Для определения соответствия уровня пожарной безопасности производства нормативным требованиям, необходимо провести исследования пожарной опасности данного производства, определить мероприятия защиты с учетом совокупности всех факторов, влияющих на возникновение и развитие пожара.

Исследования пожарной опасности технологических процессов производств проводятся поэтапно:

• определение пожаровзрывоопасности веществ и материалов, обращающихся на данном производстве;

• исследование опасности возникновения пожара;

• исследование опасности ее распространения;

• определение возможности материального ущерба;

• исследование опасности для жизни людей.

Для удобства проведения данных исследований можно использовать следующую методику анализа пожарной опасности производства.

1. Изучение сущности технологического процесса (режима работы оборудования, параметров технологического процесса и т.д.).

2. Исследование физико-химических и пожаровзрывоопасных свойств веществ и материалов, обращающихся в технологическом процессе и их количества.

3. Анализ возможности образования горючей среды:

а) при нормальной работе технологического оборудования;

б) при повреждениях и авариях.

4. Оценка возможности возникновения в горючей среде источников зажигания.

5. Анализ условий и путей распространения начавшегося пожара.

6. Анализ причин, затрудняющих эвакуацию людей и материальных ценностей в случае пожара, а также его тушение.

Для качественного проведения анализа пожарной опасности необходимо знать, как работает технологическое оборудование, какое количество веществ загружается в аппараты и установки, какие давление и температура проведения процесса и т.д. Все это необходимо для определения возможных мест и причин возникновения пожароопасных ситуаций.

Например: На Харьковском велозаводе в цехе №6 применяется окраска в электрическом поле. Напряжение на электродах равняется 40000 В, давление подачи краски к краскопультам - 0,3 МПа. При окраске часть ЛКМ попадала в вентиляционные каналы и осаждалась на стенках трубопроводов, что привело к пожару вследствие трения ротора вентилятора об отходы ЛКМ в корпусе вентилятора.

Источником информации, по которому можно определить режим работы аппаратов, машин и параметры технологического процесса, является технологический регламент и технологическая схема производства.

Определение пожаровзрывоопасных свойств веществ и материалов

Каждый инспектор ГПН должен знать свойства веществ, которые применяются на закрепленном за ним объекте, и какие последствия могут быть при аварии.

Пожарную опасность веществ определяют следующие основные показатели пожарной опасности:

Образование горючей среды

На промышленных, сельскохозяйственных и других предприятиях хранятся и перерабатываются разные по своим физико-химическим и пожаровзрывоопасным свойствам жидкие, твердые и газообразные вещества. Например, жидкости могут находиться и в герметично закрытых, и в открытых емкостях, а газы, в том числе и сжиженные, - только в герметично закрытых аппаратах. Упругость паров жидкости над ее зеркалом в аппарате приближается или равняется давлению насыщенных паров при данной температуре, в то время как концентрация газов в аппаратах от температурного режима не зависит.

Твердые вещества и материалы в большинстве случаев хранятся и перерабатываются открыто, то есть без специальных укрытий и изоляции. В этих случаях, когда вещества способны к самовозгоранию в воздухе или процесс их обработки сопровождается образованием пыли и продуктов разложения, обработку твердых веществ осуществляют без доступа воздуха или в закрытых аппаратах с местной системой улавливания пыли. При этом условия образования опасных концентраций в аппаратах с пылью несколько отличается от условий в аппаратах с жидкостями и газами.

Опасные концентрации горючих веществ и материалов в технологических процессах производства могут образовываться как при нормальной эксплуатации технологического оборудования, так и при его повреждениях и разрушениях.

При нормальной работе оборудования опасность представляет образование горючей среды (смесь горючего вещества с окислителем в определенном соотношении) в средине аппаратов с горючими веществами.

