6.2.2. Показатели пожаровзрывоопасности пылей и способы обеспечения их пожаровзрывобезопасности

В связи с тем, что аэрозоли сходны по свойствам с газами, для них применяются такие же показатели пожаровзрывоопасности, как и для газов; для аэрогелей – как для твердых горючих веществ [6].

Пожаровзрывоопасность аэрогелей чаще всего определяют с помощью следующих показателей пожаровзрывоопасности:

• температура самовоспламенения (например, ржаная мука

t_св = 245 ^оС, сера t_св = 575 С, табак t_св = 988 С);

• температура воспламенения и т.д.

Для оценки пожаровзрывоопасности аэрозолей (аэровзвесей) применяют следующие показатели пожаровзрывоопасности:

• нижний КПРП (верхний КПРП для аэрозолей практически не применяется);

• минимальное взрывоопасное содержание кислорода МВСК;

• минимальная энергия зажигания источника зажигания Еmin;

• максимальное давление взрыва;

Чаще всего для оценки пожаровзрывоопасности аэрозолей применяют нижний КПРП (верхний КПРП в производственных условиях практически не достижим). Нижний КПРП в помещениях, как правило, недостижим, и образуется в технологических установках (характеризуется видимостью в 3-4 м).

В качестве примера, приведем значение нижнего КПРП ряда веществ: нафталин – 2 г/м3, эбонит – 7,6 г/м3, сахар – 8,9 г/м3, алюминий – 10 г/м3, сено – 12-22 г/м3, древесная мука – 13-25 г/м3, торфяная пыль – 50 г/м3, мука ржаная – 78 г/м3.

КПРП аэровзвесей, так же как паровоздушных смесей, величина не постоянная и зависит от ряда факторов, которые можно использовать для обеспечения пожаровзрывобезопасности:

• мощность источника зажигания (чем она выше, тем при меньших концентрациях начинается распространение пламени и взрыв);

• влажность пыли и воздуха (вода, содержащаяся в пыли, увеличивает время, необходимое для разложения частичек, поэтому при увеличении влажности нижний КПРП увеличивается, пожарная опасность уменьшается). Однако увлажнение ускоряет самовозгорание металлической пыли (вода разрушает оксидную пленку);

• зольность пыли (наличие негорючих частичек твердого вещества приводит к увеличению расстояния между частичками, затрудняет теплообмен, увеличивается нижний КПРП, пожаровзрывоопасность уменьшается). При зольности выше 50 % пыли становятся не взрывоопасными;

• дисперсность пыли (с увеличением степени измельченности увеличивается поверхность окисления, уменьшается нижний КПРП, увеличивается пожаровзрывоопасность);

• состав воздуха (добавление негорючих газов (N₂, СО₂) увеличивает нижний КПРП, уменьшает пожарную опасность).

• начальная температура пылевоздушной смеси (вначале нижний КПРП уменьшается, т.к. пыль становится суше, однако при более высоких температурах нижний КПРП растет, т.к. сказывается недостаток кислорода);

• турбулентность (увеличивает нижний КПРП, снижает пожаровзрывоопасность).

Способы обеспечения пожаровзрывоопасности пыли приведены в ГОСТ 12.1.041 [6]. В числе прочих используются факторы, влияющие на КПРП пылей.

При обеспечении пожаровзрывоопасности пыли различают предотвращение пожара/ взрыва и взрывозащиту.

Предотвращение пожара и взрыва основано на исключении условий возникновения горения (гл. 1).

В качестве мер, исключающих наличие горючего вещества, применяют:

• снижение концентрации пыли меньше нижнего КПРП (герметизация оборудования, отсосы, удаление пыли);

• использование факторов, влияющих на НКПРП;

• замена пылящего вещества;

• минеральные присадки к пылящему веществу, например в шахтах применяют «осланцевание», добавление негорючей пыли.

В качестве мер, устраняющих наличие окислителя:

• флегматизация негорючими газами (СО₂, N₂);

• снижение концентрации кислорода меньше минимального взрывоопасного содержания кислорода МВСК (6 – 12%).

Устранение источника зажигания достигается следующими способами:

• взрывозащищенное исполнение электрооборудования;

• защита от статического электричества;

• недопущение искр удара и трения;

• огнепреградители.

Полностью устранить вероятность возникновения горения практически не представляется возможным, поэтому, помимо исключения условий возникновения горения, особое внимание уделяется взрывозащите:

• применение оборудования, рассчитанного на взрыв;

• системы активного взрывоподавления (встреливание в объем минеральных присадок, например, талька);

• устройства сброса давления (взрывные мембраны; легкосбрасываемые покрытия и конструкции).

Вопросы для самоконтроля

1. Какие показатели чаще применяют для аэровзвесей, какие – для аэрогелей?

2. Дайте определения используемым для оценки пожаровзрывоопасности пылей показателям.

3. Почему чаще для оценки пожаровзрывоопасности применяют НКПРП аэрозоля? Дайте определение НКПРП.

4. Какие факторы влияют на НКПРП аэровзвесей и как это влияние используют для обеспечения пожаровзрывобезопасности?

5. Перечислите условия возникновения горения.

6. Приведите примеры мер, применяемых для исключения наличия горючего вещества, окислителя, источника зажигания.