Введение.

В различных сферах производства используются, и перерабатыва­ется большое количество горючих и взрывоопасных материалов. Ин­тенсификация взрывоопасных производств обусловила необходимость повышения (приближение к критическим значением) таких важных па­раметров, как давление, температура, соотношение горючих компо­нентов с окислителем и д.р., поэтому неизбежно возрастает опас­ность взрывов большой силы, пожаров, приводивших к травмам и ги­бели обслуживающего персонала, наносящий значительный материаль­ный ущерб.

Анализ крупных аварий показывает, что при взрывах больших объемов парогазовых выбросов разрушению подвергаются не только здания и сооружения самих производственных объектов, но и близле­жащих жилых массивов. Создаются значительные трудности локализа­ции аварий, а традиционные технические средства противопожарной службы по их предупреждению оказываются малоэффективными.

Недостаточная эффективность пожаровзрывоопасных производств обусловлены, прежде всего, отсутствием аналитической количествен­ной оценки пожаровзрывоопасности производств при проектировании, строительстве, регистрации, ремонте и эксплуатации.

Отраслевые правила пожаровзрывоопасности производств не в полной мере отражают особенности защиты конкретных производств от пожаров и взрывов. Поэтому углубленное изучение характерных опас­ностей типовых технологических процессов является наиболее рацио­нальным направлением в разработке эффективной пожаровзрывозащиты.

Общие положения и терминология.

Изучение данного вопроса базируется на нормативных докумен­тах по противопожарной службе. Пожарная безопасность объекта должна обеспечиваться:

- системами предотвращения пожара (СПП);

- системой противопожарной защиты (СПЗ);

- организационно-техническими мероприятиями (ОТМ).

Система пожарной безопасности должна характеризоваться уров­нем обеспечения пожарной безопасности людей и материальных цен­ностей, а также экономическими критериями эффективности этих сис­тем для материальных ценностей с учетом всех стадий:

- научная разработка;

- проектирование;

- строительство;

- эксплуатация;

и выполнять одну из следующих задач:

- исключить возможное возникновение пожара;

- обеспечивать ПБ людей;

- обеспечивать ПБ материальных ценностей;

- обеспечивать ПБ одновременно людей и материальных цен­ностей.

Объекты должны иметь системы ПБ, направленные на предотвра­щение воздействия на людей опасных факторов пожара (ОФП), в том числе их вторичных проявлений на требуемом уровне.

Требуемый уровень обеспечения ПБ людей с помощью использова­ния СПП, СПЗ и ОТМ должен быть не менее 0.999999 предотвращения воздействия ОФП в год в расчете на каждого человека, а допустимый уровень ПО для людей должен быть не более 0.000001 воздействия ОФП, превышающих допустимые значения, в год в расчете на каждого

Объекты, площадь которых могут привести к массовому пораже­нию людей, находящихся на этих объектах и окружающей территории, опасными и вредными производственными факторами (по ГОСТ 12.0.003) а также ОФП и их вторичными проявлениями, должны иметь системы ПБ, обеспечивающие минимально возможную вероятность возникновения пожара, которые определяются проектировщиками и технологами при паспортизации этих объектов.

Объекты, отнесенные к соответствующим категориям по ПО согласно нормам технологического проектирования (НТП) для определения категорий помещений и зданий по пожаровзрывоопасности, должны иметь экономичес­кими эффективные СПБ.

Опасными факторами пожара, воздействующими на людей и материальные ценности, являются:

- пламя и искры;

- повышенная температура окружающей среды;

- токсичные продукты горения и термического разложения;

- пониженная концентрация кислорода.

К вторичным проявлениям ОФП относятся:

- опасные разрушения аппаратов и конструкций;

- радиоактивные и токсичные вещества, вышедшие из разрушенных аппаратов;

- электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие части аппаратов и конструкций;

- опасные факторы взрыва (ГОСТ 12.1.10) происшедшего вследствие пожара;

- огнетушащие вещества.

Классификация объектов по взрывопожарной опасности должна производиться с учетом допустимого (требуемого) уровня их опасности с уче­том массы горючих и трудногорючих веществ и материалов, находящихся на объекте и возможного ущерба для людей и материальных ценностей.

