Все самое важное здесь!
ПОДПИСКА PRO ПБ
Мобильное приложение "Пожарная безопасность"
youtube dzen youtube vk instagram rutube
Пожарный календарь

ГОРЮЧАЯ СРЕДА

ГОРЮЧАЯ СРЕДА — технологическая среда, склонная к возможности возникновения и (или) развития горения (см. ГОРЕНИЕ), обусловленная физико-химическими свойствами и параметрами среды [1].

ГОРЮЧАЯ СРЕДА — среда, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания [6].

Понятие «Горючая среда» является классификационной характеристикой способности технологической среды к горению, к которым относятся сырьевые вещества и материалы, полупродукты и продукты, обращающиеся в технологической аппаратуре (технологической системе).

Технологические среды могут представлять собой [2]:

- индивидуальные химические вещества в чистом виде и в виде технологического продукта, отвечающего требованиям соответствующих стандартов или технических условий (ТУ);

- природные и искусственные материалы, отвечающие требованиям соответствующих стандартов или ТУ;

- технологические полупродукты и продукты производства, которые выделяются в виде самостоятельных фракций и накапливаются в количествах, создающих пожарную опасность. Требования пожарной безопасности (см. НАРУШЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ) к технологическим средам устанавливаются в виде показателей их пожарной опасности [2].

Для горения необходимо горючее вещество, кислород (см. КИСЛОРОД; ОКИСЛИТЕЛИ) (или иной окислитель) и источник зажигания (см. ВОСПЛАМЕНЕНИЕ; см. ИСТОЧНИК ЗАЖИГАНИЯ).

Чтобы возникло горение, горючее вещество должно быть нагрето до определенной температуры источником зажигания (пламенем, искрой, накаленным телом) или тепловым проявлением какого-либо другого вида энергии: химической (экзотермическая реакция), механической (удар, сжатие, трение) и т.д. Выделившиеся при нагревании горючего вещества пары и газы смешиваются с воздухом и окисляются, образуя горючую среду.

По мере накопления тепла в результате окисления газов и паров скорость химической реакции увеличивается, вследствие чего происходит самовоспламенение горючей смеси и появляется пламя. С появлением пламени наступает горение, которое при благоприятных условиях продолжается до полного сгорания вещества.

В установившемся процессе горения постоянным источником воспламенения является зона горения, т.е. область, где протекает химическая реакция, выделяется тепло и излучается свет. Для возникновения и протекания горения горючее вещество и кислород должны находиться в определенном количественном соотношении. Содержание кислорода в воздухе для большинства горючих веществ должно быть не менее 14-18% [5].

Образование горючей среды [5]

1.  Твердыми веществами органического происхождения

Горючая среда образуется в тех случаях, когда в технологическом процессе обращаются (обрабатываются, применяются или хранятся) твердые горючие вещества: древесина, уголь, волокнистые материалы. Как правило, они не изолируются от окружающего воздуха, могут гореть непосредственно на открытых площадках, в помещениях, аппаратах, коммуникациях.

2. Пылями

Горючие пыли образуются при обращении в технологическом процессе измельченных твердых веществ и материалов (при механической обработке — дроблении, шлифовании, сверлении и т.п.; транспортировке — в системах пневмотранспорта, при пересыпании продукции с одного транспортера на другой; а также в сепараторах, классификаторах, на участках загрузки и выгрузки измельченных веществ). Пыль может на­ходиться во взвешенном состоянии в воздухе (аэровзвесь), а также осаждаться на конструкции и оборудование (аэрогель). Опасность таких производств состоит в том, что аэровзвеси способны к взрывному горению, а аэрогели — к самовозгоранию.

