Теория горения и взрыва. Экзамен по теории горения и взрыва Виды горения
 Скачать 294.89 Kb.
|
|
10. Механизм самовозгорания Можно выделить два механизма самовозгорания: Тепловое самовозгорание заключается в следующем. Многие дисперсные материалы взаимодействуют с кислородом воздуха уже при обычной температуре. В условиях, благоприятствующих накоплению тепла в массе материала, происходит повышение температуры. Это в свою очередь повышает скорость реакций окисления, повышая при этом температуру и т. д. В итоге может произойти самовозгорание материала. Тепловое самовозгорание – физикохимический процесс, скорость которого зависит от скорости химической реакции, поступления кислорода к реагирующей поверхности и от интенсивности теплообмена материала с окружающей средой. При хранении дисперсных материалов на воздухе кислород проникает вовнутрь материала между частицами. Попадая в поры, кислород адсорбируется в поверхностном слое, что вызывает повышение температуры. Наличие развитой поверхности твердого материала с адсорбированным на ней кислородом является необходимым условием для начала теплового самовозгорания. Существенную роль в развитии процесса самовозгорания играют пористость и адсорбционная способность материала. Чем больше пор, тем больше развита поверхность контакта и адсорбция на ней кислорода. Поэтому наиболее склонны к самовозгоранию материалы с большей пористостью. Саморазогрев массы материала неоднороден. Вследствие разных условий теплоотвода, центральная зона объема нагревается быстрее, чем поверхность, и на начальной стадии самовозгорания характерно сохранение внешнего вида материала, хотя внутри происходит обугливание. Затем на обугленной поверхности развиваются процессы тления, которые могут перейти в пламенное горение. Поскольку промежуточным продуктом при самовозгорании большинства органических веществ является уголь, то главную роль играют закономерности самовозгорания угля. Следует отметить, что значительную роль в самовозгорании угля играет его способность адсорбировать пары воды из окружающего воздуха. Установлено, что при этом уголь может нагреваться до 6570оС. Например, при адсорбировании 0,01 г Н2О выделится 22,6 Дж тепловой энергии. Ускорению процесса самовозгорания способствует накопление тепла, развитая поверхность, легкая воспламеняемость, то есть малая энергия активации, и повышение температуры. Кроме того, самовозгорание развивается и при наличии в веществе примеси. Например, если в аммиачной селитре (NH4NO3) примесей нет, то ее перевозка и хранение безопасны. Температура разложения лежит в пределах 200оС. Но при малых добавках органики или частиц металлов начинается автокаталитическое разложение, и селитра самовозгорается при 110оС. Считают, что автокатализ вызывают выделяющиеся СО2 и водяной пар. Добавка масел в селитру также вызывает взрывчатое её разложение (поэтому её применяют для приготовления взрывчатки). Большую роль в опасности самовозгорания играет длительность периода до самовозгорания. У разных веществ она различна. Микробиологическое самовозгорание. К микробиологическому самовозгоранию склонны, главным образом, материалы растительного происхождения. Они служат питательной средой для бактерий и грибов. Возможности развития микробиологического процесса ограничены, так как температура самонагревания материала не должна превышать 75оС. Поскольку при более высокой температуре микроорганизмы, как правило, погибают. Примерами микробиологического самовозгорания можно назвать обугливание пшеницы в буртах, самонагрев навозной кучи и т. п. В самовозгорании угля могут участвовать и адсорбция, и микроорганизмы (в начальной стадии), и примеси. Так, существовали теории, что причинами самовозгорания угля является сульфиды железа (FeS), карбонаты железа Fe(CO)4 и др. В настоящее время считают, что в основном влияют примеси железа, независимо от вида его химических соединений. 11. Группы веществ для совместного хранения Наиболее распространёнными группами негорючих, но пожароопасных веществ являются следующие:
Трудногорючие вещества при нагревании способны воспламеняться при воздействии источника зажигания, но после его удаления самостоятельно не горят. 12. Пожарная профилактика технологических процессов Проводя анализ пожаровзрывоопасности технологического процесса в целом, необходимо знать пожаровзрывоопасные свойства веществ (показатели пожарной опасности), поступающих и образующихся в производстве. Знать их количество, степень пожаровзрывоопасности среды внутри аппаратов и оборудования, возможные причины аварийного выхода горючих веществ в производственное помещение, причины и пути распространения пожара по коммуникациям и производственному зданию. Необходимо также определить возможность появления внутренних и внешних источников воспламенения и инициирования взрыва, как в самом аппарате, так и в производственных зданиях и на территории предприятия. Существует два основных принципа обеспечения пожаровзрывобезопасности:
При этом пожарная безопасность определяется как состояние объекта, при котором с установленной вероятностью исключается возможность возникновения и развитие пожара и обеспечивается защита материальных ценностей. Взрывобезопасность − состояние производственного процесса, при котором исключается возможность взрыва или в случае его возникновения предотвращается воздействие на людей, вызываемых им опасных и вредных факторов и обеспечивается сохранение материальных ценностей. 13. Схема обеспечения пожарной профилактики  14. Анализ пожарной опасности технологических процессов Анализ пожарной опасности технологических процессов должен включать:
Рассмотрим более подробно некоторые из перечисленных путей анализа. Обычно пожарная опасность технологического процесса оценивается по технологическому регламенту, пожарной опасности веществ и материалов, участвующих в процессе, схеме расположения оборудования и технологической цепочке производства. Технологический регламент включает:
Данные о пожароопасных свойствах предоставляются для всех имеющихся на производстве материалов, продуктов, сырья. Оценку опасности возникновения пожара и путей его рас про с тра не ния проводят на основе планирования и схем размещения оборудования и производств, где указаны возможные места оборудования горючей среды, участки возможных аварий, вероятные источники зажигания, пути рас п ро странения огня при пожаре. При анализе вероятных источников зажигания необходимо:
Если применяемая в технологическом процессе система предо т вра щения пожара не может исключить его возникновения и распространения на соседние участки, то необходимо разрабатывать мероприятия по его противопожарной защите, которая обеспечивается:
Ограничение распространения пожара за пределы очага горения может быть достигнуто:
Выбор огнетушащих веществ и систем автоматического пож а ро ту шения проводится в зависимости от используемых в процессе материалов и обычно, если их несколько, выбирается по самому неблагоприятному. 15. Индивидуальный и социальный риск Индивидуальный риск определяется как вероятность возникновения опасных факторов пожара (ОФП) при аварии в определенной точке пространства. Характеризует распределение риска. Социальный риск оценивается по поражению не менее 10 человек и представляет собой зависимость вероятности возникновения событий, состоящих в поражении определённого числа людей, подвергшихся ОФП, от числа этих людей, и характеризует масштаб пожаровзрывоопасности. Пожарная безопасность технологического процесса считается безусловно выполненной, если:
Эксплуатация технических процессов недопустима, если ин ди ви ду а ль ный риск > 10-6, а социальный > 10-5. 16. Оценка пожарной опасности обычных технологических процессов Оценка пожарной опасности обычных технологических процессов (не повышенной пожарной опасности) несколько отличается от рассм о т ре н ной ранее. Анализ пожарной опасности таких технологических процессов должен включать:
17. Мероприятия по снижению последствий пожаров Для снижения последствий пожара обычно проводят следующие мероприятия:
18. Пожарная безопасность зданий и сооружений Согласно СНиП 21-01-97* в зданиях должны быть предусмотрены конструктивные, объёмно-планировочные и инженерно-технические решения, обеспечивающие в случае пожара:
В процессе эксплуатации следует:
Если разрешение на строительство здания получено при условии, что число людей в здании или в любой его части или пожарная нагрузка ограничены, внутри здания в заметных местах должны быть расположены извещения об этих ограничениях, а администрация здания должна разработать специальные организационные мероприятия по предотвращению пожара и эвакуации людей при пожаре. 19. Пожарно-техническая классификация Пожарно-техническая классификация строительных материалов, конструкций, помещений, зданий, элементов и частей зданий основывается на их разделении по свойствам, способствующим возникновению опасных факторов пожара и его развитию, пожарной опасности, и по свойствам сопротивляемости воздействию пожара, распространению его опасных факторов и огнестойкости конструкций. Пожарно-техническая классификация предназначается для установления необходимых требований по противопожарной защите конструкций, помещений, зданий, элементов и частей зданий в зависимости от их огнестойкости и (или) пожарной опасности. 20. Пожароопасность строительных материалов Строительные материалы характеризуются только пожарной опасностью, которая определяется следующими пожарно-техническими характеристиками: горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью и токсичностью. Строительные материалы подразделяются на негорючие (НГ) и горючие (Г). Горючие строительные материалы подразделяются на четыре группы:
Горючиестроительные материалы по воспламеняемости подразделяются на три группы:
Горючие строительные материалы по распространению пламени по поверхности подразделяются на четыре группы:
Горючие строительные материалы по дымообразующей способности подразделяются на три группы:
Горючие строительные материалы по токсичности продуктов горения подразделяются на четыре группы:
|