Охрана труда

Деревянные стеллажи в складских помещениях обрабатывают огнезащитными составами. Периодичность обработки определяется нормативной документацией на составы. ¦ Хранение деревянной порожней тары осуществляют на специально отведенных площадках вне складских и производственных помещений.

Хранение грузов и погрузочных механизмов на рампах складов не допускается. Материалы, разгруженные на рампу, к концу работы склада убирают.

На территории резервуарных парков и на открытых площадках для хранения использованной тары выделяют специальные места. Тару перед размещением на хранение очищают от сгораемых остатков.

Открытые площадки для хранения нефтепродуктов в таре огораживают земляным валом или негорючей сплошной стенкой высотой не менее 0,5 м с пандусами и окружают кюветом для отвода сточных вод.

В пределах одной обвалованной площадки допускается размещать не более шести штабелей размером 25x15 м и высотой 5,5 м с разрывами между штабелями, штабелями и валом (стенкой) -- не менее 5 м. Разрывы между штабелями смежных площадок должны быть не менее 15 м.

Не разрешается разливать нефтепродукты, а также хранить упаковочный материал и тару непосредственно в хранилищах и на обвалованных площадках.

При перевозке ЛВЖ и ГЖ тару наполняют до нормы, установленной стандартами или техническими условиями на данную продукцию.

Места погрузки и разгрузки пожаровзрывоопасных и пожароопасных веществ и материалов оборудуют:

¦ специальными приспособлениями, обеспечивающими безопасные условия проведения работ (стойки, щиты, трапы, носилки и т.п.). При этом для стеклянной тары предусматривают тележки или специальные носилки, имеющие гнезда. Допускается переносить стеклянную тару в исправных корзинах с ручками, обеспечивающими возможность перемещения их двумя работающими;

средствами пожаротушения и ликвидации аварийных ситуаций;

исправным стационарным или временным освещением, соответствующим классу зоны по ПУЭ.

При выполнении погрузочно-разгрузочных работ с по-жаровзрывоопасными и пожароопасными грузами работающие должны соблюдать требования маркировочных знаков и предупреждающих надписей на упаковках.

Перед заполнением резервуаров, цистерн, тары и т.п. необходимо проверить исправность имеющегося мерного устройства.

4.2.5 Классификация взрывоопасных и пожароопасных зон производственных помещений и наружных установок

Во взрыво- и пожароопасных производствах, особенно при работе со взрывоопасными газами, парами, пылями, например с ацетиленом, оксидом этилена, ацетоном, ди-этиловым эфиром, электроустановки могут служить источниками воспламенения. Так, при неправильной эксплуатации или неисправности электрооборудования возможны его перегрев или появление искровых разрядов, которые могут вызвать пожар или взрыв горючей среды.

Электрическая искра является одним из наиболее мощных источников воспламенения. Большая температура (около 10 000 °С) в канале искрового разряда способствует протеканию интенсивных окислительно-восстановительных реакций. Возникновение электрических искр в производственных условиях возможно при замыкании и размыкании электрических цепей в выключателях, рубильниках, пусковой и другой аппаратуре, а также при коротком замыкании, плохих электрических контактах.

В связи с этим особые требования предъявляются к электрооборудованию, работающему во взрывоопасных средах. Это электрооборудование отличается от общепромышленного не только конструкцией, но и тем, что оно выполнено по специальным правилам и может эксплуатироваться во взрывоопасных средах без опасности их воспламенения.

Основными способами борьбы с воспламенением от электрооборудования являются правильный его выбор и надлежащая эксплуатация. В связи с этим все помещения и наружные установки согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) классифицируют на пожароопасные (П-1, П-П, П-Па, П-Ш) и взрывоопасные (B-I, B-Ia, B-I6, B-Ir, B-II, В-Па) зоны.

Пожароопасная зона -- это открытое пространство, в котором могут находиться горючие вещества как при нормальном технологическом процессе, так и при возможных его нарушениях.

Класс П-1 - зоны производственных помещений, в которых применяют или хранят жидкости с температурой вспышки выше 61 °С.

Класс П-П - зоны производственных помещений, в которых при проведении технологического процесса выделяются горючие пыль или частицы волокна с нижним концентрационным пределом воспламенения более 65 г/м³ к объему воздуха.

Класс П-Па - зоны производственных и складских помещений, в которых обращаются горючие вещества.

Класс П-Ш - зоны, расположенные вне помещений, в которых используются горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 61°С или твердые горючие вещества.

Если пожароопасные производственные установки размещены на открытой площадке, то пожароопасной зоной с признаками классов П-1, П-П, П-Па считается зона на расстоянии 5 м по горизонтали от границ пожароопасной установки, а по вертикали - до ближайшей ограждающей конструкции (перекрытия или покрытия).

