Расследование пожаров / Cheshko - Analiz versiy vozniknoveniya pozhara. Kniga 2 2012

Глава 13. Дефлаграционное горение и взрывы пыле-паро-газо-воздушных смесей

Поражающеедействие«огненногошара» определяетсяинтенсивностьюеготепловогоизлучения. Температура «огненного шара» зависит от горючего вещества. При горении ракетных топлив

она составляет около 2500 К (2200 0С), горючих газов – около 1350 К (11000С).

Обычно «огненный шар» быстро достигает максимального размера, который сохраняется весь период его существования.

На рис. 13.15 и 13.16 приведены зависимости максимального радиуса «огненного шара» и длительности его теплового действия от массы топлива. Графики построены и приведены в [65] по данным различных авторов.

Аппроксимационные зависимости, построенные по экспериментальным данным: 1- бензин, керосин, дизтопливо (детонация); 2 – бензин, горение; 3 – дизтопливо (горение)

Диаметр «огненного шара», время его существования, а также возможность загорания от его теплового воздействия различных объектов, может определяться и расчетным путем. Ниже приводятся формулы для расчета и пример расчёта параметров «огненного шара» по двум методикам – Бейкера и компании Dow Chemical (США).

Расчет радиуса огненного шара и времени его существования:

По Бейкеру (приводится по данным [4]):

где:

М – масса испарившегося продукта, кг.

А1, А2, α, β – коэффициенты.

Дляразличныхгорючихвеществсжиженногонефтяногогаза, жидкогоракетноготопливаидр. эти коэффициенты достаточно близки:

61

И.Д. Чешко, В.Г. Плотников. Анализ экспертных версий возникновения пожара

2) По методике компании Dow Chemical (США) (приводится по [4]):

где:

М – половина вместимости емкости по массе, т.

Рис. 13.16. Длительность теплового действия «огненного шара» различных ТВС [65]

1 – бензин Б-70, дизтопливо ДТЛ (горение);

2– дизтопливо, бензин, керосин (детонация);

3– метан;

4– пропилен (BLEVE)

5– пропан (детонация).

Расчет возможности загорания объектов от огненного шара:

Поток излучения q, падающий на какой-либо объект, определяется по формуле [4]:

(13.9)

где:

Е – мощность поверхностной эмиссии огненного шара, кВт/м2; F – коэффициент, учитывающий угол падения;

Tp– проводимость воздуха.

Для баллонов, горизонтальных и вертикальных резервуаров Е= 270 кВт/м2, для шарообразных сосудов – 200 кВт/м2.

где r>2Ro – расстояние по горизонтали до объекта.

62

Глава 13. Дефлаграционное горение и взрывы пыле-паро-газо-воздушных смесей

Импульс теплового излучения Q, кДж/м2, определяется по формуле (13.10):

(13.10)

Воспламенение различных материалов зависит от теплового импульса и его длительности. Минимальная величина импульса, вызывающая воспламенение древесных материалов, составляет примерно 0,4 МДж/м2.

Рассчитаемдляпримераситуациювзрывагазовогобаллона(емкость5 л, массапропан-бутана 2 кг) ивозможностьзагораниядеревяннойстенкинарасстоянии10 мотместавзрывабаллона.

При условиях полного испарения содержимого баллона (наиболее жестких), получаем:

1) По Бейкеру:

По Dow Chemical:

c.

2)

Учитывая, что как отмечалось выше, для загорания древесного материала необходимо 0,4 МДж/м2 (400 кДж/м2), стенка, расположенная в 10 м от места взрыва баллона, не загорится.

Более подробные сведения об образовании и характеристиках «огненных шаров» читатель, при необходимости, сможет найти в [65].

13.10. Взрывы в емкостях с ЛВЖ (ГЖ)

Взрывы паров ЛВЖ (ГЖ) периодически происходят при их хранении в различных стационарных емкостях (резервуарах), при транспортировке в автомобильных и железнодорожных цистернах, танках морских и речных судов, при сливе и заполнении указанных емкостей, перекачке ЛВЖ (ГЖ). Происходят подобные инциденты и при проведении ремонтных работ на резервуарах, трубопроводах. Механизм и характерные особенности подобных взрывов уже обсуждались в главах 4 (термические источники зажигания), 7 (Пожароопасные аварийные режимы в электрооборудовании), 9 (Электрогазосварка и газорезка), 10 (Статическое электричество) книги 1.

