Показатели пожаровзрывоопасности веществ и материалов
Перечень и методы определения показателей, необходимых для оценки пожаровзрывоопасности и пожарной опасности веществ и материалов в зависимости от их агрегатного состояния, приведены в ФЗ- 123.
Пожаровзрывоопасностью веществ и материалов называется совокупность свойств, характеризующих их способность к возникновению и распространению горения. Следствием горения может быть пожар или взрыв.
При определении пожаровзрывоопасности веществ и материалов различают:
1. Газы - вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25°С и давлении 101,3 кПа превышает 101,3 кПа;
2. Жидкости - вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25°С и давлении 101,3 кПа меньше 101,3 кПа. К жидкостям относят также твердые плавящиеся вещества, температура плавления или каплепадения которых меньше 50°С;
3. Твердые вещества и материалы - индивидуальные вещества и их смесевые композиции с температурой плавления или каплепадения
больше 50°С, а также вещества, не имеющие температуру плавления (древесина, ткани и т.п.);
4. Пыли - диспергированные твердые вещества и материалы с размером частиц менее 850 мкм.
По горючести вещества и материалы подразделяются на следующие группы:
1) негорючие - вещества и материалы, неспособные гореть в воздухе. Негорючие вещества могут быть пожаровзрывоопасными (например, окислители или вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом);
2) трудногорючие - вещества и материалы, способные гореть в воздухе при воздействии источника зажигания, но неспособные самостоятельно гореть после его удаления;
3) горючие - вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться под воздействием источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления.
Из горючих жидкостей выделяют группы легковоспламеняющихся и особо опасных легковоспламеняющихся жидкостей, воспламенение паров которых происходит при низких температурах, определенных нормативными документами по пожарной безопасности.
Пожарная опасность строительных, текстильных и кожевенных материалов регламентируется ФЗ-123.
Пожаровзрывоопасность и пожарная опасность технологических сред характеризуется показателями пожаровзрывоопасности и пожарной опасности веществ, обращающихся в технологическом процессе, и параметрами технологического процесса.
Технологические среды по пожаровзрывоопасности подразделяются на следующие группы: 1) пожароопасные; 2) пожаровзрывоопасные; 3) взрывоопасные; 4) пожаробезопасные.
Среда относится к пожароопасным, если возможно образование горючей среды, а также появление источника зажигания достаточной мощности для возникновения пожара.
Среда относится к пожаровзрывоопасным, если возможно образование смесей окислителя с горючими газами, парами легковоспламеняющихся жидкостей, горючими аэрозолями и горючими пылями, в которых при появлении источника зажигания возможно инициирование взрыва и (или) пожара.
Среда относится к взрывоопасным, если возможно образование смесей воздуха с горючими газами, парами легковоспламеняющихся жидкостей, горючими жидкостями, горючими аэрозолями и горючими пылями или волокнами и если при определенной концентрации горючего и появлении источника инициирования взрыва (источника зажигания) она способна взрываться.
К пожаробезопасным средам относится пространство, в котором отсутствуют горючая среда и (или) окислитель.
При оценке пожарной опасности веществ и материалов необходимо учитывать их агрегатное состояние. Поскольку горение, как правило, происходит в газовой среде, то в качестве показателей пожарной опасности необходимо учитывать условия, при которых образуется достаточное для горения количество газообразных горючих продуктов.
Температура самовоспламенения характеризует минимальную температуру вещества или материала, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.
Минимальная концентрация горючих газов и паров в воздухе, при которой они способны загораться и распространять пламя, называется нижним концентрационным пределом воспламенения; максимальная концентрация горючих газов и паров, при которой еще возможно распространение пламени, называется верхним концентрационным пределом воспламенения. Область составов и смесей горючих газов и паров с воздухом, лежащих между нижним и верхним пределами воспламенения, называется областью воспламенения.
7.3. Аппараты пожаротушения
Для подачи средств тушения в очаг пожаров используют первичные средства и автоматические установки пожаротушения, а также роботы.
