МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Дисциплина Охрана труда

На тему: Основы пожаро- и взрывобезопасности

Выполнил Ю.С. Повраков

Проверил Т.Н. Коваленко

Введение

Основы пожаро- и взрывобезопасности, общие сведения

Взрывозащищенное электрооборудование

Заключение

Список литературы

Введение

Пожаро - и взрывобезопасность - это состояния производственного объекта, при котором исключается возможность пожара или взрыва, в случае их возникновения, предотвращается воздействие на людей, вызываемых ими опасных и вредных факторов, и обеспечивается состояние материальных ценностей.

Пожаро- и взрывобезопасность обеспечивается мерами пожаро- и взрывозащиты, пожаро- и взрывопредупреждения, организационными и техническими мероприятиями. Все мероприятия по пожаро- и взрывобезопасности базируется на знании свойств веществ и механизме возникновения и развития процесса горения и взрыва.

Основными параметрами, характеризующими взрывоопасность среды, являются: температура вспышки и самовоспламенения; нормальная скорость распространения пламени; минимальное взрывоопасное содержание кислорода /окислителя/; минимальная энергия зажигания; склонность взрыву и детонации; чувствительность к механическому воздействию /удару и трению/.

Опасность взрыва определяется: давлением на фронте ударной волны; максимальным давлением взрыва; средней и максимальной скорости нарастания давления при взрыве; дробящим и фугасным действием взрывоопасной среды.

Следствием взрыва являются опасные и вредные факторы в виде ударной волны, пламени и пожара, разрушения оборудования, коммуникаций, конструкций зданий и сооружений, разлета осколков, выхода вредных продуктов из аппаратов.

Взрывоопасной средой являются - смеси газов, паров и пылей с воздухом и другими окислителями, взрывчатые вещества.

В качестве источника инициирования могут быть горящие или накаленные тела, электрические разряды, тепловые проявления химических реакций и механических воздействий, искры от улара и трения, ударные волны, солнечная радиация, электромагнитные и другие излучения.

Предотвращение взрывоопасной среды в помещениях и технологических аппаратах достигается: контролем состава воздушной среды; герметичностью оборудования; отводов взрывоопасной среды с помощью вентиляции, поддержанием состава среды вне области воспламенения, применением ингибирующих и флегматизирующих добавок.

Исключение источника инициирования взрыва обеспечивается: регламентацией огневых работ; ограничением нагрева оборудования до температуры, не выше критической.

взрывобезопасность пожар электрооборудование

Основы пожаро- и взрывобезопасности

Для предотвращения пожара и взрыва от тепловых источников электрического происхождения во взрывоопасных зонах помещений необходимо применить электрооборудование во взрывозащищенном исполнении. Взрывозащищенным является электрооборудование, в котором предусмотрены конструктивные меры по устранению или затруднению возможности воспламенения окружающей его взрывоопасной среды при эксплуатации этого оборудования.

Для предупреждения пожаров и аварий от коротких замыканий, перегрузок, больших переходных сопротивлений и других причин необходим правильный выбор, монтаж и соблюдение установленного режима эксплуатации электрических сетей и электрооборудования (машин, аппаратов, устройств).

В соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ) помещения и наружные установки в зависимости от способности к образованию взрывоопасных смесей или возгоранию находящихся в них материалов и веществ делятся на взрыво- и пожароопасные.

Взрывоопасные зоны. Помещение или пространство в помещении либо вокруг наружной установки, в котором имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси, является взрывоопасной зоной.

Все помещение будет взрывоопасной зоной, если взрывоопасные парогазовоздушные или пылевоздушные смеси при воспламенении могут развивать расчетное избыточное давление, превышающее 5 кПа. Если взрывоопасная смесь при воспламенении развивает расчетное избыточное давление менее 5 кПа, то взрывоопасной считается зона в помещении в пределах до 5 м по горизонтали и вертикали от технологического оборудования, у которого возможно выделение горючих газов, паров, жидкостей и пыли. Помещение за пределами взрывоопасной зоны следует считать невзрывоопасным, если нет других факторов, создающих в нем взрывоопасность.

Зоны класса В - I располагаются в помещениях, где выделяются горючие газы или пары легковоспламеняющихся жидкостей в таком количестве, что могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы, например, при загрузке или разгрузке технологических аппаратов, хранении или переливании ЛВЖ, находящихся в открытых емкостях.

Зоны класса В - Iа располагаются в помещениях, где при нормальной эксплуатации взрывоопасных горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а их образования возможны только в результате аварий или неисправностей (нефтяные, газонасосные, компрессорные, цехи нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств).

Зоны класса В - Iб располагаются в помещениях, где как и в предыдущем случае, при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможно их образование только в результате аварий или неисправностей. Эти зоны отличаются одной из следующих особенностей:

горючие газы в них обладают высоким нижним концентрационным пределом воспламенения (15 % и более);

резким запахом (например, аммиачные компрессорные);

горючие газы и пары имеются в небольших количествах, недостаточных для создания взрывоопасной смеси, при воспламенении которой может развиться избыточное давление не более 5 кПа и в которых работы с ГГ и ЛВЖ производятся без применения открытого огня (помещения зарядки аккумуляторных батарей, лаборатории и др.).

Зоны класса В - Iг - это пространства у наружных технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ, у наземных и подземных резервуаров с ЛВЖ или горючими газами, у эстакад для слива и налива ЛВЖ, у открытых нефтеловушек, прудов-отстойников и др.

Для наружных взрывоопасных установок взрывоопасная зона класса В-Iг считается в следующих максимальных пределах по горизонтали и вертикали:

5 м - от проемов за наружными ограждающими конструкциями помещений с взрывоопасными зонами классов В - I, В - Iа, В - II;

м - от устройства для выброса из предохранительных и дыхательных клапанов аппаратов с ГЖ или ЛВЖ;

м - от резервуаров с ЛВЖ и ГГ (газгольдеров) при наличии обвалования - в пределах всей площади внутри обвалования;

м - от места открытого слива и налива для эстакад с открытым сливом и наливом ЛВЖ.

Зоны класса В - II располагаются в помещениях, где выделяются горючие пыли и волокна в таком количестве, что способны образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы.

Зоны класса В - IIа располагаются в помещениях, где взрывоопасные концентрации пыли с воздухом могут образоваться только в результате аварии или неисправности.

Класс зоны помещения смежного с взрывоопасной зоной другого помещения определяется по таблице приведенной ниже

Класс взрывоопасной зоныКласс зоны помещения, смежного с взрывоопасной зоной другого помещения и отдельного от неестеной с дверьюстеной без проемов или проемами, оборудованными тамбурами-шлюзамиВ - IВ - IаНевзрыво- и непожароопаснаяВ - IаВ - Iб- " -В - IбНевзрыво- и непожароопасная- " -В - IIВ - IIа- " -В - IIаНевзрыво- и непожароопасная- " -

Пожароопасная зона - пространство внутри или вне помещения, в пределах которого постоянно или периодически образуются горючие вещества.

Зоны класса П - I располагаются в помещениях, где образуются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61 оС.

Зоны класса П - II располагаются в помещениях, где выделяется горючая пыль или волокна с нижним концентрационным пределом воспламенения более 65 г/м3.

Зоны класса П - IIа располагаются в помещениях, где обращаются твердые горючие вещества.

Зоны класса П - III располагаются вне помещений, в них обращаются ГЖ с температурой вспышки выше 61оС или твердые горючие вещества.

В помещениях и наружных установках зоны, в которых твердые и газообразные вещества сжигаются в качестве топлива или утилизируются путем сжигания, не относятся в части их электрооборудования к пожароопасным.

Взрывозащищенное электрооборудование

Взрывозащищенное электрооборудование подразделяется по уровням и видам взрывозащиты, а также по группам и температурным классам.

По уровню взрывозащиты электрооборудование бывает повышенной надежности против взрыва, взрывобезопасное и особовзрывоопасное.

В электрооборудовании повышенной надежности против взрыва защита обеспечивается только при нормальном режиме работы (знак уровня-2). Во взрывобезопасном электрооборудовании - как при нормальном режиме работы, так и при повреждениях, определяемых условиями эксплуатации, кроме поврежденных средств взрывозащиты (знак уровня - 1). В особовзрывобезопасном электрооборудовании приняты дополнительные (по отношению к взрывоопасному электрооборудованию) средства взрывозащиты (знак уровня - 0).