К сказанному мало что можно добавить. Заметим единственное. Разбираясь в рамках экспертного исследования с тем, что послужило в данном случае горючей средой и источником

63

И.Д. Чешко, В.Г. Плотников. Анализ экспертных версий возникновения пожара

зажигания, желательно обращать внимание не только на подробности самого инцидента, но и на обстоятельства, ему предшествующие. В частности, на степень заполнения емкости ЛВЖ (ГЖ), а также на такие «мелочи», как чистота цистерны и возможность наличия в ней остатков иных жидкостей.

ДляиллюстрацииданноготезисавернемсякслучаювзрыванаПетербургскомнефтяномтерминале, произошедшем в 2005 года, который был описан в главе 5.

Взрыв произошел в момент вскрытия рабочим люка цистерны, наполненной летним дизельным топливом. Судя по известным обстоятельствам взрыва, источником зажигания послужила, вероятнее всего, фрикционная искра, возникшая при ударе ножницами по металлу о корпус цистерны в момент перекусывании ножницами металлического тросика с пломбой, которыми был опечатан люк цистерны. Непонятно было только, что послужило горючей средой – ведь дизельное топливо данной марки относилось к категории ГЖ и должно иметь температуру вспышки выше 40°С. Следовательно, концентрация паров ДТ в цистерне должна была быть ниже НКПР. Пришлось затребовать пробу дизтоплива на анализ. Он показал, что в дизтопливе содержится примесь углеводородов бензиновой фракции, что, собственно, и могло обеспечить образование над поверхностью дизтоплива в цистерне взрывоопасной концентрации.

На подобные проблемы, связанные с обращением различных по пожароопасным свойствам ЛВЖ(ГЖ), указывалосьрядомавторов– В.Б. Улыбиным[85], Б.Е.Гельфандом[33] идр. Так, в[33] авторы обращают внимание на то, что в реальной жизни один и тот же бензовоз перевозит попеременно то бензин, то дизельное топливо. То же происходит с железнодорожными цистернами. Дизтопливо является хорошим абсорбентом паров бензина и даже применяется в качестве последнего в установках для утилизации паров. Экспериментально показано, что для улавливания летучих углеводородов бензиновой фракции из 1 м3 паровоздушной смеси с концентрацией до 50% достаточно 20–25 л дизельного топлива. Остаточное количество легких углеводородов

впаровоздушной смеси после контакта с дизельным топливом устанавливается в пределах 2-10% об. Практически это соответствует взрывооопасной концентрации паров бензина. Таким образом, при наливе дизельного топлива в ёмкость, где ранее находился бензин, и концентрация его паров была выше ВКПР, концентрация паров бензина снижается и может достичь пределов взрывоопасности. Такая взрывоопасная концентрация поддерживается в течение длительного времени при наливе и хранении (перевозке) [33].

Описанный механизм взаимодействия паров бензина с дизельным топливом вполне объясняет, каким образом в описанной инциденте на Петербургском нефтяном терминале могли сложиться условия, необходимые для взрыва.

Авторы [33] приводят примеры нескольких взрывов, обстоятельства которых укладываются

вописанную версию.

•В марте 2003 года произошел взрыв на складе нефтепродуктов ЗАО «Топливо – заправочная компания» (Кузнецк) Взрыв произошел при перекачке дизтоплива из одного резервуара в другой. Ранее в резервуаре находился бензин (предполагаемый источник зажигания – разряд статического электричества).

•В сентябре 2006 года в ООО «Ульяновск-терминал НК «ЮКОС» при наливе дизельного топлива в автоцистерну произошел «хлопок» паров в горловине автоцистерны и возник пожар.

•В декабре в ОАО «Лукойл-Ухтанефтепереработка» на участке по отгрузке нефтепродуктов во время залива дизельного топлива в автоцистерну произошел взрыв с последующим воспламенением.