Взрывоопасная зона - это пространство, где имеются или могут появиться взрывоопасные смеси, и в пределах которой на исполнение электрооборудования накладываются ограничения с целью уменьшения вероятности возникновения взрыва, вызванного электрооборудованием.

Класс B-I - зоны производственных помещений, в которых выделяются горючие газы (ГГ) и пары (ЛВЖ) в таком количестве и с такими свойствами, что они могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных недлительных режимах работы, например при загрузке и разгрузке технологических аппаратов, хранении или переливании ЛВЖ, находящихся в открытых сосудах, и т. д.

Класс В-1а - зоны производственных помещений, в которых взрывоопасная концентрация газов и паров возможна только в результате аварии или неисправностей.

Класс B-I6 - те лее зоны, что и относящиеся к классу В-1а, в которых взрывоопасные смеси возможны только в результате аварий или неисправностей и которые отличаются одной из следующих особенностей:

ГГ в этих зонах обладают высоким нижним концентрационным пределом воспламенения (15% и более) и резким запахом при ПДК;

помещения производств, связанных с обращением водорода, в которых исключается образование взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5% свободного объема помещения, и имеют взрывоопасную зону только в верхней части помещения;

зоны помещений, в которых ГГ и ЛВЖ имеются в небольших количествах, недостаточных для создания взрывоопасных смесей в объеме, превышающем 5% свободного объема помещения, в которых работа производится без применения открытого пламени.

Зоны не относятся к взрывоопасным, если работы с ГГ и ЛВЖ производятся в вытяжных шкафах или под вытяжными зонтами.

Класс В-1г - пространства у наружных установок, надземных и подземных резервуаров, содержащих ГГ или ЛВЖ, эстакад для слива и налива ЛВЖ, открытых нефтеловушек, у предохранительных и дыхательных клапанов емкостей и технологических аппаратов.

Класс В-П - зоны производственных помещений, в которых возможно образование взрывоопасных концентраций пылей или волокон с воздухом при нормальных режимах работы.

Класс В-Па - зоны, аналогичные зонам класса В-П, в которых взрывоопасные концентрации пылей и волокон могут образовываться только в результате аварий или неисправностей.

Класс пожаро- и взрывоопасное™ зон производственных помещений и наружных установок устанавливается на стадии проектирования.

Применяемые в этих помещениях электроустановки должны обеспечивать как необходимую степень защиты их обмоток от воздействия окружающей среды, так и необходимую безопасность в отношении пожара или взрыва по причине их неисправности.

4.2.6 Взрывозащищенное электрооборудование и принцип его подбора

В соответствии с ПУЭ в пожароопасных зонах, как правило, используется электрооборудование закрытого типа, внутренняя полость которого отделена от внешней среды оболочкой. Аппаратура управления и защиты, светильники применяются в пыленепроницаемом исполнении. Вся электропроводка обеспечивается надежной изоляцией.

Во взрывоопасных зонах и наружных установках необходимо использовать взрывозащищенное электрооборудование, изготовленное в соответствии с ГОСТ 12.2.020. В соответствии с ГОСТом все электрооборудование по степени его надежности при установленных нормативными документами условиях подразделяется на три уровня взрывозащиты:

2-й уровень - повышенной надежности против взрыва, в котором взрывозащита обеспечена только при нормальном режиме работы;

1-й уровень - взрывобезопасное, в котором взрывозащита обеспечивается как при нормальном режиме работы, так и при признанных вероятных повреждениях, кроме повреждений средств взрывозащиты;

0-й уровень - особовзрывобезопасное, в котором по отношению к взрывобезопасному приняты дополнительные средства взрывозащиты.

Для обеспечения необходимого уровня взрывозащиты в оборудовании используют специальные виды взрывозащиты, под которыми понимают конструктивные средства и меры, обеспечивающие невоспламенение окружающей взрывоопасной среды от электрических искр, дуг, пламени, нагретых частей.

