Текст для учебника-9. Тема Обеспечение пожарной безопасности объектов защиты Лекция Система обеспечения пожарной безопасности
 Скачать 2.11 Mb.
|
|
Требования пожарной безопасности по совместному хранению веществ и материалов Требования пожарной безопасности по совместному хранению веществ и материалов устанавливаются приложением 7 ГОСТ 12.1.004-91 «Межгосударственный стандарт. Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования» (ред. от 01.10.1993). Требования предназначаются для всех предприятий, организаций и объектов независимо от их ведомственной подчиненности, имеющих склады или базы для хранения веществ и материалов. 57 Требования не распространяются на взрывчатые и радиоактивные вещества и материалы, которые должны храниться и перевозиться по специальным правилам. Ведомственные документы, регламентирующие пожарную безопасность при хранении веществ и материалов, должны быть приведены в соответствии с указанными Требованиями. Возможность совместного хранения веществ и материалов определяется на основании количественного учета показателей пожарной опасности, токсичности, химической активности, а также однородности средств пожаротушения. В зависимости от сочетания свойств вещества и материалы могут быть совместимыми или несовместимыми друг с другом при хранении. Несовместимыми называются такие вещества и материалы, которые при хранении совместно (без учета защитных свойств тары или упаковки): – увеличивают пожарную опасность каждого из рассматриваемых материалов и веществ в отдельности; – вызывают дополнительные трудности при тушении пожара; – усугубляют экологическую обстановку при пожаре (по сравнению с пожаром отдельных веществ и материалов, взятых в соответствующем количестве); – вступают в реакцию взаимодействия друг с другом с образованием опасных веществ. В зависимости от разряда вещества и материала (безопасные; малоопасные; опасные; особо опасные) назначаются условия его хранения. Безопасные вещества и материалы следует хранить в помещениях или на площадках любого типа (если это не противоречит техническим условиям на вещество). Малоопасные вещества и материалы допускается хранить в помещениях всех степеней огнестойкости (кроме V степени). 58 Опасные вещества и материалы необходимо хранить в складах I и II степени огнестойкости. Особо опасные вещества и материалы необходимо хранить в складах I и II степени огнестойкости преимущественно в отдельно стоящих зданиях. Вещества и материалы, относящиеся к разряду особо опасных, при хранении необходимо располагать так, как указано в табл. 15 ГОСТ 12.1.004-91. Вещества и материалы, относящиеся к разряду опасных, при хранении необходимо располагать так, как указано в табл. 16 ГОСТ 12.1.004-91. В порядке исключения допускается хранение особо опасных и опасных веществ и материалов в одном складе. При этом их необходимо располагать так, как указано в табл. 17 ГОСТ 12.1.004-91. В одном помещении склада запрещается хранить вещества и материалы, имеющие неоднородные средства пожаротушения. Классификация пожароопасных и взрывоопасных зон В соответствии с ФЗ-123 классификация пожароопасных и взрывоопасных зон применяется для выбора электротехнического и другого оборудования по степени их защиты, обеспечивающей их пожаровзрывобезопасную эксплуатацию в указанной зоне. Пожароопасная (взрывоопасная) зона – часть замкнутого или открытого пространства, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие вещества и в котором они могут находиться при нормальном режиме технологического процесса или его нарушении (аварии). Пожароопасные зоны подразделяются на следующие классы: 1) П-I – зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки 61 и более градусов Цельсия; 59 2) П-II – зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие пыли или волокна; 3) П-IIа – зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются твердые горючие вещества в количестве, при котором удельная пожарная нагрузка составляет не менее 1 МДж на квадратный метр; 4) П-III – зоны, расположенные вне зданий, сооружений, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки 61 и более градусов Цельсия или любые твердые горючие вещества. Методы определения классификационных показателей пожароопасной зоны устанавливаются нормативными документами по пожарной безопасности. В настоящее время основным таким нормативным документом также является ГОСТ 12.1.044-89 (ИСО 