Сущность процесса горения. Пожаро - и взрывоопасные свойства веществ и материалов. склонность веществ к самовозгоранию основные термины и определения (стр. 3 )

       Зависимость между НТПР (ВТПР) и НКПР (ВКПР) выражается следующим образом:

,

       Где , - давления насыщенных паров при НТПР и ВТПР соответственно, - атмосферное давление.

Свойства пожаровзрывоопасных веществ:

1. Горючесть зависит от состояния системы: вещество – окислитель, от температуры, давления, объема. Горючесть пыли зависит от ее измельченности.

По горючести вещества и материалы делятся на 3 группы:

  - не горючие (не сгораемые) – не способны гореть в воздухе;

  - трудно горючие вещества – способны возгораться в воздухе от источника зажигания, но не способны самостоятельно гореть;

  - горючие вещества и материалы – способные самовозгораться, а так же возгораться от источника зажигания и даже гореть самостоятельно.

Из группы горючих веществ и материалов выделяют легковоспламеняющиеся вещества, к ним относятся вещества и материалы, способные воспламеняться (менее 500 С) от источника зажигания с низкой энергией.

2.        Температура вспышки.

Вспышка – быстрое сгорание горючей смеси не сопровождающееся образованием газов и не переходящее в продолжительное горение.

Температура вспышки (Твсп, °С) — самая низкая температура го­рючего вещества, при которой в условиях специальных испыта­ний над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но при этом скорость их об­разования еще недостаточна для возникновения устойчивого го­рения.

3. Температура воспламенения (Твоспл, °С) — наименьшая темпера­тура горючего вещества, при которой в условиях специальных ис­пытаний вещество выделяет горючие пары или газы с такой скоро­стью, что после их зажигания возникает устойчивое пламенное го­рение.

4.        Температура самовоспламенения (Тсамовоспл) — самая низкая тем­пература вещества, при которой в условиях специальных испыта­ний происходит резкое увеличение скорости экзотермических ре­акций, заканчивающихся пламенным горением.

5.        Нижний и верхний предел распространения пламени.

Нижний концентрационный предел распространения пламени – такая объемная массовая доля горючего вещества в смеси с окислительной средой выраженное в % или мг/м3, при которой смесь становится не способной к распространению пламени, т. е. это минимальное содержание горючего вещества в горючей смеси, при которой возможно распространение от источника зажигания.

Верхний концентрационный предел распространения пламени – такая объемная (массовая) доля горючей смеси со средой, выше которой смесь становится не способной к распространению пламени.

Область распространение пламени – область объемных (массовых) долей горючего вещества, заключенное между нижним и верхним концентрационными пределами.

6.        Температурные пределы распространения пламени — такие температуры вещества, при ко­торых его насыщенные пары образуют в определенной окислительной среде концентрации, равные со­ответственно нижнему и верхнему концентрационным пределам распространения пламени (НКПР и ВКПР).

7.        Минимальная энергия зажигания – наименьшая энергия искрового разряда, способная воспламенить наиболее легковоспламеняемые смеси вещества с воздухом.

Оценка пожаро и взрывоопасности производств.

Пожаро-взрывоопасность производств, зданий и сооружений оценивается с учетом количества обращающихся там веществ и материалов, обладающих пожаро-взрывоопасными свойствами.

Оценка пожаровзрывоопасных свойств регламентируется нормативными документами:

Существуют 2 подхода к оценке пожаро - и взрывоопасности производств: детерминированный и вероятностный.

Детерминированный метод – основан на определении количественной дифференциации производств (разделение на категории и классы) СНиП II – 90 – 81* «Производственные здания промышленных предприятий”, СНиП 2.09.02-85 «Производственные здания”, ПУЭ.

Вероятностный метод – основан на расчете вероятности достижения определённого уровня пожаровзрывоопасности ГОСТ 12.1.004 – 85 Пожарная безопасность.

СНиП II-90 – 81* регламентирует категорирование производств пожаровзрывоопасности.

СНиП II-90 – 81* предусматривает 6 категорий производств (А, Б, В, Г, Д, Е).

А и Б – взрывопожароопасные производства, критериями назначения которых являются наличие в рассматриваемых объектах веществ, способных создавать взрывоопасные среды в объеме превышающем 5 % от объема всего помещения или обуславливать высокую пожароопасную нагрузку.

