Пожарная и взрывная безопасность

Содержание

Ведение.            3

Общие сведения о процессе горения. Основные понятия.    4

Горючие вещества. Показатели пожара – и взрывоопасности.          11

Классификация помещений и зданий по пожарной и взрывной опасности.   13

Классификация зон по пожарной и взрывной опасности.           15

Заключение.                 19

Список литературы.                20

Введение

Пожарная  и взрывная безопасность – это состояние объекта, при котором исключается возможность пожара или взрыва, а в случае его возникновения используются необходимые меры по устранению негативного влияния опасных факторов на людей, сооружения и материальных ценностей.

Актуальность  выбранной темы обусловлена тем, что в последнее время в  нашем регионе увеличилось число  пожаров. Они наносят громадный материальный ущерб и в ряде случаев сопровождаются гибелью людей. Поэтому защита от пожаров является важнейшей обязанностью каждого члена общества и проводится в общегосударственном масштабе.

Цель работы: изучение теоретических аспектов касающихся пожарной и взрывной безопасности.

Задачи работы: изучить общие сведения о процессе горения, а также определить классификацию помещений, зданий и зон по пожарной и взрывной опасности.

1. Общие сведения о процессе горения. Основные понятия

Опасность — обстоятельства, при которых материя, поле, информация или их сочетание могут таким  образом повлиять на сложную систему, что это приведёт к ухудшению  или невозможности ее функционирования и развития.

Горение — это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества теплоты  и свечением. Окислителем чаще всего  является кислород воздуха, иногда —  другие химические элементы: хлор, фтор и др. Например, медь может гореть в парах серы, магний — в диоксиде углерода. Для возникновения процесса горения необходимо наличие горючего вещества, окислителя и источника  зажигания. Горючим называется вещество (материал, смесь, конструкция), способное  самостоятельно гореть после удаления источника зажигания. Под источником зажигания понимают горячее или  раскаленное тело, а также электрический  разряд, обладающие запасом энергии  и температурой, достаточной для  возникновения горения других веществ (пламя, искры, раскаленные предметы, выделяемая при трении теплота и  др.).

Горение бывает полное и неполное. Полное горение протекает при достаточном количестве кислорода (не менее 14 %), в результате чего образуются вещества, неспособные к длительному окислению (диоксид углерода, вода, азот и др.). При недостаточном содержании кислорода (менее 10 %) происходит неполное беспламенное горение (тление), сопровождающееся образованием токсичных и горючих продуктов (спиртов, кетонов, угарного газа и т. п.).

Пожар — это неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб. Пожар  следует отличать от сжигания, представляющего  собой контролируемое горение внутри или вне специального очага.

Пожарная опасность  объекта заключается в возможности  возникновения пожара и вытекающих из такого события последствий.

Опасный фактор пожара (ОФП) — фактор пожара, воздействие  которого приводит к материальному  ущербу:

• открытое пламя и искры;
• повышенная температура окружающей среды;
• токсичные продукты горения;
• дым;
• пониженная концентрация кислорода;
• последствия разрушения и повреждения объекта;
• опасные факторы, проявляющиеся в результате взрыва(ударная волна, пламя, обрушение конструкций и разлет осколков, образование вредных веществ с концентрацией в воздухе существенно выше ПДК).

К опасным  факторам пожара, воздействующим на людей  и имущество, относятся:

• пламя и искры;
• тепловой поток;
• повышенная температура окружающей среды;
• повышенная концентрация токсичных продуктов горения и термического разложения;
• пониженная концентрация кислорода;
• снижение видимости в дыму.

К сопутствующим  проявлениям опасных факторов пожара относятся:

• осколки, части разрушившихся зданий, сооружений, строений, транспортных средств, технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;
• радиоактивные и токсичные вещества и материалы, попавшие в окружающую среду из разрушенных технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;
• вынос высокого напряжения на токопроводящие части технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;
• опасные факторы взрыва, происшедшего вследствие пожара;
• воздействие огнетушащих веществ.