4589-84). В зависимости от частоты и длительности присутствия взрывоопасной смеси взрывоопасные зоны подразделяются на следующие классы: 1) 0-й класс – зоны, в которых взрывоопасная смесь газов или паров жидкостей с воздухом присутствует постоянно или хотя бы в течение одного часа; 2) 1-й класс – зоны, в которых при нормальном режиме работы оборудования выделяются горючие газы или пары легковоспламеняющихся жидкостей, образующие с воздухом взрывоопасные смеси; 3) 2-й класс – зоны, в которых при нормальном режиме работы оборудования не образуются взрывоопасные смеси газов или паров жидкостей с воздухом, но возможно образование такой взрывоопасной смеси газов или паров жидкостей с воздухом только в результате аварии или повреждения технологического оборудования; 4) 20-й класс – зоны, в которых взрывоопасные смеси горючей пыли с воздухом имеют нижний концентрационный предел воспламенения менее 65 граммов на кубический метр и присутствуют постоянно; 60 5) 21-й класс – зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальном режиме работы оборудования выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна, способные образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при концентрации 65 и менее граммов на кубический метр; 6) 22-й класс – зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальном режиме работы оборудования не образуются взрывоопасные смеси горючих пылей или волокон с воздухом при концентрации 65 и менее граммов на кубический метр, но возможно образование такой взрывоопасной смеси горючих пылей или волокон с воздухом только в результате аварии или повреждения технологического оборудования. Методы определения классификационных показателей взрывоопасной зоны устанавливаются нормативными документами по пожарной безопасности: ГОСТ 12.1.044-89 (ИСО 4589-84) «Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения»; ГОСТ IEC 61241-10-2011 «Электрооборудование, применяемое в зонах, опасных по воспламенению горючей пыли. Часть 10. Классификация зон, где присутствует или может присутствовать горючая пыль»; ГОСТ 30852.9-2002 «Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 10. Классификация взрывоопасных зон». Классификация взрывоопасных зон при использовании электрооборудования и устройстве электроустановок Классификацию взрывоопасных зон, в которых могут образоваться взрывоопасные смеси горючих газов или паров с воздухом, предназначенную для получения исходных данных, необходимых при использовании электрооборудования и устройстве электроустановок в таких зонах, устанавливает ГОСТ 30852.9-2002 «Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 10. Классификация взрывоопасных зон». 61 Стандарт распространяется на зоны, в которых существует возможность воспламенения смеси горючих газов или паров с воздухом при нормальных атмосферных условиях, но не распространяется: а) на шахты, опасные по газу и пыли; б) производство и изготовление взрывчатых веществ; в) зоны, где существует возможность воспламенения из-за присутствия в воздухе горючей пыли или волокон; г) зоны, аварии в которых выходят за рамки нарушений, рассматриваемых указанным стандартом; д) помещения, используемые в медицинских целях; е) зоны, горючие вещества в которых присутствуют в воздухе в виде тумана (взрыв в таких зонах не предсказуем). Указанный стандарт не учитывает последствия аварий. Рекомендации по определению уровня взрывоопасности зон для специфических технологий должны устанавливаться нормативными документами для отраслей промышленности, в которых эти технологии применяются. Примечания к ГОСТ 30852.9-2002: 1. Указанный стандарт рассматривает зону как трехмерное пространство. 2. Атмосферные условия допускают возможность изменения давления и температуры выше и ниже эталонного уровня 101,3 кПа (760 мм рт. ст.) и 293 К (20 °С) в случаях, когда эти изменения оказывают незначительное влияние на характеристики взрывоопасности горючих газов и паров. 3. К упоминавшимся выше авариям относятся, например, разрушение химического реактора или трубопровода, а также другие повреждения оборудования, которые невозможно предсказать. 4. Во взрывоопасных зонах помимо источников воспламенения, связанных с электроустановками, могут существовать различные источники другой природы. В таких случаях в зонах должны быть также предусмотрены 62 меры обеспечения безопасности, которые могут быть основаны на методах, предлагаемых в настоящем стандарте. 