Виды взрывозащиты электрооборудования следующие: взрывонепроницаемая оболочка - d; заполнение или продувка оболочки при избыточном давлении защитным газом - p; искробезопасная цепь - i; кварцевое заполнение оболочки с токоведущими частями - q; масляное заполнение оболочки с токоведущими частями - о; специальная взрывозащита - s; защита вида "е".

Группа взрывозащищенного оборудования определяется областью его применения;- рудничное, предназначенное для шахт и рудников;- для внутренней и наружной установки (кроме рудничного). II - группа делится на подгруппы IIА, IIВ и IIС, которые соответствуют категории взрывоопасных смесей.

Заключение

Перед началом работы на предприятии необходимо получить противопожарный инструктаж, а в помещениях и на работах с повышенной пожароопасностью пройти пожарно - технический минимум.

Пользоваться исправными выключателями, розетками, вилками, патронами и другой электроарматурой. Не оставлять без присмотра включенное оборудование и электроприборы, отключать электрическое освещение (кроме аварийного) по окончании работы.

При использовании в работе горючих и легковоспламеняющихся веществ убирать их в безопасное в пожарном отношении место. Не оставлять использованный обтирочный материал в помещении по окончании работы.

Список литературы

1) Пожарная тактика. Учеб. Для пожарно-техн. училищ / Я.С. Повзик, П.П.

Клюс, А.М. Матвейкин.

) Безопасность жизнедеятельности. Учебник под ред. 3.Л. Арустамова.

) Васильев В.Я., Семенов Л.И. Взрывобезопасность на предприятиях по хранению и переработке зерна.

) Клубань В.С., Петров А. П., Рябиков В.С. Пожарная безопасность предприятий промышленности и агропромышленного комплекса.

Физико-химические основы процессов горения (взрывов). Горение – сложное быстропротекающее химическое превращение, сопровождающееся выделением значительного количества тепла и (обычно) свечением. В большинстве случаев горение представляет собой экзотермическое окислительное взаимодействие горючего вещества с окислителем. К горению относят не только процессы взаимодействия веществ с кислородом (или другими окислителями), но и разложение взрывчатых веществ, соединение ряда веществ с хлором и фтором, оксидов натрия и бария с диоксидом углерода и т. д. Химическая реакция горения всегда является сложной, т. е. состоит из ряда элементарных химических превращений. Химическое превращение при горении происходит одновременно с физическими процессами: переносом тепла и массы. Поэтому скорость горения всегда определяется как условиями тепло- и массопередачи, так и скоростью протекания химических реакций.

Условия возникновения и виды горения. Всё разнообразие процессов горения может быть сведено к двум основным явлениям: возникновению и распространению пламени. Появлению пламени всегда предшествует процесс прогрессирующего самоускорения реакции, вызванный изменением внешних условий: появлением в горячей среде источника зажигания, нагревом смеси горючего с окислителем до некоторой критической температуры стенками аппарата или в результате адиабатического сжатия. Зажигание горючей смеси инициируется внешним источником зажигания (электрической или фрикционной искрой, высоко нагретой поверхностью, открытым пламенем).

Если ограничиться рассмотрением зажигания газов искрой, то процесс может быть представлен в следующем виде: температура в канале электрической искры достигает 10 000 °С. В этой зоне происходит термическая диссоциация и ионизация молекул, что приводит к интенсивному протеканию химических реакций. Однако, вызвав горение в зоне разряда, искра может не вызвать дальнейшего распространения пламени по смеси. Горючую смесь может зажечь только такая искра, в канале которой выделяется энергия, достаточная для обеспечения условий распространения пламени на весь объём смеси. Для этого надо, чтобы близлежащие слои горючей смеси успели воспламениться, прежде чем нагретый искрой объём остынет. При горении химически неоднородных горючих систем, т. е. систем, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны и имеют поверхности раздела (твёрдые материалы и жидкости, струи газов и паров, поступающие в воздух), время диффузии окислителя к горючему веществу несоизмеримо больше времени, необходимого для протекания химической реакции. В этом случае процесс протекает в диффузионной области. Такое горение называют диффузионным . Все пожары представляют собой диффузионное горение. Если же время физической стадии процесса оказывается несоизмеримо меньше времени, необходимого для протекания химической реакции, то можно принять, что время сгорания химически неоднородной системы примерно равно времени протекания самой химической реакции. Скорость процесса практически определяется только скоростью химической реакции. Такое горение называют кинетическим , например, горение химически однородных горючих систем, в которых молекулы окислителя хорошо перемешаны с молекулами горючего вещества и не затрачивается время на смесеобразование (гомогенное горение). Поскольку скорость химической реакции при высокой температуре велика, горение таких смесей происходит мгновенно, в виде взрыва. Если продолжительность химической реакции и физическая стадия процесса горения соизмеримы, то горение протекает в промежуточной области, в которой на скорость горения влияют как химические, так и физические факторы. Пространство, в котором сгорают пары и газы, называется пламенем , или факелом. В случае когда горит заранее не подготовленная смесь паров или газов с воздухом, пламя называют диффузионным . Если такая смесь образуется в пламени в процессе горения, – пламя кинетическое. В условиях пожара газы, жидкости и твёрдые вещества горят диффузионным пламенем. Наиболее характерным свойством возникновения очага пламени является его способность к самопроизвольному распространению по горючей смеси. В понятие распространение пламени объединены разнообразные явления, сопровождающиеся образованием дефлаграционных (распространяющихся с дозвуковой скоростью) и детонационных (распространяющихся со сверхзвуковой скоростью) пламён. Дефлаграционные пламёна, в свою очередь, подразделяются на ламинарные и турбулентные. Для объяснения процессов, приводящих к возникновению горения и развитию процессов горения, предложены так называемые тепловая и цепная теории.

Тепловой взрыв. Под тепловым взрывом (или тепловым самовоспламенением) понимают процесс развития химических реакций, протекающих с достаточно большим выделением тепла, характеризующихся достаточно высокой энергией активации и заканчивающихся появлением пламени. Основной идеей тепловой теории является представление о наличии обратной связи между химической реакцией и выделяемым ею теплом. В ходе протекания экзотермического превращения выделяется тепло, пропорциональное скорости реакции, и вещество разогревается. При этом, в зависимости от интенсивности химической реакции и условий теплообмена с внешней средой, возможны следующие варианты развития процесса:

· если реакция идёт достаточно медленно и, значит, скорость тепловыделения невелика, стенки реакционного сосуда успевают выделяющееся тепло отводить в окружающую среду. В результате этого при некоторой температуре, лишь немного превышающей температуру окружающей среды, устанавливается тепловое равновесие между реагирующей системой и внешней средой;

· если начальная температура реагирующей системы достаточно высока и выделяющееся тепло не успевает отводиться во внешнюю среду, наблюдается процесс быстрого повышения температуры реагирующей системы, заканчивающийся появлением пламени. Этот процесс мы воспринимаем как самовоспламенение или взрыв. Тепловой взрыв возникает тем легче, чем выше скорость тепловыделения и больше температура сгорания. Анализ экспериментальных данных свидетельствует о том, что в одних случаях самовоспламенение носит тепловой характер, а в других – цепной.

Цепной взрыв представляет собой разновидность автокаталитических реакций. Характерной особенностью цепного самовоспламенения является его автокатализ не конечными продуктами реакции (СО 2 и Н 2 О), а образующимися в результате промежуточных химических превращений свободными радикалами. К самовоспламенению и взрыву даже в изотермических условиях могут приводить разветвлённые цепные реакции. Отличие разветвлённых цепных реакций от других типов автокаталитических процессов заключается в периодическом возникновении реакций, в которых вместо одного активного атома или радикала возникает два или несколько новых.

Показатели пожаровзрывоопасности веществ и материалов. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов – совокупность свойств, характеризующих их способность к возникновению и распространению горения. Следствием горения может быть пожар или взрыв. Всего показателей пожаровзрывоопасности более двадцати. Но нам будет достаточно рассмотреть наиболее часто применяющиеся (см. ГОСТ 12.1.044–89 «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов»).

Группа горючести – классификационная характеристика способности веществ и материалов к горению. По горючести вещества и материалы подразделяются на три группы:

· негорючие (несгораемые) – вещества (материалы), не способные к горению. 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 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. Горючие жидкости с температурой вспышки не более 61 °С, зафлегматизированные смеси, не имеющие вспышки, относятся к легковоспламеняющимся (ЛВЖ). Особо опасными называют ЛВЖ с температурой вспышки не более 28 °С.

