Учебное пособие: Охрана труда

степени разрушения при взрывах паровых облаков и конденсированных ВВ, рассчитывается по формулам: для парогазовых сред

где W_T - тротиловый эквивалент, кг; 0,9 - доля энергии взрыва тринитротолуола (ТНТ), затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны; 0,4 - доля энергии взрыва парогазовой среды, затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны; q - удельная теплота сгорания парогазовой среды, кДж/кг; q_m - удельная энергия взрыва ТНТ, кДж/кг; z - доля приведенной массы паров, участвующей во взрыве; для конденсированных ВВ

где q^k_т - удельная энергия взрыва конденсированного ВВ, кДж/кг; W_K - масса конденсированного ВВ, кг.

Зоной избыточного давления считается площадь с границами, определяемыми радиусами (R), центром (местом отсчета) которых является рассматриваемый технологический блок или наиболее вероятное место разгерметизации технологической системы.

Границы каждой зоны характеризуются значениями избыточных давлений по фронту ударной волны (АР) и безразмерным коэффициентом (К) (табл. 4.14).

Таблица 4.14

Классификация зон избыточного давления по фронту ударной волны

Анализ последствий промышленных взрывов показывает, что современные конструктивные решения зданий операторных и пультов управления не обеспечивают достаточную устойчивость при воздействии ударных волн с учетом удаленности этих зданий от зоны взрыва.

Здания по возможности располагают вне зоны вероятного распространения парового облака. При отсутствии такой возможности они должны выдерживать максимальное давление около 100 кПа в течение 30 мс, а здания, не попадающие в зону парового облака, должны иметь расчетную устойчивость в соответствии с расстоянием и избыточным давлением. Они рассчитываются на избыточное давление 70 кПа в течение 20 мс.

При высоте облака, превышающего на 15 м высоту кровли, ее рассчитывают на такое же давление, что и стены. Здания рекомендуется располагать на расстоянии не менее 30 м от источника взрыва при массе парового облака около 15 т. Такое же расстояние рекомендуется и между зданиями при опасности сильного разрушения.

Считается, что здания не будут разрушены при удалении от источника взрыва на расстояние более 60 м при избыточном давлении 70 кПа и длительности воздействия 20 мс. Избыточное давление отраженных волн для стен принимают равным 30 кПа, для крыши - 20 кПа. Для случая расположения здания в зоне парового облака его рассчитывают на давление 30 кПа.

Здания и сооружения любого назначения проектируют с учетом противопожарных требований.

Помещения категорий А и Б следует, если это допускается требованиями технологии, размещать у наружных стен, а в многоэтажных зданиях - на верхних этажах. При размещении в одном здании или помещении технологических процессов с различной взрывопожарной и пожарной опасностью следует предусматривать мероприятия для предупреждения взрыва и распространения пожара. Если указанные мероприятия недостаточно эффективны, то технологические процессы с различной взрывоопас-ностью следует размещать в отдельных помещениях.

4.3 Средства тушения пожаров и пожарная сигнализация

4.3.1 Общие положения

Для разработки действенных методов предупреждения и ликвидации пожаров и взрывов, необходимо знать общие теоретические положения о горении, а также характеристики, полученные при изучении пожаров и взрывов на производстве.

Следует помнить, что любой пожар легче всего ликвидировать в начальной стадии, приняв меры к локализации очага с тем, чтобы предотвратить увеличение площади горения.

Согласно ГОСТ 12.1.ОЗЗ локализация пожара - это действия, направленные на предотвращение возможности дальнейшего распространения горения и создание условий для его успешной ликвидации имеющимися силами и средствами.

Ликвидация пожара - это действия, направленные на окончательное прекращение горения, а также на исключение возможности его повторного возникновения. Успех быстрой и эффективной локализации и ликвидации пожара в его начальной стадии зависит прежде всего от наличия соответствующих огнетушащих средств, пожарной связи и сигнализации для вызова пожарной помощи и умения их оперативно использовать.