Пожарная безопасность объекта — это такое его состояние, при котором с регламентируемой вероятностью исключается возможность возникновения и развития пожара, воздействия на людей опасных и вредных факторов пожара, а также обеспечивается защита материальных ценностей. К опасным и вредным факторам пожара относят открытый огонь, повышенную температуру окружающей среды и предметов, токсические продукты горения, дым, пониженную концентрацию кислорода, падающие части строительных конструкций; при взрыве — ударную волну, разлетающиеся части и вредные вещества.

Горение может быть диффузионное и кинетическое. Если кислород проникает в зону горения вследствие диффузии, то оно называется диффузионным. При этом высота пламени обратно пропорциональна коэффициенту диффузии, который, в свою очередь, пропорционален температуре в степени от 0,5 до 1,0.

Кинетическое горение возникает при предварительном перемешивании горючего газа с воздухом.

Однако в пламени одновременно могут происходить процессы диффузионного горения и горения предварительно смешанных компонентов горючей смеси.

Различают также гомогенное горение веществ одинакового  агрегатного состояния (чаще всего  газообразного) и гетерогенное горение  горючих веществ, находящихся в  различных агрегатных состояниях. Последний  вид горения одновременно является диффузионным.

Разные горючие вещества могут сгорать быстрее или  медленнее.

В зависимости  от скорости распространения пламени  горение может быть дефлаграционным  со скоростью несколько м/с, взрывным – скорость порядка десятков и  сотен м/с и детонационным –  тысячи м/с.

Для дефлаграционного или нормального распространения  горения характерна передача тепла  от слоя к слою, а пламя, возникающее  в нагретой и разбавленной активными  радикалами и продуктами реакции  смеси, перемещается в направлении  исходной горючей смеси. Это объясняется  тем, что пламя, как бы становится источником, который выделяет непрерывный  поток тепла и химически активных частиц. В результате этого фронт  пламени и перемещается в сторону  горючей смеси.

Дефлаграционное горение подразделяется на ламинарное и турбулентное.

Ламинарному горению присуща нормальная скорость распространения пламени.

 Скорость горения характеризуется количеством горючего вещества, сгорающего в единицу времени с единицы площади. В зависимости от скорости процесса различают собственно горение, взрыв и детонацию.

Пожарная  профилактика - комплекс мероприятий, направленный на предупреждение пожаров  и создание условий для предотвращения ущерба от них, и успешного их тушения.

 Пожарная  профилактика является составной  частью технологических процессов  производства, градостроительства, планировки  и застройки сельских населенных мест. Организацией профилактики занимаются органы пожарного надзора.

 Пожарная  профилактика достигается: 

• разработкой, внедрением и контролем за соблюдением  пожарных норм и правил;

• ведением конструирования и планирования с учетом пожарной безопасности создаваемых  объектов;

• совершенствованием и содержанием в готовности противопожарных  средств;

• регулярным проведением пожарно-технических  обследований промышленных и с/х  предприятий, организаций, жилых и  общественных зданий;

• пропагандой  пожарно-технических знаний среди  населения.

Взрыв — это быстрое  превращение вещества (взрывное горение), сопровождающееся образованием большого количества сжатых газов, под давлением  которых могут происходить разрушения.

Меры по предотвращению взрывов направлены на исключение их инициирования за счет огня, искры, нагрева, удара, превышения нормального  давления в емкости, и т. д.

 Во всех  взрывоопасных производствах обеспечивается  исключение искрообразования, запрещается  проводить огнеопасные работы, пользоваться  электронагревательными приборами,  работникам воспрещается иметь  спички и зажигалки. Все оборудование  заземляется. Работа на электрооборудовании  проводятся при отключенной сети. В помещениях с помощью газоанализаторов  проводят контроль воздушной  среды с целью выявления взрывоопасных концентраций газо-воздушных смесей. Работы проводятся при включенной вентиляции.

На транспорте профилактика взрывов проводится в  соответствии с “Правилами перевозки  разрывных взрывов”, определяющих порядок загрузки и транспортировки  взрывчатых веществ.