Вероятность возникновения пожара от электрического или другого единичного изделия или оборудования при их разработке, проектировании и изготовлении не должна превышать 0.000001 в год. Значение величины допустимой вероятности пожара при применении изделия на объектах долж­на устанавливаться расчетом (ГОСТ 12.1.004-91, приложение 5).

Пожар и взрыв по своей химической сущности представляет собой процесс горения. При горении происходит окисление горючего вещества.  Окислителем чаще всего является кислород воздуха, в качестве окисли­теля могут быть и другие вещества (хлор, азотная кислота, концентриро­ванная перекись водорода, фтор и т.д.). Чтобы горючее вещество воспламенилось, необходимы определенное количество окислителя и наличие теплового источника зажигания.

Только одновременное сочетание всех трех факторов - горючее ве­щество, окислитель и источник зажигания, может вызвать горение.

Сочетание горючего вещества с окислителем принято называть горючей средой. Горючая среда и источник зажигания имеет им присущие свойства, которые необходимо учитывать при анализе ПО.

При анализе пожаровзрывоопасности технологических систем (элемен­тов) процессов производства необходимо учитывать:

1. Основные физико-химические и пожароопасные свойства веществ, их количество:

- для жидкостей - химический состав, температуру кипения, плотность паров по воздуху, температуру вспышки (для ЛВЖ с    Твсп = 61°С в открытом тигле и Твсп = 66°С в закрытом тигле), концентрационные пределы распространения пламени, температуры воспламенения и самовоспламе­нения, способность к самовозгоранию, способность к образованию стати­ческого электричества, теплота горения, токсичность, огнетушащие средства для их тушения;

- для газов - химический состав, нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени, температура самовоспламенения, теплота горения, плотность по отношению к воздуху, токсичность, огнетушащие средства для их тушения;

- для твердых веществ - химический состав, группа горючести (негорючие, трудногорючие, горючие), температура воспламенения, тем­пература самовоспламенения, склонность к самовозгоранию, теплота горе­ния, токсичность продуктов термического разложения и горения, огнету­шащие средства для их тушения; для твердых веществ с температурой плавления ниже 3000С дополнительно должна быть выставлена температура плавления и вспышки;

- для порошкообразных веществ и пыли должны быть данные о величине нижнего концентрационного предела воспламенения аэровзеси.

2.     Установить пожаровзрывоопасность среды внутри производственного оборудования с учетом свойств веществ и режимов работы аппаратов.

3.     Установить возможные причины выхода горючих веществ наружу из аппаратов, резервуаров, трубопроводов и т.д., т.е. выявить возможные причины повреждений и аварий аппаратов и к каким последствиям это мо­жет привести.

4.     Выявить причины появления источников зажигания и возможность их контакта с горючими веществами.

5.     Определить возможные причины и пути развития начавшегося пожа­ра.

6.     По всем рассмотренным вопросам определит организационно-техни­ческие мероприятия по противопожарной защите.

Требования к способам обеспечения пожарной безопасности СПП.

Предотвращение пожара должно достигаться предотвращением образования ГС и (или) предотвращением образования в ГС (или внесе­ния в нее) источников зажигания. Одним из следующих способов или их комбинаций:

- максимально возможным применением негорючих и трудногорючих веществ и материалов;

- максимально возможным, по условиям технологии и строитель­ства, ограничением массы и (или) объема горючих веществ и наибо­лее безопасным способом их размещения;

- изоляцией горючей среды;

- поддержанием безопасной концентрации среды в соответствии с нормами и правилами другими нормативно-техническими документами и правилами безопасности;

- достаточной концентрацией флегматизатора в воздухе защищаемого объема (его составной части);

- поддержанием температуры и давления среды, при которых распространение пламени исключается;

- максимальной механизацией и автоматизацией технологичес­ких процессов;

- установкой пожароопасного оборудования по возможности в изолирующих помещениях или на открытых площадках;

- изменение устройств защиты технологических систем (элемен­тов) с горючими веществами от повреждений и аварии, установкой отключающих, отсекающих и других устройств.