Установки водяного пожаротушения. Для подачи воды при тушении пожара используют пожарные стволы или оросители, которыми можно создавать сплошные, капельные, распыленные и мелкораспыленные водяные струи. Для тушения пожаров водой применяют установки водяного пожаротушения, пожарные автомашины и водяные стволы (ручные и лафетные). Наиболее широкое распространение получили спринклерные и дренчерные установки.
Спринклерные установки включаются автоматически при повышении температуры среды внутри помещения до заданного предела. Датчиками этих систем являются спринклеры, легкоплавкий замок которых открывается при повышении температуры. Спринклерные установки имеют основной и автоматический (вспомогательный) водошиатели. Автоматический водопитатель (водонапорный бак, гидропневмагическая установка, водопровод и
др.) должен подавать воду до включения основного водопитателя (насосных станций).
Водяные спринклерные системы используют: в помещениях с
температурой воздуха не ниже 4°С; в неотапливаемых помещениях, в которых на протяжении не менее восьми месяцев года поддерживается температура воздуха 4°С, трубопроводы заполняют до пускового устройства антифризом. Эти установки представляют собой (рис. 19) разветвленные трубопроводы, размещенные под потолком помещения, в которые вмонтированы спринклеры (при условии орошения одним спринклером от 9 до 12 м2 плошади пола).
Выходное отверстие в спринклерной головке в обычное время закрыто легкоплавким замком. При повышении температуры замок (температура плавления припоя замка 72°С) выбрасывается и вода разбрызгивается, ударяясь о дефлектор. В спринклерных головках совмещены датчики и приспособления для выбрасывания воды. В спринклерных установках вскрываются лишь те головки, которые оказались в зоне высокой температуры пожара. Спринклерные головки обладают сравнительно большой инерционностью - они вскрываются через 2-3 мин с момента повышения температуры Такая инерционность не всегда приемлема в пожароопасных производствах.
Дренчерные установки применяют в помещениях с высокой пожарной опасностью. При горении ЛВЖ эти установки локализуют пожар и предотвращают распространение огня на соседнее оборудование. Все трубопроводы этих установок постоянно заполнены водой до штуцеров дренчеров (рис. 20, б) на распределительных трубопроводах.
Дренчерные установки включаются в действие как автоматически при срабатывании пожарных извешателей, так и вручную. Их используют для одновременного орошения расчетной площади, отдельных частей строения, создания водяных завес в проемах дверей, окон, орошения элементов технологического оборудования.
Быстродействующие установки локального действия по конструктивному оформлению напоминают дренчерные системы. Они предназначены для защиты участков технологических процессов, где возможны воспламенения, взрывы и другие аварийные ситуации, для ликвидации которых нельзя использовать спринклерно-дренчерные установки. Эффект тушения быстродействующими установками достигается мгновенной подачей большого количества воды на очаг пожара в течение короткого промежутка времени.
 Рис. 11. Спринклерная установка для тушения пожара: 1- |
магистральный трубопровод; 2- контрольно-сигнальное устройство; 3- питательные трубы; 4-распределительные трубы; 5-спринклер; 6-очаг пожара.
 Рис. 12. Оросители водяные: а - спринклер ОВС; б - дренчер ОВД: 1-насадок; 2-клапан; 3-рычаг; 4-легкоплавкий элемент; 5-дуга; 6-розетка. |
Установки тушения распыленной водой применяют для пожарной защиты производств, в которых обращаются ГЖ и масла.
Они аналогичны дренчерным установкам, однако для создания распыленных водяных струй в них имеются специальные оросители, конструкция которых отличается от конструкции обычных дренчеров.
Установки тушения мелкодисперсной водой применяют для защиты цехов, производящих синтетический каучук, пластмассы и др. Они также аналогичны дренчерным и спринклерным установкам группового действия. Для мелкого распыления воды используют специальные оросители, в которых вода подается под давлением 0,1 МПа. Эти установки расходуют большое количество воды, поэтому предусматривают систему дренажа.
Пожарные водопроводы. Воду в установку водяного тушения пожаров, лафетные стволы (устройства для получения мощных водяных струй для тушения крупных пожаров), ручные пожарные стволы и пожарные автомобили подают по пожарным водопроводам. Они бывают самостоятельными, предназначенными исключительно для пожарных целей, или объединенными с питьевыми или производственными водопроводами. Вода при пожаре используется для наружного и внутреннего пожаротушения.
