Глава 6. Анализ пожарной опасности технологических процессов
По уровню пожарной опасности технологические процессы делятся:
§ на процессы повышенной опасности, в которых обращаются пожаровзрывоопасные вещества в количестве равном или больше порогового по ГОСТ РФ 12.3.047-98 (ацетилен – 50 т, водород – 50 т, ЛВЖ и ГЖ – 200 т, жидкий кислород – 2000 т и т.п.);
§ технологические процессы, в которых обращаются указанные вещества в меньших количествах.
Оценку пожарной безопасности технологических процессов повышенной пожарной опасности осуществляют с помощью критериев:
§ индивидуального риска;
§ социального риска;
§ регламентированных параметров пожарной опасности.
При этом индивидуальный риск определяется как вероятность возникновения опасных факторов пожара (ОФП) при аварии в определенной точке пространства. Характеризует распределение риска. Социальный риск оценивается по поражению не менее 10 человек и представляет собой зависимость вероятности возникновения событий, состоящих в поражении определённого числа людей, подвергшихся ОФП, от числа этих людей, и характеризует масштаб пожаровзрывоопасности.
Пожарная безопасность технологического процесса считается безусловно выполненной, если:
§ индивидуальный риск меньше 10-8;
§ социальный риск меньше 10-7.
Эксплуатация технических процессов недопустима, если индивидуальный риск > 10-6, а социальный > 10-5.
Эксплуатация технологических процессов при промежуточных значениях риска может быть допущена после дополнительного обоснования, в котором показано, что приняты все возможные меры для снижения пожарной опасности.
Если отсутствуют необходимые данные для оценки процессов на основе рисков, то допускается использовать другие критерии пожарной опасности.
При оценке пожарной опасности технологического процесса необходимо оценить расчётным или экспериментальным путем:
Ø избыточное давление при сгорании газопаровоздушных смесей в помещении;
Ø размер зон, ограниченных нижним концентрационным пределом распространения пламени паров и газов;
Ø интенсивность теплового излучения при пожаре ЛВЖ и ГЖ для сравнения с предельно допустимыми значениями интенсивности теплового потока для человека и материалов;
Ø размеры зоны распространения облака горючих газов и паров при аварии для определения тактики пожаротушения;
Ø параметры волны давления при сгорании газопаровоздушных смесей в открытом пространстве;
Ø поражающие факторы при разрыве технологического оборудова-ния вследствие воздействия на него пожара;
Ø интенсивность испарения горючих жидкостей и сжиженных газов на открытом пространстве и в помещении;
Ø температурный режим пожара для определения требуемого предела огнестойкости конструкций;
Ø требуемый предел огнестойкости строительных конструкций, обеспечивающий целостность ограждающих и несущих конструкций;
Ø размер сливных отверстий для горючих жидкостей в поддонах и отсеках производственных участков;
Ø параметры паровых завес для предотвращения контакта парогазовых смесей с источниками зажигания;
Ø другие показатели, необходимые для анализа опасности технологических процессов.
Значения допустимых параметров должны быть такими, чтобы исключить гибель людей и ограничить распространение аварии за пределы технологического процесса.
Для снижения последствий пожара обычно проводят следующие мероприятия:
§ ограничение растекания горючей жидкости по цеху или производственной площади;
§ уменьшение интенсивности испарения горючих жидкостей;
§ аварийный слив горючих жидкостей в специальную ёмкость;
§ ограничение массы опасных веществ при хранении и в технологических аппаратах;
§ флегматизация горючих смесей в аппаратах;
§ вынос пожароопасного оборудования в изолированные помещения;
§ использование устройств для сброса давления при сгорании смесей в аппаратах;
§ ограничение распространения пожара с помощью протиивопожарных разрывов и преград;
§ применение установок пожаротушения и пожарной сигнализации;
§ обеспечение подъездных путей, пожарных резервуаров и т.д.
Оценка пожарной опасности обычных технологических процессов
(не повышенной пожарной опасности) несколько отличается от рассмотренной ранее.
Анализ пожарной опасности таких технологических процессов должен включать:
§ определение пожарной опасности веществ, используемых в технологическом процессе;
§ определение мест, где сосредоточены горючие материалы или возможно образование горючих смесей, газопаровоздушных смесей;
§ определение возможных источников зажигания;
§ оценка вариантов аварий и путей распространения пожара;
§ расчет категорий помещений и наружных установок по взрывопожароопасности;
§ определение систем предотвращения пожара;
§ разработка мероприятий по повышению пожарной безопасности технологических процессов и отдельных его участков.