Предотвращение образования в горючей среде (ГС) источников зажигания (ИЗ) должно достигаться применением следующих способов или их комбинаций:

- применением машин, устройств, оборудования, при эксплуата­ции, которых не образуются ИЗ;

- применением электрооборудования в соответствии с ГОСТ 12.1.011 и ПУЭ;

- применением в конструкции быстродействующих средств отклю­чения возможных ИЗ;

- применение технологического процесса и оборудования, отвечающим требованиям электростатической искробезопасности по ГОСТ 12.1.018.;

- устройством молниезащиты;

- поддержанием температуры нагрева поверхности машин, ве­ществ, которые могут войти в контакт с ГС, ниже предельно допус­тимой, составляющей 80 % наименьшей температуры самовоспламенения горючего;

- исключением возможности появления искрового разряда в го­рючей среде с энергией, равной и выше минимальной энергии зажига­ния;

- применением неискрового инструмента при работе с ЛВЖ и го­рючими газами;

- ликвидацией условий для теплового, химического и (или) микробиологического самовозгорания обращающихся веществ, материа­лов, изделий и конструкций;

- устранением контактов с воздухом пирофорных веществ;

- уменьшение определяющего размера ГС ниже предельного по горючести;

- строгое выполнение СНиП и ГОСТов.

Ограничение массы и (или) объема горючих веществ и материа­лов, а также наиболее безопасный способ их размещения должны достигаться:

- уменьшением массы и (или) объема горючих веществ и матери­алов, находящихся одновременно в помещении или неоткрытых площадках;

- устройством аварийного слива пожароопасных жидкостей и аварийного стравливания горючих газов из аппаратуры;

- очисткой территории от горючих отходов, отложений пыли, пуха и т.д.;

- удалением пожароопасных отходов производства;

- заменой ЛВЖ и ГЖ на пожаробезопасные технические моющие средства.

Требования к способам обеспечения пожарной безопасности СПЗ.

Противопожарная защита должна достигаться применением одного из следующих способов или их комбинаций:

- применением эффективных средств пожаротушения с соответствующими видами пожарной техники;

- применением АУПП и АУПТ;

- применением строительных конструкций и материалов с нормированными показателями пожарной опасности;

- применением пропитки конструкций объектов антипиренами и нанесением на их поверхности огнезащитных красок (составов);

- устройствами, обеспечивающими ограничение распространения пожара;

- организации с помощью ТС, включая автоматические ТС, своевременного оповещения и эвакуации людей;

- применением средств коллективной, индивидуальной защиты лю­дей от ОФП;

- применением эффективных средств противодымной защиты.

Ограничение распространение пожара за пределы очагов должно достигаться:

- устройством противопожарных преград;

- установлением предельно допустимых по технико-экономичес­ким расчетам площадей противопожарных отсеков и секций, этажности зданий, но в пределах установленных норм;

- устройством аварийного отключения технологических систем и аппаратов;

- применение средств, предотвращающих или ограничивающих разлив и растеканий жидкостей при пожаре;

- применение огнепреграждающих устройств в оборудовании.

Каждый объект (производство) должен иметь объемно-планировочное и техническое решение и исполнение, чтобы эвакуация персона­ла из него была завершена до наступления предельно допустимых значений ОФП. Для обеспечения эвакуации необходимо:

- конструктивно исполнить эвакуационных путей и выходов (количество, размеры);

- возможность беспрепятственно управлять движением персонала по эвакуационным путям (световые указатели, звуковое оповещение и т.д.).

Средство коллективной и индивидуальной защиты должны обеспе­чивать безопасность персонала в течение всего времени действие ОФП. Коллективную защиту следует обеспечивать с помощью пожаробезопасных зон и конструктивных решений. Средства индивидуальной защиты должны быть также для пожарных, участвующих в тушении по­жара.

Система противодымной защиты объектов должна обеспечивать незадымление, снижения температуры и удаление продуктов горения и термического разложения на путях эвакуации в течение времени, не­обходимого для эвакуации и (или) коллективную защиту людей и ма­териальных ценностей.

На каждом объекте должно быть обеспечено оповещение и (или) сигнализация о пожаре в его начальной стадии техническими или организационными мероприятиями или средствами.

В производственных сооружениях должны быть предусмотрены лестничные клетки, противопожарные стены, лифты, наружные пожар­ные лестницы, аварийные люки и т.д., с достаточной устойчивостью и огнестойкостью конструкций при пожаре не менее времени, необходи­мого для спасения людей при пожаре и расчетного времени тушения пожаров.

