Пожарная безопасность технологических процессов / Goryachev - PB Tekhnologicheskikh processov 2020

Производственные источники зажигания и способы обеспечения пожарной безопасности

3.В каких случаях происходит самовоспламенение горючих веществ?

4.При каких условиях может произойти самовозгорание горючих ве-

ществ?

5.При каких условиях энергетический (тепловой) источник не станет источником вынужденного зажигания горючей среды?

6.При каких условиях не происходит самовозгорание веществ и материалов, склонных к тепловому самовозгоранию?

7.Покажите, что открытый огонь способен воспламенять горючие смеси и твердые горючие материалы.

8.Перечислите способы предотвращения появления источников зажигания при эксплуатации аппаратов огневого действия, поясните их.

9.Как устроен и работает турбинно-вихревой искрогаситель?

10.Как устроен и работает искрогаситель с орошаемой насадкой?

11.Перечислите способы предотвращения появления источников зажигания при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания, поясните их.

12.Перечислите способы предотвращения появления источников зажигания при эксплуатации факельных установок, поясните их.

13.Приведите примеры самовоспламенения и самовозгорания горючих веществ и материалов на производстве.

14.Как определить критические параметры самовозгорания горючих материалов?

15.Перечислите способы обеспечения пожарной безопасности при возможности самовоспламенения и самовозгорания веществ и материалов, поясните их.

16.Поясните механизм воспламенения частичек металла, образующихся при соударении подвижных частей машин о неподвижные части.

17.Покажите, что фрикционные искры могут стать источником зажигания горючих смесей.

18.От чего зависит воспламеняющая способность фрикционных искр?

19.Перечислите способы предотвращения образования фрикционных искр при попадании в оборудование инородных примесей, поясните их.

20.Перечислите способы предотвращения образования фрикционных искр при ударах подвижных частей машин о неподвижные части, поясните их.

21.Перечислите способы предотвращения образования фрикционных искр при выполнении ремонтных работ, поясните их.

22.Перечислите способы предотвращения перегрева подшипников, поясните их.

23.Перечислите способы предотвращения перегрева приводных ремней клиноременных передач, поясните их.

171

Пожарная безопасность технологических процессов

24.Перечислите причины загорания волокнистых и соломистых материалов при работе механизмов, поясните их.

25.Перечислите способы предотвращения загорания волокнистых и соломистых материалов при работе механизмов, поясните их.

26.Перечислите причины появления источников зажигания при сжатии газов в компрессорах, поясните их.

27.Перечислите способы предотвращения появления источников зажигания при сжатии газов в компрессорах, поясните их.

172

Распространение пожара на производстве и способы обеспечения пожарной безопасности

Глава 10

распространение пожара на производстве и способы обеспечения пожарной безопасности

Пожар может быстро распространиться по производственному помещению и территории наружной установки, если имеются способствующие его развитию условия, к которым относятся:

–  наличие большого количества горючих веществ и материалов; –  позднее обнаружение пожара и сообщение о нем;

–  отсутствие или неисправность стационарных и первичных средств систем пожаротушения;

–  неправильные действия персонала при обнаружении пожара; –  наличие путей распространения огня и раскаленных продуктов горения;

–  внезапное появление в процессе пожара факторов, ускоряющих его развитие, и др.

Рассмотрим основные способы предотвращения распространения пожара на производственных объектах.

10.1. Ограничение количества горючих веществ и материалов на производстве

10.1.1. Ограничение количества горючих веществ и материалов при проектировании производства

Наибольший эффект по ограничению количества горючих веществ и материалов достигается на стадии проектирования, в частности, при выборе способа производства, разработке технологической схемы, выборе технологического оборудования, разработке вариантов его размещения и т. д.

При выборе способа производства предпочтениеотдают: –  непрерывно действующему производству;

–  производству, в котором используется наименее пожаровзрывоопасное сырье и негорючие вспомогательные материалы (катализаторы, инициаторы, теплоносители и др.);

–  производству с наименьшими технологическими параметрами процессов;

–  производству с наименьшим удельным расходом пожаровзрывоопасного сырья и вспомогательных материалов;

–  производству с безотходной технологией.

При разработке технологической схемы процесса ивыборе технологического оборудования предпочтение отдают:

173

Пожарная безопасность технологических процессов

–  типовым производственным установкам, линиям и агрегатам со стандартным оборудованием непрерывного действия;

–  процессам с использованием автоматических регуляторов давления и расхода, автоматически действующих питателей и счетчиков-дозаторов вместо аппаратов емкостного типа (напорных баков, промежуточных емкостей, емкостных мерников и т. п.) ;

–  процессам с наименьшим количеством заключительных операций по очистке готового продукта от побочных продуктов и промежуточных операций, в которых образуются пожаровзрывоопасные полуфабрикаты;

–  процессам, в которых образуется наименьшее количество пожаровзрывоопасных отходов.

