ЧАСТЬ 2 ТЭП (МГУП 2012)

характерное только для твердого вещества, превращение в газ (или возгонка) которого затруднительно.

16.2 Причины пожаров

Наиболее частыми причинами пожаров являются последствия определенных поступков человека:

конструкционные ошибки (использование горючих строительных материалов);

ошибки строительства и монтажа; недостатки ремонтного обслуживания и отсутствие тщательной уборки

переработке зерна уже были подробно рассмотрены в разделе «Взрывы пыли»; к ним относятся открытое пламя, горячие поверхности, сварка и резка, электричество, трение, короткое замыкание, статическое электричество, молнии, пробуксовка, сильно нагретые газы и самовозгорание.

16.3 Распространение пожара

Распространение пожара может происходить тремя путями кондукцией, конвекцией и излучением.

Кондукция - передача тепловой энергии непосредственно через материал. Теплопроводность значительно изменяется от одного материала к другому. Хорошие проводники тепла (например, металлы) могут передавать тепло на большие расстояния. Передача пламени замедляется теплоизоляционными материалами.

Конвекция - передача тепловой энергии через среду (жидкость или газ). Поток создается в результате перемещения вверх горячей среды, а холодная среда заменяет ее. Кроме того, поток переносит свежий воздух, способствующий горению (например, пожар в открытой норийной шахте).

Тепловое излучение представляет собой перенос тепловой энергии в виде электромагнитных волн. Газы и пламя излучают относительно мало

71

тепла. В зависимости от температуры при горении твердых материалов излучается больше тепла.

16.4 - Предотвращение пожара

Для предотвращения развития пожара необходимо знать его эволюцию: пожар можно разделить на четыре этапа.

Период загорания, когда температура обычно повышается медленно, зависит от горючего материала, присутствующего в помещении (характеристика воспламенения), доступа воздуха, вентилирования, образования дыма и скорости выделения тепла.

Период развития, или время, необходимое для постепенного вовлечения всех имеющихся горючих материалов в пожар.

Период горения, или время, в течение которого весь горящий материал отдает свою теплоту горения и происходит значительное повышение температуры.

Период естественного угасания пожара, который начинается после полного сгорания имеющегося материала. В течение этого периода теплота уже больше не образуется и температура постепенно уменьшается.

Имеется несколько возможностей ограничить развитие и распространение пожара, которые рассматриваются ниже.

Выбор строительных материалов. При проектировании новых предприятий необходимо выбирать только те строительные материалы, которые достаточно прочны, чтобы противостоять разрушению, и оказывают меньшее влияние на развитие пожара. Должна быть составлена классификация строительных элементов в соответствии с такими критериями, как устойчивость и невозможность деформации, сопротивляемость пламени и термоизоляция. Характеристики зажигания стен и дверей определяются строительными нормами.

Наиболее широко используемые материалы при строительстве современных элеваторов - железобетон, кирпич и сталь.

Железобетон наиболее устойчив к повышенным температурам, Представляют интерес следующие данные, характеризующие влияние повышенных температур на железобетонные конструкции:

при температуре менее 100.° С - нет влияния на железобетон; при. температуре более 150°С - незначительное уменьшение

сопротивления давлению и резкое снижение прочности на разрыв; при температуре около 250° С - сопротивление давлению

увеличивается снова, а сопротивление растяжению уменьшается; при температуре свыше 500 ° С - сопротивление давлению

уменьшается примерно на 20 %, а сопротивление растяжению почти полностью исчезает.

Из этого следует, что сопротивление растяжению арматурной стали уменьшается с повышением температуры и исчезает полностью при температуре свыше 500°С.

72

Кирпичная кладка имеет удовлетворительную огнестойкость при условии, что она очень прочная. Обычно не требуется дополнительная защита, если не хотят увеличить обычную огнестойкость. Присутствие несгораемых изоляционных материалов или вентилирование в полых стенах будет благоприятно влиять на огнестойкость.

Помимо классических строительных конструкций, в настоящее время также применяются многие металлические конструкции в качестве опорных элементов для зданий. Для стальных конструкций может быть принята максимальная температура только около 500 °С; выше этой температуры сталь уже не будет способной выполнять свои функции в качестве опоры. Таким образом, решение по улучшению огнестойкости стальных конструкций будет основано на задержке нагрева их наружной поверхности с помощью изоляции.