Температура вспышки – наименьшая температура конденсированного вещества, при которой над её поверхностью образуются пары, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания; устойчивое горение при этом не возникает. Значение температуры вспышки применяется при характеристике пожарной опасности жидкости. Температура вспышки жидкостей, принадлежащих к одному и тому же классу, закономерно зависит от физических свойств членов гомологического ряда. Она повышается с увеличением молекулярной массы, температуры кипения и плотности. Так, метиловый спирт имеет М=32 и t всп. =8 °С, а последний член ряда, Н-амиловый спирт, – t всп =40 °С.

Температура воспламенения – наименьшая температура вещества, при которой 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.

Нижние (верхние) концентрационные пределы распространения пламени (НКПРП и ВКПРП) – минимальное (максимальное) содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при которой возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания. Невозможность воспламенения горючей смеси при концентрации ниже НКПРП объясняется малым количеством горючего вещества и избытком воздуха. Смесь, имеющая небольшое количество горючего и избыток воздуха, характеризуется минимальной скоростью распространения пламени, низкой температурой горения (до 1 300 °С) и небольшим давлением взрыва (~0,3 МПа). При концентрации горючего в смеси выше НКПРП горение проходит с большой скоростью, давление при взрыве повышается. Верхний концентрационный предел распространения пламени (ВКПРП) характеризуется избытком горючего и малым количеством воздуха. Концентрационная область распространения пламени различных газо- и паровоздушных смесей неодинакова. Наибольшую область имеют оксид этилена, водород, а наименьшую – пропан, бутан. Чем ниже НКПРП и больше концентрационная область распространения пламени, тем большую пожарную опасность они представляют. Зная область распространения пламени в процессе применения и хранения газов и горючих жидкостей, можно поддерживать такой режим, при котором концентрации горючего будут выше верхнего или ниже нижнего КП. Концентрационная область сильно зависит от температур и давлений в аппаратах и хранилищах. Поскольку НКПРП большинства горючих газов сравнительно невелик, переработка таких газов при концентрациях, меньших НКПРП, малоэффективна. Для взрывоопасных смесей с ВКПРП до 15…30 % об. целесообразно переобогащение смеси горючим и поддержание такой концентрации на заданном уровне в течение всего цикла технологического процесса. Например, для смесей углеводородов от метана до гексана с кислородом при нормальных условиях ВКПРП составляет 61…40 % об, для смесей с воздухом максимальное взрывоопасное содержание горючего составляет 15…7 % об.

Для газовых смесей заметное изменение области воспламенения наблюдается при пониженном давлении; при этом происходит её сокращение вплоть до смыкания нижней и верхней границ области воспламенения. Ниже этого давления воспламенение смеси любого состава невозможно. При повышении температуры на каждые 100 °С НКПРП снижается на 10 % от первоначальной величины, ВКПРП увеличивается на 15 %. В тех случаях, когда по технологическим (или экономическим) причинам процесс нужно вести при такой концентрации горючего газа с воздухом, которая находится в области распространения пламени, в смесь вводят флегматизаторы, в присутствии которых смесь становится негорючей. В качестве инертных флегматизаторов применяют азот, аргон, диоксид углерода, водяной пар, продукты сгорания топлива (Н 2 О, СО 2 , N 2).

Минимальное взрывоопасное содержание кислорода при флегматизации и ингибировании газовых смесей (МВСК) – это такая концентрация кислорода в газо- или паровоздушной смеси, ниже которой воспламенение и горение смеси становится невозможными при любом содержании горючего в этой смеси.

Мощность источника и минимальная энергия зажигания . С изменением мощности источника зажигания может изменяться область воспламенения. Особенно это характерно для диэлектрических разрядов. Так, увеличение мощности искры приводит к расширению пределов воспламенения горючей смеси, причём наиболее сильно увеличивается ВКПРП. Однако расширение области воспламенения происходит до определённого предела. Искры, которые не вызывают дальнейшего расширения области воспламенения, называются насыщенными . Допустимая энергия искрового разряда не должна превышать 40 % минимальной энергии зажигания.

Минимальной энергией зажигания называется наименьшее значение энергии электрического разряда, способное воспламенить наиболее легковоспламеняющуюся смесь газа (пара или пыли) с воздухом.

Температурные пределы распространения пламени (воспламенения) – такие температуры вещества, при которых его насыщенный пар образует в окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему (НТПРП) и верхнему (ВТПРП) концентрационным пределам распространения пламени. Для обеспечения безопасности технологический процесс проводят при температуре ниже НТПРП на 10 °С или выше ВТПРП на 15 °С. На температурные пределы распространения пламени оказывает влияние начальное давление: уменьшение начального давления по сравнению с атмосферным приводит к снижению этого показателя, повышение – к увеличению.

Защита ТП и оборудования от аварий и взрывов

Действующей системой стандартов безопасности труда установлено, что производственные процессы и производственное оборудование должны быть пожаро- и взрывобезопасными (ГОСТ12.3.0002–75, ГОСТ 12.2.003–74). Стандарты предусматривают систему контроля и управления технологическим процессом, обеспечивающую защиту работающих и аварийное отключение производственного оборудования. В комплекс пожаровзрывозащиты должен входить ряд вариантов защиты, связанных с исключением из процесса горючей (взрывоопасной) системы или возможных источников зажигания, а также с использованием способов ограничения и подавления взрывов. Следует учитывать, что мероприятия по защите от взрывов лучше всего осуществляются в оборудовании наименьшего объёма.

Распространённым способом снижения вероятности взрыва является установление безопасного технологического регламента, когда даже при резких возмущениях процесса его «опасные» параметры (температура, давление) не могут приблизиться к границе устойчивости. Снижение скорости протекания процесса достигается уменьшением скорости подачи исходных компонентов, варьированием температурного режима и применением специальных разбавителей.

Осуществление технологического процесса в среде инертного разбавителя (N 2 , CO 2 , H 2 O) позволяет снизить вероятность взрыва смеси, однако добавки инертного компонента (70…110 % об. от горючей смеси) затрудняют отделение от них конечного продукта, требуют использования дополнительного технологического оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры. Инертные разбавители целесообразно использовать также на некоторых стадиях технологического процесса.

Значительное сужение концентрационных пределов воспламенения и подавление взрывов достигается при комбинированном действии химических ингибиторов (фторбромсодержащих углеводородов) с диоксидом углерода, азота, диэтиламином.

Предотвратить взрыв можно регулированием и поддержанием такого состава смеси, при котором содержание горючего компонента находится вне концентрационных пределов воспламенения. Поскольку НКПРП большинства горючих газов, используемых при получении полимеров, сравнительно невелик, переработка таких газов при концентрациях, меньших НКПРП, малоэффективна. Для взрывоопасных смесей с верхним концентрационным пределом воспламенения до 15…30 % целесообразно переобогащение смеси горючим и поддержание такой концентрации на заданном уровне в течение всего технологического цикла. Однако если процесс осуществляется в вакууме, то в случае нарушения герметичности аппарата возможны подсос воздуха и образование взрывоопасных концентраций и, как следствие, взрыв и разрушение технологического оборудования.

Технологическим способом снижения опасности является также перевод периодического или полунепрерывного технологического процесса в непрерывный. Вследствие уменьшения объёма реактора непрерывного действия, по сравнению с объёмом реактора периодического действия, при той же производительности снижается общий объём реакционной массы, находящейся в цехе. Тем самым облегчаются возможные последствия аварии, однако вероятность возникновения самой аварии и взрыва не уменьшается. Технологический режим (t , p ) при непрерывном процессе поддерживается постоянным, что существенно облегчает автоматизацию технологического процесса и снижает его опасность.

Для производств, связанных с применением мелкодисперсных материалов (пылей), одной из задач является снижение летучести пыли. Для этого пыль увлажняют в местах её образования или в местах, где возможно увеличение содержания пыли в воздухе. Увлажнение проводят до такого состояния пыли, при котором не образуется аэрозоль. Замена пылесборников скрубберами с увлажнением помогает решить эту задачу. Для улучшения смачивания к воде добавляют ПАВ.

Достаточно эффективными мерами, обеспечивающими безопасность процесса, являются своевременное удаление скоплений пыли, обеспечение надёжной герметизации соответствующего оборудования, применение вакуумного транспортирования пылевидных материалов, снижающего содержание кислорода в горючей смеси, взамен транспортирования под давлением воздуха. Для уменьшения опасности взрыва очень часто оборудование для опасных операций или выносят на открытый воздух, или размещают в небольших обособленных зданиях. Одним из важных мероприятий по предотвращению действия давления взрыва в системе является сброс давления через вышибаемые проёмы, к которым относятся остеклённые части здания, двери, распашные ворота, легкопанельные стены, лёгкие сбрасываемые крыши.