Горючие газообразные продукты взрыва, соприкасаясь с воздухом, часто воспламеняются, что обычно приводит к пожару, усугубляющему негативные последствия взрыва

Детонационное горение возникает во взрывоопасной среде при прохождении по ней достаточно сильной ударной волны. При ударном сжатии температура газа может повыситься до температуры самовоспламенения. Происходит химическая реакция. Часть выделившейся теплоты затрачивается на энергетическое развитие и усиление ударной волны, поэтому она перемещается по горючей смеси не ослабевая. Такой комплекс, представляющий собой ударную волну и зону химической реакции, называют детонационной волной, а само явление — детонацией. Детонационное горение вызывает сильные разрушения и поэтому представляет большую опасность при образовании горючих газовых систем. Однако оно может происходить только при определенном минимально необходимом начальном давлении и определенных концентрациях горючего вещества в воздухе или кислороде.

Следует различать термины «самовозгорание» и «самовоспламенение». Самовозгорание — это явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к горению вещества, материала или смеси в отсутствие источника зажигания. Оно может быть тепловое, химическое и микробиологическое.

Самовоспламенение представляет самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени. Температура самовоспламенения  большинства горючих жидкостей находится в пределах 250 – 700 °С (исключения: сероуглерод — 112 - 150 °С, серный эфир — 175 - 205 °С), а твердых горючих веществ — 150 - 700 °С, хотя, например, целлулоид способен самовоспламеняться уже при температуре 141 °С.

2. Горючие вещества. Показатели пожара – и взрывоопасности

Пожаро- и взрывоопасность  веществ (сравнительная вероятность  зажигания и горения в равных условиях) определяются следующими их свойствами: склонностью к возгоранию, температурами воспламенения и  вспышки, концентрационными пределами  воспламенения, дисперсностью, летучестью.

По возгораемости строительные материалы и конструкции делят  на три группы: несгораемые, трудносгораемые  и сгораемые. Несгораемые материалы  под воздействием источника зажигания  не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются. К ним относят гранит, мрамор, кирпич, бетон, железобетон, стекло, сталь и т. п. Трудносгораемые материалы воспламеняются, тлеют и обугливаются при наличии источника зажигания, но после его удаления самостоятельно не горят. Такими материалами являются некоторые виды пластмасс (например, стеклопластик на фенольной смоле), гипсовая сухая штукатурка, асфальтобетон, пропитанная антипиренами древесина и т. п. Сгораемыми называют материалы, которые могут самостоятельно гореть или тлеть после удаления источника зажигания. К этой группе относят древесину, линолеум, войлок, рубероид, древесноволокнистые и полистирольные плиты и т. п.

Температурой воспламенения называют такую температуру горючего вещества, при которой из него выделяются горючие газы и пары с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение.

Температура вспышки — самая низкая в условиях специальных испытаний температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для последующего горения. В зависимости от температуры вспышки t_в пожароопасные жидкости делят на легковоспламеняющиеся — ЛВЖ (t_в < 61 °С в закрытом тигле и t_в < 66 °С в открытом) и горючие — ГЖ, к которым относят все пожароопасные жидкости с большой температурой вспышки. Группа ЛВЖ: ацетон (t_в = -18 °С), бензин (t_в = -(36 – 7) °С в зависимости от марки), метиловый спирт (t_в = -8 ⁰С), керосин (t_в = 15 - 60°C) и др.; группа ГЖ: дизельное топливо, мазут, смазочные масла и т. п.

Смеси некоторых видов  пыли с воздухом взрывоопасны. По степени  взрывной опасности всю пыль делят  на четыре класса:

I — наиболее взрывоопасные  пыли с нижним пределом воспламенения  (взрывоопасности) до 15 г/м³ (пыли крахмала, пшеничной муки, серы, торфа и др.);

II — взрывоопасные пыли  с нижним пределом воспламенения  от 16 до 65 г/м³ (пыли алюминия, древесной муки, каменного угля, сахара, сена, сланца и др.);

III и IV — пожароопасные  пыли с нижним пределом воспламенения  выше 65 г/м³ и температурой воспламенения соответственно до 250 °С и более 250 °С.