Наружное пожаротушение заключается в том, что из водопроводов передвижные пожарные автонасосы, установленные на пожарных машинах, или мотопомпы забирают воду через пожарные гидранты (подземные или надземные), а подают ее под необходимым давлением к месту пожаротушения. Внутренний пожарный водопровод (часто объединенный с хозяйственным или производственным) предназначен для подачи воды в начальной стадии развития пожара. Это определяет размещение внутренних пожарных кранов и оборудование их рукавами с пожарными стволами для подачи водяных струй. Пожарные краны размещаются на высоте 1,35 м от пола на стояках, находящихся, как правило, на лестничных клетках или в наиболее доступных местах здания.
Установки водопенного тушения. Для тушения пожаров пеной применяют передвижные средства (ручные пенные стволы, пеноподъемники, пеногенераторы и др.), полустационарные (пенокамеры), стационарные генераторы и автоматические стационарные установки.
В спринклерных и дренчерных используют пену низкой кратности. В спринклерных установках тушения воздушно-механической пеной вместо водяных спринклеров используют закрытые автоматически действующие пенные оросители и пенопитатель с устройством, дозирующим пенообразователь. В установках объемного действия применяют пену средней кратности и высокократную, в установках локального и комбинированного действия - все виды пены.
В качестве установок пенного тушения ЛВЖ и ГЖ в начальной стадии загорания применяют стационарные воздушно-пенные огнетушители (типов ОВПС и ОВПУ), которые заряжены 5%-м водным раствором пенообразователя. Пенные огнетушители не применяют для тушения загораний в электроустановках, находящихся под напряжением, щелочных металлов и веществ, горение которых происходит без доступа воздуха.
Установки газового пожаротушения. Эти установки могут быть объемного и локального пожаротушения (по объему и по площади). Локальное тушение газовыми составами по объему используют тогда, когда применение установок объемного тушения невозможно. Установки локального тушения по площади применяют для тушения отдельных очагов, используя для этого шланг и раструб.
Для тушения и локализации небольших очагов горения газовыми огнетушащими составами применяют ручные (типа ОУ) и передвижные (типа УП) огнетушители.
Передвижные порошковые установки располагают в кузове автомашины или на платформе прицепа. Заряд огнетушащего состава такой установки колеблется от 0,5 до 1,5 т. Для нормальной работы установки предусмотрены два баллона со сжатым газом (воздухом или азотом).
Переносные порошковые огнетушители типа ОПС примеряют для тушения щелочных металлов (при площади горения до 4м2): до 6кг лития, до 10 кг калия и до 15 кг натрия или магниевой стружки. Порошковый состав подается из баллона емкостью 10 л через шланг и удлинитель под давлением сжатого воздуха, который хранится в дополнительном баллончике емкостью 0,7 л.
Расчет систем пожаротушения
При проектировании противопожарного водопровода на первом этапе производится размещение пожарных кранов на плане здания, обеспечивающее подачу необходимого количества струй в любую точку здания. При этом назначается высота компактной части струи (принимается равной высоте помещения, но не менее 6 м в зданиях высотой до 50 м), длина рукава, диаметр пожарного крана, диаметр спрыска, определяется требуемый напор у пожарного крана. В практических расчетах допустимо принимать радиус действия пожарной струи равным половине высоты компактной части струи.
Далее производится гидравлический расчет системы водоснабжения в режиме пожаротушения - составляется расчетная схема внутреннего водопровода, выбирается расчетная ветвь от ввода до самого невыгодно расположенного пожарного крана, определяются расчетные расходы воды на участках. В объединенных системах хозяйственно-противопожарного водопровода сначала производится конструирование схемы, подбор диаметров труб, насосов и калибра водомера в режиме максимального водопотребления на хозяйственнопитьевые и технологические нужды (без пожара). Затем рассчитанная система проверяется на пропуск суммарных расходов - хозяйственнопитьевых и пожарных. При этом может потребоваться изменение схемы и диаметров на отдельных участках.