Ограничение и подавление взрывов. Механизм ограничения и подавления взрывов, как и в случаях тушения пожаров, основан на охлаждении, инертизации и ингибировании горения. Устройство, служащее для подавления взрыва, включает в себя три основных элемента:

· чувствительный датчик, реагирующий на определённый параметр взрыва (давление, температуру, тепловую радиацию);

· исполнительный механизм, который под влиянием начального импульса обеспечивает срабатывание устройства и диспергирование вещества, тушащего пламя. Скорость срабатывания устройства должна быть больше максимальной скорости нарастания давления взрыва;

· тушащее средство.

Период между моментами воспламенения и достижения разрушающего давления составляет примерно 30¸40 мс, поэтому автоматическая блокировка с тушащим средством должна срабатывать в течение более короткого времени. Широкое применение в химической промышленности нашли автоматические системы взрывозащиты, которые подразделяются на системы предупреждения, локализации и подавления взрывов.

Системы предупреждения аварий и взрывов могут быть двух видов:

· основные защитные воздействия первого вида, возвращающие процесс в режим нормального функционирования: подача «жёсткого» хладагента – она применяется в случае, когда развитие аварийной ситуации приводит к нарушению температурного режима, а резкое охлаждение не вызывает полного прекращения процесса; прекращение подачи одного или нескольких компонентов, когда причиной возникновения аварийной ситуации является нарушение расхода или соотношения исходных компонентов или когда нарушается температурный режим в сторону увеличения опасности; стравливание избыточного давления из аппарата – применяется, когда предаварийное состояние характеризуется повышением давления; подключение дополнительного технологического оборудования, например через ловушку, когда защитные воздействия первого вида приводят к временному замедлению процесса;

· прекращение процесса – осуществляется защитными воздействиями второго вида: сброс реакционной массы в специальную ёмкость, заполненную разбавителем; подача в реактор разбавителя, резко затормаживающего процесс и делающего невозможным дальнейшее использование реакционной массы; подача «жёсткого» хладагента, если последовавшее за этим снижение температуры вызывает такие необратимые реакции, которые приводят к невозможности дальнейшего использования реакционной массы.

Системы локализации взрывов. Системы приводятся в действие при возникновении загораний и угрозе разрушения технологического оборудования и здания от избыточного давления. Принцип действия систем локализации заключается в обнаружении аварийного состояния датчиком – преобразователем, подаче исполнительной команды на срабатывание устройства разгерметизации, инертизации и пожаротушения. После срабатывания устройств разгерметизации (предохранительной мембраны) в очаг возгорания подаётся флегматизирующий инертный разбавитель или (через насадки – распылители) огнетушащее вещество для ликвидации или локализации загорания.

Чтобы предотвратить распространение пламени на смежные аппараты, применяют устройства блокирования – огнепреградители различных типов и пламеотсекатели. По способу устройства огнепреградители могут быть сухими, орошаемыми, с водяным статическим затвором. По конструкции они делаются с насадкой из гранулированных материалов, пластинчатые, сетчатые, металлокерамические или металловолокнистые. Огнепреградители используют также для оборудования «дыхательных», продувочных и сбросных линий аппаратов и ёмкостей с ЛВЖ, газопаровоздушных линий со взрывоопасными концентрациями смесей, коммуникаций с газами, способными к взрывному разложению. Пламегасящий эффект огнепреградителей определяется в основном диаметром пламегасящих каналов, поскольку длина и материал стенок этих каналов мало влияют на теплоотвод из зоны горения. При уменьшении диаметра пламегасящего канала увеличивается его поверхность на единицу массы реагирующей смеси, вследствие этого возрастают потери тепла из зоны горения. При критическом диаметре скорость реакции горения резко уменьшается, так что дальнейшее распространение пламени полностью прекращается.

Для локализации пламени в трубопроводах, транспортирующих различные горючие вещества (газы, пыли), применяют форсуночные пламепреградители. Принцип их действия заключается в создании огнетушащей зоны впереди движущегося фронта пламени специальными устройствами, которые обеспечивают высокоскоростную подачу жидкого или газообразного огнепреградителя в полость защищаемого трубопровода.

В качестве пламеотсекателей, предотвращающих распространение огня по газопроводу, используют изолирующие клапаны, а также гидрозатворы, которые обеспечивают механическое перекрытие рабочего сечения газопровода шиберами или заслонками и одновременную подачу внутрь газопровода огнетушащей жидкости.

Устройства разгерметизации предназначены для обеспечения необходимого по условиям взрывозащиты проходного сечения для сброса избыточного давления, возникающего при взрыве внутри аппарата. При этом давление в аппарате не должно превышать допустимого значения.

Для обеспечения необходимой площади разгерметизирующих разгрузочных отверстий наибольшее применение нашли предохранительные устройства – клапаны и разрушающиеся мембраны. Разгрузка противовзрывных устройств должна быть организована таким образом, чтобы избежать выброса пламени в рабочее помещение и повторного взрыва. Для этого рекомендуется противовзрывные устройства снабжать трубами, площадь сечения которых должна быть не менее площади разгрузочного отверстия, а длина – не более 3 м. Трубы выводят наружу, причём они должны быть по возможности прямыми.

Пожаровзрывоопасность электроустановок. Во взрыво- и пожароопасных производствах, особенно при работе с взрывоопасными газами, парами, пылями (ацетиленом, оксидом этилена, ацетоном, диэтиловым эфиром), электроустановки могут быть источниками воспламенения. Так, при неправильной эксплуатации или неисправности электрооборудования возможны его перегрев или появление искровых разрядов, которые могут вызвать пожар или взрыв горючей среды, наносящий большой материальный ущерб. Поэтому электрооборудование, работающее во взрывоопасных средах, выполняется по специальным правилам и может эксплуатироваться без опасности их воспламенения.

Электрическая искра является одним из наиболее мощных источников воспламенения. Большая температура (около 10 000 °С) в канале искрового разряда способствует протеканию интенсивных окислительно-восстановительных реакций. Возникновение электрических искр в производственных условиях возможно при замыкании и размыкании электрических цепей в выключателях, рубильниках, пусковой и другой аппаратуре, а также при коротком замыкании, плохих электрических контактах.

Основными способами борьбы с воспламенением от электрооборудования являются правильный выбор и надлежащая эксплуатация этого оборудования во взрыво- и пожароопасных производствах. В связи с этим все помещения (цехи, участки), наружные установки, согласно «Правилам устройства электроустановок» (ПУЭ), классифицируют на взрывоопасные (В-I, В-Iа, В-Iб, В-Iг, В-II, В-IIа) и пожароопасные (П-I, П-II, П-IIа, П-III) зоны.

Взрывоопасная зона – это пространство, в котором имеются или могут появиться взрывоопасные смеси и в пределах которого на исполнение электрооборудования накладываются ограничения с целью уменьшения вероятности возникновения взрыва, вызванного электрооборудованием.

К классу В-I относятся зоны производственных помещений, в которых выделяются горючие газы и пары в таком количестве и обладают такими свойствами, что они могут образовывать с воздухом или другими окислителями взрывоопасные смеси при нормальных недлительных режимах работы, например: при загрузке и разгрузке технологических аппаратов, хранении или переливании ЛВЖ, находящихся в открытых сосудах.

К классу В-Iа относятся зоны производственных помещений, в которых взрывоопасная концентрация газов и паров возможна только в результате аварии или неисправностей.

К классу В-Iб относятся те же зоны, что и к классу В-Iа, но имеющие одну из следующих особенностей:

· горючие газы в этих зонах обладают высоким нижним концентрационным пределом воспламенения (>15 % об.) и резким запахом при ПДК;

· при аварии в этих зонах возможно создание только местной взрывоопасной концентрации, распространяемой на объём не более 5 % общего объёма зоны;

· горючие газы и жидкости используются в небольших количествах без применения открытого пламени, в вытяжных шкафах или под вытяжными зонтами.

К классу В-Iг относятся наружные установки, содержащие взрывоопасные газы, пары, жидкости, причём взрывоопасная концентрация может создаться только в результате аварии или неисправностей.

К классу В-II относятся зоны производственных помещений, в которых возможны образования взрывоопасных концентраций пылей или волокон с воздухом или другим окислителем при нормальных, недлительных режимах работы.

