БЖД. Учебное пособие нижнекамск 2015 2 удк 614. 8 Г 20
 Скачать 0.77 Mb.
|
|
ГЛАВА 5. ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ НА ПРОИЗВОДСТВЕ 5.1. ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВ: ФИЗИКА И ХИМИЯ ГОРЕНИЯ, КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ, ТЕОРИИ ГОРЕНИЯ, ПОКАЗАТЕЛИ ГОРЮЧЕСТИ ВЕЩЕСТВ Пожарная безопасность – состояние защищенности личности, имущества, общества и государства от пожаров [58]. Пожар – неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства. Горение – это окислительно-восстановительная реакция, которая протекает при взаимодействии горючих веществ с окислителями среды при наличии источников зажигания и сопровождается тепловым и световым излучением и выделением продуктов горения. Теории горения. - тепловая теория горения устанавливает условие возникновения процесса горения (превышение скорости выделения теплоты химической реакции горения над скоростью отвода теплоты в окружающую среду); - теория цепных реакций объясняет кинетику процесса горения (цепные реакции характерны для горения органических веществ, которое сопровождается образованием радикалов); - каталитическая теория горения рассматривает влияние катализатора на процесс горения. Различают следующие виды горения: 1) полное (при достаточном и избыточном количестве кислорода) и неполное (при недостатке кислорода); 2) диффузионное и кинетическое (диффузия – перенос вещества, обусловленный выравниванием его концентрации в первоначально неоднородной системе, происходящий вследствие теплового движения атомов или молекул. Если время физической стадии процесса оказывается несоизмеримо меньше времени, необходимого для протекания химической реакции, то такое горение называют кинетическим); 3) гомогенное (в однородной среде) и гетерогенное (в разных агрегатных состояниях); 4) в зависимости от скорости распространения пламени дефлаграционное (горение с малой скоростью перемещения фронта пламени, до 10 м/с); взрывное (горение до 1000 м/с); детанационное (горение с высокой скоростью распространения пламени: в газовоздушных смесях составляет 1800 – 2200 м/с, а в твердых средах может достигать 10 000 м/с). Пожарная опасность веществ определяется по физическим и горючим свойствам веществ. Показателями физических свойств являются агрегатное состояние, летучесть, растворимость, плотность, дисперсность пыли и удельное электрическое сопротивление. 66 Оценка пожарной опасности веществ и материалов регламентирована ГОСТ 12.1.004-91. Обязательными показателями пожарной опасности веществ и материалов для включения в техническую документацию являются: 1) для газов: а) группа горючести; б) температура самовоспламенения; в) концентрационные пределы распространения пламени; г) максимальное давление взрыва; д) скорость нарастания давления взрыва; 2) для жидкостей: а) группа горючести; б) температура вспышки; в) температура воспламенения; г) температура самовоспламенения; д) температурные пределы распространения пламени; 3) для твердых веществ и материалов (за исключением строительных материалов): а) группа горючести; б) температура воспламенения; в) температура самовоспламенения; г) коэффициент дымообразования; д) показатель токсичности продуктов горения; 4) для твердых дисперсных веществ: а) группа горючести; б) температура самовоспламенения; в) максимальное давление взрыва; г) скорость нарастания давления взрыва; д) индекс взрывоопасности. По горючести вещества и материалы подразделяются на три группы: - негорючие (несгораемые) – вещества и материалы, не способные к горению в воздухе. Негорючие вещества могут быть пожаровзрывоопасными (например, окислители или вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом); - трудногорючие (трудносгораемые) – вещества и материалы, способные гореть в воздухе при воздействии источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления; - горючие (сгораемые) – вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться при воздействии источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления. Различают два класса горючих жидкостей: легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие (ГЖ) жидкости. ЛВЖ – это жидкость, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющая температуру вспышки не выше 61°С (в закрытом тигле) или 66°С (в открытом тигле). К ЛВЖ относятся, например, эфир, бензин, керосин и др. ГЖ – это жидкость, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющая температуру вспышки выше 61°С (в закрытом тигле) и 66°С (в открытом тигле). К ГЖ относятся мазуты, масла, глицерин и др. Температура вспышки – наименьшая температура конденсированного вещества, при которой в условиях специальных испытаний над ее поверхностью образуются пары, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания; устойчивое горение при этом не возникает. 67 Температура воспламенения – наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что при воздействии на них источника зажигания наблюдается воспламенение. Температура самовоспламенения – самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающихся пламенным горением. Нижний концентрационный предел распространения пламени (воспламенения) НКПР – минимальное содержание горючего газа или пара в воздухе, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника (ГОСТ 30852.9-2002 (МЭК 60079-10:1995)). 5.2. КАТЕГОРИРОВАНИЕ ПОМЕЩЕНИЙ И ЗДАНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности проводиться в соответствии с нормами пожарной безопасности НПБ 105-03, также Приказом МЧС РФ от 25.03. 