Виды взрывозащиты обозначаются латинскими буквами и означают следующее:

d -- взрывонепроницаемая оболочка, т. е. такая оболочка, которая выдерживает давление взрыва внутри нее и предотвращает без ее повреждения распространение взрыва в окружающую взрывоопасную среду через зазоры или отверстия («щелевая защита»);

i - искробезопасная электрическая цепь, которая выполнена так, что электрический разряд или нагрев цепи не могут воспламенить окружающую среду при предписанных условиях испытания;

«е» - защита заключается в том, что в электрооборудовании (или его части), не имеющем нормально искрящих частей, принят ряд мер, дополнительно используемых в электрооборудовании общего назначения, затрудняющих появление опасных нагревов, искр, дуг;

р -- заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением чистым воздухом или инертным газом;

о - масляное заполнение оболочки; все нормально искрящие части погружены в минеральное масло или любой жидкий негорючий диэлектрик, что исключает возможность соприкосновения между ними и взрывоопасными смесями газов, паров, пыли;

q - кварцевое заполнение оболочки;

s - специальный вид взрывозащиты, основанный на принципах, отличных от приведенных выше, но достаточный для обеспечения взрывозащиты; например, токоведу-щие части электрооборудования залиты эпоксидными смолами заключены в оболочку, находящуюся под постоянным избыточным давлением воздуха или инертного газа (без продувки).

В зависимости от области применения взрывозащищен-ное электрооборудование подразделяется на две группы:

рудничное (цифра I), предназначенное для шахт и подземных выработок (в химической промышленности не применяется);

для производственных помещений и наружных установок (цифра II).

При этом в зависимости от величины щелевого (фланцевого) зазора (БЭМЗ) электрооборудование типов d и i подразделяется на подгруппы ПА, ПВ, ПС (см. табл. 4.2).

Для ограничения нагрева внутренних и наружных частей взрывозащищенного электрооборудования установлены его температурные классы, равные нижней температуре самовоспламенения соответствующей группы смесей (табл. 4.9).

Таблица 4.9

Температурные классы взрывозащищенного оборудования

Температурный класс	"С	Температурный класс	°С
Т1	До 450	Т4	135
Т2	300	Т5	100
ТЗ	200	Т6	80

Маркировка взрывозащищенного электрооборудования выполняется в прямоугольнике в виде цельного, не разделенного на части знака.

Например, 2ExdIIAT3, где 2 означает уровень взрывоза-щиты, Ех, указывает, что электрооборудование соответствует ГОСТ, d - вид взрывозащиты, IIA - категория взрывоопасной смеси и ТЗ - температурный класс оборудования.

Оборудование сохраняет взрывозащиту, если находится в среде со взрывоопасной смесью тех категорий и групп, для которых выполнена его взрывозащита, или в среде со взрывоопасной смесью менее опасной категории и группы. Если во взрывоопасной зоне присутствует несколько веществ, то выбор электрооборудования производится по наиболее опасному веществу.

При выборе электрооборудования для взрывоопасных зон необходимо:

установить класс взрывоопасной зоны на основе анализа веществ и материалов, свойств окружающей среды;

определить категорию и группу взрывоопасной смеси;

согласно ПУЭ выбрать требуемое исполнение электрооборудования;

по справочнику найти конкретный тип (марку) электрооборудования.

В соответствии с ПУЭ во взрывоопасных помещениях рекомендуется принимать следующие уровни и степени защиты электрооборудования (табл. 4.10).

Во взрывоопасных зонах электрическое оборудование и приборы могут использоваться лишь при условии, что уровень их взрывозащиты или степень защиты оболочки соответствуют той же степени защиты, что и для электрических машин.

Пусковую аппаратуру (выключатели, магнитные пускатели) в классах зон B-I и В-П необходимо выносить за пределы взрывоопасных помещений и снабжать устройством дистанционного управления. Провода внутри взрывоопасных помещений следует прокладывать в стальных трубах или использовать для этих целей бронированный кабель.

Таблица 4.10

Требования к электрическим машинам, аппаратам и приборам взрывоопасных зон

Класс взрывоопасной зоны	Уровень взрывозащиты или степень защиты
B-I	Взрывобезопасный с учетом категорий и группы взрывоопасной смеси
В-Ia, В-1г	Повышенной надежности против взрыва
B-I6	Без средств взрывозащиты. Степень защиты - IP44
в-и	Взрывобезопасный
В-Па	Без средств взрывозащиты. Степень защиты - IP54

Таблица 4.11

Требования к электрическим светильникам взрывоопасных зон

Класс взрывоопасной зоны	Уровень взрывозащиты или степень защиты светильника
B-I	Взрывобезопасный с учетом категорий и группы взрывоопасной смеси
В-Ia, В-1г	Повышенной надежности против взрыва
B-I6	Без средств взрывозащиты. Степень защиты - IP53
В-И	Повышенной надежности против взрыва. Любой взрыво-защищенный
В-Па	Стационарный - степень защиты оболочки IP53; переносной - повышенной надежности против взрыва

Во взрывоопасных зонах светильники могут применяться в том случае, если уровень их взрывозащиты соответствует следующим условиям (табл. 4.11).