Для пожарной техники должны быть определены:

- быстродействие и интенсивность подачи огнетушащих веществ;

- допустимые огнетушащие вещества, в том числе с позиций требований экологии и совместимости с горящими веществами и материалами;

- источники и средства подачи огнетушащих веществ для пожаротушения;

- нормативный (расчетный) запас огнетушащих веществ (порошко­вых, газовых, пенных, комбинированных);

- необходимая скорость наращивания подачи огнетушащих ве­ществ с помощью транспортных средств оперативных пожарных служб;

- требования к устойчивости от воздействия ОФП и их вторич­ных проявлений;

- требования техники безопасности.

Организационно-технические мероприятия по обеспечению пожарной безопасности.

Организационно технические мероприятия (ОТМ) должны включать:

- организацию пожарной охраны, в том числе ведомственных служб пожарной безопасности в соответствии с существующими зако­нодательными актами;

- паспортизация технологических процессов и сооружений в части обеспечения ПБ;

- привлечение общественности к вопросам обеспечения ПБ;

- организацию обучения работающих и населения правилам ПБ;

- разработку и реализацию норм, правил, инструкций по ПБ;

- изготовлению и применению наглядной агитации по обеспече­нию ПБ;

- порядок хранения веществ и материалов, тушения которых недопустимо одними и теми же средствами, в зависимости от их физико-химических и пожароопасных свойств;

- нормирование численности людей на объекте по условиям безопасности их для пожара;

- разработку мероприятий по действию администрации, рабочих, служащих и населения на случай возникновения пожара и организацию эвакуации людей ;

- основные виды, количество, размещения и обслуживание по­жарной техники (ГОСТ 12.1.009).Применяемая пожарная техника долж­на обеспечивать эффективное тушение пожара (загорания), быть безопасной для природы и людей.

Терминология.

Терминология происходит от латинского - предел и греческого - понятие, учение. Терминология - это совокупность терминов-слов и словосочетаний, обозначающих определенные понятия в проти­вопожарной службе. Терминология противопожарной службы соответс­твует достигнутому уровню развития знаний и отражает многообразие специфических понятий, закрепленных действующими нормативными до­кументами (СНиП, ГОСТ, наставление, устав, нормы технологического проектирования и т.д.), охватывая особенности пожарного дела. Терминология противопожарной службы пополняется за счет слов общенародного языка, заимствований из других областей знаний и дру­гих языков. Лексика применяется в противопожарной службе кроме официальных терминов, включает их неофициальные эквиваленты.

В данной лекции мы ограничиваемся основными терминами, используемыми в противопожарной службе, которые не в полном объеме отражают весь спектр терминов и определений, используемых в противопожарной службе.

Пожар - процесс, характеризующийся социальным и (или) экономическим ущербом в результате воздействия на людей и (или) материальные ценности факторов термического разложения и (или) горе­ния, развивающегося вне специального очага, а также применяемых огнетушащих веществ.

В других источниках под пожаром принимается горение, способ­ное самостоятельно распространяться вне специального предназна­ченного для этого места, приводящее к травмированию, гибели лю­дей, либо уничтожению, повреждению материальных ценностей и иным убыткам.

Система пожарной безопасности - комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на предотвращение пожара и ущерб от него.

Уровень пожарной опасности - количественная оценка возможно­го ущерба от пожара.

По ГОСТ 12.1.004-91 устанавливает порядок расчета уровня обеспечения пожарной безопасности людей, вероятности воздействия ОФП на людей и обоснование требований к эффективности систем обеспечения пожарной безопасности людей.

Этим же ГОСТом установлена методика определения вероятности возникновения пожара (взрыва) в пожаровзрывоопасном объекте и оценки экономической эффективности систем пожарной безопасности с соответствующими примерами расчетов.

Отказ системы (элементов) пожарной безопасности - отказ, ко­торой может привести к возникновению предельно допустимого значе­ния ОФП в защищаемом объеме объекта.

Пожароопасный отказ комплектующего изделия - отказ комплек­тующего изделия, который может привести к возникновению ОФП.