•Подобных взрывов в данном ОАО произошло два в течение 2-х недель. В обоих случаях дизельным топливом наполнялась автоцистерна, которая до этого перевозила бензин.

Обращается внимание на то, что нередко подобные взрывы происходят при температуре окружающей среды ниже 0°С.

В связи с вышеизложенным, вероятно, нелишне будет ещё раз напомнить экспертам и о проблеме «пустых емкостей из-под ЛВЖ», которые более взрывоопасны, чем заполненные.

64

Глава 13. Дефлаграционное горение и взрывы пыле-паро-газо-воздушных смесей

Измеренияконцентрации пароввемкостях, гдехранится илиперевозитсябензин, показали, что после его слива из емкости концентрация паров в ней зависит от температуры окружающей среды инаходитсявпределахот15 до50% об. [33]. Приоперациисливабензинаизёмкостиконцентрация паров снижается в начальной стадии слива, но в последствие с течением времени восстанавливается за счёт сохранившихся остатков и пленки на стенках.

Если из емкости слили бензин и негерметично ее закрыли, то концентрация паров за счет диффузии и вентиляции постепенно снижается, достигая взрывоопасного значения. Поэтому в автоцистернах, железнодорожных цистернах, резервуарах люки должны быть закрыты, а дыхательные клапаны находиться в исправном состоянии, чтобы обеспечить герметизацию затворов в пределах рабочего давления и сохранить в резервуаре безопасную концентрацию паров выше ВКПР.

СкоростьсливаЛВЖиземкостейдолжнабытьтакой, чтобыконцентрациивзрывоопасныхпаров не опускались до пределов взрывоопасной области. Лучше всего это обеспечивается возвратом паров через специальный трубопровод, соединяющий емкость, из которой выливается ЛВЖ, с приемной емкостью. Считается, что данная технология наиболее безопасна при сливе и наполнении цистерн, резервуаров, в том числе при заправке автомобилей на АЗС (так называемая «балансовая технология») [33].

Нужно заметить, что происхождение паров ЛВЖ может быть самое различное. Так, например, это могут быть пары растворителя краски, которой покрыли внутренние поверхности ёмкости.

Подобный инцидент имел место в одном из северных городов, куда с завода-изготовителя были доставлены два резервуара. Они простояли в герметично закрытом состоянии несколько месяцев, а затем один из них начали готовить к установке в цехе. При этом стали вваривать в стену резервуара фланец трубопровода. В момент, когда пламя сварки проплавило стенку, произошёл взрыв. Резервуар изнутри был окрашен эмалью на основе органического растворителя. Видимо, на заводе-изготовителе резервуар герметично закрыли раньше, чем слой эмали полностью высох. Не открыли и не проветрили ёмкость и перед началом сварочных работ по её установке.

13.11.Горение и взрывы пылей

•Взрывоопасностьпылей

•Физическиесвойствапылейиихвзаимосвязьсовзрывоопаснымихарактеристиками

•Взрывоопасныесвойствапылевыхаэрозолейразличныхвеществиматериалов

•Некоторыеособенностивзрывовпылей

•Некоторыенаиболееопасныетехнологическиепроцессы, аппараты, источникизажигания

Пыль– этотвёрдоевещество, диспергированноевгазообразнойсреде. Онаобразуетсяврезультатемеханическогоизмельчениятвёрдыхтел(придроблении, истиранииит. д.) иливоздействияна них аэродинамических сил (при распылении) [34-37].

Пыль взвешенная в воздухе называется аэрозолем (аэровзвесью); пыль, осевшая из воздуха –

аэрогелем.

Аэрозоли по своим свойствам занимают промежуточное место между аэрогелями и гомогенными газовыми смесями. Сходство с аэрогелями состоит в том, что они являются гетерогенными диспергированными системами с одинаковой твёрдой фазой. Поведение аэрозолей, так же как и аэрогелей, определяется физико-химическими свойствами твёрдой фазы, которой присущи свойства мелкодиспергированных частиц [37].

Аэрозоли характеризуются теми же параметрами пожаро-взрывобезопасности, что и газовые смеси – концентрационными пределами воспламенения, МВСК, минимальной энергией зажигания, максимальным давлением взрыва, скоростью нарастания давления [34, 38].

