Определение пожарной опасности производственного объекта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Классификация и характеристика основных процессов и аппаратов

Особенностью большинства предприятий является наличие в цехах и мастерских больших количеств твердых горючих материалов.

Вместе с тем на некоторых предприятиях в технологических процессах встречаются разнообразные по пожароопасным свойствам жидкие, газообразные вещества, а также пыли и волокна, которые обычно находятся в технологических аппаратах, резервуарах и трубопроводах.

В промышленности нашли широкое применение различные растворители, которые используются при производстве резинотехнических и пластмассовых изделий, искусственных кож и шелка, кинопленки и т.п. Их применяют для получения растворов твердых веществ, позволяющих производить отливку или формовку изделий. Из готовых изделий растворители удаляют путем их испарения. Пары летучих растворителей соединяясь с воздухом образуют паро-воздушную смесь (ПВС). Кроме улавливания определенных составляющих из сложных парогазовых смесей, существует необходимость очисти газов от различных нежелательных примесей.

Технологические установки и аппараты классифицируются:

По способу действия:

- гидротехнические;

- массообменные;

- механические;

- химические.

По конструктивному исполнению: открытые; закрытые и т.п.

Для разделения газовых и паровых смесей чаще всего используют сорбционные процессы, которые являются селективными (избирательными): каждый сорбент обладает способностью поглощать лишь определенные газы и пары.

Категорирование производств с применением ЛВЖ, ГЖ, ГГ и твердых веществ

Категорирование помещений по взрывопожарной и пожарной опасности:

Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности принимаются в соответствии с НПБ 105-03.

По взрывопожарной и пожарной опасности помещения подразделяются на категории: А, Б, В1,В2,В3, В4, Г и Д, а здания - на категории А, Б, В, Г и Д.

По пожарной опасности наружные установки подразделяются на категории: А_н, Б_н, В_н, Г_н и Д_н.

А взрывопожароопасная - обращаются ГГ, ЛВЖ с t вспышки не более 28°С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа.

Б взрывопожароопасная - обращаются горючие пыли или волокна, ЛВЖ с t вспышки более 28°С, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.

В1 - В4 пожароопасные - ГЖ и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к категориям А или Б.

Г - негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени; ГГ, ГЖ и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива.

Д - негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

Категории зданий по взрывопожарной и пожарной опасности:

Здание категории А, если в нем суммарная площадь помещений категории А превышает 5% площади всех помещений или 200 м².

Здание категории Б, если одновременно выполнены два условия:

- здание не относится к категории А;

- суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5 % суммарной площади всех помещений или 200 м².

Здание категории В, если одновременно выполнены два условия:

- здание не относится к категориям А или Б;

- суммарная площадь помещений категорий А, Б и В превышает 5 % (10 %, если в здании отсутствуют помещения категорий А и Б) суммарной площади всех помещений.

Здание категории Г, если одновременно выполнены два условия:

- здание не относится к категориям А, Б или В;

- суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г превышает 5 % суммарной площади всех помещений.

Здание категории Д, если оно не относится к категориям А, Б, В, Г.

Факторы, характеризующие взрывоопасность технологических процессов: горючая среда, источники зажигания. Условия для распространения пожара

Определение взрыво- и пожароопасности материалов и веществ, используемых в производстве, начинают с установления основных показателей их пожарной опасности (горючести, температур вспышки и самовоспламенения, концентрационных и температурных пределов воспламенения и т. д.), а также выявления параметров режима работы технологического оборудования: температур, давления, влияющих на возможность возникновения и развития пожара.

Пожарная опасность процессов.

1. Характеризуется наличием горючего газа, паров ЛВЖ, ГЖ (могут применятся ЛВЖ или ГЖ, т.о. помещения категории «А» или «Б»).

2. Характеризуется отсутствием ВОС в аппаратах при нормальной работе, так как нет окислителя или мало паров. Возможно ВОС при: - пуске и остановке; - когда пересыщается сорбент; - избыток ПВС.

3. Характеризуется возможностью образования ВОС вне аппарата при авариях: - высокое давление (большая подача, перегрев); - старение прокладок; - износ сальников; - коррозия; - вибрация; - у дыхательных труб или клапанов. взрывоопасность пожар риск газ

4. Характеризуется наличием источников зажигания.

А. Огневые: - котельные установки; - сварка; - курение.

Б. Механические: - искры от инструмента; - нагрев подшипников от трения.

В. Электрические - все виды.

Г. Химические - самовозгорание и самовозгорание.