2009 г утвержден СП 12.13130.2009 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок взрывопожарной и пожарной опасности». Однако, НПБ 105-03 продолжает действовать с учетом Технологического регламента, в соответствии с которым на существующие здания, сооружения и строения, запроектированные и построенные в соответствии с ранее действовавшими требованиями пожарной безопасности, положения техрегламента не распространяются, за исключением случаев, если дальнейшая эксплуатация указанных зданий, сооружений и строений приводит к угрозе жизни или здоровью людей вследствие возможного возникновения пожара. В таблице 5.1 приведена характеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещениях различных категорий. Отнесение помещения к категории В1, В2, В3 или В4 осуществляется в зависимости от количества и способа размещения пожарной нагрузки в указанном помещении и его объемно-планировочных характеристик, а также от пожароопасных свойств веществ и материалов, составляющих пожарную нагрузку. 68 Таблица 5.1 Категорирование пожаровзрывоопасности производственных помещений Категория Характеристика веществ А – повышенная взрывопожаро- опасность Горючие газы, ЛВЖ с температурой вспышки не более 28°С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа, и или вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа. Б – взрывопожаро- опасность Горючие пыли или волокна, ЛВЖ с температурой вспышки более 28°С; горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. В1-В4 – пожароопасность Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в т.ч. пыли и волокна); вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они находятся (обращаются), не относятся к категории А или Б. Г – умеренная пожароопасность Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени, и (или) горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива. Д – пониженная пожароопасность Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии. Избыточное давление взрыва для индивидуальных горючих веществ определяют по формуле max 0 100 CB n cm n P P m z P V C K , где Р max – максимальное давление взрыва смеси, определяемое по справочным данным [59] или принимается равным 900 кПа; Р 0 = 101 кПа; m, кг, – масса горючего газа или паров ЛВЖ; z – коэффициент участия горючего 69 во взрыве; V CB , м 3 , – свободный объем помещения; n , кг/м 3 , – плотность газа или пара; C cm , % об., – стехиометрическая концентрация газов или паров ЛВЖ и ГЖ; K n – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения, принимается равным 3. Для зданий также, как и для помещений, в соответствии с НПБ 105-03 существуют аналогичные категории: А, Б, В, Г и Д. Однако при отнесении здания к конкретной категории по взрывопожарной и пожарной опасности должны быть выполнены определенные условия. Категория А. К этой категории относятся здания, в которых суммарная площадь помещений категории А превышает 5% суммарной площади всех размещенных в нем помещений или 200 м 2 При оборудовании помещений категории А установками автоматического пожаротушения допускается не относить здание к категории А, если суммарная площадь помещений категории А в здании не превышает 25% площади всех помещений, но не более 1000 м 2 Категория Б. К этой категории относятся здания, для которых одновременно выполнены два условия: А) здание не относится к категории А; Б) суммарная площадь всех помещений категории А и Б превышает 5% суммарной площади всех помещений или 200 м 2 При оборудовании помещений категории А и Б установками автоматического пожаротушения допускается не относить здание к категории Б, если суммарная площадь помещений категории А и Б в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений, но не более 1000 м 2 Категория В. К этой категории относятся здания, для которых одновременно выполнены два условия: А) здание не относится к категории А и Б; Б) суммарная площадь всех помещений категории А, Б и В превышает 5% суммарной площади всех помещений или 10%, если в здании отсутствуют помещения категории А и Б. При оборудовании помещений категории А, Б и В установками автоматического пожаротушения допускается не относить здание к категории В, если суммарная площадь помещений категории А, Б и В в здании не превышает 25 % всех площадей, но не более 3500 м 2 Категория Г. К этой категории относятся здания, для которых одновременно выполнены два условия: А) здание не относится к категориям А. Б и В; Б) суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г превышает 5 % суммарной площади всех помещений. При оборудовании помещений категорий А, Б, В установками автоматического пожаротушения допускается не относить здание к категории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г в 70 здании не превышает 25 % площади всех размещенных в нем помещений, но не более 5000 м 2 Категория Д. К этой категории относятся здания, если они не отнесены к категориям А, Б, В и Г. Выбор категорий помещения производится расчетом, поэтому при расчете критериев взрывопожарной опасности в качестве предполагаемого варианта необходимо выбрать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы технологического процесса, при котором в случае взрыва могут участвовать наибольшие количества и наиболее опасные в отношении последствий взрыва вещества и материалы. 