65

И.Д. Чешко, В.Г. Плотников. Анализ экспертных версий возникновения пожара

Взрывоопасность пылей

Взрывы пыли возможны в мукомольном производстве, на зерновых элеваторах (взрывы мучной пыли), при обращении с сахаром, сухим молоком, другими сухими продуктами, находящимися в мелкодиспергированном виде.

Взрывы пыли случаются с зерновой и древесной пылью, углеродными материалами, такими, как каменный уголь и древесный уголь, химикатами, лекарствами, такими, как аспирин и аскорбиновая кислота (витамин С); красителями и пигментами; мелкоизмельченными пластмассами и синтетическими смолами, такими, как синтетический каучук.

Способны к взрывному горению аэрозоли металлов, таких, как алюминий, магний и титан и др. [2, 4].

Поданнымзарубежныхисточников, из1120 взрывовпылевоздушныхсмесейнапроизводствах, 540 произошло при работах с зерном, мукой, сахаром и другими пищевыми продуктами, 80 – с металлами, 63 – с угольной пылью на установках дробления топлива, 33 – с серой, 61 – в химической и нефтеперерабатывающей промышленности [43].

Взрывпыли– этобыстроесгораниеаэрозоля, врезультатекотороговозникаетповышенноедавление, обусловленное мгновенным выделением тепла и газообразных продуктов. Поэтому можно считать, что в мелко диспергированном состоянии способен взрываться любой горючий материал, находящийся в виде аэрозоля.

Необходимым условием для возникновения взрыва пыли является, как и в случае ГПВС, наличие горючего с концентрацией в пределах воспламенения и источника зажигания.

Взрывы пылей в основном происходят по дефлаграционному механизму (взрывное горение) Давление, возникающее при таком взрыве, сопровождается волной сжатия, скорость распространения которой в окружающей среде может изменяться от нескольких см/с до нескольких сотен м/с. Быстрое нарастание давления взрыва является в большинстве случаев достаточным для разрушения и повреждения оборудования.

Максимальноедавлениевзрывааэрозолейорганическихвеществдостигает600-700 кПа, аунекоторых веществ в режиме дефлаграционного горения – до 800 и даже 900 кПа [34].

Переход к детонации возможен в длинных штольнях шахт, на конвейерных линиях зернохранилищ большой протяженности за счет турбулизации пыли. Опасность взрыва пыли усиливается, если первоначальная вспышка пыли местного характера взвихривает, приводит в состояние аэрозоля значительное количество осаждённой пыли, находящейся в состоянии аэрогеля. В этом случае взрыв может распространяться до тех пор, пока имеется горючий материал. Именно эта особенностьотличаетвзрывпылиотвзрывагорючихгазовипаров, атакжежидкостныхаэрозолей.

Весьма опасен аэрозоль, в котором находится в диспергированном состоянии горючая пыль, а газообразная фаза ещё содержит горючие газы и пары. Более высокая чувствительность такого аэрозоля к воспламенению легко приводит к разрушительному комбинированному взрыву пыли и газа (взрывы в угольных шахтах) [36].

Возможна и ситуация, когда возникновение облаков аэрозолей из осевшей ранее пыли (аэрогеля), их воспламенение и взрыв возбуждаются первичным слабым взрывом какой-либо газовоздушной смеси, например, в шахтах – взрывом метана [4].

Физические свойства пылей и их взаимосвязь со взрывоопасными характеристиками

Основными параметрами, характеризующими физические свойства пылей, являются дисперсный состав (крупность частиц), удельная поверхность, форма частиц, объёмная (насыпная) и истинная плотности, порозность (объёмная доля пустот), теплопроводность, теплоёмкость, влажность, гигроскопичность, электризуемость, подвижность [34, 37].

66

Глава 13. Дефлаграционное горение и взрывы пыле-паро-газо-воздушных смесей

Остановимся более подробно на характеристиках пыли и внешних условиях, определяющих взрывоопасность пылей в первую очередь.