Приразработкетехнологическойсхемыдляобеспечениябезопасногоотключения оборудования при возникновении аварийной ситуации, взрыва или пожара всегда производят ее секционирование, т.е. разделение установки, линии, агрегата на отдельные технологические блоки, а также предусматривают системы эвакуации горючих веществ из технологического оборудования при аварии на производстве или возникновении пожара.

Размещение технологического оборудования производят в соответствии с требованиями законодательных актов и нормативных документов,вкоторыхустановленыминимальныерасстоянияотзданийисооружений производств с пожаровзрывоопасными технологическими процессами до зданий и сооружений соседних предприятий, жилых и общественных зданий, населенных пунктов и других объектов, а также взаимное расположениезданийисооруженийнапредприятиииегоотдельныхпроизводствах.

Одним из направлений, используемых для ограничения масштабов возможного пожара, является ограничение производственных площадей в зданиях и на наружных установках в зависимости от категории их пожарной и взрывопожарной опасности. Помещения категорий А и Б размещают на верхних этажах по периметру здания; наиболее пожаровзрывоопасные участки и отдельныеаппаратыразмещаютизолированноотостальноготехнологическогооборудованиявотдельныхпомещениях,отсеках,кабинахит. д.Крометого, пожаровзрывоопасныепроизводстваиотдельноетехнологическоеоборудование стараются размещать на открытых площадках и этажерках.

Размещение оборудования производят с учетом оптимизации транспортных коммуникаций, необходимости обеспечения удобства и безопасности его эксплуатации, возможности проведения ремонтных работ и принятияоперативныхмерпопредотвращениюаварийныхситуаций,локализации аварий и тушению пожаров.

174

Распространение пожара на производстве

испособы обеспечения пожарной безопасности

10.1.2.Ограничение количества горючих веществ и материалов

при эксплуатации производства

Для нормальной работы технологического оборудования и производства в целом необходимо обеспечить непрерывное обращение в процессах определенного количества сырья, полуфабрикатов, вспомогательных материалов, а также готовых продуктов и отходов производства. Большие запасы этих веществ и материалов приводят к росту пожарной опасности производства, а чрезмерное ограничение их запаса может привести к сбою выпуска продукции или остановке производства.

В зависимости от особенностей технологического процесса, вида обращающихся на производстве горючих веществ и материалов ограничение их количества осуществляется путем:

–  уменьшения количества горючих веществ и материалов, одновременно обращающихся в технологическом процессе;

–  уменьшенияколичестваизделий,одновременнонаходящихсявпроизводстве;

–  регламентации размещения горючих веществ и материалов на производственных площадях;

–  уменьшения количества горючих отходов и своевременного их удаления с производственных участков;

–  замены горючих веществ и материалов на менее горючие или на негорючие вещества и материалы.

Ограничение количества горючих веществ и материалов, одновременно обращающихся в технологическом процессе,свя - занном с крупносерийным и серийным производством изделий (кондитерских изделий, изделий из полимерных материалов, обуви, мебели и др.), заключается в том, что на каждом конкретном производственном объекте (в цехе, в кладовой, на складе, на наружной установке и т. д.) в зависимости от производственной потребности определяется, согласовывается и записывается в соответствующих инструкциях предельно допустимое количество горючих веществ и материалов, которое может одновременно там находиться, т. е. определяется норма горючей нагрузки на объекте.

Регламентированное количество горючих веществ и материалов в прицеховых складах обычно не превышает трехсуточной потребности производства, а непосредственно в цеховых кладовых или у рабочих мест – сменной и даже полусменной потребности. Допустимое количество горючих веществ и материалов записывается в инструкциях в весовых или массовых единицах в зависимости от способа выражения производительности оборудования на данном объекте.

175

Пожарная безопасность технологических процессов

Ограничение количества изделий, одновременно находя - щихся в производстве, осуществляется в технологических процессах, связанных с изготовлением крупногабаритных изделий (турбин, компрессоров, вагонов, самолетов и других крупногабаритных изделий), во избежание большого ущерба от возможного пожара.

В цехах, эллингах, на стапелях и т. д. выделяется определенное количество участков, на которых собираются эти изделия. На каждом участке в определенном технологической документацией порядке производится закладка изделия, его сборка, испытание и сдача приемной комиссии.