Для тушения возникшего пожара необходимо прекратить либо снизить поступление в зону горения воздуха и горючих веществ до такой степени, чтобы горение не происходило. При этом должны быть выполнены следующие действия:

охладить зону горения ниже температуры самовоспламенения или понизить температуру горящего вещества ниже температуры воспламенения;

разбавить реагирующие вещества негорючими веществами;

изолировать горючие вещества от зоны горения.

4.3.2 Характеристика основных огнетушащих веществ и принципы тушения пожара

Общие сведения. Тушение пожара представляет собой процесс воздействия сил и средств, а также использование/ методов и приемов.для его ликвидации (ГОСТ 12.1.003)./ Тушение пожара сводится к активному механическому, физическому или химическому воздействию на зону горения для нарушения ее устойчивости одним из приня-. тых средств.

Устойчивость горения зависит в первую очередь от температуры в зоне химической реакции, которая определяется условиями теплообмена с окружающей средой.

Таким образом, нарушение теплового равновесия и снижение температуры в зоне горения при пожаротушении может быть достигнуто или увеличением скорости потерь теплоты или уменьшением скорости выделений теп лоты в зоне горения.

Важным компонентом эффективного пожаротушения является правильный выбор способов и средств пожаротушения (рис. 4.3).

Выбор средств пожаротушения зависит от технологии производства и физико-химических свойств применяемого сырья, полупродуктов и продуктов; от условий, исключающих появление вредных побочных явлений при взаимодействии огнетушащего средства с горящим веществом (например, взрывов, образования токсических газов и др.), а также от условий протекания процесса горения и технических возможностей, используемых для тушения пожара.

При тушении пожаров широкое применение находят такие вещества, как вода, ее пары, а также другие жидкости, газы, порошки некоторых веществ, обладающих наиболее эффективным огнетушащим действием. Огнетушащее вещество -- это вещество, обладающее физико-химическими свойствами, позволяющими создать условия для прекращения горения. Огнетушащие вещества могут быть в твердом, жидком или газообразном состоянии (ГОСТ 12.1.033).

При выборе вещества для пожаротушения необходимо учитывать его совместимость с горящим материалом, т.е. исключить возможность возникновения взрыва, выделений ядовитых, коррозионно-активных и других веществ в зоне пожара.

Наиболее распространенным средством пожаротушения является вода.

Огнетушащие вещества. Как говорилось выше, вода является наиболее дешевым и распространенным средством тушения пожаров. Она обладает высокой теплоемкостью (теплота парообразования составляет 2258 Дж/г), повышенной термической стойкостью (свыше 1700 °С), значительным увеличением объема при парообразовании (1 кг воды образует при испарении свыше 1700 л пара).

Рис. 4.3 Классификация способов тушения пожара

Вода обладает также тремя свойствами огнетушения: охлаждает зону горения или горящие вещества, разбавляет реагирующие вещества в зоне горения и изолирует горючие вещества от зоны горения.

Воду применяют для тушения твердых горючих материалов, создания водяных завес и охлаждения объектов (технологических установок, аппаратов, сооружений, зданий и др.), расположенных вблизи очагов горения.

Воду не применяют для тушения установок и оборудования, находящихся под напряжением, в связи с ее высокой электропроводностью.

При тушении водой легких нефтепродуктов и других горючих веществ с плотностью меньше плотности воды они всплывают и продолжают гореть на ее поверхности. Более того, площадь горящей поверхности при этом увеличивается, что существенно может усложнить условия тушения пожара.

