відвідною трубкою між ними, підведеної до виробничої каналізації,або з подачею між засувками водяної пари або інертного газу;

в) продути апарат від залишків рідин і газів водяною парою або інертним газом. Момент закінчення продувки визначають за аналізом продувної суміші, що відходить;

г) правильно розкрити апарат (на вертикальних апаратах люки відчиняють зверху донизу).

При пуску апаратів в експлуатацію, також як і при зупинці, повинне проводитися їх продування від повітря водяною парою або негорючим газом, і тільки в деяких випадках допускається витіснення повітря горючим газом. При цьому суміш газу з повітрям викидається в атмосферу через продувну свічу або інший устрій. Порядок продувки визначається технологічною інструкцією.

Заходи, які виключають утворення горючого середовища поза технологічними апаратами

Апарати з відкритою поверхнею випаровування

При наявності апаратів з відкритою поверхнею випаровування вибухопожежонебезпечність може бути знижена за рахунок:

- заміни апаратів з відкритою поверхнею випаровування закритими апаратами, якщо це не порушує технологічний процес;

• заміною легкозаймистих та горючих рідин менш пожежонебезпечними, а найкраще - негорючими рідинами та сумішами;

• устроєм місцевих систем відсмоктування;

• устроєм кришок для закриття апарату в неробочий період.

Апарати періодичної дії

Для зниження вибухопожежонебезпечності апаратів періодичної дії необхідно запропоновувати такі рішення:

• заміна періодично діючих апаратів на апарати безперервної дії, якщо це не порушує технологічний процес;

• максимальна герметизація завантажувальних та розвантажувальних пристроїв;

• устрій місцевих систем відсмоктування парів та газів біля завантажувальних та розвантажувальних пристроїв.

Апарати герметично закриті, що працюють під тиском

Для апаратів герметично закритих, що працюють під тиском, виключення або зменшення виходу назовні парів та газів досягається нижчезазначеними способами:

• забезпеченням нормальної герметичності зварних та роз’ємних з’єднань;

• забезпеченням безсальникових та мембранних насосів;

• застосуванням сальникових насосів із торцевим ущільненням;

• устроєм місцевих систем відсмоктування біля місць можливого виходу парів та газів;

• систематичним оглядом обладнання та додержуванням графіків планово-попереджувальних ремонтів.

При пошкодженнях та аваріях технологічного обладнання

Заходи, які виключають пошкодження технологічного обладнання в результаті механічних впливів на матеріал апаратів та трубопроводів

До заходів, що виключають пошкодження та аварії апаратури в результаті механічних впливів на матеріал апаратів та трубопроводів і, як наслідок виключають утворення вибухонебезпечних концентрацій поза апаратами, насамперед необхідно віднести запобігання утворення підвищених тисків та дій динамічного характеру. Всі апарати, при роботі яких утворюється підвищений тиск, захищають запобіжними клапанами.

До основних заходів, що виключають пошкодження та аварії апаратури в результаті механічних впливів на матеріал апаратів та трубопроводів, відносяться:

• Дотримування матеріального балансу роботи апаратів, швидкості і черговості подачі компонентів.

• Дотримування визначеного температурного режиму роботи апаратів.

Для підтримування визначеного температурного режиму роботи апаратів їх необхідно обладнати приладами автоматичного контролю, захисту, регулювання та блокування. Захищають ємності теплоізоляцією, екранами,фарбуванням поверхонь у сріблястий колір, розміщують на визначеній відстані від приладів опалення та джерел тепла.

• Дотримування нормального процесу конденсації парів.

• Виключення попадання у високонагріті апарати рідин із низькою температурою кипіння

• Дотримування нормального режиму роботи апаратів з екзотермічними процесами

Дотримування нормального режиму роботи апаратів з екзотермічними процесами досягається:устроєм автоматичних дозаторів співвідношення речовин, які подаються до апарату;застосуванням автоматичних регуляторів подачі хладоагенту; автоматичним стравлюванням надлишкового тиску для забезпеченням своєчасного відводу газоподібних продуктів реакції.

• Попередження дії на матеріал апаратів та трубопроводів навантажень динамічного характеру.

Для попередження дії на матеріал апаратів та трубопроводів навантажень динамічного характеру необхідно:забезпечити повільність зміни тиску при пуску, зупинці та в періоди переходу з одному режиму роботи апарату на інший;не допускати гідравлічних ударів, для чого на лініях із рідинами встановлюють зворотні клапани, газовіковпаки на газовихлініях від компресорів, застосовують різноманітні устрої проти потрапляння рідин у газові лінії компресорів; передбачати заходи боротьби з вібрацією шляхом заміни поршневих насосів відцентровими, улаштуванням масивних фундаментів під апаратами, які вібрують, надійним кріпленням трубопроводів та апаратів, ізоляцією еластичними прокладками апаратів, які вібрують.

• Попередження дії ерозії на матеріал апаратів і трубопроводів.

• Запобігання температурних напружень.

До заходів, які виключають температурні впливи на матеріал апаратів та трубопроводів, насамперед відносяться заходи з запобігання температурних напружень та проти зміни механічних властивостей металу апарату від нагріву або охолодження.

• Запобігання змінення механічних властивостей металу апарату в результаті нагріву або охолодження.

Запобігання змінення механічних властивостей металу апарата в результаті нагріву або охолодження досягається:устроєм екранів та стаціонарних систем охолодження;додержанням відповідних відстаней між апаратами; захистом апаратів та трубопроводів теплоізоляцією.