Регламентация размещения горючих веществ и матери - алов на производственных площадях осуществляется в производ - ственных цехах и на складах путем нанесения специальной горизонтальной и вертикальной разметки для выделения мест хранения сырья, полуфабрикатов и готовой продукции.

При нанесении разметки учитывают необходимость свободного перемещения внутрицехового транспорта, доступа к оборудованию и средствам пожаротушения, эвакуационным выходам, а также предельные расстояния, исходя из условия невозможности распространения пожара с одного пожароопасного участка на другой участок.

Ограничение количества горючих отходов и их своевре - менное удаление с производственных участковосуществляетсяна многих производственных процессах обработки и переработки твердых горючих материалов (древесины, пластмасс, хлопка, угля, металлов и т. д.), сопровождающихся образованием стружки, опилок, крошки и пыли. Рабочие места, территория объектов захламляются отходами, а на самом оборудовании и строительных конструкциях образуются отложения пыли, что создает опасность возникновения и быстрого распространения пожара.

Уменьшение количества горючих отходов на таких производствах достигается:

–  применением безотходных методов обработки и переработки твердых материалов;

–  выбором способов обработки или переработки материалов, при которых образуется меньше тонкоизмельченных отходов;

–  выбором рациональных форм и размеров заготовок; –  своевременным удалением горючих отходов от мест их образования.

Уборка отходов бывает периодической и непрерывной, ручной и механизированной, сухой и влажной. Среди указанных способов уборки отходов наиболее эффективной является централизованная система аспирации. Правильное размещение заборных патрубков аспирационной системы (вблизи мест образования отходов, выделения пуха или пыли) позволяет практическиполностьюисключитьпоступлениевцехгорючихотходовпроизводства

(см. п. 14.4).

176

Распространение пожара на производстве и способы обеспечения пожарной безопасности

Замена горючих веществ и материалов на менее горючие или на негорючие вещества и материалы в период эксплуатации производства является перспективным направлением по уменьшению количества горючих веществ и материалов на производстве, но может осуществляться только при наличии технологических возможностей при согласова- нииснаучно-исследовательскойипроектно-конструкторскойорганизацией.

Большой эффект дает замена ЛКМ и клеев, приготовленных на основе горючих растворителей, на вододисперсионные лаки, краски и клеи, а также замена легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, применяемых при мойкеиобезжириваниидеталей,нанегорючиетехническиемоющиесредства. Внедрениетрудновоспламеняемыхитрудногорючихполимерныхматериалов (пластмасс, синтетических каучуков, химических волокон) при изготовлении различных изделий позволяет значительно снизить опасность возникновения

ираспространения пожара на производстве, транспорте и в быту.

10.2.Эвакуация горючих веществ и материалов из технологического оборудования при авариях и пожарах на производстве

Снизить опасность развития аварии или пожара на производстве, обеспечить успешное тушение возникшего пожара можно путем эвакуации горючих веществ и материалов из технологического оборудования в первую очередь путем аварийного слива горючих жидкостей и аварийного выпуска горючих газов и перегретых паров.

10.2.1. Аварийный слив горючих жидкостей

При возникновении пожара на производстве производят аварийную эвакуацию (аварийный слив или аварийную перекачку) горючих жидкостей из аппаратов. Аварийный слив жидкостей осуществляется в специальные (аварийные) емкости или в амбары, аварийная перекачка жидкостей – в резервуары промежуточных, сырьевых и товарных парков, в емкостную производственную аппаратуру смежных отделений, установок и цехов данного предприятия. Аварийные емкости, амбары, резервуары и тому подобные аппараты, служащие для приема жидкостей, должны располагаться в зонах, в которых отсутствует угроза распространения пожара.

Аварийный слив жидкости можно производить самотеком или под избыточным давлением, чтобы сократить продолжительность эвакуации жидкостей из аппаратов. Схема самотечной системы аварийного слива горючей жидкости из аппарата приведена на рис. 10.1.

При возникновении пожара на производстве для аварийного слива жидкости 2 из аппарата 1 перекрывают задвижки на технологических линиях 10 и 11 и открывают аварийную задвижку3. По линии аварийного слива5 жидкость самотеком сливается в аварийную емкость 6.