Выбор материалов для оборудования. При производстве конвейерных лент используют большое число материалов на основе натурального или искусственного каучука. Практически все эти материалы горят с различной скоростью при продолжительном воздействии тепла или пламени. Введение специальных добавок делает их более огнестойкими. Пластмассовые накладки в самотеках, по-видимому, дают некоторые значительные эксплуатационные преимущества, но они горючие. Большое выделение тепла и густой дым, иногда токсичный, характерны для горения пластмасс.

Сварные стальные ковши вытесняются пластмассовыми ковшами, например, из полиэтилена высокой плотности, поливинилхлорида, полиэфира, армированного стеклопластиком, и уретана. Неметаллические ковши не дают искрения при столкновении с посторонними примесями в зерновом потоке, однако большинство из них горючи в различной степени, что представляет опасность в «дымовой трубе», образованной норией. Изложенные замечания также применимы к взрыворазрядным мембранам, панелям и крышкам норий и конвейеров, изготовленным из пластиков.

Размещение материалов и оборудования. Следующие материалы никогда нельзя хранить внутри элеватора: фумиганты для обеззараживания зерна, смазочные масла и другие воспламеняющиеся жидкости, как краски и растворители, мешки, рукава для фильтров и все горючие упаковочные материалы. Отходы при очистке зерна и собранную в матерчатых фильтрах пыль не следует обрабатывать внутри элеватора, их необходимо транспортировать по возможности непосредственно в специальные бункера, которые расположены отдельно от элеватора. Сушилки, гранулирующее и нагревательное оборудование должны устанавливаться снаружи основного здания.

Размещение электрооборудования. Электродвигатели, выключатели,

закрытые плавкие предохранители, электрическая проводка и светильники должны соответствовать электрическим нормам опасных помещений.

Локализация. Локализация состоит в отделении производственных установок с высокой огнеопасностью противопожарными перегородками и

73

дверьми. Передача тепла через коридоры, лестничные марши, норийные трубы, самотеки, системы пылеотделения и т. п. должна быть предотвращена соответствующими конструктивными мерами.

Прерывность транспортных систем необходимо использовать в качестве инструмента для ограничения возможного распространения пожара. Рекомендуются обходные потоки зерна от одной машины к другой. Перекрывающие противопожарные клапаны для конвейеров следует устанавливать на противопожарных стенах, что позволяет ленточным конвейерам проходить через них. Устройство состоит из отсечной перегородки, которая освобождается при расплавлении плавкого соединения или оборудуется электрическим или тепловым размыкающим механизмом, что позволяет ее закрывать и обеспечивать подачу звукового сигнала. Перегородка падает на конвейерную ленту, деформирует и защемляет ее, так что технологический проем в стене закрывается. Другие типы конвейеров, конечно, требуют различных мер.

Разделение отдельных зданий предприятия предотвращает повреждение окружающих строений в случае пожара.

16.5 Обнаружение пожара

Если обнаружены признаки пожара на предприятии, а именно запах тлеющего зерна или пыли, причину которого нельзя немедленно выяснить, необходимо безотлагательно информировать руководителя, так чтобы можно было остановить предприятие до тех пор, пока не будет обнаружена причина и не предприняты необходимые действия.

На большинстве предприятий по хранению и переработке зерна полагаются на обнаружение пожара человеком. Эксплуатационный персонал ведет наблюдение, однако он не всегда присутствует в дистанционно контролируемых зонах. Следовательно, во всех соответствующих зонах предприятия должны быть установлены пожарные извещатели, которые позволяют обнаружить пожар при его возникновении.

Обычно обнаруживают одно из явлений, происходящих в процессе горения, а именно выделения тепла, дыма, появления пламени и горючих газов. В настоящее время для обнаружения пожаров применяются следующие типы приборов:

а) тепловые извещатели включаются, когда превышается определенная температура или когда температура повышается с определенной скоростью. Обычно они регулируются в диапазоне 40-100°С с установленным допуском +5°С. При конструировании тепловых извещателей используют следующие элементы: плавящаяся решетка, специальные сплавы, изменение электрического сопротивления проволоки, термопары и комбинации этих элементов;

б) световые извещатели начинают работать под влиянием света, образующегося при наличии открытого пламени. Оно воздействует на фотоэлемент, который вызывает изменение тока, при этом подается звуковой сигнал;

74

в) дымовые извещатели реагируют на потемнение, которое вызывается дымом. Фотоэлемент дает команду на срабатывание звуковой сигнализации; г) ионные извещатели постоянно анализируют окружающий воздух и срабатывают, когда появляются дымовые газы, изменяющие ионный состав воздуха. Они не имеют движущихся частей, электрических контактов и

нечувствительны к колебаниям температуры; д) электронные извещатели могут быть сделаны на основе описанных

принципов и объединяются в одно целое в электронной установке.