• Запобігання пошкодження технологічного обладнання в результаті хімічного зносу матеріалів (корозії).

До заходів, які виключають пошкодження технологічного обладнання в результаті руйнування металу від впливу на нього речовин або навколишнього середовища відносяться:застосування корозійностійких матеріалів;ізоляція металу від агресивного середовища захисними покриттями;зменшення корозійної активності середовища шляхом очищення речовин від корозійних домішок; застосування неметалевих хімічно стійких матеріалів;застосування установок катодного захисту проти електрохімічної корозії тощо.

Заходи, які виключають джерела запалювання

Відкритий вогонь та розжарені продукти згорання

До заходів, які попереджують пожежі від відкритого вогню та розжарених продуктів горіння,відносяться:

• Ізоляція апаратів вогневої дії

• Додержання заходів пожежної безпеки при проведенні вогневих робіт

• Обмеження джерел вогню, не викликаних потребами технології виробництва

Для обмеження джерел вогню, не викликаних потребами технології виробництва необхідно: обладнати спеціальні місця для паління; застосовувати гарячу воду, пару для відігрівання замерзлих труб; застосовувати скребки для очищення твердих відкладень в апаратах.

• Ізоляція високо нагрітих продуктів горіння

• Захист від іскор при роботі топок та двигунів

Теплові прояви механічної енергії

До заходів, які попереджують пожежі від теплових проявів механічної енергії, відносяться:

• Виключення утворення іскор, які утворюються при ударах твердих тіл

Для виключення утворення іскор, які утворюються при ударах твердих тіл, необхідно: в місцях, де можливе утворення вибухонебезпечних сумішей застосовувати іскробезпечні інструменти;для попередження потрапляння твердих тіл в апарати з ударними та механізмами, які обертаються, на лініях надходження речовин в апарати встановлювати магнітні уловлювачи та уловлювачі каміння;для попередження іскор від співударів рухомих та нерухомих механізмів машин старанно регулювати і балансувати вали, перевіряти зазори між цими механізмами, не допускати перевантажень машин;застосовувати іскробезпечні вентилятори для транспортування газо-, паро- та пилеповітряних сумішей;в приміщеннях вибухопожежонебезпечних категорій підлогу виконувати з негорючого матеріалу, який не утворює іскор.

• Попередження розігріву тіл при терті

Для попередження розігріву тіл при терті необхідно: замість підшипників ковзання доцільно застосовувати підшипники гойдання, особливо для сильно навантажених та валів, які швидко обертаються; систематично змащувати підшипники, застосовувати системи обдуву для захисту їх від забруднення, очищати періодично підшипники від пилу та відкладень; здійснювати контроль за температурою підшипників за допомогою приладів автоматики, термочутливих фарб; не допускати роботу з перевантаженням машин, що мають транспортерні стрічки та ременеві передачі, контролювати ступінь натягу стрічок, ременів та їхній стан;при механічній обробці горючих матеріалів додержуватися технологічного режиму різання (швидкість, величина подачі), не допускати роботу тупими інструментами, верстати, обладнувати системою охолодження і подачу води або іншої рідини блокувати із системою пуску верстату.

• Попередження нагрівання газів при стиску їх у компресорах:

Для попередження нагрівання газів при стиску їх у компресорах необхідно:застосовувати прилади автоматичного контролю і захисту від підвищених тисків на нагнітальних лініях і від понижених на всмоктувальних;установлювати запобіжні клапани на нагнітальних лініях;систематично очищати нагнітальні труби компресорів від нагару і масляного конденсату, видержувати норми витрат мастила, з метою попередження потрапляння його в циліндри та розкладання.

Теплові прояви електричної енергії

Заходи, що виключають пожежі від теплових проявів електричної енергії, повинні бути спрямовані на вибір електрообладнання відповідно до зони класу приміщення за ПУЕ, а також попередження коротких замикань, перевантажень електричних мереж і машин, великих перехідних опорів, розрядів статичної й атмосферної електрики.

Теплові прояви хімічних реакцій

Для попередження пожеж із цих причин необхідно запропонувати заходи щодо таких напрямків:

• Для речовин, що самоспалахують при контакті з повітрям

Речовини, що самоспалахують при контакті з повітрям, мають дуже низьку температуру самоспалахування (наприклад, триетилалюміній у виробництві поліетилену низького тиску), тому необхідно забезпечити повну герметичність цих апаратів із виключенням контакту цих речовин із повітрям.

• Для речовин, що самозаймаються при контакті з повітрям

Попередження самозаймань сірчастих відкладень як найбільш спеціфичних для виробничої апаратури досягається хімічним очищенням речовин, що надходять на обробку від сірководню, поступовим окислюванням відкладень, що утворилися парою тощо.

• Для речовин, що спалахують при контакті з водою

Зберігання та використання цих речовин з захистом від потрапляння води і від впливу повітря підвищеної вологості.

• Для речовин, що спалахують при взаємодії один з одним

Неможливості контактування цих речовин між собою та зберігання разом з іншими горючими речовинами.

• Для речовин, спроможних до саморозкладання з вибухом в результаті механічної дії або дій підвищеного тиску та температур

Захист цих речовин від впливу високих температур, підвищених тисків, ударів, дотримування технологічного режиму, неможливості застосування матеріалів і речовин, спільний контакт яких призводить до утворення речовин, що саморозкладаються.