Размер частиц

Чем меньше частица, тем легче она переходит во взвешенное состояние, дольше остается во взвеси, легче зажигается и быстрее сгорает. С уменьшением размера частиц снижается минимальная энергия зажигания, а также температура самовоспламенения [34].

Так как реакция горения происходит на поверхности частицы пыли, скорость подъема давления, создаваемого при горении, также во многом зависит от поверхности рассеянных частиц пыли. Поэтому, чем мельче пыль, тем сильнее взрыв. Для данной массы пыли общая сумма поверхности и, следовательно, сила взрыва тем больше, чем диаметр частицы меньше.

Крупная пыль труднее воспламеняется и обеспечивает меньшую скорость роста давления при зажигании [40].

В общем, считается, что опасность взрыва сгораемой пыли может существовать, когда частицы имеют в диаметре 420 мкм или меньше [2]. По ГОСТ 12.1.041-83 – менее 850 мкм.

Концентрация

Концентрация пыли в воздухе имеет большое влияние на воспламеняемость и силу взрыва. Как и в случае горючих паров и газов, существует минимум концентрации пыли, требующийся для распространения реакции горения. Минимальные концентрации (НКПР) могут колебаться от 10-15 г/м3 до1000 г/м3 (см. таблицу13.17). Однако, вотличиеотбольшинствагазовипаров, упылей нет реального максимума концентрации, при которой возможен взрыв (ВКПР) [34].

Взрывоопасными принято считать пыли, нижний концентрационный предел которых лежит ниже установленной нормы (65 г/м3).

Подобно газам и парам скорость подъема давления и максимум давления при взрыве пыли выше, есликонцентрацияпылипередвзрывомпредставляетсобойоптимальнуювеличинуилиблизкакней.

Обычно максимальные давления наблюдаются при концентрациях, превышающих стехиометрическую[4]. В[40] отмечается, чтонаибольшеедавлениеразвиваетсяприконцентрациипылипорядка 500 г/м3, что для многих органических материалов примерно вдвое больше стехиометрического значения и в 5-10 раз больше НКПВ.

Скорость горения и максимум давления уменьшаются, если горючая смесь очень богата горючим или очень бедна. Скорость подъема давления и давление взрыва, очень низкие при нижнем пределе взрыва и при очень высоких концентрациях горючего [2].

Турбуленция в смеси пыли и воздуха сильно увеличивает скорость горения и скорость подъема давления. Форма и размер ограничивающей емкости могут иметь большое значение для силы взрыва пыли из-за турбулентности. Пример – засыпание зерна с большой высоты в большое пустое хранилище [2].

Влажность

Увеличение влажности частиц пыли, как правило, увеличивает минимум энергии, требуемой для зажигания, а также температуру зажигания пылевой суспензии.

НКПР аэрозолей у органических веществ линейно возрастает с увеличением влагосодержания частиц примерно до 15%.

После достижения предельной величины влажности пылевая суспензия не загорается.

В [34] отмечается, чтопри 20-25% влаги в аэрозолеонстановитсяпрактическиневзрывооопасен. Однако, если загорание уже произошло, влажность окружающего воздуха мало влияет на реак-

цию распространения взрывного горения.

Извышесказанногоследует, чтоприэкспертноманализевозможностивзрывапылинеобходимо ориентироваться не на влажность воздуха в момент взрыва (например, как часто бывает, по метеосводке), а на влажность собственно горючего вещества (пыли).

67

И.Д. Чешко, В.Г. Плотников. Анализ экспертных версий возникновения пожара

Состав пыли

Присутствие в горючих пылях инертных компонентов снижает их взрывоопасность (повышает НКПР, минимальную энергию зажигания, снижает максимальное давление взрыва и скорость его нарастания) [34]

Состав окислительной атмосферы

Содержаниекислородаватмосфереоказываетсущественноевлияниенавзрывоопасностьаэрозолей. Увеличение концентрации кислорода приводит к снижению температуры самовоспламенения пылевого облака [34] и резкой интенсификации горения.

Температура окружающей среды

С ростом температуры наблюдается монотонное снижение НКПР пыли вплоть до температур, при которых происходит самовоспламенение аэрозолей.