5.3. КЛАССИФИКАЦИЯ ВЗРЫВО- И ПОЖАРООПАСНЫХ ЗОН ПО ПУЭ В соответствии с ПУЭ, Европейским комитетом по стандартизации в области электротехники CENELEC, IEC (International Electrotechnical Commission, Международная электротехническая комиссия), в зависимости от применяемых веществ опасные зоны в помещениях или вне помещений классифицируются на пожароопасные и взрывоопасные зоны. Пожароопасная зона – пространство внутри или вне помещений, где применяются горючие вещества (П-I, П-II, П-IIа, П-III) (табл. 5.2). Взрывоопасная зона – пространство внутри или вне помещений, где могут образоваться взрывоопасные смеси. Взрывоопасные зоны делятся на шесть классов: В-I, В-Iа, В-Iб, В-Iг, В-II, В-IIа (табл. 5.3). Таблица 5.2 Классификация пожароопасных зон Классы Характеристика пожароопасных зон П-I Помещения, в которых применяются или хранятся горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 61°С. П-II Помещения, в которых выделяются горючие пыль или волокна с нижним концентрационным пределом распространения пламени более 65 г/м 3 объема воздуха. П-IIа зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются твердые горючие вещества в количестве, при котором удельная пожарная нагрузка составляет не менее 1 МДж/м 2 П-III Зоны, расположенные вне помещений, в которых применяются или хранятся горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 61°С, а также твердые горючие вещества. 71 Таблица 5.3 Классификация взрывоопасных зон Классы Характеристика взрывоопасных зон В-I Зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются ГГ и пары ЛВЖ в таком количестве и с такими свойствами, что они могут образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы (например, при загрузке или разгрузке технологических аппаратов, хранении или переливании ЛВЖ, находящихся в открытых емкостях и т.п.) В-Iа Зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси ГГ (независимо от НКП воспламенения) или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей. В-Iб Зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси ГГ или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей и которые отличаются одной из следующих особенностей: - горючие газы в этих зонах обладают высоким нижнем концентрационным пределом распространения пламени (15% и более) и резким запахом при ПДК по ГОСТ 12.1.005-88; - помещения связаны с обращением газообразного водорода по условиям технологического процесса в них исключается образование взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5% свободного объема помещения. Взрывоопасная зона условно принимается вверх от отметки 0,75 общей высоты помещения, считая от уровня пола, но не выше кранового пути. В-Iг Пространства у наружных технологических установок, содержащих ГГ или ЛВЖ (за исключением аммиачных установок). В-II Зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что они способны образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальном режиме работы (разгрузка или загрузка аппаратов). В-IIа Помещения, в которых опасные состояния, указанные для помещений класса В-II, не имеет места при нормальной эксплуатации, а возможны только в результате аварий или неисправностей. 72 5.4. КАТЕГОРИРОВАНИЕ НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК ПО ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ Категорирование наружных установок осуществляется в соответствии с нормами пожарной безопасности НПБ 105-03 (табл. 5.4). Для категорий АН и БН: - горизонтальный размер зоны, ограничивающей газопаровоздушные смеси с концентрацией горячего выше нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР), превышает 30 м (данный критерий применяется только для горючих газов и паров) и/или расчетное избыточное давление при сгорании газо-, паро-, или пылевоздушной смеси на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 5кПа. Для категории ВН: - интенсивность теплового излучения от очага пожара веществ и/или материалов, указанных для категории ВН, на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 4 кВт/м 2 Избыточное давление ΔP, кПа, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей, рассчитывают по формуле 0,33 0,66 0 2 3 0,8 3 5 ПР ПР ПР m m m P P r r r где P 0 – атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа); r – расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м; m ПР – приведенная масса газа или пара, кг, рассчитанная по формуле 0 ПР c m Q mZ Q , Q с – удельная теплота сгорания газа или пара, Дж/кг; Z – коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который допускается принимать равным 0,1; Q 0 – константа, равная 4,52∙10 6 Дж/кг; m – масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг [60]. Таблица 5.4 Категории наружных установок по пожарной опасности Категория Описание 1 2 АН повышенная взрывопожаро- опасность Установка относится к категории АН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие газы; ЛВЖ температурой вспышки не более 28°С; вещества и/или материалы, способные гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и/или друг с другом (при условии, что величина пожарного риска при возможном сгорании указанных веществ с образованием волн давления превышает 10 -6 в год на расстоянии 30 м от наружной установки) 73 Продолжение таблицы 5.4 1 2 БН взрывопожаро- опасность Установка относится к категории БН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие пыли и/или волокна; ЛВЖ температурой вспышки более 28 °С; ГЖ (при условии, что величина пожарного риска при возможном сгорании пыле- и/или паровоздушных смесей с образованием волн давления превышает 10 -6 в год на расстоянии 30 м от наружной установки) ВН пожароопасность Установка относится к категории ВН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие и/или трудногорючие жидкости; твердые горючие и/или трудногорючие вещества и/или материалы (в том числе пыли и/или волокна); вещества и/или материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и/или друг с другом гореть, и если не реализуются критерии, позволяющие отнести установку к категориям АН или БН (при условии, что величина пожарного риска при возможном