Допускается освещать светильниками общего назначения помещения со взрывоопасными зонами любого класса одним из следующих способов:

¦ через неоткрывающиеся окна без фрамуг и форточек, снаружи здания, причем при одинарном остеклении окон светильники должны иметь защитные стекла или стеклянные кожухи;

через специально устроенные в стене ниши с двойным остеклением и естественной их вентиляцией;

через фонари специального типа со светильниками, установленными в потолке с двойным остеклением и естественной их вентиляцией;

с помощью щелевых световодов.

В пожароопасных зонах должны использоваться светильники со следующими степенями защиты:

¦ в зонах классов П-I и П-П - закрытые, с любыми источниками света, степень защиты IP 53, а в зоне класса П-II при наличии местных отсосов и общеобменной вентиляции - IP 23;

¦ в зонах классов П-Па и П-Ш степень защиты светильников с любым источником света должна быть не ниже IP 23.

Электропроводку внутри светильников с лампами накаливания и ДРЛ до места присоединения внешних проводников выполняют термостойкими проводами.

Переносные светильники в пожароопасных зонах любого класса должны иметь степень защиты не менее IP 54, а стеклянный колпак должен быть защищен металлической сеткой. Расстояние от светильников до горючих материалов - не менее 0,5 м.

4.2.7 Количественная оценка взрывоопасное™ технологических объектов

Важнейшей характеристикой энергии взрывов на взрывоопасных технологических объектах является энергетический потенциал (суммарное энерговыделение), который используется в качестве количественного показателя уровня возможных разрушений.

Различают общий энергетический потенциал взрыво-опасности технологического блока, стадии, объекта (Е) и относительный (Q_B).

Общий энергетический потенциал взрывоопасности -это показатель степени и масштабов разрушений взрыва, характеризуется суммой энергий адиабатического расширения парогазовой среды, полного сгорания имеющихся и образующихся из жидкости паров (газов) за счет внутренней и внешней (окружающей среды) энергий при аварийном раскрытии технологической системы (блока).

где Е'₁ - сумма энергий адиабатического расширения и сгорания парогазовой фазы (ПГФ), находящейся непосредственно в оцениваемом блоке, кДж; Е'₂ - энергия сгорания ПГФ, поступившей к разгерметизированному участку от смежных объектов (блоков), кДж; Е₁" - энергия сгорания ПГФ, образующейся за счет энергии перегрева жидкой фазы (ЖФ) рассматриваемого блока и поступившей от смежных объектов за определенное время t, кДж; Е₂" - энергия сгорания ПГФ, образующейся из ЖФ за счет теплоты экзотермических реакций, не прекратившихся при аварийной разгерметизации; Е₃"- энергия сгорания ПГФ, образующейся из ЖФ за счет теплопритока от внешних теплоносителей, кДж; E₄" - энергия сгорания ПГФ, образующейся из пролитой на твердую поверхность (пол, поддон, грунт и т. п.) ЖФ за счет теплоотдачи от окружающей среды (от воздуха по зеркалу и твердой поверхности к жидкости), кДж.

Источники воспламенения могут быть постоянные (печи пиролиза, факел, электроаппаратура открытого исполнения и т.п.) или случайные (временные огневые работы, транспортные средства и т.д.), которые могут привести к взрыву парогазового облака при его распространении.

В настоящее время для обеспечения взрывопожаро-безопасности хозяйственных объектов химической промышленности разработаны и действуют «Общие правила взрывобезопасности химических объектов и производств» -ОПВ-96, которые определяют требования к проектированию, эксплуатации и защите персонала от негативного воздействия взрывоопасных производств.

В соответствии с этими правилами для каждого технологического объекта, блока, установки химико-технологической системы (ХТС) должна определяться категория взрывоопасности.

Химико-технологическая система - это совокупность взаимосвязанных технологическими потоками и действующих как одно целое аппаратов, в которых осуществляется определенная последовательность технологических операций (подготовка сырья к реакции, собственно химическое превращение и выделение целевых и побочных продуктов).

Технологический блок представляет собой аппарат или группу аппаратов (с минимальным числом), которые в заданное время могут быть отключены (изолированы) от технологической системы без опасных изменений режима в смежной аппаратуре или системе.

Категории взрывоопасности устанавливаются по двум показателям - относительному энергетическому потенциалу взрывоопасности Q_B и приведенной массе парогазовой среды т, т.е. массе горючего вещества, приведенной к единой энергии сгорания 46 000 кДж/кг, равной удельной теплоте сгорания большинства углеводородов.

Относительный энергетический потенциал взрывоопасности является показателем степени и масштабов разрушений взрыва парогазовой среды в технологическом блоке при условии расхода общего энергетического потенциала технологического блока непосредственно на формирование ударной волны.