К классу В-IIа относятся зоны, аналогичные зонам класса В-II, в которых взрывоопасные концентрации пылей и волокон могут образоваться только в результате аварий или неисправностей.

Пожароопасная зона – это открытое пространство, в котором могут находиться горючие вещества как при нормальном технологическом процессе, так и при возможных его нарушениях.

К классу П-I относятся зоны производственных помещений, в которых применяют или хранят жидкости с температурой вспышки выше 61 °С.

К классу П-II относятся зоны производственных помещений, в которых при проведении технологического процесса выделяются горючая пыль или частицы волокон с нижним концентрационным пределом воспламенения более 65 г/м 3 к объёму воздуха или взрывоопасные пыли, содержание которых в воздухе производственных помещений по условиям эксплуатации не достигает взрывоопасных концентраций.

К классу П-IIа относятся зоны производственных и складских помещений, в которых содержатся или перерабатываются твёрдые или волокнистые горючие вещества; горючие пыли и волокна здесь не выделяются.

К классу П-III относятся наружные установки, в которых применяются или хранятся горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 61 °С, а также твёрдые горючие вещества.

Применяемые в означенных помещениях электроустановки должны обеспечивать как необходимую степень защиты их обмоток от воздействия окружающей среды, так и необходимую безопасность в отношении пожара или взрыва по причине их неисправности. В соответствии с ПУЭ в пожароопасных зонах используется электрооборудование закрытого типа, внутренняя полость которого отделена от внешней среды оболочкой. Аппаратуру управления, защиты и светильники рекомендуется применять в пыленепроницаемом исполнении. Вся электропроводка должна быть обеспечена надёжной изоляцией. Во взрывоопасных зонах и наружных установках необходимо использовать взрывозащищённое электрооборудование, изготовленное в соответствии с ГОСТ12.2.020–76 «Электрооборудование взрывозащищённое». В соответствии с ним всё электрооборудование по уровню взрывозащиты, т. е. степени взрывозащиты, подразделяется на три класса:

· класс 2 – повышенной надёжности против взрыва, в котором взрывозащита обеспечена только при нормальном режиме работы;

· класс 1 – взрывобезопасное, в котором взрывозащита обеспечивается и при признанных вероятных повреждениях, кроме повреждений средств взрывозащиты;

· класс 0 – особо взрывобезопасное, в котором по отношению к взрывобезопасному приняты дополнительные средства взрывозащиты.

Взрывозащита обеспечивается взрывонепроницаемой оболочкой, искробезопасными электрическими цепями, недопущением появления опасных нагревов, искр, дуг; продувкой внутренних полостей чистым воздухом или инертным газом; заполнением токоведущих полостей минеральным маслом, любым жидким негорючим диэлектриком; кварцевым заполнением оболочек; заполнением эпоксидными смолами, имеющими оболочку под постоянным избыточным давлением воздуха или инертного газа.

Пусковую аппаратуру (выключатели, магнитные пускатели) в классах В-I и В-II необходимо выносить за пределы взрывоопасных помещений и снабжать устройством дистанционного управления. Провода внутри взрывоопасных помещений следует прокладывать в стальных трубах или использовать для этих целей бронированный кабель. Светильники для классов В-I, В-II и В-Iа также должны быть взрывозащищёнными.

Положение об оценке пожаровзрывобезопасности технологических процессов радиохимических производств входит в число руководств по безопасности, носит рекомендательный характер и не является нормативным правовым актом. Положение содержит рекомендации по обеспечению пожаровзрывобезопасности, применительно к объектам ядерного топливного цикла, имеющим радиохимические производства, при их проектировании, сооружении, реконструкции эксплуатации и к научно-исследовательским организациям, в которых проводится радиохимическая переработка отработавшего ядерного топлива и облученных ядерных материалов и распространяется на объекты ядерного топливного цикла, связанные с технологическими операциями радиохимических производств.

Федеральная служба
и атомному надзору

ПОЛОЖЕНИЕ
ОБ ОЦЕНКЕ ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
РАДИОХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

РБ-060-10

Москва 2010

Настоящее Положение об оценке пожаровзрывобезопасности производств (далее - Положение) входит в число руководств по безопасности, носит рекомендательный характер и не является нормативным правовым актом.

Настоящее Положение содержит рекомендации по обеспечению пожаровзрывобезопасности, применительно к объектам ядерного топливного цикла, имеющим радиохимические производства, при их проектировании, сооружении , реконструкции и эксплуатации и к научно-исследовательским организациям, в которых проводится радиохимическая переработка отработавшего ядерного топлива и облученных ядерных материалов.

Настоящее Положение распространяется на объекты ядерного топливного цикла, связанные с технологическими операциями радиохимических производств.

Выпускается впервые. *

_____________

* Разработан коллективом авторов в составе Е.Р. Назина, Г.М. Зачиняева, Е.В. Рябовой, А.В. Родина.

В настоящем документе применяются следующие термины и определения:

1. Взрыв в воздушной среде - локализованный в пространстве процесс быстрого перехода потенциальной энергии источника в кинетическую энергию окружающей среды в форме волны давления, колебаний грунта, летящих предметов и теплового излучения области энерговыделения.

2. Дефлагра ционный взрыв облаков газопаровоздушных смесей - энерговыделение в объеме облака при распространении экзотермической химической реакции с дозвуковой скоростью (взрывное горение).

3. Скорость газовыделения ( W ) - количество газообразных продуктов, выделяющихся в единицу времени при разложении химических веществ или взаимодействии компонентов смесей химических веществ.

4. Температура возникновения теплового взрыва (Т взр ) - температура химического вещества (смеси химических веществ), при которой тепловыделение в зоне химической реакции начинает превышать потери тепла из нее и происходит саморазогрев реагирующей системы.

5. Тепловой взрыв - экзотермическая самоускоряющаяся химическая реакция, протекающая с высокой скоростью и сопровождающаяся интенсивным тепло- и газовыделением.

6. Термическая стабильность химических веществ и смесей - способность к сохранению исходного состава под действием тепловых нагрузок.

7. Удельный объем газообразных продуктов теплового взрыва (V уд ) - объем парогазообразных продуктов, выделяющихся на единицу объема (массы) вещества (смеси) в результате теплового взрыва.

. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Положение об оценке пожаровзрывобезопасности технологических процессов радиохимических производств (далее - Положение) входит в число руководств по безопасности, носит рекомендательный характер и не является нормативным правовым актом.

2. Настоящее Положение содержит рекомендации Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору по обеспечению пожаровзрывобезопасности (далее - ПВБ) применительно к объектам ядерного топливного цикла (далее - ЯТЦ), имеющим радиохимические производства (далее - РХП), при их проектировании, сооружении, реконструкции и эксплуатации и к научно-исследовательским организациям, в которых проводится радиохимическая переработка отработавшего ядерного топлива и облученных ядерных материалов.

3. Настоящее Положение распространяется на объекты ЯТЦ, связанные с технологическими операциями РХП:

▪ хранение отработавших тепловыделяющих сборок;

▪ растворение металлсодержащего сырья;

▪ фильтрование;

▪ переработка методами жидкостной экстракции и сорбции;

▪ подготовка исходных растворов, а также растворов, содержащих восстановители и окислители;

▪ образование и применение газовоздушных систем;

▪ использование осадительных процессов с последующей прокалкой осадков;

▪ хранение отработавших растворов, перлитных суспензий, используемых в процессах передела;

▪ упаривание высокоактивных и среднеактивных растворов.

. ПОТЕНЦИАЛЬНО ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ РАДИОХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ ПРЕДПРИЯТИЙ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВНОГО ЦИКЛА

4. Технологические процессы РХП предприятий ЯТЦ (далее - ПЯТЦ) являются потенциально пожаровзрывоопасными в случаях, если при их проведении:

1) образуются или используются горючие газы (водород, аммиак, метан, оксид углерода и др.);

2) используются горючие жидкости (экстрагенты, углеводородные разбавители и другие органические жидкости);

3) используются смеси восстановителей с азотнокислыми окислителями (смеси экстрагентов и органических сорбентов с азотной кислотой и нитратами; азотнокислые растворы, содержащие органические продукты и др.).

Примерный перечень потенциально пожаровзрывоопасных технологических процессов РХП ПЯТЦ приведен в приложении № к настоящему Положению.