В соответствии с ГОСТ 12.1.044-89 в технологическом оборудовании и производственных помещениях с наличием горючих газов и жидкостей горючая среда образуется при выполнении следующего условия:

 , (1)

где  - рабочая (действительная) концентрация газа или паров жидкости в аппарате, помещении,   или 0% об;

,   - соответственно нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени,  или 0% об (справочные данные).

Для технологического оборудования и производственных помещений с наличием горючей пыли условие пожаровзрывоопасности имеет следующий вид:

 (2)

где   - рабочая (действительная) концентрация пыли во взвешенном и осевшем состоянии в аппарате или в помещении,  ;

 - нижний концентрационный предел распространения пламени,   (справочные данные).

Таким образом, оценку возможности образования горючей среды в технологическом оборудовании можно произвести из выше приведенных условий, определив при этом действительную рабочую концентрацию горючих веществ в аппаратах или производственных помещениях.

Рабочая концентрация горючего газа в технологическом оборудовании определяется расчетом или экспериментально, а также исходя из данных технологического регламента. При этом необходимо учитывать, что нормальные работающие аппараты с газами чаще всего связаны с избыточным давлением, т.е. полностью заполнены, следовательно, рабочая концентрация газа в них составляет 100%.

В отличие от аппарата с газами, аппараты с горючими и легковоспламеняющимися жидкостями в целях безопасности никогда не заполняются полностью. Это связано со свойствами жидкостей испаряться в зависимости от температуры. В связи с этим аппараты, резервуары, емкости с горючими жидкостями над зеркалом жидкости имеют определенное свободное пространство, которое постепенно насыщается парами горючей жидкости при ее испарении. При наличии в этом пространстве воздуха пары жидкости смешиваются с ним и могут образовываться взрывоопасные смеси. При повышении температуры концентрация паров жидкости в свободном пространстве увеличивается и равномерно распределяется по высоте аппарата. При длительном хранении горючих жидкостей концентрация ее паров над зеркалом жидкости становится насыщенной, то есть 

Оценить возможность образования горючей среды в аппаратах с горючими жидкостями можно из условия (1).

Концентрация насыщенных паров жидкости  определяется величиной давления насыщенных паров   и рабочего давления  в объме паровоздушного пространства аппарата:

, (3)

Давление насыщенных паров жидкости зависит от ее температуры и определяется по уравнению Антуана:

, (4)

где   - давление насыщенных паров при рабочей температуре жидкости, Па;

- рабочая температура жидкости,  ;

 - константы Антуана, зависящие от свойств жидкости, справочные данные.

Таким образом, условиями образования горючей среды в технологическом оборудовании с горючими и легковоспламеняющимися жидкостями являются:

- наличие свободного пространства в аппарате;

- наличие окислителя;

- выполнение условия пожаровзрывоопасности (1).

В аппаратах с горючими газами горючая среда образуется, если выполняются следующие условия:

- наличие окислителя;

- выполнение условия пожаровзрывоопасности (1).

В технологическом оборудовании с горючими пылями пожаровзрывоопасной будет среда при:

- наличии окислителя;

- выполнении условия пожаровзрывоопасности (2).

Основными причинами образования горючей среды внутри и вне технологического оборудования есть: разгерметизация и разрушение аппаратов, нарушение безопасных режимов ведения технологических процессов, а также применение незавершенных технологических процессов (открытая обработка и транспортирование веществ и материалов и т.п.).

Пример: г. Сумгаит, ПО „Оргсинтез”, 1998 г. Во время слива сжиженного газа с шаровых емкостей - 600 куб.м - произошел взрыв. Взрывной волной был переброшен соседний резервуар. С пробитого осколками корпуса мощной струей било пламя. Еще 8 резервуаров были охвачены пламенем, горела сливо-наливная эстакада. Площадь пожара составляла 6000 кв.м. Непосредственной причиной взрыва и пожара стало нарушение технологии хранения бутадиена. От длительного хранения продукта на днище емкости образовался пласт перекисных соединений и началась неуправляемая реакция полимеризации с повышением температуры и давления, что и привело к взрыву.