16.6 Тушение пожара

Знание свойств различных горючих материалов и различных методов тушения пожаров и правильное объяснение пожарного треугольника делают возможным тушение каждого пожара наиболее подходящим способом. Ниже обсуждаются различные возможности.

Удаление материалов, которые еще не загорелись. К сожалению, не всегда возможно быстро удалить из зоны пожара горючие материалы. Например, закрепленные строительные элементы и горючие сыпучие продукты в силосе быстро удалить невозможно.

Снижение содержания кислорода в окружающем воздухе. Это можно осуществить различными путями, а именно:

инертизацией с помощью азота, диоксида углерода и других газов; подачей пара в закрытое пространство или на горящее оборудование; нанесением пены на поверхность горящих веществ, так что горючее

отсекается от воздуха; замедлением химической реакции взаимодействия топлива с

кислородом посредством отрицательного каталитического воздействия определенных огнетушащих средств, таких, как порошки и соли галогенов в смеси с диоксидом углерода.

Охлаждение. Метод тушения пожара, который применяется наиболее часто - охлаждение горящего вещества до температуры, меньшей температуры горения.

Наиболее пригодным охлаждающим веществом является вода из-за ее большой удельной теплоемкости, теплоты испарения и высокой точки кипения. Огонь нагревает воду до 100°С и вызывает ее испарение, в результате чего поглощается большое количество тепла и поэтому температура в зоне пожара снижается. Вода, превращающаяся в пар, будет гасить огонь даже более эффективно.

Однако использование воды не всегда возможно. Например, при тушении горящего перегретого масла и смазки водой происходит прямое испарение воды и, как следствие, разбрызгивание масла и смазки. Тушение горящих проводников электрического тока и оборудования, находящегося под напряжением, требует особой осторожности.

Использование ручных огнетушителей, которые обычно заряжаются водой в смеси с химическим пенообразователем или пеной, представляющей смесь воды, кислоты и пенообразователя. Обе смеси малопригодны для

75

тушения зерна или пыли, так как они образуют только поверхностное покрытие и не проникают внутрь слоя. Диоксид углерода при использовании под давлением дает лучшие результаты, но он опасен для человека. Галогены тоже дают хорошие результаты, но создают токсичную атмосферу. Выбор огнетушителя полностью зависит от цели и обстоятельств и должен изучаться отдельно для каждого случая (расположение источника воды, доступ, характер предприятия).

Автоматические спринклерные (впрыскивающие) системы

выполняют двоякую функцию - обнаружение и тушение пожара, Использование спринклеров не получило широкого распространения на предприятиях по хранению и переработке зерна, однако их применение в специфических местах предприятия увеличивается. Места, которые предполагается включить в зону действия этих систем: нории, фильтры, молотковые дробилки, хранилища горючих материалов на территории элеваторов, бункера для зерновых отходов и пыли, туннели и длинные транспортерные отпускные галереи и другие недоступные зоны.

Спринклерные установки состоят из трубопроводов, оборудованных соплами (головками), которые начинают работать, когда при определенной температуре расплавляются предохранительные замки. Различают три типа спринклерных установок.

1.Установки, в которых трубопроводы заполняются водой при постоянном давлении. Насос с электродвигателем включается, когда давление в трубопроводах снижается до определенной величины. Недостатком этой системы является то, что она может замерзать.

2.Установки, в которых трубопроводы заполнены воздухом при определенном давлении. Когда спринклерная головка открывается, воздух выходит, таким образом, снижается давление и приводится в действие водяной насос высокого давления. Недостаток этой системы состоит в том, что выходящий воздух взаимодействует с огнем.

3.Для условий холодного климата рекомендуется сухотрубная система предварительного срабатывания. Она заполняется водой, если определенные датчики обнаружат признаки пожара в данной зоне. Спринклерные головки будут открываться только при температуре, достаточно высокой для расплавления замка. Такая последовательность гарантирует быстрое срабатывание головок на конце длинного трубопровода, так как система будет эффективно подготовленной к тушению раньше, чем это было бы в другом случае.

Системы тушения пожаров инертным газом используются для электронного оборудования, и их основным применением для зерновых элеваторов, вероятно, должны быть центральные пульты управления и распределительные щиты. В качестве огнетушащих средств можно использовать вещества в газообразном или жидком состоянии при условии, что они не поднимают пыли. Их преимущество в том, что газы способны относительно легко проникать в горящее вещество и могут быть использованы при тушении пожара в больших и закрытых помещениях.