В – пожароопасная категория, характеризуемая наличием горючих материалов и веществ, способные только гореть, но не создавать взрывоопасные среды.

Г – характеризуется отсутствием горючих материалов, но с применением высоких температур.

Д – не пожароопасная, связана с применением несгораемых материалов в холодном состоянии.

Е – взрывоопасная категория, связана с применением горючих газов, способные создать взрывоопасные среды в объеме превышающем 5 % от объема помещения, но не могут высокую пожарную нагрузку.

Для определения категории производства по пожаро - и взрывоопасности пользуются СН 463-74, где имеется методика расчета взрывоопасной среды горючих газов с учетом аварийного режима выхода горючих газов жидкостей в производственное помещение.

Согласно этой методике максимальное количество горючих веществ, которое может попасть в помещение, рассчитывается из возможности аварий одной из наиболее крупной единицы горючего оборудования и утечки горючего из подводимого трубопровода в течении времени до исходного отключения оборудования.

В случае утечки и выброса горючих газов к взрывоопасным категориям относят производства, где выполняется следующее условие:

V – взрывоопасный объем, м3 , VП – объем помещения, м3 , m – максимально возможная масса утечки газа, г, с – плотность утечки газа, г/м3 СН – нижний концентрационный предел газа, % об. , К – коэффициент, учитываемый при наличии аварии А – кратность вентиляции, с-1.

В случае аварийного пролива горючей жидкости категории (А, Б) назначают по времени испарения жидкости в количестве, создающем взрывоопасную паровоздушную среду, в объеме превышающем 0,05 VП.

Время испарения рассчитывается по формуле:

з – коэффициент, зависящий от скорости и температуры воздушного потока на испарение жидкости. М – масса вещества в молях. Р – давление паров в кПа.

F – площадь пролива.

При фи < 1 часа, производство считается взрывопожарным.

Скорость испарения с 1м2 от пролитой жидкости рассчитывается по формуле:

В результате развития принципа детерминированного категорирования промышленных объектов по пожаровзрывоопасности в последних нормах категорируют не производства, а здания и сооружения, в которых размещаются эти производства.

В новом нормативном документе оставлено 5 категорий, категория Е исключена (табл. 2).

Количество поступивших веществ, которые могут образовать взрывоопасные воздушные смеси, определяют исходя из:

Происходит расчетная наиболее неблагоприятная авария на 1 аппарат. Все содержимое аппарата поступает в помещение. Происходит одновременная утечка веществ из трубопроводов питающих аппарат по прямому и обратному потокам, в течении времени необходимого для отключения трубопроводов.

Расчетное время отключения трубопроводов определяется в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки, оно должно быть минимальным с учетом отключения и зависит от характера технологического процесса.

Расчетное время отключения трубопровода принимается:

Время срабатывания системы автоматического отключения трубопроводов, согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 10-6 в год или обеспечено резервирование ее элементов (но не более 3 секунд). 120 секунд в случае, если вероятность отказа систем автоматики превышает 10-6 в год и не обеспечено резервирование ее элементов. 300 секунд при ручном отключении.

Время отключения – промежуток времени от начала возможного поступления вещества из трубопровода до полного прекращения поступлений газа или жидкости в данное помещение.

Превышение приведенных значений времени отключения трубопроводов допускается:

- происходит испарение с поверхности разлитой жидкости, площадь испарения при разливе на пол определяется исходя из расчета, что 1 литр смеси и растворов, содержащих 70 % растворителей, разливается на площади 0.5 м2, а остальных жидкостей на 1 м2 пола помещения.

- происходит также испарение жидкости из емкостей эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости или со свежеокрашенных поверхностей.

- длительность испарения жидкости превышает или равно времени полного испарения, но не более часа.

Тоже самое действует для пыли.

       Категорирование зданий по взрывопожарной и пожарной опасности производится на основании классификации помещений, наличия автоматических установок пожаротушения и площадей помещений, составляющих здание.        Здание относится к категории А, если в нем суммарная площадь помещений категорий А превышает 5% площади всех помещений или равна 200 м2. Допускается не относить здание к категории А, если суммарная площадь помещений категории А в здании не превышает 25% площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2) и эти помещения оборудованы установками автоматического пожаротушения.