Взрывы (см. ВЗРЫВ) пыли протекают циклически – за первичным локальным взрывом (вспышкой), взвихряющем осевшую на конструкциях и оборудовании пыль, следует повторный, значительно более мощный взрыв. Такой взрыв уже способен повредить или разрушить оборудование, что приводит к образованию взрывоопасной среды уже в масштабах производственного помещения. Мощности последнего взрыва, как правило, достаточно для полного или частичного разрушения производственного здания. Такой сценарий развития пылевого взрыва представляет собой цепь последовательных взрывов с все более возрастающей мощностью.

Взрывоопасная среда внутри и снаружи технологического оборудования с пылями образуется при условии: Ср ≥ СНПВ (1), где:

Ср – рабочая концентрация пыли (с учетом взвешенной и осевшей) в аппарате или помещении;

СНПВ – нижний концентрационный предел воспламенения пыли [4];

3. Горючими газами

При нормальной работе аппаратов с газами в них, как правило, не образуется взрывоопасной среды, ввиду отсутствия окислителя (рабочая концентрация составляет 100% об.). Иногда технологией предусматривается подача внутрь аппарата смеси рабочего газа с воздухом или кислородом. В таком случае взрывоопасная среда образуется при условии: СНПВ ≤ Ср ≤ СВПВ (2), где:

Ср — рабочая концентрация горючего газа в аппарате;

СНПВ, СВПВ — нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения газа [4];

4. Парами ЛВЖ и ГЖ

В производственных условиях подвергаются обработке и широко применяются легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) и горючие жидкости (ГЖ). Горючая среда в аппаратах с жидкостями может образовываться: при нормальном режиме работы; при особых режимах работы (пуск и остановка технологических аппаратов) и при аварийном режиме (нарушении технологии производства, разрушении аппаратов и коммуникаций);

5. Внутри технологического оборудования

В производственных условиях аппараты с жидкостями обычно не заполняются полностью и, следовательно, над зеркалом жидкости имеется определенный свободный объем, который постепенно насыщается ее парами. При таких условиях количество паров в свободном объеме может быть достаточным для образования в смеси с воздухом или другим окислителем горючей среды.

При допущении, что при неподвижном уровне ЛВЖ и ГЖ в аппаратах концентрация их паров близка к концентрации насыщенного пара, возможность образования взрывоопасной среды определяется путем проверки двух условий:

  • наличия над зеркалом жидкости паровоздушного пространства.

  • выполнения зависимости: ТНПВ ≤ Тр ≤ ТВПВ (3), где:

Тр – рабочая температура жидкости;

ТНПВ и ТВПВ – соответственно нижний и верхний температурные пределы воспламенения [4].

Если хотя бы одно из данных условий не выполняется, то взрывоопасная среда в аппарате не образуется. Температурные пределы воспламенения для жидкостей определяются по справочной литературе, экспериментально или расчетным путем. Рабочая температура жидкости определяется по технологическому регламенту или непосредственно по показаниям приборов контроля технологического процесса. Необходимо помнить, что условие возможности образования взрывоопасной среды (3) справедливо в двух случаях:

  • при неизменном уровне жидкости в аппарате, когда образовалась насыщенная концентрация ее паров;

  • при наполнении аппаратов с дыхательными устройствами, т.к. подъем уровня жидкости никоим образом не изменит концентрацию ее паров, а лишь их объем над зеркалом жидкости.

При опорожнении аппаратов с дыхательными устройствами происходит насыщение паров жидкости окислителем за счет притока воздуха через дыхательную арматуру, их концентрация снижается и у богатых смесей (Тр > ТВПВ) может попасть в область воспламенения. В таком случае оценку возможности образования взрывоопасной среды проводить по условию (3) нельзя и ее осуществляют по соотношению: СНПВ ≤ Ср ≤ СВПВ (4), где:

Ср — рабочая концентрация паров жидкости в аппарате;

СНПВ, СВПВ — нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения жидкости [4].

Концентрационные пределы воспламенения для жидкостей определяются по справочной литературе, экспериментально или расчетным путем.