сгорании указанных веществ с образованием волн давления превышает 10 -6 в год на расстоянии 30 м от наружной установки) ГН умеренная пожароопасность Установка относится к категории ГН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) негорючие вещества и/или материалы в горячем, раскаленном и/или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и/или пламени, а также горячие газы, жидкости и/или твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива. ДН пониженная пожароопасность Установка относится у категории ДН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) в основном негорючие вещества и/или материалы в холодном состоянии и если по перечисленным выше критериям она не относится к категориям АН, БН, ВН или ГН. 74 5.5. ВЫБОР ВЗРЫВО- И ПОЖАРОЗАЩИЩЕННОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ Выбор и установка электрооборудования для взрывоопасных зон должна проводиться в соответствии с ПУЭ на основании классификации взрывоопасных смесей и взрывоопасных зон. Взрывоопасные смеси газов и паров с воздухом подразделяются на категории в зависимости от размеров безопасного экспериментального максимального зазора (БЭМЗ). Согласно ПУЭ БЭМЗ – максимальный зазор между фланцем и оболочкой, через который не происходит передача взрыва из оболочки в окружающую среду при любой концентрации смеси в воздухе. Взрывозащищенное электрооборудование классифицируется по уровням взрывозащиты, видам взрывозащиты, группам и температурным классам [6]. Взрывозащищенное электрооборудование по уровням взрывозащиты подразделяется на следующие виды: 1) особовзрывобезопасное электрооборудование (уровень 0); Особовзрывобезопасное электрооборудование - это взрывобезопасное электрооборудование с дополнительными средствами взрывозащиты. 2) взрывобезопасное электрооборудование (уровень 1); Взрывобезопасное электрооборудование обеспечивает взрывозащиту как при нормальном режиме работы оборудования, так и при повреждении, за исключением повреждения средств взрывозащиты. 3) электрооборудование повышенной надежности против взрыва (уровень 2). Электрооборудование повышенной надежности против взрыва обеспечивает взрывозащиту только при нормальном режиме работы оборудования (при отсутствии аварий и повреждений). Взрывозащищенное электрооборудование по видам взрывозащиты подразделяется на оборудование, имеющее: 1) взрывонепроницаемую оболочку (d); 2) заполнение или продувку оболочки под избыточным давлением защитным газом (p); 3) искробезопасную электрическую цепь (i); 4) кварцевое заполнение оболочки с токоведущими частями (q); 5) масляное заполнение оболочки с токоведущими частями (o); 6) специальный вид взрывозащиты, определяемый особенностями объекта (s); 7) любой иной вид защиты (e). Взрывобезопасное электрооборудование может обеспечиваться: - взрывозащитой вида «i» с уровнем искробезопасной электрической цепи не ниже «ib»; - взрывозащитой вида «р» с устройством сигнализации и автоматического отключения напряжения питания, кроме искробезопасных цепей уровня «ia», при недопустимом снижении давления; 75 - взрывозащитой вида «d» для взрывобезопасного электрооборудования; - специальным видом взрывозащиты «s»; - защитой вида «е», заключенной во взрывонепроницаемую оболочку; - заключением в оболочку, предусмотренную для защиты «р» с устройством сигнализации о снижении давления ниже допустимого значения электрооборудования группы II с защитой вида «е». Особовзрывобезопасное электрооборудование может обеспечиваться: - взрывозащитой вида «i» с уровнем искробезопасной электрической цепи «iа»; - специальным видом взрывозащиты «s»; - взрывобезопасным электрооборудованием с дополнительными средствами взрывозащиты (например, заключением искроопасных частей, залитых компаундом или погруженных в жидкий или сыпучий диэлектрик, во взрывонепроницаемую оболочку, или продуванием взрывонепроницаемой оболочки чистым воздухом под избыточным давлением при наличии устройств контроля давления, сигнализации и автоматического отключения напряжения при недопустимом снижении давления или при повреждении взрывонепроницаемой оболочки). При этом для отходящих соединений должен обеспечиваться уровень искробезопасных цепей «iа». Группы электрооборудования (категории взрывоопасности газа, пара) по ГОСТ 30852.11-2002 (МЭК 60079-12:1978): I – для использования в подземных горных выработках (метан подземных выработок – рудничный газ, в котором, кроме метана, содержатся газообразные углеводороды - гомологи С 2 -С 5 в количествах, не превышающих 0,1 объемной доли, а водорода в пробах газа из шпуров сразу после бурения - не более 0,002 объемной доли от общего объема горючих газов); II – для применения в других отраслях промышленности (газы и пары, кроме метана подземных выработок). Взрывозащищенное электрооборудование подразделяют на следующие группы: I - рудничное взрывозащищенное электрооборудование, предназначенное для применения в подземных выработках шахт и рудников и в их наземных строениях, опасных по рудничному газу и/или горючей пыли; II - взрывозащищенное электрооборудование для внутренней и наружной установки, предназначенное для потенциально взрывоопасных сред, кроме подземных выработок шахт и рудников и их наземных строений, опасных по рудничному газу и/или горючей пыли. Установлены следующие категории взрывоопасности газов и паров (подгруппы электрооборудования группы II) в зависимости от БЭМЗ: IIА – БЭМЗ ≥ 0,9 мм; IIВ – БЭМЗ более 0,5 мм, но менее 0,9 мм; IIС – БЭМЗ ≤ 0,5 мм. 76 Таблица 5.5 Связь между категорией взрывоопасной газовой смеси и подгруппой электрооборудования [61] Категория взрывоопасной смеси Подгруппа электрооборудования IIA