76

Для обеспечения гарантии полного тушения пожара инертный газ необходимо подавать в течение длительного времени.

1.В автоматических системах пожаротушения с применением диоксида углерода имеется батарея баллонов или резервуар высокого давления, заполненный диоксидом углерода и соединенный с трубопроводом, к которому крепятся спринклерные головки. При превышении определенной температуры резервуар с диоксидом углерода автоматически открывается, и газ выходит через спринклерные головки. Вместимость баллонов рассчитывают исходя из объема защищаемого помещения и необходимого уменьшения концентрации кислорода. Необходимо обеспечить ускоренную или одновременную блокировку возможных вентиляционных отверстий защищаемого помещения.

2.Углекислотные огнетушители имеют прочный металлический корпус, заполненный жидким диоксидом углерода при очень высоком давлении. При выделении сжатого диоксида углерода вследствие сильного охлаждения он превращается в газ и затем частично в белоснежную пену. Такие огнетушители можно при менять, не опасаясь удара током, для тушения горящих проводников электрического тока и оборудования, находящегося под напряжением.

3.Все соли галогенов имеют большую огнетушащую способность, но при использовании в закрытых пространствах они иногда бывают опасными.

4.Автоматические порошковые установки имеют различное назначение и размеры, но в основном работают на одном принципе. Баллон, заполненный пожаротушащим химическим порошком под давлением, опорожняется посредством вытеснения газа (азота или диоксида углерода) через сопло.

16.7 Особые случаи Горящее и дымящееся зерно. Горение и дымление зерна в

горизонтальном складе, вертикальном силосе или трюме судна могут быть результатом: предыдущего пожара в системе транспортирования до хранилища, когда в хранилище поступает зерновая масса с некоторой долей уже горящего зерна, взрыва пыли или незамеченного повышения температуры зерна, которое способствует и приводит к самосогреванию из-за излишней влажности или зараженности насекомыми.

Хотя масса зерна воспламеняется не быстро, но, после того как она начнет гореть, потушить пожар бывает очень трудно.

77

Пожары в силосах иногда трудно обнаружить, если нет пламени на поверхности и не видно тлеющего огня. Если продукт только тлеет, то скорость горения очень низка, однако тепло выделяется. В некоторых случаях мало или нет дыма и даже отсутствует запах. Более того, тлеющее зерно требует только небольших количеств кислорода для поддержания огня, однако он может перейти при благоприятных условиях в сильное пламя и последующее распространение может быть быстрым.

При тушении небольших количеств горящего или тлеющего зерна в массе, на полу или открытом оборудовании необходимо избегать перемешивания зерна или зерновой пыли, что может создать облако пыли, и применять сопло, обеспечивающее распыление небольшого объема воды с незначительной скоростью.

Распыленную воду в форме тумана можно подавать даже на тлеющий продукт.

В зоне тлеющего продукта необходимо отключить оборудование. Не допускается в зоне тлеющего огня вентилирование, которое будет подавать воздух к массе горящего продукта и вызывать появление пламени. Удалять тлеющий продукт из оборудования следует вычерпыванием или перемещением лопатой.

Перемешивание тлеющего материала не допускается, поэтому сопла, распыливающие воду в виде тумана, должны быть сконструированы с возможностью переключения с закрытого положения на «водяной туман» и затем на «поток воды». Эта мера предотвращает необходимость переключения режима через «поток воды» на получение водяного тумана.

Тушение горящего или тлеющего зерна в закрытом хранилище состоит из введения инертного газа, который понижает концентрацию кислорода в пустотах в степени, достаточной для тушения горящего продукта. Для тушения огня можно использовать азот или диоксид углерода. Диоксид углерода (СО2) предпочтителен благодаря его положительному охлаждающему воздействию, низкой стоимости и наличию на рынке, а также тому, что он тяжелее воздуха. В связи с опасностью удушения необходимо принимать особые меры предосторожности.

Исходя из скважистости зерновой массы около 35% (межзерновое воздушное пространство), для заполнения закрытого контейнера с зерном необходимо около 1 кг диоксида углерода на 1 м3 объема контейнера. В выпускной воронке силоса должно быть предусмотрено место ввода диоксида углерода, подаваемого под давлением. Диоксид углерода всегда необходимо вводить в газообразной форме. При введении сжиженного диоксида углерода вокруг приемного отверстия силоса будет образовываться снежная «шуба», приводящая к закупорке или прекращению подачи диоксида углерода.