Наибольшую опасность для производства представляют повреждения и аварии технологического оборудования, в результате которых значительное количество горючих веществ выходит наружу и приводит к опасным накоплениям горючих паров, пылей и газов в помещениях. Аварии при этом сопровождаются высокой загазованностью помещений, территорий, разливом жидкостей на большие площади.

Последствия повреждений или аварий будут зависеть от размеров аварии, а также от пожаровзрывоопасных свойств веществ, выходящих наружу из аппаратов, а также от их температуры и давления.

Источники зажигания

Источники зажигания, которые встречаются в условиях производства, очень разнообразные по причинам их возникновения, происхождения, а также по своим параметрам.

Чтобы обнаружить возможность появления в ГС источников зажигания и оценить, насколько предусмотренные мероприятия защиты предотвращают их появлене, необходимо рассмотреть все виды потенциальных источников зажигания.

Источники зажигания условно классифицируются:

• открытый огонь и раскаленные продукты горения;

• тепловые проявления химических реакций;

• тепловые проявления механической энергии;

• тепловые проявления электрической энергии.

Технологический процесс иногда ведут с использованием установок, где применяется открытое пламя для обработки металлов и других веществ, а также происходит утилизация отходов или сушка разных веществ с применением в качестве теплоносителей продуктов сгорания.

Раскаленные продукты горения, образующиеся в топках печей, котлов, ДВС и других агрегатов имеют температуру больше 1000°С, которой достаточно для зажигания практически любой среды (горючей пыли, волокнистых материалов, газо-паровоздушной смеси).

К тепловым проявлениям химических реакций относятся все химические реакции, которые протекают с выделением тепла в количестве, достаточном для нагрева применяемых веществ и материалов до температуры самовоспламенения.

К тепловым проявлениям механической энергии относятся искры, образующиеся при трении и ударах, а также тепло, выделяющееся при сжатии газов.

К тепловым проявлениям электрической энергии относятся искры КЗ, нагрев в местах больших переходных сопротивлений и при перегрузках, разряды атмосферного и статического электричества и другие.

Пример: В результате попадания дождевой воды в помещение склада шелкового комбината произошла химическая реакция натрия, который хранился в 55 барабанах гидросульфата (окислитель для отбеливания тканей). Вследствие химической реакции была загазована территория комбината и создалась угроза распространения отравляющего облака на близлежащий жилой массив. От влияния тепла, которое выделилось при этом, через 2 часа в складе возник пожар. Была организованна эвакуация людей с 2 жилых домов. Горение на составе было ликвидировано с помощью огнетушащего порошка.

Условия и пути распространения пожара

Развитие пожара может происходить при наличии соответствующих условий. К ним относятся: наличие в производственных помещениях запасов горючих веществ и материалов, наличие горючих конструкций, зданий и элементов технологического оборудования, позднее обнаружение пожара и несвоевременное сообщение о нем, отсутствие или неисправность первичных и стационарных систем пожаротушения, неквалифицированные действия при тушении пожара.

Быстрому распространению пожара будет оказывать содействие: наличие технологических отверстий в противопожарных препятствиях, применение транспортных систем в виде конвейеров, норий, самоточних труб, пневмотранспорта, отсутствие огнезадерживающих устройств, работающая вентиляция.

Причины, затрудняющие эвакуацию людей, материальных ценностей и тушение пожара

Исследование опасности для жизни людей заключается в том, чтобы с учетом размещения, количества и служебных функций людей установить опасные факторы пожара, влияющие на человека, оценить возможность выхода людей из опасной зоны или оценить возможность защиты людей от действия опасных факторов пожара на рабочих местах. К основным мероприятиям защиты относятся выбор и требования к своевременной эвакуации людей при пожаре.

Вывод: Таким образом, методика анализа пожарной опасности технологических процессов производства позволяет всецело оценить уровень пожарной опасности технологических процессов, сто даст возможность учесть все требования к выбору системы защиты.