По значениям общих энергетических потенциалов взрывоопасности Е можно рассчитать относительные Q_B:

а общая масса горючих паров (газов) взрывоопасного парогазового облака т, кг, может быть определена из соотношения

Категории взрывоопасности технологических объектов определяются в зависимости от величин относительного энергетического потенциала и приведенной массы взрывоопасных сред (табл. 4.12).

Таблица 4.12

Характеристика категорий взрывоопасности технологических объектов

Категория взрывоопасности	QB	т, кг
I	37	> 5000
II	27-37	2000-5000
III	27	< 2000

Проматомнадзор Республики Беларусь регистрирует взрывопожароопасные производства и объекты, имеющие в своем составе взрывоопасные технологические блоки с Q_B> 9, а также блоки с Q_B>6, если в них обращаются вещества 1-го и 2-го классов опасности или вещества остронаправленного действия 3-го и 4-го классов опасности, а также осуществляет специальный государственный надзор за ними.

Для оценки разрушительности взрывов, вызванных различными взрывчатыми веществами и средами, широко используется метод адекватности. По этому методу степень разрушения объектов характеризуется тротило-вым эквивалентом, т.е. количеством тротила, необходимого для получения данного уровня разрушений.

При взрывах конденсированных взрывчатых веществ на образование воздушной ударной волны расходуется практически вся энергия взрыва (>90%).

Максимально возможный КПД взрыва парового облака (т.е. отношение энергии воздушной ударной волны к общему энергетическому потенциалу воздушной смеси) составляет около 40%. Остальная часть энергии взрыва расходуется на нагревание продуктов реакции и воздуха в ударной волне.

Разрушающую способность взрывов характеризуют избыточным давлением, воздействующим на объект. В соответствии с этим различают шесть категорий повреждений (табл. 4.13).

По значениям Е или производным значениям Q_B и т можно определить условный радиус полного разрушения объекта.

Расчет является ориентировочным и может применяться при выборе основных направлений организационно-технических мероприятий по защите персонала от травмирования, а также зданий и сооружений от разрушения при взрывах парогазовых сред и конденсированных взрывчатых веществ (ВВ).

Тротиловый эквивалент взрыва парогазовой среды W_T определяемый по условиям адекватности характера и

Таблица 4.13

Характеристика разрушений зданий при воздействии ударной волны

Категория	Характеристика повреждения здания	Избыточное
повреждения		давление, кПа
А	Полное разрушение здания	70
В	Тяжелые повреждения, здание подлежит сносу	33
С	Среднее повреждение, возможно восстановление здания	25
D	Разбито 90% остекления	4
Е	Разбито 50% остекления	0,2
F	Разбито 5% остекления	0,005

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

Класс зоны	К	АР, кПа
1	3,8	>100
2	5,6	70
3	9,6	28
4	28	14
5	56	<2,0

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.

Воду нельзя применять для тушения ряда органических жидкостей, которые всплывают и продолжают гореть на поверхности воды.

При попадании воды на битум, жиры, масло, пероксид натрия, петролатум происходит наоборот усиление горения в результате выброса, разбрызгивания, вскипания этих материалов.

Вода содержит различные природные соли, что приводит к повышению ее коррозионной способности и электропроводности. Усиливают эти свойства вводимые для повышения эффективности тушения различные добавки: антифризы и пенообразователи.

Огнетушащие пены. Цена представляет собой систему, в которой дисперснои'фазой всегда является газ. Пузырьки газа заключены в тонкие оболочки - пленки из жидкости. Пузырьки газа могут образовываться внутри жидкости в результате химических процессов или механического смешения газа (воздуха) с жидкостью. Чем меньше размеры пузырьков газа и поверхностное натяжение пленки жидкости, тем более устойчива пена.

При небольшой плотности (0,1-0,2 г/см³) пена растекается по поверхности горящей жидкости, охлаждая и изолируя ее от пламени. При этом поступление горючих паров в зону горения прекращается и пламя гаснет.

Для тушения пожаров применяют устойчивую пену, которая может быть получена при введении в воду небольших количеств (3,0-4,0%) пенообразователя, способного снизить поверхностное натяжение пленки воды.

Пенообразователи -- это вещества, находящиеся в коллоидном состоянии и способные сорбироваться в поверхностном слое раствора на границе жидкость-газ. К таким веществам относятся природные пенообразователи -- экстракт лакричного корня, сапонин, альбумины и др.

В настоящее время чаще всего используются синтетические углеводородные и фторсодержащие пенообразователи, такие, как «Барьер пленкообразующий», Барьер 612, ТЭАС, ПО-6 ОСТ и др.