С целью обеспечения полного тушения пожара газ необходимо подавать длительное время. Для сохранения достаточной концентрации СО2 в верхней части зерновой массы некоторое количество газа необходимо вводить в течение нескольких часов после тушения пожара.

78

При выгрузке тлеющего продукта из силоса никогда не используйте существующую систему транспортирования. Если силос имеет наружную стену, то необходимо вырезать в стене силоса отверстие и дать возможность продукту медленно вытекать наружу. Когда это касается промежуточного силоса (звездочки), устанавливается временный закрытый винтовой конвейер от выходного отверстия выпускной воронки непосредственно наружу, и разгрузка силоса осуществляется в инертную атмосферу путем непрерывной подачи азота или диоксида углерода в конвейер или лучше всего в днище выпускной воронки вблизи выпускного отверстия. Каждый случай загорания зерна или его тления должен быть оценен на месте инженером по технике безопасности и специалистами пожарной охраны с целью определения надлежащего способа ликвидации такой ситуации.

Тушение пожара на электроустановках. Стандартной процедурой при тушении пожара на электроустановках является отключение напряжения, а затем применение рекомендованного огнетушащего средства. Для этой цели наиболее пригоден углекислотный огнетушитель, который одновременно охлаждает установку, не оставляет следов и не оказывает отрицательного воздействия на изоляцию и металлические части. Его можно использовать также и на необесточенных установках.

Порошковый огнетушитель также можно использовать на электрических цепях, находящихся под напряжением. Однако порошок оставляет следы и не охлаждает оборудование так эффективно, как это делает диоксид углерода. Некоторые химические вещества тушат огонь, но одновременно отрицательно влияют на изоляцию и металлические части. Другие очень вредны и их следует использовать только в хорошо проветриваемых помещениях. Водяные спринклеры и аппараты для тушения паром можно применять только после отключения напряжения в сети. Серьезным препятствием к их широкому использованию является время, которое потребуется для очистки и сушки электрооборудования перед тем, как его можно будет снова включить.

Независимо от типа применяемого огнетушащего средства все оборудование следует тщательно проверить и испытать после тушения пожара. Необходимо определить причину зажигания и принять соответствующие меры до включения оборудования.

79

17 Планирование и организация борьбы с авариями

17.1 Введение

Так как невозможно полностью устранить все источники зажигания или присутствие всех горючих веществ и облаков пыли, возможность пожара и взрыва остается реальной, и, следовательно, необходимо принимать специальные чрезвычайные меры. Планирование и организация борьбы с авариями - это системы и методы борьбы с пожарами после того, как они уже начались. К элементам такого планирования относятся: система предупредительной сигнализации и связи, способы отключения оборудования предприятия, организация местной пожарной команды, методы эффективной эвакуации и маршруты выхода, система эвакуации работающих из зданий и взаимосвязь с городскими отделами пожарной охраны и полиции.

В последующих разделах обсуждаются различные аспекты предупреждения, эвакуации и первоочередные меры организации борьбы с пожаром.

Во время аварии каждая секунда дорога, поэтому, помимо обучения персонала, здание и установки должны быть оборудованы таким образом, чтобы не терять ценное время. Любой проект должен включать обычные меры безопасности. Хотя идеальным временем установки всех необходимых средств безопасности является этап проектирования и сооружения нового предприятия, необходимо учитывать возможность монтажа их на существующих предприятиях.

17.2 Системы предупреждения и оповещения

Прежде всего все управляющие, операторы и служащие должны иметь полномочия на выключение всех систем элеватора в любое время, когда они сочтут, что положение небезопасное. Предприятие должно быть отключено на весь период устранения аварийной ситуации.

Системы предупреждения и сигнализации необходимы для того, чтобы сообщить управляющему элеватором, рабочим и служащим об угрожающих или имеющих место опасных ситуациях, а именно пожарах и взрывах. Тип системы предупреждения и сигнализации зависит от типа и размера предприятия, мест, в которых может работать персонал, и ожидаемого уровня шума в отдельных частях предприятия.

Сигнальные устройства, которые могут быть звуковыми или комбинацией звуковых и световых сигналов, необходимо размещать так, чтобы предупреждающий сигнал был слышен во всех точках внутри предприятия.

Включение предупредительных оповещений и сигналов лучше всего организовать поэтапно.

1. Предупреждение об угрожающем пожаре на его первом этапе следует реализовать автоматическим сигналом пожарной тревоги.

В момент включения звукового предупредительного сигнала должно

80