Расчетные расходы на хозяйственно-питьевые нужды qc, л/с определяются:
где qС - коэффициент, определяемый по СНиП 2.04.01-85* в соответствии с произведением qС для каждого участка, при этом N - количество санитарно-технических приборов, снабжаемых водой по этому участку, Рс - вероятность действия санитарно-технических приборов в здании
Диаметры пожарных стояков назначаются, а ранее назначенные при расчете системы в режиме максимального водопотребления диаметры магистрали и ввода проверяются по предельной скорости 3 м/с. Потери напора в расчетной ветви Н1, м определяются:
где кi - коэффициент, учитывающий местные потери напора, принимается 0,15 в сетях объединенных хозяйственно-противопожарных водопроводов жилых и общественных зданий;
В результате гидравлического расчета определяется требуемый напор на вводе (в точке присоединения ввода к наружной водопроводной сети):
где S - гидравлическое сопротивление счетчика, м/(л/с)2, принимается по справочнику; q - расчетный расход (по данным гидравлического расчета в режиме пожаротушения на участке ввода, где установлен счетчик), л/с.
Если при работе в режиме пожаротушения потери напора на водомере превышают предельно допустимые, на обводной линии предусматривается задвижка с электроприводом, которая открывается автоматически с началом пожаротушения.
В системах водоснабжения, имеющих два ввода, такой расчет выполняется для каждого из них, (второй ввод считается неработающим).В случаях, когда в режиме пожаротушения требуемый напор меньше гарантийного напора в наружной сети или ранее запроектированные на режим максимального водопотребления насосы не способны обеспечить пожаротушение, предусматривается установка дополнительного пожарного насоса.
Производительность насоса должна обеспечивать подачу максимального секундного расхода воды на хозяйственно-питьевые или производственные нужды и расчетный расход на пожаротушение. Напор насоса должен компенсировать недостаток напора в наружной сети и обеспечивать необходимый напор у самых невыгодно расположенных пожарных кранов. По итогам гидравлического расчета возможна корректировка схемы и диаметров водопроводной сети.
Для подачи воды на начальной стадии пожаротушения в системе водоснабжения с пожарным насосом предусматривается неприкосновенный противопожарный запас воды в водонапорном или гидропневматическом баке из расчета 10-минутной продолжительности тушения пожара из внутренних пожарных кранов при одновременном наибольшем расходе воды на производственные и хозяйственно-питьевые нужды. При гарантированном автоматическом включении пожарных насосов противопожарный запас допускается не предусматривать.
Контрольные вопросы
1. Классификация систем обеспечения пожарной безопасности промышленного объекта.
2. Перечислите основные функции системы обеспечения пожарной безопасности.
3. Укажите область применения установок водяного пожаротушения.
4. Спринклерные установки: назначение, устройство и принцип действия.
5. Дренчерные установки: назначение, устройство и принцип действия.
6. В чем заключается назначение установок во до пенно го тушения?
7. В каких случаях применяют пожарные водопроводы?
8. Обоснуйте область применения установок газового пожаротушения.
9. Сформулируйте сущность проектирования противопожарного водопровода.
10. В чем заключается расчет систем пожаротушения?
Задание: Гидравлический расчет спринклерной ведется с учетом работы всех оросителей на расчетной площади . Расчет водяной спринклерной установки. Защищаемое помещение - площадью S м, высота помещения h м. Расстояние от насосной станции до места ввода питающего трубопровода в защищаемое помещение равно X м. гарантированный напор в наружной водопроводной сети L м.
Исходные данные для расчета:
Интенсивность подачи воды и площадь для расчета расхода воды приняты в соответствии техническим заданием, из расчета 0,12 л/с с минимальной площадью расчета 240м2 для спринклерной установки. Время тушения 60 минут.
| Вариант | ||||||||||
| площадь | 24х42 | 24х42 | 24х42 | 34х42 | 24х32 | 24х52 | 24х42 | 34х42 | 44х42 | 24х42 |
| высота помещения | ||||||||||
| Расстояние | ||||||||||
| гарантированный напор в наружной водопроводной сети |