Огнетушащие свойства пены определяются ее устойчивостью, кратностью, биоразлагаемостью и смачивающей способностью.

Устойчивость пены -- это ее способность к сохранению первоначальных свойств.

Кратность пены. - отношение объема пены к объему раствора, из которого она образована. Пены с большей кратностью менее стойки.

Качество пены во многом определяется ее дисперсностью. Чем выше дисперсность, тем больше стойкость пены и выше ее огнетушащая эффективность.

В зависимости от величины кратности устойчивость пены подразделяют на низкократную (<20), среднекрат-ную (20-200) и высокократную (>200).

Огнетушащая эффективность пены характеризуется интенсивностью ее подачи и удельным расходом.

Широкое применение находят два вида устойчивых ог-нетушащих пен: воздушно-механическая и химическая. Их применяют для тушения твердых веществ, ЛВЖ с плотностью менее 1 и не растворяющихся в воде. Химическая пена, как правило, более стойкая, чем воздушно-механическая.

Воздушно-механическая пена представляет собой механическую смесь воздуха, воды и поверхностно-активного вещества (пенообразователя). Она содержит около 99% воздуха, 1% воды и 0,04% пенообразователя.

Стойкость воздушно-механической пены меньше, чем химической, причем стойкость уменьшается с повышением кратности пены. Для получения воздушно-механической пены необходимо ввести пенообразователь в воду во всасывающем трубопроводе насоса или в напорной линии. Обычно используют пенообразователь типа ПО-1, состоящий из керосинового контакта, столярного клея и этилового спирта.

Для получения воздушно-механической пены используют специальные устройства, так называемые пенокамеры.

Пенокамеры устанавливают вблизи верхней кромки резервуара для равномерного распределения пены по поверхности горящей жидкости.

Стационарную пенокамеру для тушения пожара резервуара 1 подключают к пожарному автонасосу (рис. 4.4). Раствор пенообразователя поступает в пенокамеру 2 по рукавным линиям 6, проложенным от пожарного автомобиля 5, который располагается на дороге вблизи обваловки 3 и забирает воду из пожарного гидранта 4. Пенообразователь из цистерны пожарного автомобиля вводится в поток воды дозатором, расположенным в дозаторном отделении автомобиля. Поступающий таким образом водный раствор пенообразователя превращается в пенокамерах в воздушно-механическую пену, которая растекается по поверхности и тушит очаг горения, изолируя жидкость от пламени.

Нормативная интенсивность подачи пены средней кратности зависит от свойств горючих жидкостей и колеблется в пределах 0,05-0,30 дм³/(м²с).

Специальные дозирующие устройства с головками для получения пены применяют в спринклерных и дренчер-ных автоматических установках тушения пожаров.

Рис. 4.4 Схема подключения пенокамеры к пожарному автонасосу

На поверхности горящих жидкостей пена образует стойкую пленку, не разрушающуюся под действием пламени в течение 30 мин, времени, вполне достаточном для тушения ГЖ и ЛВЖ в резервуарах любых диаметров.

Воздушно-механическая пена совершенно безвредна для людей, не вызывает коррозии металлов, почти не-электропроводна и весьма экономична. Ее применяют также для тушения твердых горящих веществ (древесины и др.). Деревянные конструкции, покрытые воздушно-механической пеной длительное время (до 40 мин), сопротивляются воздействию лучистой энергии и не воспламеняются. В тех же условиях незащищенные конструкции воспламеняются через 15 мин.

Пенные установки широко применяются на предприятиях по хранению и переработке горючих жидкостей с температурой вспышки паров выше 28 °С и твердых сгораемых материалов и изделий.

Химическая пена образуется при взаимодействии карбоната или бикарбоната натрия или других солей с кислотой в присутствии пенообразователя. Такую пену получают из пенопорошка и воды в пеногенераторах, представляющих собой специальные эжекторные переносные приборы.

Пенопорошок состоит из сухих солей бикарбоната натрия, стабилизаторов, лакричного экстракта или другого пенообразующего вещества. При взаимодействии с водой соли растворяются, вступают в реакцию, образуя диоксид углерода. В результате выделения большого количества диоксида углерода получается устойчивая пена.

При растекании химической пены образуется весьма устойчивый, мало разрушающийся под действием пламени слой толщиной 7-10 см. Химическая пена не взаимодействует с нефтепродуктами и образует плотный покров, не пропускающий паров жидкости.

Стойкость химической пены более 1 ч. В последнее время наметилась тенденция к сокращению применения химической пены, что связано со сравнительно высокой ее стоимостью и сложностью организации тушения пожаров.