IIА, IIВ или IIС IIВ IIВ или IIС IIC IIC Взрывоопасные смеси газов и паров подразделяют на группы, в зависимости от значения температуры самовоспламенения (табл. 5.6). Таблица 5.6 Группы взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом по температуре самовоспламенения Группа взрывоопасных смесей Температура самовоспламенения смеси, °С Т1 Т2 Т3 Т4 Т5 Т6 Свыше 450 от 300 до 450 включ. от 200 до 300 включ. от 135 до 200 включ. от 100 до 135 включ. от 85 до 100 включ. В зависимости от наибольшей допустимой температуры поверхности взрывозащищенное электрооборудование группы II подразделяется на следующие температурные классы: 1) Т1 (450 градусов Цельсия); 2) Т2 (300 градусов Цельсия); 3) Т3 (200 градусов Цельсия); 4) Т4 (135 градусов Цельсия); 5) Т5 (100 градусов Цельсия); 6) Т6 (85 градусов Цельсия). Взрывозащищенное электрооборудование должно иметь маркировку. Маркировка должна включать [62]: а) наименование изготовителя или его зарегистрированный товарный знак, б) знак уровня взрывозащиты в) знак Ex, указывающий, что электрооборудование соответствует стандартам на взрывозащиту конкретного вида, г) обозначение вида взрывозащиты, д) обозначение группы электрооборудования (табл. 5.5), e) обозначение температурного класса, или максимальную температуру поверхности, или же и то и другое вместе. Пример маркировки, электрооборудование взрывобезопасное, частично с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» и 77 частично с видом защиты «е», для применения в помещениях и наружных установках с взрывоопасными средами, кроме шахт, опасных по рудничному газу, а именно с газом и температурой самовоспламенения более 300°С: AO «Интеграл» 1ExdeIIBT2 № 56732 Маркировка рудничного взрывозащищенного электрооборудования должна содержать в указанной ниже последовательности [63]: а) знак уровня взрывозащиты; РП - для электрооборудования повышенной надежности против взрыва; РВ - для взрывобезопасного электрооборудования; РО - для особовзрывобезопасного электрооборудования; б) знак вида взрывозащиты: 1В, 2В, 3В, 4В - взрывонепроницаемая оболочка; указывается один из знаков для электрооборудования, подразделяющегося на подгруппы; Иа, Иb, Ис - искробезопасная электрическая цепь; указывается один из знаков в зависимости от уровня взрывозащиты по ГОСТ 22782.5-78; П - защита вида "е" (повышенная надежность); М - масляное заполнение оболочки; К - кварцевое заполнение оболочки; А - автоматическое защитное отключение; С - специальный вид взрывозащиты. Маркировка электрооборудования для пожароопасных зон проводится в соответствии с ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) [64]. Степень защиты оболочки обозначается латинскими буквами IP. Следующие за ними две цифры означают: первая цифра – степень защиты персонала от соприкосновения с токоведущими частями и попадания внутрь оболочки твердых посторонних тел (0-6) (табл. 5.7); вторая – степень защиты электрооборудования от проникновения внутрь оболочки воды (0-8) (табл. 5.8). Если для электрооборудования не требуется один из видов защиты или испытания по данному виду защиты не производятся, то в условном обозначении допускается проставлять знак X. Например, IPX4, IP5X. Таблица 5.7 Степень защиты пожарозащищенного электрооборудования от внешних твердых предметов Первая цифра Краткое описание степени защиты 1 2 0 нет защиты 1 защищено от внешних твердых предметов диаметром 50 мм и более 2 защищено от внешних твердых предметов диаметром 12,5 мм и более 78 Продолжение таблицы 5.7 1 2 3 защищено от внешних твердых предметов диаметром 2,5 мм и более 4 защищено от внешних твердых предметов диаметром 1 мм и более 5 пылезащищено; защищено от проникновения пыли в количестве, нарушающем нормальную работу оборудования или снижающем его безопасность 6 пыленепроницаемо; защищено от проникновения пыли Таблица 5.8 Степень защиты пожарозащищенного электрооборудования от проникновения воды Вторая цифра Краткое описание степени защиты 0 нет защиты 1 защищено от вертикально падающих капель воды 2 защищено от вертикально падающих капель воды, когда оболочка отклонена на угол не более 15 градусов 3 защищено от воды, падающей в виде дождя под углом не более 60 градусов 4 защищено от сплошного обрызгивания любого направления 5 защищено от водяных струй из сопла с внутренним диаметром 6,3 мм 6 защищено от водяных струй из сопла с внутренним диаметром 12,5 мм 7 защищено от воздействия при погружении в воду не более чем на 30 минут 8 защищено от воздействия при погружении в воду более чем на 30 минут 5.6. КАТЕГОРИРОВАНИЕ БЛОКОВ ПО ВЗРЫВООПАСНОСТИ Категорирование технологических блоков осуществляется по значениям относительных энергетических потенциалов (Q B ) и приведенной массе парогазовой среды (m) согласно Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности утвержденных Приказом Ростехнадзора от 11 марта 2013 года № 96 «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств» [65]. 