Объект (объект защиты) - объект, требующий применения средств и способов для предотвращения возникновения, развития и ликвидации пожара. Примеры объектов защиты: процессы и их элементы, среда, орудия труда, предметы труда, здания и сооружения, их совокупности, населенные пункты, человек.

Устойчивость объекта при пожаре - свойство объекта предотв­ратить воздействие на людей и материальные ценности ОФП и их вто­ричных проявлений.

В тоже время под устойчивостью объекта при пожаре следует понимать способность объекта выполнять свои функции и сохранять основные параметры в пределах установленных норм при воздействии ОФП и вторичных их проявлений. Устойчивость объекта при пожаре достигается применением при проектировании строительных конструк­ций материалов, созданием надежной системы СПП, СПЗ и организаци­онно-техническими мероприятиями.

Источник зажигания - средство энергетического (теплового) воздействия, инициирующее возникновения горения, с параметрами достаточными для воспламенения горючей среды.

Вероятность возникновения источников зажигания принимают равной нулю в следующих случаях:

- если источник не способен, нагрет вещество выше 80% значе­ния температуры самовоспламенения вещества или температуры самовозгорания вещества, имеющему склонность к тепловому самовозгора­нию;

- если энергия, передающая тепловым источникам горючему ве­ществу (паро-, газо-, пылевоздушной смеси) ниже 40% минимальной энергии зажигания;

- если за время остывания теплового источника он не способен нагреть горючие вещества выше температуры воспламенения;

- если время воздействия теплового источника меньше суммы периода индукции горючей среды и времени нагрева локального объ­ема этой среды от начальной температуры до температуры воспламе­нения.

Если данные для определения вероятности того, что воспламе­няющая способность появившегося в элементе объема какого-то энер­гетического (теплового) источника, достаточна для зажигания горючей среды, определяется экспериментально или сравнением параметров энергетического (теплового) источника с соответствующими показа­телями пожарной опасности ГС. Если эти данные отсутствуют или их достоверность вызывает сомнения, то значения вероятности принима­ют равным 1.

Горючая среда - среда способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания.

Пожарная опасность объекта - возможность причинения ущерба ОФП, в том числе их вторичными проявлениями.

Предельно допустимое значение ОФП - значение ОФП, воздейс­твие которого на человека в течении критической продолжительности пожара не приводит к травме, заболеванию или отклонению в состоя­нии здоровья в течении нормативно установленного времени, а воз­действие на материальные ценности не приводит к потере устойчивости объекта при пожаре.

Критическая продолжительность пожара - время, в течении ко­торого достигается предельно допустимое значение ОФП в установ­ленном режиме его изменения.

Горючесть (возгораемость) - способность вещества (материала) к распространению пламени или тлению.

Термины и определения по противопожарной службе установлены ГОСТом 12.1.033, а также различными энциклопедическими справочни­ками. В дальнейшем применение терминов будут рассматриваться на конкретных примерах в области пожарной безопасности технологичес­ких процессов.

Применяемость показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов.

Пожаровзрывоопасность производств в наибольшей степени зависит и обусловлена физико-химическими свойствами применяемого сырья, конечных и побочных продуктов.

По показателям пожаровзрывоопасности и параметрам технологи­ческих процессов определяют уровень пожаровзрывоопасности объек­тов при их проектировании и эксплуатации, а также имеют важные значения для прогнозирование возможных аварий.

Значение показателей и эффективное их применение в практи­ческой деятельности инженера пожарной безопасности является фактором, определяющим компетентность специалиста противопожарной службы.

В соответствии с ГОСТ 12.1.044-89 установлены следующие по­казатели представленные в таблице 1.

Таблица 1: Номенклатура и применяемость показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов.

Количество показателей, необходимых и достаточных для характеристики пожаровзрывоопасности веществ и материалов в условиях функционирования в производстве, определяет разработчик системы обеспечения пожаровзрывобезопасности производственного объекта.

Пожарная безопасность производственных процессов и объектов.

Пожарная безопасность является составной частью общей безо­пасности производственных объектов. Для оценки уровня пожарной опасности используется принцип "треугольника", т.е. возникновения пожара возможно при наличии - ГС - ИЗ - 0₂ - однако анализ ПО производственных объектов включает в себя изучение или исследова­ние не только этих основных условий пожара, но и:

- условия образования горючей среды;

- условия возможного самопроизвольного возникновения горения (самовозгорания, самовоспламенения);

- наличие потенциальных источников зажигания;

- условия вынужденного зажигания;

- условия для распространения пожара;

- анализ физико-химических свойств горючей среды;

- анализ физико-химических свойств окислителя и т.д.