При тушении пожаров в резервуарах с нефтепродуктами химическую или воздушно-механическую пену подают в очаг горения стационарными пеногенераторами ГПС-600, ГПС-2000, пеносмесителями (пенокамерами) ГПСС-600, ГПСС-2000 или передвижными пеноподъемниками.

В настоящее время для получения пены широко используются генераторы пены высокой кратности (ГПВК) и высоконапорные пеногенераторы (ВЦГ). Химическая пена образуется в рукавной линии, транспортирующей водный раствор пеногенераторного порошка, по мере движения потока к пеносливу.

Однако в большинстве случаев химическую пену успешно заменяют воздушно-механической.

Инертные разбавители. В случае возможности взрыва из-за скопления в горящем помещении горючих газов или паров необходимо создать в нем среду, не поддерживающую горение. Это достигается применением в качестве средств пожаротушения инертных разбавителей, таких, как водяной пар, азот, диоксид углерода, аргон, дымовые газы и некоторые другие вещества. Инертные разбавители снижают скорость реакции, так как часть теплоты горения расходуется на их нагрев.

Водяной пар -- технологический и отработавший - используют для создания паровоздушных завес на открытых технологических установках, а также для тушения пожаров в помещениях малого объема и технологическом оборудовании (сушилки, реакторы, колонны и др.). Огне-гасительная концентрация водяного пара при этом составляет около 35% объема.

Азот применяют главным образом при тушении веществ, горящих пламенем. Он плохо тушит вещества, способные тлеть (дерево, бумага), и практически не тушит волокнистые вещества (ткань, вата, хлопок). Огнегаситель-ная концентрация азота в воздухе принимается не менее 35% объема. Разбавление воздуха азотом до содержания кислорода в пределах 12-16% объема безопасно для человека. Более высокое разбавление опасно.

Диоксид углерода применяют для объемного тушения пожаров на складах ЛВЖ, аккумуляторных станциях, в сушильных печах, на стендах для испытания двигателей электрооборудования и др.

Диоксид углерода - бесцветный газ, из одного литра жидкой углекислоты при О °С образуется 506 л газа. Для большинства веществ огнегасительная концентрация его составляет 20-30% объема. Однако при использовании диоксида углерода в пожаротушении необходимо учитывать его токсичность при высоких концентрациях. Вдыхание воздуха, содержащего 10% С0₂, смертельно.

Поэтому в системе тушения с использованием диоксида углерода необходимо предусматривать сигнализирующее устройство для обеспечения своевременной эвакуации людей из помещения.

Подача диоксида углерода для тушения может быть двоякой: через раструбы-диффузоры или через перфорированный трубопровод. В первом случае происходит переохлаждение выходящего жидкого диоксида углерода с образованием твердого диоксида в виде снега, а эффект тушения достигается по принципу охлаждения, во втором случае - по способу разбавления. Для подачи СО2 обычно используют огнетушители или стационарные установки.

Галоидоуглеводороды. Галоидоуглеводородные, или га-логенуглеводородные составы - огнегасители на основе углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены на атомы галоидов. Они относятся к ин-гибирующим или флегматизирующим средствам, тушение которыми происходит в результате торможения химических реакций.

Наиболее эффективное действие оказывают бром-, фторпроизводные метана и этана. При этом реакционная способность и склонность к термическому разложению зависят от галогена, замещающего водород. Эти свойства повышаются в ряду фтор - хлор - бром - йод.

Современные торговые названия галогенуглеводородов в нашей стране - хладоны, ранее - фреоны. За рубежом они называются галлоны. По принятой в нашей стране номенклатуре номер хладона составляется следующим образом: первая цифра - число атомов углерода минус единица, вторая - число атомов водорода плюс единица, третья -число атомов фтора. Бром характеризуется буквой «В» и цифрой по числу атомов, число атомов хлора определяется по свободным связям.

Наиболее широкое распространение для тушения пожаров получили такие галогенуглеводороды, как трифтор-бромметан (хладон 13В1), дифторхлорбромметан (хладон 12В1), дибромтетрафторэтан (хладон 114В2), дибромди-фторметан (хладон 12В2). Хладоны 114В2, 12В2 и бромистый этил представляют собой тяжелые жидкости с запахом, остальные хладоны при нормальных условиях - газы. Они плохо растворяются в воде, но хорошо смешиваются со многими жидкими органическими веществами.

Хладоны применяют для объемного тушения, для поверхностного тушения небольших очагов пожаров и для предупреждения образования взрывоопасной среды. Их используют для защиты особо опасных цехов химических производств, сушилок, окрасочных камер, складов с горючими жидкостями и т.п. Хладоны не рекомендуется применять для тушения металлов, ряда металлосодержа-щих соединений, гидридов металлов, а также материалов, содержащих в своем составе кислород.