79 Таблица 5.9 Категорирование технологических блоков Категория взрывоопасности Q B , кДж m, кг Время аварийного отключения блока, с I II III более 37 27 – 37 менее 27 менее 10 более 5000 2000 – 5000 менее 2000 12 120 120 300 Категорию взрывоопасности блоков, определяемую расчетом, следует принимать на одну выше, если обращающиеся в технологическом блоке опасные вещества относятся к токсичным, высокотоксичным веществам в соответствии с требованиями Федерального закона от 21 июля 1997 г. № 116- ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» [66]. Для производств, имеющих в своем составе технологические блоки I и II категорий взрывоопасности, предусматривается автоматическое управление подачей инертных сред; для производств с технологическими блоками III категории – управление дистанционное, неавтоматическое, а при Q В ≤ 10 кДж допускается ручное управление. Для максимального снижения выбросов в окружающую среду горючих и взрывопожароопасных веществ при аварийной разгерметизации системы необходимо предусматривать следующие меры: для технологических блоков I категории взрывоопасности – установка автоматических быстродействующих запорных и (или) отсекающих устройств со временем срабатывания не более 12 секунд; для технологических блоков II и III категорий взрывоопасности – установка запорных и (или) отсекающих устройств с дистанционным управлением и временем срабатывания не более 120 секунд; для блоков с относительным значением энергетического потенциала Q В ≤ 10 кДж – установка запорных устройств с ручным приводом, при этом предусматривается минимальное время приведения их в действие за счет рационального размещения (максимально допустимого приближения к рабочему месту оператора), но не более 300 секунд. При этом должны быть обеспечены условия безопасного отсечения потоков и исключены гидравлические удары. Относительный энергетический потенциал взрывоопасности технологического блока может находиться расчетным методом по формуле: 3 16,534 B Q E , где Е – энергетический потенциал взрывоопасности блока, кДж; определяется полной энергией сгорания парогазовой фазы, находящейся в блоке, с учетом величины ее адиабатического расширения, а 80 также величины энергии полного сгорания испарившейся жидкости с максимально возможной площади ее разлива, при этом считается: 1) при аварийной разгерметизации аппарата происходит его полное раскрытие (разрушение); 2) площадь пролива жидкости определяется исходя из конструктивных решений зданий или площадки наружной установки; 3) время испарения принимается не более 1 ч: Е = Е' 1 + Е' 2 + Е" 1 + Е" 2 + Е" 3 + E" 4 . где E' 1 – сумма энергий адиабатического расширения и сгорания ПГФ, находящейся в блоке; E' 2 – энергия сгорания ПГФ, поступившей к разгерметизированному участку от смежных объектов; E'' 1 – энергия сгорания ПГФ, образующейся за счет энергии перегретой ЖФ блока и поступившей от смежных объектов; E'' 2 – энергия сгорания ПГФ, образующейся из ЖФ за счет тепла экзотермических реакций; E'' 3 – энергия сгорания ПГФ, образующейся из ЖФ за счет теплопритока от внешних теплоносителей; E'' 4 – энергия сгорания ПГФ, образующейся из пролитой на твердую поверхность ЖФ за счет теплоотдачи от окружающей среды. Общая масса горючих паров и газов взрывоопасного парогазового облака, приведенная к единой удельной энергии сгорания, равной 46000 кДж/кг: 4 4, 6 10 m E 5.7. КЛАССЫ ПОЖАРОВ. ОГНЕТУШАЩИЕ ВЕЩЕСТВА. ОГНЕСТОЙКОСТЬ СТРОИТЕЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ Классификация пожаров по виду горючего материала подразделяются на следующие классы в соответствии с ФЗ РФ от 22 июня 2008 г. № 123-ФЗ (табл. 5.10) [6, 67]: Таблица 5.10 Классы пожаров и рекомендуемые огнетушащие средства Класс пожара Характеристика класса Рекомендуемые средства пожаротушения [68] 1 2 3 А Горение твердые горючие веществ и материалов Вода, все виды огнетушащих средств В Горение горючих жидкостей или плавящихся твердых веществ и материалов Тонкораспыленная вода, все виды пен, хладоны, порошки типа АВСЕ и ВСЕ, СО 2 , вода с добавкой фторированного ПАВ 81 Продолжение таблицы 5.10 1 2 3 С Горение газов Объемное тушение и флегматизация газовыми составами, порошки типа АВСЕ и ВСЕ, вода для охлаждения оборудования D Горение металлов Специальные порошки (при спокойной подаче на горячую поверхность) Е Горение горючих веществ и материалов электроустановок, находящихся под напряжением Хладоны, диоксид углерода, порошки F Горение ядерных материалов, радиоактивных отходы и радиоактивных вещества Специальные порошки Здания, сооружения, строения и пожарные отсеки по степени огнестойкости подразделяются на здания, сооружения, строения и пожарные отсеки I, II, III, IV и V степеней огнестойкости [6]. Огнестойкость строительной конструкции – способность строительной конструкции сохранять несущие и (или) ограждающие функции в условиях пожара. Предел огнестойкости строительных конструкций устанавливается по времени (в минутах) от начала огневого испытания при стандартном температурном режиме до наступления одного или последовательно нескольких нормируемых для данной конструкции предельных состояний по огнестойкости, с учетом функционального назначения конструкции. Соответствие степени огнестойкости и предела огнестойкости строительных конструкций зданий, сооружений и пожарных отсеков представлено в № 123- ФЗ [6]. Например, R 15 - предел огнестойкости 15 мин - по потере несущей способности; E 15 - предел огнестойкости 15 мин – по потере целостности в результате образования в конструкциях сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или пламя; RE 15 - предел огнестойкости 15 мин - по потере несущей способности и потере целостности, независимо от того, какое из двух предельных состояний наступит ранее; REI 15 - предел огнестойкости 15 мин - по потере несущей способности, целостности и теплоизолирующей способности, независимо от того, какое из трех предельных состояний наступит ранее [69]. 