5. Присутствие в воздухе тумана одновременно с парами горючих веществ оказывает влияние на уровень взрывоопасности зоны. Несмотря на то, что строгая классификация зон для газов и паров затруднена по причине невозможности прогнозирования характеристик воспламеняемости тумана, критерии, рассматриваемые в настоящем стандарте, позволяют получить достоверные результаты. Однако при классификации зон всегда следует учитывать опасность воспламенения тумана. Рассмотрим понятия и определения, используемые при классификации взрывоопасных зон: • нормальный режим работы технологического оборудования – режим работы технологического оборудования, характеризующийся рабочими значениями всех параметров; • взрывоопасная газовая смесь – это смесь горючих газов или паров с воздухом при нормальных атмосферных условиях, у которой при воспламенении горение распространяется на весь объем несгоревшей смеси; • взрывоопасная зона – это зона, в которой имеется или может образоваться взрывоопасная газовая смесь в объеме, требующем специальных мер защиты при конструировании, изготовлении и эксплуатации электроустановок; • взрывобезопасная зона – зона, в которой не может образоваться взрывоопасная газовая смесь в объеме, требующем специальных мер защиты при конструировании, изготовлении и эксплуатации электроустановок. Несмотря на то, что смесь, концентрация которой превышает верхний концентрационный предел воспламенения (ВКПР), не является взрывоопасной газовой смесью, она может стать таковой. В ряде случаев 63 рекомендуется рассматривать ее как взрывоопасную, в частности, при классификации зон. Классификация зон – это метод анализа и классификации окружающей среды, в которой может присутствовать взрывоопасная газовая смесь, проводимый с целью выбора электрооборудования и устройства электроустановок, эксплуатация которых в присутствии данной смеси должна быть безопасной. Классификацию проводят с учетом разделения взрывоопасных газовых смесей по категориям и группам. Взрывоопасные зоны в зависимости от частоты и длительности присутствия взрывчатой газовой смеси подразделяют на три класса: – зона класса 0: зона, в которой взрывоопасная газовая смесь присутствует постоянно или в течение длительных периодов времени; – зона класса 1: зона, в которой существует вероятность присутствия взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации; – зона класса 2: зона, в которой маловероятно присутствие взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации, а если она возникает, то редко, и существует очень непродолжительное время. Частоту возникновения и длительность присутствия взрывоопасной газовой смеси допускается определять по правилам (нормам) соответствующих отраслей промышленности. Технологическое оборудование, связанное с переработкой горючих материалов, должно проектироваться, эксплуатироваться и обслуживаться таким образом, чтобы утечки горючих веществ и, следовательно, уровень взрывоопасности зоны, в которой оно располагается, в нормальном режиме работы и при авариях были минимальными по частоте, длительности и количеству высвобождаемого горючего вещества. При обслуживании технологического оборудования в условиях аварии уровень взрывоопасности зоны может выходить за установленный класс. В таких случаях работы должны проводиться с соблюдением 64 специальных мер безопасности и с применением соответствующего оборудования. В чрезвычайных ситуациях должно быть отключено все не требуемое для проведения работ по ликвидации аварии электрооборудование, при возможности остановлены процессы, отсоединены технологические емкости, устранены источники утечки и, если возможно, обеспечена дополнительная вентиляция. В ситуациях, когда присутствует взрывоопасная газовая смесь, должны быть приняты следующие меры: устранена возможность возникновения взрывоопасной газовой смеси вокруг источника воспламенения, или устранен источник воспламенения. В случаях, когда это невозможно обеспечить, защитные меры, технологическое оборудование и способ проведения технологического процесса должны быть такими, чтобы вероятность одновременного наличия взрывоопасной газовой смеси и источника воспламенения была ниже допустимого уровня. Необходимый уровень безопасности может обеспечиваться применением как одной из перечисленных мер, если это признано эффективным, так и их сочетанием. На практике очень трудно гарантировать эксплуатацию промышленных объектов, связанных с переработкой горючих материалов, таким образом, чтобы в воздухе отсутствовали горючие газы и в электрооборудовании не возникали источники воспламенения. Поэтому при наличии взрывоопасной газовой смеси следует использовать электрооборудование, конструкция которого до минимума снижает вероятность возникновения источника воспламенения. Одновременно необходимо учитывать то обстоятельство, что если вероятность возникновения взрывоопасной газовой смеси мала, то требования по взрывозащите к конструкции электрооборудования могут быть менее жесткими. 