Подача воды к очагу горения может быть в виде:

сплошной (компактной) струи из лафетных стволов с насадками диаметром 28-50 мм или из ручных пожарных стволов с насадками диаметром 13-25 мм;

распыленной струи при диаметре капель воды свыше 100 мкм;

тонкораспыленной струи с диаметром капель воды до 100 мкм, полученной из стационарных или переносных распылителей;

растворов, содержащих 0,2-2,0% массы смачивателей для снижения поверхностного натяжения;

водобромэтиловой эмульсии, содержащей 90% массы воды и 10% бромистого этила.

Воду в виде компактных и распыленных струй применяют при тушении твердых веществ и материалов органического происхождения, горючих жидкостей, таких, как темные-нефтедродукты-^ ¦ Компактные струи сбивают пламя, одновременно охлаждая поверхности. Их применяют преимущественно при подаче воды на большое расстояние или для придания ей ударной силы, когда тушение пожаров производится на значительной высоте или при большом очаге пожара, не дающем близко подойти к очагу горения, а также в случае необходимости охлаждения соседних с горящим объектом зданий, сооружений, металлоконструкций, резервуаров и пр.

В зависимости от напора и расхода воды радиус действия компактной части струи изменяется от 6 до 30 м и более. К преимуществам компактных струй относятся дальнобойность, маневренность, способность сбить пламя.

Недостатками применения компактных струй являются низкая эффективность охлаждения реагирующих веществ, что обусловлено небольшой продолжительностью контакта с зоной горения и электропроводностью потока воды; возможность образования смесей взрывоопасных концентраций при контакте струи воды с горючей пылью; опасность механических повреждений, например, КИП, аппаратуры, а также травмирование людей.

* Во многих случаях при тушении пожара более эффективна распыленная струя вследствие создания наилучших условий для испарения воды, следовательно, для повышения охлаждения и разбавления горючей среды.

Распыление струи Достигается при прохождении ее через насадку. Такие струи обладают более развитой поверхностью, поэтому при одинаковом расходе воды они отводят из зоны горения в единицу времени значительно больше теплоты, чем компактные.

Распыленные струи рекомендуется применять при тушении небольших пожаров, когда можно близко подойти к очагу возгорания, для охлаждения конструкций, веществ и материалов, находящихся в зоне интенсивного теплового воздействия, для защиты пожарных-ствольщиков, пожарной техники.

Воду в виде распыленных и тонкораспыленных струй применяют при тушении несмешивающихся с водой горючих и легковоспламеняющихся жидкостей.

При попадании на поверхность горящих жидкостей капли воды испаряются, и пузырьки пара образуют с жидкостью негорючую эмульсию. Так как эмульсия легче жидкости, она покрывает ее поверхность, изолируя горючее от зоны горения. Мелкие капли воды снижают температуру пламени, охлаждают горящую жидкость, медленно погружаясь в нее; уменьшают концентрацию горючих паров за счет испарения над поверхностью жидкости. Мелкие капли воды не разбрызгивают и не расплескивают горящие жидкости. Тонко распыленная вода образует аэродинамическую систему - туман, в которой она мало или практически неэлектропроводна, следовательно, ее можно применять при пожарах в электроустановках.

Для тушения пожаров горючих жидкостей (дизельного топлива, керосина, трансформаторного масла, смазочных масел и др.) применяют преимущественно распыленную в виде капельных струй воду с оптимальным размером капель от 0,3 до 0,8 мм в зависимости от напора струи. Наилучший эффект тушения ЛВЖ (с низкой температурой воспламенения) достигается мелкораспыленными и тума-нообразными водяными струями.

Для повышения проникающей способности воды необходимо снизить ее поверхностное натяжение. С этой целью в воду вводят поверхностно-активные вещества (ПАВ). Добавление ПАВ (смачивателей) в 2,0-2,5 раза снижает расход воды и значительно уменьшает время тушения пожара. Например, введение в воду от 0,5 до 2,0% смачивателя повышает эффект тушения пожаров плохо смачиваемых веществ и материалов почти в два раза. Для получения водохимических растворов применяют сульфо-наты, сульфонолы, смачиватели и пенообразователи.