82 5.8. ПРИНЦИП ВЫБОРА СРЕДСТВ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ. АВТОМАТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ Выбор тех или иных способов и средств тушения пожаров осуществляется в зависимости от: - стадии развития пожара; - масштабов загораний; - особенностей горения веществ и материалов; - вида оборудования. Способы пожаротушения: - физический способ (достигается увеличением потерь тепла в окружающую среду физическими способами тушения пожара); - химический способ (тушение пожаров, при которых реакция горения носит цепной характер, легче достигается уменьшением выделением тепла реакции горения химическими способами тушения). Огнегасительные факторы:охлаждение, разбавление, изоляция, флегматизация. Первичные средства пожаротушения предназначены для использования работниками организаций, личным составом подразделений пожарной охраны и иными лицами в целях борьбы с пожарами и подразделяются на следующие типы [6]: 1) переносные и передвижные огнетушители; 2) пожарные краны и средства обеспечения их использования; 3) пожарный инвентарь; 4) покрывала для изоляции очага возгорания. Перечень зданий и помещений, подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения (АУП) и автоматической пожарной сигнализацией (АУПС), представлен в СП 5.13130.2009 [70]. Тип установки пожаротушения, способ тушения, вид огнетушащего вещества определяются организацией-проектировщиком с учетом пожарной опасности и физико- химических свойств производимых, хранимых и применяемых веществ и материалов, а также особенностей защищаемого оборудования. Допускается помещения, оборудованные автоматическими установками пожаротушения, обеспечивать огнетушителями на 50 % исходя из их расчетного количества [67]. Автоматические средства тушения пожаров Водяные и пенные АУП подразделяются на спринклерные, дренчерные, спринклерно-дренчерные, роботизированные и АУП с принудительным пуском [70]. Спринклерные установки могут быть водозаполненными или воздушными. В неотапливаемых помещениях должны применяться спринклерные установки воздушной системы, в которой трубопроводы заполнены не водой, а сжатым воздухом. 83 Спринклерная установка водяной системы состоит из сети разветвленных трубопроводов, на которых размещены спринклеры с таким расчетом, чтобы одним спринклером орошалось от 9 до 12 м 2 площади пола в помещениях с повышенной пожарной опасностью (при количестве сгораемых материалов 2000 кг/м 2 и более). Выходное отверстие в сприклерной головке в обычное время закрыто легкоплавким замком. При повышении температуры легкоплавкий сплав плавится, замок распадается на части, освобождает стекляный клапан и открывает выход воде. Сплав для соединения пластинок замка рассчитывают на температуры плавления 72, 93, 141 и 182 0 С. Недостатки спринклерных установок: - спринклерные головки обладают сравнительно большой инерционностью – они вскрываются через 2-3 минуты с момента повышения температуры в помещении (в пожароопасных помещениях такая инерционность неприемлема); - в спринклерных установках вскрываются лишь те головки, которые оказались в зоне высокой температуры горения пожара; - они обеспечивают тушение 90% пожаров, возникающих в защищаемых такими системами автоматического огнетушения помещениях. Для повышения эффективности пожаротушения иногда целесообразно подать воду сразу по всей площади помещения или его части. В этих случаях применяют дренчерные установки группового действия. В дренчерных установках группового действия на трубопроводах, монтируемых под перекрытием, устанавливают дренчеры, т.е. спринклерные головки без замков, с открытыми выходными отверстиями для воды. В обычное время выход воды в сеть закрыт клапаном группового действия. Установка имеет комбинированное управление: автоматическое и ручное. В автоматической установке сигнал датчика о пожаре, реагирующего на появление пламени, дыма и повышение температуры, подается через трубопроводы илиэлектрические цепи в пусковое устройство, приводящее установку в действие. Для тушения пожаров пеной применяются передвижные средства (ручные пенные стволы, пеноподъемники, пеногенераторы и др.), полустационарные (пенокамеры), стационарные генераторы и автоматические стационарные установки. Установка пенного тушения автоматически включает подачу раствора пенообразователя в генераторы, где образуется пена. Установки пенного пожаротушения отличаются от водяных наличием устройств для получения пены (оросители, пеногенераторы), а также наличием в установке пенообразователя и системы его дозирования. Остальные элементы и узлы по устройству аналогичны установкам водяного пожаротушения. Выбор дозирующего устройства в установках пенного пожаротушения осуществляется в зависимости от конкретных особенностей защищаемого объекта, системы водоснабжения и типа установки (спринклерная или 84 дренчерная). В настоящее время системы дозирования пенообразователя проектируют по двум основным схемам: с заранее приготовленным раствором пенообразователя и с дозированием пенообразователя в поток воды с помощью насоса-дозатора с дозирующей шайбой или с помощью эжектора-смесителя. Принцип работы пенной АУП с заранее приготовленным раствором пенообразователя заключается в следующем. Электрический импульс от щита управления подается на включение двигателя насоса подачи раствора и узла управления. Насос забирает раствор из резервуара (задвижка насоса нормально открыта), подает его в напорную линию и далее в распределительную сеть. Для периодического перемешивания раствора служит линия с нормально закрытой задвижкой. Пенные АУП с заранее приготовленным раствором пенообразователя и заполненными им трубопроводами менее инерционны, но вместе с тем имеют ряд существенных недостатков. Автоматические установки порошкового пожаротушения [70] (АУПП) применяются для ликвидации пожаров классов А, В, С и электрооборудования (электроустановок под напряжением). В помещениях категории А и Б по взрывопожароопасности по [60] и во взрывоопасных зонах по [40] допускается применение установок, получивших