При рассмотрении, например, наличия окислителя следует четко себе представлять, что в качестве окислителя может использоваться не только кислород воздуха, но другие окислители, определяющие технологический процесс производства. Такими окислителями могут быть жидкий кислород, концентрированная перекись водорода, хлор, азотная кислота и ее окись, фтор, фосфор и т.д.

Поэтому методика оценки (исследования) ПО включает не только исследование условий возникновения пожара, но и знания техноло­гий, процессов, агрегатов производственного объекта.

Под технологией понимается последовательность получения ко­нечного продукта. Поэтому специалист ППС должен знать основные процессы происхождения при сушке, сварке и т.д.

Как сушить продукцию? Это технология.

Как влага выходит из сырья? Это процесс.

Понятие технология и процесс, различные понятия.

Важно знать процесс, а технология изучается на базе процес­сов и чтобы с достаточной достоверностью и компетентностью оце­нить уровень ПО производства нужно четко знать и представлять со­держание и смысл понятий:

- процессы;

- аппараты;

- технологии;

- объекты.

Вероятность возникновения пожара зависит от условий, из ана­лиза которых вырабатываются противопожарные нормативные документы и организационно-технические мероприятия по обеспечению пожарной безопасности производственного объекта.

При анализе проблем пожарной безопасности используется сис­темный подход. Под технологической системой понимается целостное множество элементов, связанных между собой с целью обеспечения выполнения технологической системой получения конечного продукта или достижения определенной цели.

Основным методом изучения технологических систем является метод моделирования - специально создаваемый объект, на котором воспроизводится определенные характеристики реально исследуемого объекта с целью его изучения.

Классифицируют математические модели на аналогичные и имитационные, детерминированные и вероятностные, которые могут быть использованы при решение проблем обеспечения ПБ производственных объектов.

В настоящее время существуют проблемы совершенствования сис­темы обеспечения пожарной безопасности производственных объектов, включающая такие направление:

- инфраструктурная сущность противопожарной службы в целом;

- правовые аспекты;

- организационно-управленческие аспекты;

- инженерно-технические аспекты и т.д.

Следует отметить, что понятие "пожарная опасность", а следо­вательно принципы и методы ее оценки многогранно и неопределенно. Понятие "пожарная опасность" производственных объектов и техноло­гических систем можно трактовать:

- как вероятность возникновения пожара, т.е. как сравнитель­ную опасность по частоте случаев возникновения пожара за единицу времени (год, месяц) или по количеству пожаров на число объектов за год;

- как мера тяжести моральных, социальных последствий пожара на объекте;

- как степень опасности последствий пожара или сопутствующих ему явлений, мера опасности которых выше, чем мера опасности са­мых опасных факторов пожара;

- как мера материального ущерба.

Поэтому понятие "пожарная опасность" и принципы ее оценки следует рассматривать с трех точек зрения:

1. с точки зрения вероятности возникновения ПО, обусловленной физико-химическими и инженерно-техническими факторами;

2. с точки зрения сложности инженерной и боевой обстановки на пожаре,      определяющей масштаб и'' сложность боевой работы по его      ликвидации;

3. с точки зрения рекомендаций комплекса профилактических, организационно-технических и оперативно-технических мероприятий по снижению этих аспектов понятия "пожарной опасности".

Иными словами, для обеспечения пожарной безопасности произ­водственных объектов можно дать следующие общие рекомендации:

- для снижения ПО любого производственного объекта следует применять максимум профилактических, конструктивно-технологичес­ких, организационных мероприятий, направленных на недопущение возникновение пожара;

- на случай, если пожар все-таки возник, необходимо для сни­жения интенсивности его развития, локализовать зоны горения и за­дымления предусматривать конструктивно-планированные и технологи­ческие решения;

- для тушения и активной локализации пожара необходимо пре­дусматривать комплекс мероприятий на основе специальных техноло­гических приемов, АСПП, АСПЗ и т.д.