5. На основе данных об авариях, имевших место в практике работы РХП ПЯТЦ, и информации о пожаровзрывоопасных свойствах химических веществ и смесей, используемых в технологических процессах РХП ПЯТЦ, в качестве моделей аварий в Положении приняты:

1) дефлаграционный взрыв облаков газопаровоздушных смесей;

2) разрушение сосудов (резервуаров) под действием внутреннего давления.

6. В качестве объектов, содержащих потенциальные источники аварий, рекомендуется рассматривать:

1) промышленные аппараты (растворители, экстракторы, сорбционные колонны, емкости для хранения отходов, выпарные аппараты, денитраторы, фильтры и др.);

2) системы вентиляции (общая, локальная), трубопроводы, газоходы;

3) защитные камеры, боксы, рабочие помещения и каньоны, в которых находятся аппараты.

III . ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕЩЕСТВ И СМЕСЕЙ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

7. В качестве исходных характеристик, определяющих пожаровзрывобезопасные условия проведения технологических процессов с потенциально опасными химическими веществами и смесями, необходимыми и достаточными рекомендуется считать:

1) для газовоздушных и газовых смесей - величины нижних концентрационных пределов распространения пламени (φ н ) (для индивидуальных газов принимаются справочные величины φ н ; способ расчета φ н для смесей горючих газов приведен в п. приложения № к настоящему Положению);

2) для горючих жидкостей - величины температуры вспышки (T всп ) и/или нижнего температурного предела распространения пламени (T н ) (определяются экспериментально или рассчитываются способом, изложенным в п. приложения № к настоящему Положению);

3) для смесей восстановителей с азотнокислыми окислителями - скорость газовыделения (W ), температура возникновения теплового взрыва (Т взр ), V уд парогазообразных продуктов экзотермических процессов окисления (тепловых взрывов) (для экстракционных и сорбционных смесей РХП эти характеристики приведены в приложении № к настоящему Положению).

. УСЛОВИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ИЛИ ВЗРЫВА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РАДИОХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ ПРЕДПРИЯТИЙ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВНОГО ЦИКЛА

8. Для возникновения воспламенения или взрыва при проведении технологических процессов необходимо одновременное наличие минимум двух факторов, каждый из которых отдельно не является исходным событием. Перечень условий возникновения воспламенения и/или взрыва при проведении технологических процессов РХП приведен в приложении № к настоящему Положению.

9. Причинами появления избыточного давления в аппаратах в подавляющем большинстве случаев являются окислительные процессы в смесях восстановителей (экстрагентов, сорбентов, органических продуктов и др.) с азотнокислыми окислителями (азотной кислотой, нитратами, оксидами азота), сопровождающиеся газовыделением, а также радиолиз органических продуктов и водных растворов. В зависимости от условий, окислительные процессы могут проходить при постоянной температуре с примерно постоянными скоростями газовыделения или с прогрессивным ростом температуры реагирующих смесей и скоростей газовыделения в режиме теплового взрыва.

. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РАДИОХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ ПРЕДПРИЯТИЙ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВНОГО ЦИКЛА

10. Технические и организационные мероприятия по обеспечению ПВБ конкретных технологических процессов РХП рекомендуется разрабатывать на основе результатов анализа, включающего:

1) анализ всех стадий технологического процесса на предмет пожаровзрывоопасности и выявление потенциально опасных веществ и смесей;

2) расчетное или экспериментальное определение пожаровзрывоопасных характеристик обнаруженных потенциально опасных веществ и смесей;

3) выявление условий реализации потенциальной опасности (воспламенения газопаровоздушных смесей, теплового взрыва конденсированных веществ и смесей);

4) установление пределов безопасной эксплуатации (далее - ПБЭ) и (или) условий безопасной эксплуатации (далее - УБЭ);

5) разработку мероприятий по обеспечению УБЭ;

6) корректировку мероприятий по обеспечению УБЭ на основании результатов промышленной «обкатки» технологического процесса;

7) вероятностный анализ безопасности с привлечением информации об условиях возникновения аварий;

8) оценку последствий аварий с использованием соответствующих характеристик.

12. Для обеспечения ПВБ технологических процессов РХП рекомендуется соблюдать следующие условия:

▪ температура горючих жидкостей не должна превышать величины ПБЭ (величина ПБЭ принимается на 10 °С ниже величины Т н, наименьшей температуры жидкости, при которой происходит воспламенение паровоздушных смесей);

▪ пропускная способность сдувок аппаратов должна обеспечивать отвод выделяющихся газов в момент их максимального выделения;

▪ время нахождения смесей экстрагентов, сорбентов и восстановителей в закрытых аппаратах должно быть обусловлено технологической необходимостью при контроле за температурой содержимого и давлением в аппарате;

▪ наличие органических веществ сверх пределов растворимости в азотнокислых растворах, подаваемых на высокотемпературные операции (упаривание, ректификация HNO 3 , получение плава уранилнитрата, денитрация), должно быть исключено;

▪ нагревание в закрытых аппаратах азотнокислых растворов до температур выше 120 °С должно быть исключено;

▪ хранение сорбентов в нитратной форме допускается при влажности не менее 50 %;

осушение органических сорбентов, содержащих нитратные группы, должно быть исключено;

▪ во избежание осушения сорбента за счет теплоты радиоактивного распада допустимые количества радионуклидов в сорбционных колоннах должны быть обоснованы теплофизическими расчетами;

▪ высушивание смесей органических веществ (восстановителей) с нитратами с последующим нагреванием должно быть исключено;

▪ при хранении растворов и суспензий не допускается осушение осадков.

13. В целях обеспечения всесторонней и качественной оценки ПВБ технологических процессов РХП в обосновывающие документы, представляемые эксплуатирующей организацией для получения лицензии на виды деятельности в области использования атомной энергии, а также в экспертное заключение о ПВБ технологических процессов рекомендуется включать положения, перечисленные в приложении № к настоящему Положению.

Приложение № 1

технологических процессов радиохимических
производств, утвержденному приказом
Федеральной службы по экологическому,
технологическому и атомному надзору

Приложение № 2
к Положению об оценке пожаровзрывобезопасности
технологических процессов радиохимических

Федеральной службы
по экологическому, технологическому
и атомному надзору

Приложение № 4
к Положению об оценке пожаровзрывобезопасности
технологических процессов радиохимических
производств, утвержденному приказом
Федеральной службы по экологическому,
технологическому и атомному надзору

1. Состав и содержание документации о технологическом процессе

1.3. Рекомендуется приводить информацию о пожаровзрывоопасных характеристиках потенциально опасных веществ и смесей, перечень которых приведен в приложении № к Положению об оценке пожаровзрывобезопасности технологических процессов радиохимических производств, и об условиях реализации потенциальной опасности в форме горения, создания избыточного давления или взрыва.

1.6. Рекомендуется привести характеристики аппаратов, в которых находятся химические вещества или смеси (объем, степень заполнения, наличие контрольно-измерительных приборов и места их расположения, герметичность, наличие сдувок, систем «нагрев-охлаждение», коммуникации приема и выдачи продуктов) и их связь с другими аппаратами.

1.11. Рекомендуется привести перечень документов, обосновывающих ПВБ процесса (заключение о ПВБ, рекомендации о безопасных условиях проведения процессов, справки о результатах анализов и/или испытаний свойств потенциально опасных веществ и их смесей, отчеты о результатах расчетов и/или экспериментов, отчеты по научно-исследовательским работам, выполненные эксплуатирующей организацией и/или другими организациями).

2. Состав и содержание экспертного заключения о пожаровзрывобезопасности технологических процессов радиохимических производств

2.2. На основании анализа представленной информации рекомендуется указать потенциально опасные вещества и их смеси, технологические операции, в которых они используются и/или образуются.

2.3. Информация о результатах расчетного и/или экспериментального определения пожаровзрывоопасных свойств потенциально опасных веществ, их смесей, об условиях, при которых реализуется потенциальная опасность в форме горения, создания избыточного давления или взрыва может быть основой для оценки экспертной организацией надежности и достаточности организационно-технических мероприятий по обеспечению ПБЭ (если они установлены) и УБЭ. При недостаточности этих мероприятий могут быть выданы соответствующие рекомендации по обеспечению ПБЭ и УБЭ.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Тверской государственный университет»

Н. Г. Николаенко

Пожаровзрывобезопасность.

Пожары. Взрывы.

Конспект лекций

УДК: 355.58 (075.8)

ББК Ц69 я 731–2

Николаенко Н. Г.