177

Пожарная безопасность технологических процессов

7

8

11 1

2

Рис. 10.1. Схема системы аварийного слива горючей жидкости самотеком: 1 – опорожняемый аппарат; 2 – сливаемая жидкость; 3 – аварийная задвижка; 4 – линия продувки инертным газом; 5 – линия аварийного слива;

6 – аварийная емкость; 7 – дыхательная линия; 8 – огнепреградитель; 9 – гидрозатвор; 10 и 11 – технологические линии; 12 – дренажная линия

Требования к системе аварийного слива:

–  вместимость аварийной емкости должна быть не менее вместимости наибольшего аппарата;

–  из различных аппаратов в общую аварийную емкость допускается сливать только однородные жидкости;

–  линию аварийного слива оборудуют единственной аварийной задвижкой, находящейся у опорожняемого аппарата, прокладывают с уклоном в сторону аварийной емкости и защищают огнепреградителем – гидравлическим затвором;

–  при возможности образования в аварийной емкости ВОК предусматривают продувку системы аварийного слива инертным газом (допускается продувка водяным паром, если сливаемая жидкость не вступает во взаимодействие с водой или водяным паром), не допускают поступление жидкости в аварийную емкость падающей струей, дыхательную линию защищают сухим огнепреградителем;

178

Распространение пожара на производстве и способы обеспечения пожарной безопасности

–  перед эвакуацией высоконагретых жидкостей аварийную емкость полностью освобождают от конденсата, для чего днище емкости делают с небольшим уклоном в сторону дренажного (сливного) патрубка;

–  продолжительность аварийной эвакуации жидкостей из аппаратов не должна превышать допустимую продолжительность аварийного режима.

Привод аварийных задвижек устраивают:

–  приручномпуске−внезданияилинапервомэтажеувыходаизздания; –  при дистанционном (полуавтоматическом) пуске − непосредственно у опорожняемых аппаратов, а пусковые кнопки устанавливают у выхода

из здания или вне здания; –  при автоматическом пуске – непосредственно у опорожняемых ап-

паратов, а датчики систем привода задвижек размещают вблизи от места возникновения возможного пожара.

Продолжительность аварийного слива (аварийной эвакуации) жидкости τав.сл, с, из аппарата имеет вид

где τопор – продолжительность опорожнения аппарата, с; τопер – продолжительность операций по приведению системы в действие, с; τав.реж – допустимая продолжительность аварийного режима, с.

Допустимая продолжительность аварийного режима τав.реж лимитируется огнестойкостью несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений, устойчивостью технологической аппаратуры и коммуникаций на пожаре, возможностью термического разложения жидкости, продолжительностью выезда пожарных подразделений с учетом экономической целесообразности (обычно не превышает 15–20 мин). Продолжительность операций τопер зависит от типа привода системы в действие (около 1 мин при автоматическом пуске и 5 мин при ручном пуске системы в действие).

Продолжительность опорожнения аппарата τопор, с, зависит от объема и свойств сливаемой жидкости, места расположения аппарата и давления среды в нем, протяженности и диаметра аварийного трубопровода, производительности насоса (при аварийной перекачке). Продолжительность опорожнения постоянного по высоте сечения аппарата определяют по формуле

179

Пожарная безопасность технологических процессов

где F – площадь поперечного сечения аппарата, м2; р1 и р2 – избыточное давление среды в аппарате над поверхностью жидкости соответственно в начале и в конце слива, Па; ρж – плотность жидкости, кг/м3 ; Н1 и Н2 – высота столба жидкости в системе в начале и в конце аварийного слива соответственно, м; α – коэффициент расхода системы; f – сечение аварийного трубопровода на выходе, м2; g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения.

Продолжительность опорожнения аппарата при аварийной перекачке жидкости можно определить по формуле

где Vж – объем перекачиваемой жидкости, м3; qн и qк – расход жидкости из аппарата в начале и в конце перекачки соответственно, м3/с.

10.2.2. Аварийный выпуск горючих газов и перегретых паров

Аварийныйвыпуск(эвакуация,илистравливание,илисброс)горючих газов и перегретых паров ЛВЖ и ГЖ (газов) из аппаратов производится при угрозе аварии и пожара на производстве. Схема системы аварийного выпуска газов на факельную установку приведена на рис. 10.2.

Рис. 10.2. Схема аварийного сброса газов и паров в факельную систему: 1 – защищаемый аппарат; 2 – предохранительный клапан;

3 – привод задвижки аварийного стравливания; 4 – линия инертного газа; 5 – цеховая линия сброса; 6 – цеховой сепаратор; 7 – факельный коллектор; 8 – сепаратор факельной установки; 9 – факельный ствол;

10 – оголовок ствола с газовым затвором

При угрозе возникновения аварии или пожара с помощью привода 3 открывается задвижка аварийного стравливания на защищаемом аппарате 1. Стравливаемый газ по цеховой линии сброса 5 поступает в цеховой

180