Верхние концентрационные пределы  взрываемости пыли достаточно велики, и достичь их в производственных помещениях практически невозможно.

Особенность горения многих твердых веществ заключается  в том, что при нагреве они  частично разлагаются, образуя парогазовую  горючую смесь (летучую часть). В  этом случае закономерность горения  летучих веществ та же, что и  газов, паров. Пожарная опасность твердых  горючих веществ характеризуется  удельной теплотой сгорания, температурами  горения, самовоспламенения и воспламенения, скоростью выгорания и распространения  горения по поверхности материалов. Например, максимальная температура  при горении бумаги 510 °С, древесины 1000 °С. Скорость выгорания резины и оргстекла 35 кг/(м²*ч), древесины 65 кг/(м²*ч). Скорость распространения огня по штабелям пиломатериалов приблизительно 4 м/мин, по пустотам деревянных конструкций 2 м/мин, а по деревянным покрытиям и сгораемым твердым веществам до 1 м/мин. [2]

3. Классификация помещений и зданий по пожарной и взрывной опасности

Предусматриваемые при проектировании каждого конкретного здания (сооружения, помещения) противопожарные мероприятия  должны учитывать степень его  пожарной или взрывной опасности, которая  зависит от размещенного в этом здании (сооружении, помещении) производства.

В зависимости от характера  технологического процесса различают  производства пяти категорий: А, Б —  взрывоопасные; В, Г и Д — пожароопасные.

Категория А — производства, где имеются: горючие газы с нижним пределом воспламенения до 10 % объема воздуха; жидкости с температурой вспышки  паров до 28 °С включительно (при условии, что указанные газы и жидкости могут образовывать взрывоопасные  смеси объемом более 5 % объема помещений); твердые вещества, способные взрываться и гореть при взаимодействии с  водой, кислородом воздуха или между  собой (склады бензина, спирта, карбида  кальция и т.д.; газогенераторные помещения; участки и отделения, где выполняются работы с красками и органическими растворителями, и др.).

Категория Б — производства, в которых могут находиться: горючие  газы с нижним пределом взрываемости более 10 % объема воздуха; жидкости с  температурой воспламенения паров 28 - 61 °С включительно; жидкости, нагретые в условиях производства до температур вспышки и выше; горючие пыли или волокна с нижним пределом воспламенения до 65 г/м³ к объему воздуха. При этом указанные газы, жидкости и пыли могут образовывать взрывоопасные смеси объемом более 5 % объема помещения (склады лаков и красок, баллонов с кислородом или сжатым аммиаком; цехи по приготовлению травяной муки,

комбикормов, белково-витаминных добавок, дроблению сухого сена, соломы, жмыха; машинные и аппаратные залы аммиачных  компрессорных станций и др.).

Категория В — производства, где используются: жидкости с температурой вспышки паров выше 61 °С; горючие  пыли и волокна с нижним пределом взрываемости более 65 г/м³ к объему воздуха; вещества, способные только гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или между собой; твердые горючие вещества и материалы (зерносушилки; элеваторы зерна; участки диагностики и ремонта двигателей; гаражи; столярные мастерские; отделения дробления и просеивания концентрированных кормов; цехи сушки молока, крови, яйцепродуктов и др.).

Категория Г — производства, в которых обрабатываются: негорючие  материалы и вещества в горячем  и расплавленном состоянии при  наличии выделений лучистой теплоты, искр, пламени; производства с использованием твердых, жидких и газообразных веществ, сжигаемых или утилизируемых  в качестве топлива (котельные; кузницы; сварочные участки; термические, травильные, лудильные отделения; машинные залы фреоновых холодильных установок  и др.).

Категория Д  — производства, связанные с обработкой негорючих веществ и материалов в холодном состоянии (токарный, инструментальный, разборочно-моечные цехи; овощехранилища; силосохранилища и др.). [2]

4. Классификация зон по пожарной и взрывной опасности

В соответствии с Правилами  устройства электроустановок опасные  зоны распределены на классы по пожаро- и взрывоопасности.