65 Путем простого знакомства с технологической установкой или ее проектом практически невозможно определить, какие части установки удовлетворяют требованиям зоны одного из трех классов. Поэтому при классификации взрывоопасных зон необходимо проводить анализ возможных условий возникновения взрывоопасной газовой смеси. Предварительно, на первом этапе классификации, следует оценить вероятность возникновения взрывоопасной газовой смеси исходя из определения классов зон. Только после определения совокупности показателей – возможной частоты и длительности утечки (следовательно, и ее степени), скорости истечения и концентрации горючего вещества, надежности вентиляции и других факторов, влияющих на уровень взрывоопасности зоны, – можно установить возможность возникновения взрывоопасной газовой смеси. Такой подход требует подробного анализа каждого элемента технологического оборудования, которое может стать источником утечки горючих веществ, способных образовать с воздухом взрывоопасную смесь. Следует стремиться к тому, чтобы количество и размеры зон классов 0 или 1 были минимальными. Это может быть обеспечено выбором конструкции технологического оборудования и условиями его эксплуатации. Необходимо обеспечить, чтобы зоны в основном относились к классу 2 или не были взрывоопасными. Если утечка горючего вещества неизбежна, необходимо использовать такое технологическое оборудование, которое является источником утечек второй степени, а если и это невозможно, то есть когда неизбежны утечки первой степени или постоянные (непрерывные), то их количество должно быть минимальным. При классификации зон перечисленные принципы имеют главное значение. Для снижения уровня взрывоопасности зоны конструкция, условия эксплуатации и размещение технологического оборудования 66 должны быть такими, чтобы даже при авариях утечка горючего вещества в атмосферу была минимальной. После установления класса зоны и оформления соответствующих документов не допускается замена оборудования или изменение хода ведения технологического процесса. Это возможно только с согласия уполномоченного лица (организации), отвечающего за классификацию зоны. Несанкционированные действия в этой области могут привести к изменению уровня взрывоопасности зоны. После проведения работ по обслуживанию, перед началом дальнейшей эксплуатации, оборудование, которое определяет классификацию зоны, если оно подвергалось ремонту, должно быть тщательно проверено, и должно быть установлено, что оно полностью соответствует первоначальному проекту. Классификация зон должна проводиться специалистами, знакомыми со свойствами горючих газов и паров, знающими технологический процесс и оборудование, в сотрудничестве с инженерами по безопасности, электриками и другим техническим персоналом. В ГОСТ 30852.9-2002 содержатся рекомендации по классификации зон, в которых присутствует взрывоопасная газовая смесь, и по определению их размеров. Для установления класса взрывоопасной зоны должны быть определены источники и интенсивность утечек. Источник утечки – это элемент технологического оборудования, из которого горючий газ, пар или жидкость могут высвободиться в атмосферу в объеме, достаточном для образования взрывоопасной газовой смеси. Степень утечки – характеристика утечки, связанная с вероятностью образования взрывоопасной газовой смеси. Указанные ниже три вида утечки приведены в порядке убывания вероятности образования взрывоопасной газовой смеси: а) постоянная утечка; б) утечка первой степени; в) утечка второй степени. 