соответствующее свидетельство о взрывозащищенности электрооборудования, выданное в установленном порядке, и имеющих необходимый уровень взрывозащиты или степень защиты электрических частей оборудования установок. При этом конструктивное устройство оборудования установок при его срабатывании должно исключить возможность воспламенения взрывоопасной смеси, которая может находиться в защищаемом помещении, что должно быть подтверждено соответствующим испытанием по методике, принятой в установленном порядке. По способу хранения вытесняющего газа в модуле (емкости) установки подразделяются на закачные, с газогенерирующим элементом, с баллоном сжатого или сжиженного газа. Запрещается применение установок: а) в помещениях, которые не могут быть покинуты людьми до начала подачи огнетушащих порошков; б) в помещениях с большим количеством людей (50 человек и более). Автоматические установки газового пожаротушения (АУГП) применяются для ликвидации пожаров классов А, В, С по ГОСТ 27331 и электрооборудования (электроустановок под напряжением). В качестве огнетушащего вещества в последнее время все чаще используются современные хладоны, газовый состав «Инерген» и другие газы, образующие среду, пригодную для дыхания во время эвакуации людей (тем не менее при большой концентрации вещества людей необходимо эвакуировать). Технология тушения газом требует, чтобы помещение было герметично закрыто. При хранении газа необходим щадящий температурный режим и 85 контроль за утечкой, чтобы в нужный момент баллоны не оказались пустыми. Установки могут быть объемного и локального пожаротушения (по объему и по площади). В помещениях объема до 3000 м 3 применяют объемные тушения газовыми составами (CO 2 , N 2 и Ar), а объемом до 6000 м 3 – фреон. По способу пуска установки газового пожаротушения делятся на установки с электрическим и пневматическим пуском. По способу хранения газового огнетушащего состава (ГОС) АУГП подразделяются на централизованные и модульные установки. Централизованными АУГП называются установки, содержащие батареи (модули) с ГОС, размещенные в станции пожаротушения и предназначенные для защиты двух и более помещений. 5.9. СПОСОБЫ ОПОВЕЩЕНИЯ О ПОЖАРЕ. ИЗВЕЩАТЕЛИ И СИГНАЛИЗАЦИЯ С целью своевременного оповещения о возникновении пожара, включении систем пожаротушения, а также вызова пожарных команд, действует система пожарной связи и оповещения. В зависимости от назначения различают: - охранно-пожарную сигнализацию для оповещения пожарной охраны предприятия; - диспетчерскую связь, которая обеспечивает управление и взаимодействие пожарных частей с такими городскими службами, как скорая помощь, милиция, снабжение электроэнергией и др.; - оперативную радиосвязь, которая непосредственно руководит пожарными отделениями и расчетами при тушении пожара. Один из видов пожарной связи – телефонная вязь. На каждом телефонном аппарате укрепляется табличка с указанием номеров телефонов для вызова пожарной охраны. Наряду с этим производственные помещения снабжаются пожарной сигнализацией, которая может быть электрической и автоматической. Электрическая пожарная сигнализация в зависимости от схемы подключения извещателей со станцией может быть: - лучевой (каждый извещатель соединен с приемной станцией двумя проводами, образующими как бы отдельный луч. При этом на каждом луче параллельно устанавливается три – четыре извещателя. При срабатывании любого из них на приемной станции будет известен номер луча, но не место установки извещателя); - шлейфовой (предусматривает включение примерно 50 извещателей последовательно на одну линию (шлейф). Каждый извещатель, имея определенный код, подавая сигнал на станцию, одновременно дает информацию о месте своего нахождения). 86 Автоматические извещатели, т.е. датчики, сигнализирующие о пожаре, подразделяются на: - тепловые (срабатывают при повышении температуры); - дымовые (применяются в том случае, когда при горении веществ, образующихся в производстве, выделяется большое количество дыма и продуктов сгорания); - световые (применяют в том случае, когда при горении появляется видимое пламя); - комбинированные (применяются в установках повышенной надежности, когда одновременно проявляется несколько факторов). При применении автоматической пожарной сигнализации следует оборудовать тепловыми пожарными извещателями или пожарными извещателями пламени и ручными пожарными извещателями, места установки вдоль эвакуационных путей, в коридорах, у выходов из цехов, складов. Для приведения в действие ручной электрической пожарной сигнализации необходимо разбить стекло и нажать на кнопку пожарного извещателя. Ручные пожарные извещатели следует устанавливать на стенах и конструкциях на высоте (1,5 ± 0,1) м от уровня земли или пола до органа управления (рычага, кнопки и т.п.). Ручные пожарные извещатели следует устанавливать в местах, удаленных от электромагнитов, постоянных магнитов и других устройств, воздействие которых может вызвать самопроизвольное срабатывание ручного пожарного извещателя (требование распространяется на ручные пожарные извещатели, срабатывание которых происходит при переключении магнитоуправляемого контакта), на расстоянии: не более 50 м друг от друга внутри зданий; не более 150 м друг от друга вне зданий; не менее 0,75 м от других органов управления и предметов, препятствующих свободному доступу к извещателю. Их устанавливают по одному на всех лестничных площадках каждого этажа. Места установки ручных пожарных извещателей должны освещаться искусственным освещением. Извещатели следует включать в самостоятельный шлейф пожарной сигнализации или совместно с автоматическими пожарными извещателями [70]. |