Пожароопасная зона — это пространство внутри и вне помещения, в пределах которого постоянно или периодически находятся горючие вещества как при нормальном течении технологического процесса, так и при его нарушениях. Пожароопасные зоны делят на четыре класса: П-I, П-II, П-IIa и П-III.

Зоны класса П-I — это  зоны в помещениях, где применяют  или хранят горючие жидкости с  температурой вспышки паров выше 61 °С (склады минеральных масел, установки  по регенерации минеральных масел  и т. п.).

Зоны класса П-II характеризуются  взвешенным состоянием выделяющихся горючих  пылей или волокнистых веществ. Возникающая при этом опасность  ограничена пожаром (но не взрывом) либо в силу физических свойств этих веществ (степени измельчения, влажности  и другими параметрами, при которых  нижний предел взрыва превышает 65 г/м³), либо вследствие более низкой их концентрации в воздухе по сравнению с взрывоопасной (деревообрабатывающие цехи, малозапыленные помещения мукомольных заводов и элеваторов, кормоцехи и т. п.).

Зоны класса П-IIа — это пространства в производственных и складских помещениях, содержащие твердые или волокнистые горючие вещества (дерево, ткани и т. П.). Признаки, присущие зонам класса П-II, отсутствуют (швейные мастерские, склады хранения горючих материалов и др.).

Зоны класса П-III характерны для наружных производственных участков, в которых применяют или хранят горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 61 °С (открытые склады минеральных масел) и твердые  горючие вещества (например, открытые склады угля, торфа, сена, соломы, дерева и т. п.).

Взрывоопасная зона — это пространство в помещениях и наружных производственных участков, в которых по условиям технологического процесса могут образоваться взрывоопасные смеси: горючих газов или паров с воздухом или кислородом и с другими газами-окислителями (например, с хлором); горючих пылей или волокнистых материалов с воздухом при переходе их во взвешенное состояние.

Взрывоопасными считают  помещения, в которых отношение  объема взрывоопасной смеси к  их общему объему превышает 0,05. Если же оно меньше 0,05, то взрывоопасной  считают зону в пределах 5 м по горизонтали и вертикали от технологического оборудования, из которого могут выделяться горючие газы или пары ЛВЖ.

Различают взрывоопасные  зоны шести классов.

Зоны класса B-I — это  зоны в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары в таком  количестве и с такими свойствами, что они могут образовывать с  воздухом или другими окислителями взрывоопасные смеси не только в  аварийных, но и при нормальных недлительных режимах работы, например при загрузке технологических аппаратов, хранении или переливании ГЖ и ЛВЖ, находящихся  в открытых сосудах, и т. п.

Зоны класса В-Ia характеризуются  тем, что при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих  паров или газов с воздухом и другими окислителями не образуются. Это возможно только в результате аварий или неисправностей.

Зоны класса B-Iб те же, что и класса В-Ia, но отличаются одной  из следующих особенностей: наличие  небольших количеств горючих  газов, ГЖ и ЛВЖ, работа с ними в  вытяжных шкафах или под вытяжными  зонтами (лабораторные и опытные  установки); выделяющиеся горючие газы обладают высоким нижним пределом взрываемости (15 % и более) и резким запахом при  предельно допустимых по санитарным нормам концентрациях (например, машинные залы аммиачных компрессорных и холодильных абсорбционных установок); при авариях в помещении по условиям технологического процесса исключается образование общей взрывоопасной концентрации — возможна лишь местная взрывоопасная концентрация (например, помещения электролиза воды и поваренной соли).

Зоны класса В-1г — это  пространства возле наружных установок (расположенных вне помещений), содержащие взрывоопасные газы, пары, ГЖ и ЛВЖ (например, газгольдеры, емкости, сливоналивные  эстакады и т. п.); образование взрывоопасных смесей возможно только в результате аварий или неисправности.