67 Источник утечки может характеризоваться любой указанной степенью утечки или их сочетанием. Постоянная (непрерывная) утечка – это утечка, существующая непрерывно или длительное время. Утечка первой степени – утечка, появление которой носит периодический или случайный характер при нормальном режиме работы технологического оборудования. Утечка второй степени – утечка, которая отсутствует при нормальном режиме работы технологического оборудования, а если она возникает, то кратковременно. Интенсивность (скорость) утечки – это количество горючего вещества, способного образовать с воздухом взрывоопасную смесь, высвобождаемое в единицу времени из источника утечки. Так как взрывоопасная газовая смесь может возникнуть только при смешивании горючего газа или пара с воздухом, необходимо установить наличие любого из горючих материалов в рассматриваемой зоне. В первую очередь должно быть установлено, находится ли горючий газ или пар (а также горючие жидкости и твердые вещества, которые могут образовать газ или пар) внутри технологического оборудования, которое не может быть полностью закрытым. Кроме этого, должно быть выявлено технологическое оборудование, содержащее внутри взрывоопасную газовую смесь, и определены источники утечки горючих веществ, в результате которых взрывоопасная газовая смесь может образоваться снаружи. Каждый элемент технологического оборудования (например, резервуар, насос, трубопровод, химический реактор и др.) должен рассматриваться как возможный источник утечки горючего вещества. Если какой-либо элемент оборудования не содержит горючего вещества, он не является источником образования взрывоопасной зоны вокруг него. То же относится к элементам, содержащим горючие вещества, утечка которых в 68 атмосферу исключена (например, трубопровод с высоким качеством сварки не рассматривают как источник утечки). Если тот или иной элемент оборудования является источником утечки горючего материала в атмосферу, прежде всего необходимо определить степень утечки согласно приведенным определениям на основании частоты и длительности утечки. Вскрытие отдельных частей технологического оборудования, заключенных в корпус (например, во время замены фильтра или периодического заполнения), необходимо также рассматривать как утечку. По предложенной в ГОСТ 30852.9-2002 методике каждую утечку горючего вещества классифицируют как постоянную (непрерывную), первой или второй степени. Установив степень утечки, необходимо определить ее интенсивность и другие факторы, влияющие на класс и размеры зоны. Постоянная (непрерывная) утечка образует, как правило, зону класса 0, утечка первой степени – зону класса 1, и второй степени – зону класса 2. Вероятность присутствия взрывоопасной газовой смеси в зоне, а следовательно, и ее класс зависят в основном от степени утечки и уровня вентиляции. Размеры взрывоопасной зоны в основном зависят от приведенных ниже химических и физических характеристик, одна часть которых относится к горючим материалам, а другая – к технологическим процессам и оборудованию. При оценке влияния каждого из приведенных ниже факторов на размеры взрывоопасной зоны сделано допущение, что характеристики остальных остаются неизменными. Очевидно, что чем выше интенсивность утечки, тем больше размеры взрывоопасной зоны. Интенсивность утечки определяется следующими свойствами источника утечки: а) геометрией источника утечки; б) скоростью истечения горючего вещества; 69 в) концентрацией горючего вещества; г) испаряемостью горючей жидкости; д) температурой жидкости. Под геометрией имеют в виду физические характеристики источника утечки, например открытую поверхность жидкости, неплотное фланцевое соединение и др. Для конкретного источника утечки интенсивность утечки возрастает с увеличением скорости истечения горючего вещества. Если горючее вещество находится внутри технологического оборудования, то скорость истечения зависит от давления рабочего процесса и геометрии источника утечки. Размер образующегося при истечении облака горючего газа или пара определяется скоростью истечения и скоростью рассеивания. Газ и пар, поступающие из источника утечки с высокой скоростью, образуют конусообразную струю, которая, увлекая за собой воздух, обладает способностью «саморазбавления». При этом уровень взрывоопасности образующейся газовой смеси практически не зависит от скорости движения окружающего воздуха. Если же утечка происходит с низкой скоростью, или скорость струи уменьшается из-за какого-либо препятствия, то струя рассеивается, и ее «разбавление» и уровень взрывоопасности газовой смеси будут зависеть от скорости окружающего воздуха. Интенсивность утечки возрастает с