Рабочая концентрация паров жидкости в аппарате на данный момент времени определяется экспериментально или расчетом;

6. При выходе веществ наружу из аппаратов

В производственном помещении или у наружных установок горючая среда может образовываться только при выходе горючих веществ из аппаратов наружу. Это может случиться даже при нормальной работе технологического оборудования, в том случае, если применяются аппараты с открытой поверхностью испарения, дыхательными устройствами, периодически открываемыми для загрузки и выгрузки продукции и т.п.

Наиболее опасными в пожарном отношении аппаратами являются аппараты с открытой поверхностью. Над зеркалом испарения в этих аппаратах может образоваться взрывоопасная среда при выполнении условия: Тр ≥ ТВСП (5), где:

Тр — рабочая температура горючей жидкости;

ТВСП — температура вспышки жидкости [4].

В случаях, когда по условиям технологического процесса требуется изменение уровня жидкости, применяют аппараты с дыхательными устройствами. Они представляют собой закрытые емкости (резервуары, мерники, дозаторы и т.п.), сообщающиеся с атмосферой при помощи дыхательных устройств.

горючая среда.jpg

Рис. Горение угля

Выход паров горючих жидкостей из этих аппаратов происходит при больших и малых дыханиях. Под большим дыханием понимается вытеснение паров наружу или подсос воздуха внутрь аппарата при изменении в нем уровня жидкости (операции заполнения и опорожнения), под малым — вытеснение паров наружу или подсос воздуха внутрь аппарата при изменении температуры в его газовом пространстве (уровень остается неизменным).

Образование взрывоопасной среды около дыхательного устройства при вытеснении паров наружу возможно при условии: Тр ≥ ТНПВ (6), где:

Тр — рабочая температура горючей жидкости;

ТНПВ — нижнему температурному пределу воспламенения жидкости.

Аппараты, работающие под избыточным давлением, также могут быть источником выделения горючих газов и паров, т.к. даже при их исправном состоянии возможны незначительные утечки горючих веществ через различные разъемные соединения, уплотнения валов, плунжеров и т.п. Такие утечки могут происходить непрерывно, но, как правило, не создают реальной пожарной опасности, т.к. локально рассредоточены по поверхности аппаратов и коммуникаций и рассеиваются в воздухе рабочей среды под воздействием воздухообмена;

7. В период пуска и остановки технологических аппаратов

Остановка технологического оборудования на производстве осуществляется периодически и связана с необходимостью проведения различных регламентных работ: профилактических осмотров, чисток, ремонтов и т.п.

Причинами образования горючей среды при остановке аппаратов являются [3]:

  • снижение температурного режима, если в них при нормальной работе имелась горючая жидкость с рабочей температурой не ниже ТВПВ (при этом температура, снижаясь, войдет в область воспламенения) — условие (3);

  • приток наружного воздуха через дыхательную арматуру при сливе жидкости или через открытые люки при разгерметизации аппаратов с не полностью удаленными из них горючими жидкостями и обеднение горючей смеси — условие (4);

  • негерметичное отключение аппаратов от трубопроводов с горючими веществами.

Образование взрывоопасной среды возможно при пуске аппаратов, когда в объем, заполненный воздухом, поступает горючее вещество и концентрация в аппарате увеличивается от 0 до Ср: Ср ≥ СНПВ (7), где:

Ср — рабочая концентрация паров жидкости в аппарате;

СНПВ — нижний концентрационный предел воспламенения жидкости [4];

8. При нарушении режима работы и повреждении технологических аппаратов [5]

Наибольшую пожарную опасность для производства представляют нарушения режима работы технологического оборудования и связанные с ними повреждения и аварии, при которых вследствие выхода значительного количества горючих газов за короткий промежуток времени может образовываться горючая концентрация не только внутри аппаратов, но и снаружи.

Повреждения технологического оборудования возможны в результате различных воздействий, а именно:

  • механических (образование повышенного или пониженного давления, воздействия динамических нагрузок, эрозионный износ);

  • температурных (температурные напряжения, изменения физических свойств металлов);

  • химических (химическая или электрохимическая коррозия).