Минимальная энергия зажигания пыли

В[2] указывается, что взрывы пыли происходят от открытого пламени, от нитей накаливания электролампочек(надопонимать, приразрушенииколбламп), отсваркиирезки, электрическойдуги,

разрядов статического электричества, искр от трения, от нагретой поверхности и самовозгорания. Температура зажигания большинства видов пыли колеблется от 600 F до 1100 F (от 320 С до

590 С). Пыль, лежащая слоями, обычно имеет более низкую температуру зажигания, чем пыль, рассеянная в воздухе [2].

Вбольшинстве случаев минимальная энергия зажигания у пылей значительно выше, чем у газа или паров горючего. Обычно она находится в пределах от 10 до 40 миллиджоулей [2]. Но у некоторых аэрозолей возможно загорание от источника с очень низкой энергией. Так, например, минимальнаяэнергиязажиганияаэрозолякрасногофосфорапримернотакаяже, какуметановоздушных смесей, т.е. составляет десятые доли миллиджоуля [34].

Взрывоопасные свойства пылевых аэрозолей различных веществ и материалов

Параметры взрывов, а также значения НКПВ и температур самовоспламенения для некоторых видов пылей приведены в таблице 13.16.

Рассмотрим более подробно пожаровзрывоопасные свойства некоторых специфических видов пылей.

Аэрозоли металлов и неорганических веществ

Взрывоопасна пыль многих металлов (таблица 13.17). Обратим внимание на весьма низкую температуру самовоспламенения у аэрозоля бронзовой пудры, марганца, ферромарганца.

Взрывоопасны аэрозоли фосфора, серы и ряда других неорганических веществ. Взрывоопасность аэрозолей серы снижается в присутствии паров воды. При увеличении со-

держания водяных паров в воздухе от 1 до 10% об. НКПР увеличивается более, чем втрое, а при содержании паров воды более 12% об. аэрозоли серы становятся невзрывоопасными [4].

Пластмассы

У порошков пластмасс достаточно высокие значения температур воспламенения и самовоспламенения. Даже у полимеров, у которых молекулы состоят из углерода и водорода, температуры воспламенения превышают 200°С [34]. У полиэтилена различных марок она составляет 200-350°С, полипропилена – 320-350 °С, температура самовоспламенения – 350-450 °С.

НКПР у большинства пластмасс относительно невелик – как правило, в пределах 20-100 г/м3. Те из них, у которых НКПР ниже 65 г/м3, как отмечалось выше, взрывоопасны.

68

Глава 13. Дефлаграционное горение и взрывы пыле-паро-газо-воздушных смесей

Пестициды и красители

Пестициды – биологически активные вещества, применяемые для защиты растений, борьбы с насекомыми и другими вредителями и паразитами. Для бытовых целей они выпускаются в виде аэрозолей, реже – порошков, в сельском хозяйстве применяются в мелкодисперсном виде в многотоннажных количествах. Они представляют собой различные классы галоген-, нитро- и фосфорсодержащих органических соединений и неорганических веществ. Кроме действующего вещества (20-98%), в состав пестицидов входят наполнители и поверхностно-активные вещества. Большая часть пестицидов относится к группе горючих веществ. НКПР пламени по аэрозолям пестицидов колеблется в пределах от 15 до 300 г/м3 и выше; Аэрозоли некоторых пестицидов вообще невзрывоопасны. Минимальнаяэнергиязажиганиядлямногихпрепаратовпревышает100 мДж, однакоаэрозоли некоторых пестицидов, особенно серусодержащих, могут воспламеняться искрой мощностью около 10 мДж и даже менее [34].

Столь широкие диапазоны взрывооопасных свойств существенно затрудняют работу пожарнотехническогоэксперта. Взрывыаэрозолейпестицидоввозможныкакнапроизводстве, такинаскладах, где они хранятся сотнями тонн. Но одной общей характеристики горючего продукта – пестицид (или его разновидности – гербицида, инсектицида, акарицида и т.д.) явно недостаточно для анализа ситуациииотработкиверсии. Надо, чтобыдознание(следствие) поднималодокументациюиуточняло тип, марку препарата (тогда его свойства можно уточнить по справочнику), а также его содержание в смеси. Водные растворы, даже мелкодиспергированные, как правило, невзрывоопасны.