Анализ пожарной опасности производственного объекта

Анализ пожарной опасности производственного объекта должен предусматривать:

1) анализ пожарной опасности технологической среды и параметров технологических процессов на производственном объекте;

2) определение перечня пожароопасных аварийных ситуаций и параметров для каждого технологического процесса;

3) определение для каждого технологического процесса перечня причин, возникновение которых позволяет характеризовать ситуацию как пожароопасную;

4) построение сценариев возникновения и развития пожаров, влекущих за собой гибель людей.

Анализ пожарной опасности технологических процессов предусматривает сопоставление показателей пожарной опасности веществ и материалов, обращающихся в технологическом процессе, с параметрами технологического процесса.

Перечень показателей пожарной опасности веществ и материалов в зависимости от их агрегатного состояния, необходимых и достаточных для характеристики пожарной опасности технологической среды, регламентируется статьей 133 и таблицей 1 Федерального закона от 22.07.2008 г. №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

Перечень потенциальных источников зажигания пожароопасной технологической среды определяется посредством сопоставления параметров технологического процесса и иных источников зажигания с показателями пожарной опасности веществ и материалов.

Определение пожароопасных ситуаций на производственном объекте должно осуществляться на основе анализа пожарной опасности каждого из технологических процессов и предусматривать выбор ситуаций, при реализации которых возникает опасность для людей, находящихся в зоне поражения опасными факторами пожара, взрыва и сопутствующими проявлениями опасных факторов пожара.

Не подлежат рассмотрению ситуации, в результате которых не возникает опасность для жизни и здоровья людей. Эти ситуации не учитываются при расчете пожарного риска.

Для каждой пожароопасной ситуации на производственном объекте должно быть приведено описание причин возникновения и развития пожароопасных ситуаций, места их возникновения и факторов пожара, представляющих опасность для жизни и здоровья людей в местах их пребывания.

Для определения причин возникновения пожароопасных ситуаций должны быть определены события, реализация которых может привести к образованию горючей среды и появлению источника зажигания.

Наиболее вероятными событиями, которые могут являться причинами пожароопасных ситуаций на производственных объектах, следует принимать следующие события:

выход параметров технологических процессов за критические значения, который вызван нарушением технологического регламента (например, перелив жидкости при сливо-наливных операциях, разрушение оборудования вследствие превышения давления по технологическим причинам, появление источников зажигания в местах образования горючих газопаровоздушных смесей);

разгерметизация технологического оборудования, вызванная механическим (влиянием повышенного или пониженного давления, динамических нагрузок и т. п.), температурным (влиянием повышенных или пониженных температур) и агрессивным химическим (влиянием кислородной, сероводородной, электрохимической и биохимической коррозии) воздействиями;

механическое повреждение оборудования в результате ошибок персонала, падения предметов, некачественного проведения ремонтных и регламентных работ и т. п. (например, разгерметизация оборудования или выход из строя элементов его защиты в результате повреждения при ремонте или столкновения с железнодорожным или автомобильным транспортом).

Анализ пожарной опасности производственных объектов предусматривает определение комплекса мероприятий, изменяющих параметры технологического процесса до уровня, обеспечивающего допустимый пожарный риск.

Для выявления пожароопасных ситуаций рекомендуется осуществлять деление технологического оборудования (технологических систем) объекта на участки. Указанное деление выполняется, исходя из возможности раздельной герметизации этих участков при возникновении аварии. Рассматриваются пожароопасные ситуации как на основном, так и вспомогательном технологическом оборудовании. Кроме этого, необходимо учитывать также возможность возникновения пожара в зданиях, строениях и сооружениях (далее по тексту - здания) различного назначения, расположенных на территории производственного объекта.

В перечне пожароопасных ситуаций применительно к каждому участку, технологической установке, зданию производственного объекта выделяются группы пожароопасных ситуаций, которым соответствуют одинаковые модели возникновения и развития.

При анализе пожароопасных ситуаций, связанных с разгерметизацией технологического оборудования, следует рассмотреть утечки при различных диаметрах истечения (в том числе максимальные - при полном разрушении оборудования или подводящих/отводящих трубопроводов).

Анализ наличия систем обеспечения пожарной безопасности зданий, сооружений и строений

Анализ влияния систем обеспечения пожарной безопасности объекта на расчетные величины пожарного риска предусматривает рассмотрение комплекса мероприятий по обеспечению пожарной безопасности объекта.

При этом рассматриваются следующие мероприятия по обеспечению пожарной безопасности:

- мероприятия, направленные на предотвращение пожара;

- мероприятия по противопожарной защите;

- организационно-технические мероприятия по обеспечению пожарной безопасности.

Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности могут учитываться при определении частот реализации пожароопасных ситуаций, возможных сценариев возникновения и развития пожаров и последствий воздействия опасных факторов пожара на людей для различных сценариев его развития.

Методика вычисления расчетных величин пожарного риска

Массовая скорость истечения сжатого газа из резервуара описывается соотношениями:

докритическое истечение:

при

, (3.11)

, (3.12)

сверхкритическое истечение:

при

, (3.13)

, (3.14)

где G - массовый расход, кг/с; - атмосферное давление, Па; Р_V - давление газа в резервуаре, Па; - показатель адиабаты газа; А_hol - площадь отверстия , м²; м - коэффициент истечения (0,6-0,8); с_V - плотность газа в резервуаре при давлении Р_V, кг/м³.

Истечение сжиженного газа из отверстия в резервуаре

Массовая скорость истечения паровой фазы G_V (кг/с) описывается формулой:

, (3.15)

где коэффициент истечения; А_hol - площадь отверстия, м²; Р_С - критическое давление сжиженного газа, Па; М - молярная масса, кг/моль; R - универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж/(Кмоль); Т_С - критическая температура сжиженного газа, К; Р_R = P_V/P_C - безразмерное давление сжиженного газа в резервуаре; Р_V - давление сжиженного газа в резервуаре, Па.

Массовую скорость истечения паровой фазы можно также рассчитывать по формулам (3.11) - (3.14).

Массовая скорость истечения жидкой фазы G_L (кг/с) описывается формулой:

(3.16)

где с_L - плотность жидкой фазы, кг/м³; с_V - плотность паровой фазы, кг/м³; Т_R=T/T_C - безразмерная температура сжиженного газа; Т - температура сжиженного газа в резервуаре, К.

Растекание жидкости при квазимгновенном разрушении резервуара

Под квазимгновенном разрушением резервуара следует понимать внезапный (в течении секунд или долей секунд) распад резервуара на приблизительно равные по размеру части. При такой пожароопасной ситуации часть хранимой в резервуаре жидкости может перелиться через обвалование.

Ниже представлена математическая модель, позволяющая оценить долю жидкости, перелившейся через обвалование при квазимгновенном разрушении резервуара. Приняты следующие допущения:

рассматривается плоская одномерная задача;

время разрушения резервуара много меньше характерного времени движения гидродинамической волны до обвалования;

жидкость является невязкой;

трение жидкости о поверхность земли отсутствует;

поверхность земли является плоской, горизонтальной.

Система уравнений, описывающих движение жидкости, имеет вид:

, (3.17)

где h - высота столба жидкости над фиксированным уровнем, м; h_G - высота подстилающей поверхности над фиксированным уровнем, м; u - средняя по высоте скорость движения столба жидкости, м/с; х - координата вдоль направления движения жидкости, м; t - время, с; g - ускорение свободного падения (9,81 м/с²).

Граничные условия с учетом геометрии задачи (рис. 3.2) имеют вид:

, (3.18)

, (3.19)

(3.20)

(3.21)

где а - высота обвалования.

Массовая доля жидкости Q (%), перелившейся через обвалование к моменту времени Т, описывается выражением:

, (3.22)

где u_N - средняя по высоте скорость движения столба жидкости при х = b, м/с; h_N - высота столба жидкости при х = b, м; h₀ - начальная высота столба жидкости в резервуаре, м; R - ширина резервуара, м.

График расчетной и экспериментальной зависимостей массовой доли перелившейся через обвалование жидкости Q от параметра a/h₀ представлен на рис 3.3.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3.2. Типичная картина движения жидкости в обваловании при квазимгновенном разрушении резервуара.

- уровень начального столба жидкости;

- уровень жидкости в промежуточный

момент времени (результаты расчета)

Рис. 3.3. Зависимость доли перелившейся через обвалование жидкости Q от параметра а/h₀: 1 - расчет; 2 - эксперимент

1 -- начало участка i

Выявление опасности возникновения пожара сводится к установлению возможности одновременного появления и взаимоконтакта в определенном соотношении трех факторов, необходимых для возникновения пожара:

- горючего вещества;

- окислителя;

- источника зажигания.

Местом возникновения пожара может являться аппарат, станок, машина, помещение или открытая площадка, на которой имеются горючие вещества и материалы. Пожар может возникнуть как при нормальной работе оборудования, в период его пуска так и при повреждениях или нарушении режима работы оборудования с выходом из него горючей среды в помещения и на открытые площадки.

Оценку возможности образования горючих концентраций в закрытых аппаратах (сосудах, резервуарах) с ЛВЖ, газами и пылями производят путем сравнения фактических температур или концентраций с пределами воспламенения.

Размещено на Allbest.ru