Способы исключения условий образования горючей среды [1]

Исключение условий образования горючей среды должно обеспечиваться одним или несколькими из следующих способов:

  • ограничение массы и (или) объема горючих веществ и материалов;

  • использование наиболее безопасных способов размещения горючих веществ и материалов, а также материалов, взаимодействие которых друг с другом приводит к образованию горючей среды;

  • изоляция горючей среды от источников зажигания (применение изолированных отсеков, камер, кабин);

  • поддержание безопасной концентрации в среде окислителя и (или) горючих веществ;

  • понижение концентрации окислителя в горючей среде в защищаемом объеме;

  • поддержание температуры и давления среды, при которых распространение пламени исключается;

  • механизация и автоматизация технологических процессов, связанных с обращением горючих веществ;

  • установка пожароопасного оборудования в отдельных помещениях или на открытых площадках;

  • применение устройств защиты производственного оборудования, исключающих выход горючих веществ в объем помещения, или устройств, исключающих образование в помещении горючей среды;

  • удаление из помещений, технологического оборудования и коммуникаций пожароопасных отходов производства, отложений пыли, пуха.

Способы исключения условий образования в горючей среде (или внесения в нее) источников зажигания [1]

Исключение условий образования в горючей среде (или внесения в нее) источников зажигания должно достигаться одним или несколькими из следующих способов:

  • применение электрооборудования, соответствующего классу пожароопасной и (или) взрывоопасной зоны, категории и группе взрывоопасной смеси;

  • применение в конструкции быстродействующих средств защитного отключения электроустановок или других устройств, исключающих появление источников зажигания;

  • применение оборудования и режимов проведения технологического процесса с защитой от статического электричества;

  • устройство молниезащиты зданий, сооружений и оборудования; 

  • поддержание безопасной температуры нагрева веществ, материалов и поверхностей, которые контактируют с горючей средой.

Литература:

1.        Федеральный закон от 22.07.2008 № 123-ФЗ (ред. от 27.12.2018) «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»

2.        ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ. ЭНЦИКЛОПЕДИЯ. — М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2019.

3.        ГОСТ Р 12.3.047-2012. ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля

4.        НПБ 23-2001. Пожарная опасность технологических сред. Номенклатура показателей

5.        Справочник инженера пожарной охраны. Под общей редакцией Самойлова Д.Б. — М.: 2010

6.        ГОСТ 12.1.004-91. Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования. 




Статьи на тему
Узнайте, какие изменения произошли в требованиях к эвакуационным путям и выходам из производственных и складских зданий и сооружений в новом СП СП1.13130.2020 и какие отличия он содержит по сравнению с СП1.13130.2009.
Продолжаем знакомиться с последними изменениями в Правилах противопожарного режима (ППР в РФ), которые вступят в силу с 1 января 2021 года. В этой статье мы проведем подробный сравнительный анализ и выясним, какие изменения содержатся в Правилах противопожарного режима в РФ, утвержденных постановлением Правительства РФ от 25.04.2012 №390 (редакция 23.04.2020), по сравнению с Правилами противопожарного режима в РФ, утвержденными постановлением Правительства РФ от 16.09.2020 №1479.
читать полностью 08.10.2020 12:00:00
Очередная часть нашего анализа по сравнению требований веденного в действие с 19 сентября 2020 года свода правил СП 1.13130.2020 «Системы противопожарной защиты. Эвакуационные пути и выходы» от действовавшего ранее СП 1.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Эвакуационные пути и выходы» будет посвящена отличиям в общих требованиях к лестницам и лестничным клеткам.
PW-525
просмотры7517


Мы используем cookie (файлы с данными о прошлых посещениях сайта) для персонализации и удобства пользователей. Так как мы серьезно относимся к защите персональных данных пожалуйста ознакомьтесь с условиями и правилами их обработки. Вы можете запретить сохранение cookie в настройках своего браузера.
×
Вход на сайт