Многоплановость их применения объясняется рядом специфических свойств. Хладоны обладают хорошими диэлектрическими свойствами, что делает их пригодными для тушения пожаров электрооборудования, находящегося под напряжением. В результате высокой плотности хладоны в жидком и газообразном состоянии хорошо формируют струю, и капли хладона легко проникают в пламя. Низкая температура замерзания позволяет использовать их при минусовых температурах, а хорошая смачиваемость - тушить тлеющие материалы.

Однако хладоны, как средства тушения пожаров, не лишены и недостатков. Прежде всего, практически все эти соединения вредны для организма человека. При этом сами хладоны являются слабыми наркотическими ядами, а продукты их термического разложения обладают высокой токсичностью. Хладонам свойственна и высокая коррозионная активность.

Твердые и комбинированные огнетушащие вещества. Эти вещества в виде порошков обладают высокой огнету-шащей эффективностью. Они способны подавлять горение различных, в том числе и пирофорных соединений и веществ, не поддающихся тушению водой или пеной.

Принцип тушения порошковыми составами заключается либо в изоляции горящих материалов от воздуха, либо в изоляции паров и газов от зоны горения. Кроме того, порошковые составы при поступлении в очаг горения способны ингибировать пламя. Поэтому огнетушащий эффект, например, порошков на основе бикарбонатов щелочных металлов значительно превышает эффект охлаждения или разбавления диоксидом углерода, выделяющимся при разложении этих порошков.

Порошковые составы применяют для тушения металлов и металлоконструкций, металлоорганических соединений, пирофорных веществ, газового пламени.

Порошковые составы обладают такими преимуществами, как высокая огнетушащая эффективность; универсальность; возможность тушения пожаров электрооборудования, находящегося под напряжением, и использования их при минусовых температурах. Порошковые составы практически нетоксичны, не оказывают коррозионного действия, их можно использовать в сочетании с распыленной водой и пенными средствами тушения.

Недостатками их применения являются слеживае-мость и комкование. Однако современные технологии получения порошковых составов позволяют в значительной степени избежать этих недостатков.

В настоящее время выпускаются и используются в пожаротушении порошки следующего состава:

ПСБ (бикарбонат натрия, 10% талька, 1-2% крем-нийорганической добавки АМ-1-300);

ПС (углекислый натрий, 2,5% стеарата металла, 1% графита);

П-1А (фосфорно-аммонийные соли с добавками АМ-1-300);

СИ-2 (силикагель марки МСК, ШСК или КСК 50%, хладон 114В2 50%);

ПФ (фосфорно-аммонийные соли, 5% талька, 1-2% АМ-1-300).

Порошки состава ПСБ и ПФ способны создавать огне-тушащее облако и предназначены для тушения пожаров углеводородов, древесины, электрооборудования.

Порошки же типа ПС создают на поверхности горящих материалов изолирующий слой и предназначены для тушения металлов, металлоорганических соединений и т.п.

Комбинированные составы - к ним относятся водога-логенуглеводородные эмульсии, комбинированный азот-но-углекислотный состав для тушения щелочных металлов в помещениях, водные растворы двууглекислой соды, углекислой соды, поташа, хлористого аммония, поваренной соли, глауберовой соли, аммиачно-фосфорных солей, сернокислой меди, а также четыреххлористый углерод, бромэтил и другие соединения галогенов. Разработаны также комбинированные азотно-хладоновые и углекис-лотно-хладоновые составы для объемного тушения.

Широкое применение находят комбинированные порошки типа СИ для тушения органических жидкостей, пирофоров, гидридов металлов, некоторых кремнийорга-нических соединений.

Огнетушащие свойства комбинированных водных растворов солей отличаются от огнегасительного действия воды тем, что соли, выпадая из растворов, образуют на поверхности горящего вещества изолирующие пленки, на которые затрачивается определенная часть теплоты пожара. При разложении солей выделяются инертные огнега-сительные газы.

Огнетушащие вещества выбираются в каждом конкретном случае с учетом условий протекания процесса горения, пожарной опасности и физико-химических свойств веществ и материалов.

охрана труд пожар шум

4.3.3 Первичные средства тушения пожара

Средства тушения пожара можно разделить на две большие группы - первичные средства тушения и автоматические стационарные системы пожаротушения. Первичные средства тушения пожара применяются для тушения небольших очагов. Это внутренние пожарные краны, огнетушители различных типов, песок, войлок, кошма, асбестовое полотно.

...