Н63 Пожары. Взрывы. Пожаровзрывобезопасность. Конспект лекций – Тверь: Тверской государственный университет, 2007.

Конспект лекций разработан в соответствии с программой обучения студентов университета по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности». Даны характеристики различных пожаров и взрывов, пожароопасных и взрывоопасных объектов, масштабы последствий при аварии на них; классификация взрывчатых веществ и взрывоопасных смесей (веществ) и их характеристики; причины возникновения пожаров и взрывов в сферах жизнедеятельности населения; поражающие факторы пожара и взрыва. Излагаются вопросы пожаровзрывобезопасности в свете требований закона РФ «О пожарной безопасности».

Научиться выполнять правила пожарной безопасности, правильно действовать, защищать себя при пожарах – часто означает спасти свою жизнь и жизнь близких.

Предназначен для студентов вузов, а также может быть полезен преподавателям средних учебных заведений при подготовке и проведении занятий по курсу «Основы безопасности жизнедеятельности».

УДК: 355.58 (075.8)

ББК Ц69 я 731–2

Печатается по решению научно-методического совета Тверского государственного университета. с Николаенко Н. Г., 2007

С Тверской государственный

университет, 2007

Введение...............................................................................................................

1. Основные понятия........................................................................................

2. История пожаротушения в России.........................................................

3. Пожаро и взрывоопасные объекты.........................................................

4. Пожары............................................................................................................

4.1. Пожароопасные свойства материалов и веществ..........................................

4.2. Характеристика процесса горения......................................................................

4.3. Характеристика пожаров.........................................................................................

4.3.1. Причины возникновения пожаров..........................................................................

4.3.2. Основные поражающие факторы пожара

и воздействие их на людей................................................................................................

4.3.3. Пожары в промышленной сфере.............................................................................

4.3.4. Пожары в бытовой сфере.........................................................................................

4.3.5. Пожары в местах большого скопления людей.......................................................

4.3.6. Пожары на транспорте.............................................................................................

4.3.7. Ландшафтные пожары..............................................................................................

4.3.8. Пожарные риски в России.......................................................................................

4.4. Огнетушащие вещества и аппараты пожаротушения.............................

4.4.1. Вода...........................................................................................................................

4.4.2. Пены...........................................................................................................................

4.4.3. Инертные газообразные разбавители.....................................................................

4.4.4. Ингибиторы...............................................................................................................

4.4.5. Порошковые составы...............................................................................................

4.4.6. Аппараты пожаротушения........................................................................................

4.5. Пожарная сигнализация.............................................................................

4.6. Способы тушения различных пожаров....................................................

4.6.1. Способы прекращения горения...............................................................................

4.6.2. Тушение пожаров в населенных пунктах

и спасение людей из горящих зданий............................................................................

4.6.3. Тушение лесных (ландшафтных) пожаров............................................................

5.Взрывы................................................................................................

5.1. Общая характеристика взрыва.................................................................

5.2. Характеристика поражающего действия взрыва.....................................

5.2.1. Действия взрыва на здания, сооружения, оборудование......................................

5.2.2. Действие взрыва на человека...................................................................................

5.2.3. Действия при взрыве................................................................................................

5.3. Характеристика взрывчатых веществ......................................................

5.3.1. Инициирующие взрывчатые вещества...................................................................

5.3.2. Бризантные взрывчатые вещества..........................................................................

5.3.3. Метательные взрывчатые вещества.......................................................................

5.3.4. Пиротехнические составы.......................................................................................

5.3.5. Основные взрывчатые вещества.............................................................................

5.3.6. Как выглядит взрывное устройство........................................................................

5.4. Характеристика взрывоопасных веществ................................................

5.4.1. Взрывоопасные свойства газов...............................................................................

5.4.2. Взрывоопасные свойства жидкостей......................................................................

5.4.3. Взрывоопасные свойства пыли...............................................................................

5.4.4. Взрывоопасные свойства других веществ..............................................................

5.5 Объемные взрывы.......................................................................................

5.6. Взрывы на предприятиях и в быту...........................................................

6. Пожаробезопасность........................................................................

6.1. Пожаровзрывобезопасность......................................................................

6.1.1. Основные законы пожарной безопасности............................................................

6.1.2. Система обеспечение пожарной безопасности......................................................

6.1.3. Пожаробезопасность зданий....................................................................................

6.1.4. Пожарная профилактика..........................................................................................

6.1.5. Пожарная профилактика в быту

и порядок действия при возникновении пожара.............................................................

6.2. Меры предупреждения взрыва..................................................................

6.3. Мероприятия обеспечения безопасности

от взрывных устройств...................................................................................

6.3.1. Внешняя безопасность.............................................................................................

6.3.2. Охрана доступа.........................................................................................................

6.3.3. Письма со взрывчатыми веществами.....................................................................

6.3.4. Безопасность здания.................................................................................................

6.3.5. Взрывные устройства и угрозы взрыва..................................................................

6.3.6. Эвакуация..................................................................................................................

6.3.7. Поиски взрывного устройства.................................................................................

6.3.8. Поиск взрывных устройств перед проведением

массовых мероприятий.....................................................................................................

6.3.9. Взрывные устройства, устанавливаемые на автомобилях....................................

6.3.10. Взрывное устройство на борту самолета..............................................................

6.4 Права, обязанности и ответственность в области

пожарной безопасности..................................................................................

Заключение............................................................................................

Список использованной литературы..................................................

6.4 Права, обязанности и ответственность в области пожарной

безопасности

Граждане имеют право на(2):

защиту их жизни, здоровья и имущества в случае пожара;

возмещение ущерба, причиненного пожаром, в порядке, установленном действующим законодательством;

участие в установлении причин пожара, нанесшего ущерб их здоровью и имуществу;

получение информации по вопросам пожарной безопасности, в том числе в установленном порядке от органов управления и подразделений пожарной охраны;

участие в обеспечении пожарной безопасности, в том числе в установленном порядке в деятельности добровольной пожарной охраны.

Граждане обязаны:

соблюдать требования пожарной безопасности;

иметь в помещениях и строениях, находящихся в их собственности (пользовании), первичные средства тушения пожаров и противопожарный инвентарь в соответствии с правилами пожарной безопасности и перечнями, утвержденными соответствующими органами местного самоуправления;

при обнаружении пожаров немедленно уведомлять о них пожарную охрану;

до прибытия пожарной охраны принимать посильные меры по спасению людей, имущества и тушению пожаров;

оказывать содействие пожарной охране при тушении пожаров;

выполнять предписания, постановления и иные законные требования должностных лиц пожарной охраны;

предоставлять в порядке, установленном законодательством Российской Федерации, возможность должностным лицам пожарной охраны проводить обследования и проверки, принадлежащих им производственных, хозяйственных, жилых и иных помещений и строений в целях контроля за соблюдением требований пожарной безопасности и пресечения их нарушений.

Федеральные органы исполнительной власти и органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации обязаны:

организовать разработку и обеспечивать реализацию мер пожарной безопасности на подведомственных предприятиях и соответствующих территориях;

создавать и содержать в соответствии с установленными нормами финансируемые за счет средств соответствующих бюджетов органы управления и подразделения пожарной охраны;

оказывать необходимую помощь пожарной охране при выполнении возложенных на нее задач;

создавать условия для привлечения населения к работам по предупреждению и тушению пожаров;

организовывать проведение противопожарной пропаганды и обучение населения мерам пожарной безопасности;

осуществлять финансирование научно-технических разработок в области пожарной безопасности;

В целях координации и совершенствования работ по обеспечению пожарной безопасности в Российской Федерации создается в установленном порядке правительственная комиссия Российской Федерации по пожарной безопасности. Соответствующие комиссии создаются органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации.

Органы местного самоуправления в пределах своей компетенции и на соответствующих территориях обязаны:

организовывать разработку и обеспечивать реализацию мер пожарной безопасности;

принимать в муниципальную собственность имущество пожарной охраны при отказе собственника указанного имущества от его содержания, использовать имущество по его прямому назначению;

создавать и содержать в соответствии с установленными нормами финансируемые за счет средств местных бюджетов органы управления и подразделения пожарной охраны, в том числе на основе договоров с Государственной противопожарной службой;

организовывать обучение населения мерам пожарной безопасности;

содействовать деятельности добровольных пожарных и объединений пожарной охраны.