увеличением концентрации горючего пара или газа в высвобождаемом горючем веществе. Испаряемость зависит в основном от давления насыщенного пара и теплоты парообразования горючей жидкости. Если давление насыщенного пара неизвестно, то следует руководствоваться температурами кипения и вспышки. Взрывоопасная смесь не может существовать, если температура вспышки превышает максимальную температуру горючей жидкости. Чем ниже температура вспышки, тем больше размеры взрывоопасной зоны. Если горючее 70 вещество поступает в воздух таким образом, что образуется туман (например, путем распыления), то образование взрывоопасной смеси возможно при температуре, которая ниже температуры вспышки. Давление насыщенного пара возрастает с температурой, что приводит к увеличению интенсивности утечки. Температура жидкости после утечки может возрасти, например, за счет нагретой поверхности оборудования, в контакте с которым она находится, или высокой окружающей температуры. Для данного объема утечки горючего вещества чем ниже нижний концентрационный предел распространения пламени, тем больше размеры взрывоопасной зоны. При увеличении уровня вентиляции размеры взрывоопасной зоны уменьшаются. Объекты, препятствующие вентиляции, могут увеличить размеры зоны. С другой стороны, такие препятствия, как стенки или потолки, могут ограничивать размеры взрывоопасной зоны. Если газ или пар легче воздуха, то он будет подниматься вверх. Если же он тяжелее воздуха, то он будет скапливаться на уровне земли. Протяженность зоны в горизонтальном направлении на уровне земли будет возрастать с увеличением относительной плотности, а протяженность в вертикальном направлении над источником будет возрастать с уменьшением относительной плотности. Другие факторы, которые необходимо учитывать: климатические условия, топография. При определении размеров взрывоопасной зоны необходимо учитывать возможность проникновения горючего газа, который тяжелее воздуха, ниже уровня земли (например, в колодцы и траншеи) и поступления горючего газа, который легче воздуха, в верхнюю часть помещения до уровня крыш. 71 Если источник утечки находится за пределами зоны или в прилегающей зоне, проникновение значительных количеств горючего газа или пара в зону может быть предотвращено следующими способами: а) с помощью физических барьеров; б) созданием избыточного статического давления в зоне, примыкающей к опасной зоне, что предотвращает проникновение в нее взрывоопасного газа или пара; в) путем продувки зоны сильным потоком воздуха таким образом, чтобы обеспечить выход воздуха из всех отверстий, в которые может проникнуть горючий газ или пар. Результаты работы по классификации зоны и все ее последующие изменения должны быть отражены в документации. Должен быть составлен перечень характеристик всех горючих веществ, используемых в технологическом процессе, который должен включать обязательно: температуру вспышки, температуру кипения, температуру самовоспламенения, давление и плотность пара, концентрационные пределы воспламенения, категорию и группу взрывоопасных смесей с воздухом. Документы по классификации зоны должны содержать чертежи (различные проекции), на которых должны быть показаны форма и размеры зоны и указаны температура самовоспламенения, категория и группа взрывоопасной смеси. Дополнительно документация должна содержать следующую информацию: а) размещение и описание источников утечки. Для крупных и сложных установок или технологических участков рекомендуется пронумеровать источники утечки, что облегчит работу с перечнями технологических данных по классификации и с чертежами; б) расположение проемов в строениях (например, двери, окна, входные и выходные отверстия системы вентиляции). 72 На рис. 2.4 показан пример классификации взрывоопасных зон. Результаты классификации зоны носят, как правило, относительный характер, поскольку не все параметры, которые влияют на класс и размеры зоны, даже если они установлены, могут быть определены количественно. Поэтому для повышения точности результатов по классификации зон необходимо как можно полнее определить параметры (по составу и количественно), которые оказывают влияние на класс зоны. Поверхность жидкости Дренажный колодец Рис. 2.4. Резервуар для хранения горючей жидкости, установленный снаружи, с неподвижной крышей и без внутренней плавающей крышки: – зона класса 0; – зона класса 1; – зона класса 2. Тема 3. |