Зоны класса В-II имеют  место в помещениях, в которых  выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна, способные образовывать с воздухом и другими окислителями взрывоопасные  смеси не только при аварийных, но и при нормальных недлительных режимах  работы (например, при загрузке технологических  аппаратов).

Зоны класса В-IIa характерны для помещений, в которых образование взрывоопасных смесей возможно только в результате аварий или неисправностей.

В зависимости от уровня взрывозащиты электрооборудование, применяемое  в этих зонах, изготовляют следующих  трех исполнений: повышенной надежности против взрыва (уровень защиты - 2), взрывобезопасное (уровень 1) и особо взрывобезопасное (уровень 0). Взрывозащита электрооборудования первого исполнения обеспечивается только при нормальном режиме его работы; второго исполнения — как при нормальном режиме работы, так и при вероятных повреждениях, определяемых условиями эксплуатации (кроме повреждений средств взрывозащиты). Для электрооборудования третьего исполнения предусмотрены дополнительные меры взрывозащиты.

Уровни взрывозащиты электрооборудования  могут обеспечиваться взрывонепроницаемой  оболочкой (взрывозащита вида «d»), искробезопасной электрической цепью (i), защитой вида «е» (е), заполнением или продувкой оболочки под избыточным давлением чистым воздухом или инертным газом (р), масляным заполнением оболочки (о), кварцевым заполнением оболочки (q) или специальным видом взрывозащиты (s), основанным на принципах, отличных от указанных выше.

Заключение

Пожар — это неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб. Пожар следует отличать от сжигания, представляющего собой контролируемое горение внутри или вне специального очага.

В зависимости от температуры  вспышки t_в пожароопасные жидкости делят на легковоспламеняющиеся — ЛВЖ (t_в < 61 °С в закрытом тигле и t_в < 66 °С в открытом) и горючие — ГЖ, к которым относят все пожароопасные жидкости с большой температурой вспышки. Группа ЛВЖ: ацетон (t_в = -18 °С), бензин (t_в = -(36 – 37) °С в зависимости от марки), метиловый спирт (t_в = -8 ⁰С), керосин (t_в = 15 - 60°C) и др.; группа ГЖ: дизельное топливо, мазут, смазочные масла и т. П.

В зависимости от характера  технологического процесса различают  производства пяти категорий: А, Б —  взрывоопасные; В, Г и Д — пожароопасные.

Для тушения  пожара используют следующие средства: разбавление воздуха негорючими газами до таких концентраций кислорода, при которых горение прекращается; охлаждение очага горения ниже определенной температуры (температуры горения); механический срыв пламени струей жидкости или газа; снижение скорости химической реакции, протекающей в пламени; создание условий огнепреграждения, при которых пламя распространяется через узкие каналы.

Соблюдение  пожарной безопасности позволит избежать пожароопасных ситуаций, а в случае возникновения возгорания и опасности взрыва принять необходимые меры, которые помогут избежать человеческих жертв и большого материального урона. Именно поэтому необходимо уделять мерам пожарной безопасности должное внимание

Список  литературы

1. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов / К.З.Ушаков, Н.О. Каледина, Б.Ф.Кирин, М.А.Сребрый. Под ред. К.З.Ушакова М.: Моск. Гос. Горн. ун-т, 2000. - 430
2. ГОСТ Р 6.30 - 2003. Унифицированные системы документации «Унифицированная система организационно-распорядительной документации. Требования к оформлению документов».  
   - М.: Издательство стандартов, 2003. – 36 с.
3. Зотов Б.И. Безопасность жизнедеятельности на производстве: Учебник для студентов вузов. 2-изд., пер. и доп. - М.: Колос, , 2003.- 432 с.
4. Стандарт организации СТО СГАУ 02068410-004-2007. Комплексная система управления качеством деятельности вуза. Общие требования к учебным текстовым документам. Самара, СГАУ, 2007.-30.
5. Экология и безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для вузов/ Д.А. Кривошеин, Л.А.Муравей, Н.Н. Роева и др.; Под ред. Л.А. Муравья. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. - 447 с.