69

И.Д. Чешко, В.Г. Плотников. Анализ экспертных версий возникновения пожара

Показано также, что при содержании в готовой форме препарата менее 30% масс. аэрозоль становится невзрывоопасным [34].

Вышесказанное в полной мере относится к аэрозолям красителей. Они слишком различны по химическому составу и НКПР у них изменяется в пределах от 35 до 500 г/м3 и более. А аэрозоли фталоциановых красителей вообще невзрывоопасны. В широких пределах меняется и энергия зажигания. Температура самовоспламенения аэрозолей большинства красителей находится в пределах 400-680 °С, но у некоторых снижается и до 330-380 °С. Поэтому при экспертном исследовании, как и в случае с пестицидами, фармпрепаратами, и большинством других органических пылей, требуется уточнение типа, марки препарата, состава смеси и т.д.

Текстильные пыли

Важнейшимихарактеристиками, определяющимипожаровзрывоопасныесвойстватекстильных пылей, являютсяихдисперсныйсоставиудельнаяповерхность. Волокнистыепыли, образующиеся в текстильном производстве, это грубодисперсные системы, состоящие из частиц, различных по форме и величине. При рассеве на фракции они обычно разделяются на 2 составляющие – собственно пыль и волокнистую массу.

Благодаряразвитойсетипор, такиепылихорошосорбируютвлагу. Лучшевсегоеепоглощают целлюлозные (вискоза) и белковые (шерсть) волокна, а хуже всего – волокна из синтетических полимеров.

Кромегорючейсоставляющей, пыли, образующиесянапредприятияхтекстильнойпромышленности и т.п. предприятиях, содержат и негорючие минеральные примеси.

Экспериментально показано, что текстильные аэрозоли зажигаются электрическим разрядом. Причемпыльотсмесевыхтканейлучше, чемчистошерстяныхиливискозных, хлопчатобумажных.

Аэрозоли химических волокон более чувствительны к воспламенению от искры электрического разряда, чем аэрозоль шерсти. Увеличение же средних размеров частиц не приводит к существенному изменению минимальной энергии и заряда зажигания. Гигроскопическая влажность аэрозолей шерсти и вискозы и содержание негорючих примесей также не оказывают существенного влияния на необходимые для воспламенения энергетические характеристики источника зажигания.

Зерновая пыль

Пыль – неизбежный спутник транспортировки и переработки зерна. По данным 80-х годов, в мире ежегодно происходят 400-500 взрывов зерновой пыли, часто с катастрофическими последствиями [41, 53].

Отмечается, что число взрывов в зерновом хозяйстве по различным данным составляет от 24 до 42% отобщегочиславзрывов[42]. ВФРГнасельскоехозяйствоприходилось24% взрывов, вСША 30% [43]. По тяжести последствий такие взрывы на втором месте в мире после взрывов в шахтах.

ВСША из общего количества 15000 зерновых элеваторов каждый год происходят пожары

в2900. За 50 лет взрывы в среднем произошли в каждом восьмом-девятом элеваторе. При этом по американским данным, среднегодовое число взрывов в хранилищах, мельницах и на фабриках концентратов постоянно увеличивается [44].

До70% взрывовпылипроисходитвтранспортномоборудованиииразмалывающихустановках[43]. При подготовке и перевозке пшеницы в пыль превращается около 0,1% ее общего количества. Зерновая пыль содержит 5-11% воды, 30-70% крахмала, 6-20% белков, 1-4% жиров, 5-40% золы и 7-15% волокнистых веществ в зависимости от вида зерна. Объемная масса пыли обычно находится в пределах 150-300 кг/м3, обычный размер частиц 15-120 мкм, удельная поверхность 0,6-2,0 м2/г. Теплота сгорания зависит от содержания органических веществ и чаще всего равна

8-17 кДж/г [41].

Пожароопасные характеристики зерновой пыли можно примерно оценить по приводимым

всправочниках характеристикам зерновой муки (таблица 13.17)

70