Предприятия имеют право:

создавать, реорганизовывать и ликвидировать в установленном порядке подразделения пожарной охраны, которые содержат за счет собственных средств, в том числе на основе договоров с Государственной противопожарной службой;

вносить в органы государственной власти и органы местного самоуправления предложения по обеспечению пожарной безопасности;

проводить работы по установлению причин и обстоятельств пожаров , происшедших на предприятиях;

устанавливать меры социального и экономического стимулирования обеспечения пожарной безопасности;

получать информацию по вопросам пожарной безопасности, в том числе в установленном порядке от органов управления и подразделений пожарной охраны.

Предприятия обязаны:

соблюдать требования пожарной безопасности, а также выполнять предписания, постановления и иные законные требования должностных лиц пожарной охраны;

разрабатывать и осуществлять меры по обеспечению пожарной безопасности;

проводить противопожарную пропаганду, а также обучать своих работников мерам пожарной безопасности;

включать в коллективный договор (соглашение) вопросы пожарной безопасности;

создавать и содержать в соответствии с установленными нормами органы управления и подразделения пожарной охраны, в том числе на основе договоров с Государственной противопожарной службой;

оказывать содействие пожарной охране при тушении пожаров, установлении причин и условий их возникновения и развития, а также при выявлении лиц, виновных в нарушении требований пожарной безопасности и возникновения пожаров;

предоставлять в установленном порядке при тушении пожаров на территориях предприятий необходимые силы и средства, горюче-смазочные материалы, а также продукты питания и места отдыха для личного состава пожарной охраны, участвующего в выполнении боевых действий по тушению пожаров, и привлеченных к тушению пожаров сил;

обеспечивать доступ должностным лицам пожарной охраны при осуществлении ими служебных обязанностей на территории, в здания, сооружения и на иные объекты предприятий;

предоставлять по требованию должностных лиц Государственной противопожарной службы сведения и документы о состоянии пожарной безопасности на предприятиях, в том числе о пожарной опасности производимой ими продукции, а также о происшедших на их территориях пожарах и их последствиях;

незамедлительно сообщать в пожарную охрану о возникших пожарах, неисправностях имеющихся систем и средств противопожарной защиты, об изменении состояния дорог и проездов;

содействовать деятельности добровольных пожарных.

tр = t1 + t2 + t3 = 1,16 + 1,16 + 0,04 = 2,36 мин.

Геометрические характеристики помещения:

V= 0,8 · 120 · 45 · 16,2 = 30 240 м3

По повышенной температуре – 362 с;

По потере видимости – 435 с;

По пониженному содержанию кислорода – 366 с.

t кр = min (362, 435, 366) = 362 c = 6,03 мин.

Необходимое время эвакуации людей из помещения:

tнб = Кб tкр = 0,8 · 362 = 289,6 с = 4,83 мин.

Из сравнения tр с tнб получается:

tр = 2,36 < tнб = 4,83, тогда вероятность эвакуации по эвакуационным путям: Рэ.п = 0,999.

Вероятность эвакуации:

Рэ = 1 - (1 - (1 - Рэ.п) (1 - Рд.в) =1 -(1 - (1 - 0,999) (1 - 0) = 0,999.

Расчетный индивидуальный риск при Рп.з=0, т.е. выбираем наихудший вариант - вероятность эффективной работы технических решений противопожарной защиты равна нулю (вероятность пожара в здании в год – 0,03):

Qв = Qn Pпp (1 - Рэ) (1 - Рп.з) = 0,03 · 0,67 · (1 - 0,999) · (1 - 0) = 2,01 · 10-5;

Qв = 2 · 10 -5 > = 10-6.

То есть условие безопасности людей не выполнено, значение индивидуального риска больше допустимого. Необходимо внедрение систем взрывопредупреждения и взрывозащиты.

Выполним оценку социального риска на рассматриваемом участке по формуле (Ш.36) ГОСТа 12.3.047 – 98 . В нашем случае - время от начала пожара до блокирования эвакуационных путей в результате распространения на них опасных факторов поражения, имеющих предельно допустимые для людей значения, мин, принимаем максимальное из времени существования «огневого шара», после которого полностью теряется несущая способность конструкций, и расчетного времени развития пожара (33,056 с = 0,55 мин и 120 сек = 2 мин). Для зальных помещений вероятность Q10 гибели 10 и более человек рассчитывают по формуле:

(1.14)

где (1.15)

tр - расчетное время эвакуации людей, мин (согласно расчетам равно 2,36 мин);

Таким образом, tр ≥ и М = 15 · (2 / 2,36) = 12,7 > 10 .

Тогда Q10 = (12.7 - 9) / 12.7 = 0.41.

Вероятность гибели от пожара 10 и более человек в течение года R10 рассчитывают по формуле

R10 = QпPпр (1 - Рэ) (1 - Рпз)Q10. (1.16)

В данном случае R10 = 0.03 · 0.67 · (1-0.999) · (1-0) · 0.41 = 8,241 · 10-6

Для эксплуатируемых здании (сооружений) расчетное значение социального риска допускается проверять окончательно с использованием аналитических данных по формуле

, (1.17)

где N10 - число пожаров, повлекших за собой гибель 10 и более человек в течение периода наблюдения Т, лет:

Nоб - число наблюдаемых объектов.

В данном случае значение социального риска не превышает 10-5 (при таких значениях эксплуатация технологических процессов недопустима), поэтому пожарная безопасность считается условно выполненной. Однако довольно частым является тот случай, что tр < tбл принимаем Q10 = 0 по формуле (1.14), следовательно, вероятность гибели в результате пожара 10 и более человек на рассматриваемом участке равна 0.

Обеспечение пожаровзрывобезопасности

Общие положения

Взрывобезопасность – состояние производственного процесса, предприятия или его отдельных участков, при котором исключена возможность взрыва, предотвращения воздействия на людей опасных и вредных факторов в случае его возникновения, которое обеспечивает сохранение материальных ценностей – зданий, сооружений, производственного оборудования, сырья и готовой продукции.

Взрывобезопасность производственных процессов, зданий, сооружений, производственного оборудования обеспечивают мерами по взрывопредупреждению и взрывозащите, организационными и организационно-техническими мероприятиями в соответствии с действующими нормативно-техническими документами.

Взрывопредупреждение – комплекс организационных и технических мер, предотвращающих возможность возникновения взрывов и направленных на исключение условий образования взрывоопасных пылевоздушных, газовоздушных или пылегазовоздушных (гибридных) смесей и источников их зажигания.

Взрывозащита – комплекс технических мер, предотвращающих воздействие на людей опасных и вредных факторов взрыва и обеспечивающих сохранение производственного оборудования, зданий, сооружений, сырья и готовой продукции. Так как необходимым и достаточным условием возникновения взрыва является наличие взрывоопасной пылевоздушной, газовоздушной или гибридной смеси (смеси с содержанием горючего в пределах области воспламенения) и источника инициирования взрыва (источника зажигания смеси достаточной мощности и температуры), то для предотвращения взрыва необходимо исключить эти условия или хотя бы одно из них. Основные направления мероприятий по взрывопредупреждению представлены в схеме в Приложении 2 на странице _

Для обеспечения защиты людей и материальных ценностей при возникновении взрыва должны быть предусмотрены меры, предотвращающие воздействие следующих опасных факторов взрыва:

Пламени и высокотемпературных продуктов горения;

Давления взрыва;

Высокоскоростных газовоздушных потоков;

Ударных волн;

Обрушившихся конструкций зданий и сооружений и разлетающихся элементов строительных конструкций, производственного оборудования и коммуникаций.

Основные направления технических мер по взрывозащите представлены на схеме Приложения 3 на странице.

Организация и ведение технологических процессов на предприятиях должны соответствовать следующим документам:

Правилам организации и ведения технологических процессов на элеваторах и хлебоприемных предприятиях;

Правилам организации и ведения технологического процесса на мукомольных заводах;

Временной инструкции по организации и ведению технологического процесса на мукомольных заводах, оснащенных высокопроизводительным оборудованием;

Правилам бестарной приемки, хранения и отпуска муки для предприятий зерноперерабатывающей промышленности;

Инструкции по хранению продовольственно-кормового зерна, маслосемян, муки и крупы №9-2;

Инструкции по очистке и выделению мелкой фракции зерна, эксплуатации зерноочистительных машин на элеваторах и хлебоприемных предприятиях №9-5 – 82;

Инструкции о активному вентилированию зерна в складах и на площадках;

Указаниям по вентилированию зерна на складах, оборудованных аэрожелобами;

Инструкции по сушке продовольственного, кормового зерна, маслосемян и эксплуатации зерносушилок №9-3 – 82;