Рассмотрим более подробно некоторые из перечисленных путей анализа.
Обычно пожарная опасность технологического процесса оценивается по технологическому регламенту, пожарной опасности веществ и материалов, участвующих в процессе, схеме расположения оборудования и технологической цепочке производства.
Технологический регламент включает:
§ основные характеристики продукции, сырья и т. д.;
§ отходы и выбросы в атмосферу;
§ параметры технологического режима (t, P и т. д.);
§ порядок ведения и контроль технологического процесса.
Данные о пожароопасных свойствах предоставляются для всех имеющихся на производстве материалов, продуктов, сырья.
Оценку опасности возникновения пожара и путей его распространения проводят на основе планирования и схем размещения оборудования и производств, где указаны возможные места оборудования горючей среды, участки возможных аварий, вероятные источники зажигания, пути распространения огня при пожаре.
При анализе вероятных источников зажигания необходимо:
§ предусмотреть применение искробезопасного и взрывобезопасного электрооборудования;
§ предусмотреть средства защиты от перегрева подвижных частей;
§ исключить возможность проникновения горючих газов из взрывоопасных помещений в обычные, где используется незащищенное электрическое оборудование;
§ при наличии аппаратов с высокой температурой стенок определить возможность воспламенения.
Если применяемая в технологическом процессе система предотвращения пожара не может исключить его возникновения и распространения на соседние участки, то необходимо разрабатывать мероприятия по его противопожарной защите, которая обеспечивается:
§ применением пожарной сигнализации и систем пожаротушения;
§ применением средств пожаротушения и пожарной техники;
§ применением строительных конструкций с заданными пределами огнестойкости;
§ организацией эвакуации людей и обеспечением их средствами защиты.
Ограничение распространения пожара за пределы очага горения может быть достигнуто:
§ устройством противопожарных преград;
§ применением огнепреграждающих устройств;
§ устройством аварийного отключения коммуникаций;
§ применением средств, ограничивающих разлив ЛВЖ и ГЖ.
Выбор огнетушащих веществ и систем автоматического пожаротушения проводится в зависимости от используемых в процессе материалов и обычно, если их несколько, выбирается по самому неблагоприятному.
Глава 7. Классификация
взрывопожароопасных зон
Современное производство насыщено электрооборудованием, пускорегулирующей аппаратурой, которые могут стать источником воспламенения окружающей взрывопожароопасной среды в результате нагрева или искрения.
В связи с «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ) предусматривается классификация производственных помещений и наружных установок по взрывоопасным и пожароопасным зонам.
К взрывоопасной зоне относится помещение, ограниченный объём помещения или наружная установка, в которых имеются или могут образовываться взрывоопасные смеси. При этом если объём взрывоопасной смеси более 5 % от свободного объёма помещения, то все помещение относится к взрывоопасной зоне, если равен или меньше 5 % от свободного объема, взрывоопасной считается зона в помещении в пределах 5 м по горизонтали и вертикали.
Зона класса В–I– зоны, в которых выделяются горючие зоны или пары ЛВЖ в таком количестве, что могут образовать взрывоопасные смеси при нормальном режиме работы (переливание ЛВЖ).
Зоны класса В–Iа – зоны, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси газов или паров ЛВЖ не образуются, а возможны лишь в результате аварии или неисправности.
Зоны класса В–Iб – те же зоны, что и в классеВ−Iа, но отличающиеся следующим:
§ горючие газы обладают высоким нижним концентрационным пределом воспламенения (15% и более) и резким запахом (аммиачная холодильная установка);
§ зоны, в которых горючие газы, пары ЛВЖ, газообразный водород имеются в небольших количествах, исключающих образование взрывоопасной смеси в объёме.
Зоны класса В−Iг – пространство у наружных установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ (газгольдеры, ёмкости для ЛВЖ подземные).
Зоны класса В−II – зоны, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве, что они могут образовывать взрывоопасные смеси при нормальном режиме работы.
Зоны класса В−IIа – то же, что и В-II, но взрывоопасные смеси образуются только в результате аварий или неисправностей.
Пожароопасная зона – пространство, в котором постоянно или периодически находятся горючие вещества.
Зона класса П−I – зоны, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки более 610.
Зоны П−II – зоны, в которых выделяются горючие пыли и волокна с нижним концентрационным пределом воспламенения более 65 г/м3.
Зона класса П−IIа – зона, в которой обращаются твёрдые горючие вещества.
Зона класса П−III – расположенные вне помещения зоны, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки более 610 или твёрдые горючие вещества.
ПУЭ определены требования к электроустройствам, размещённым во взрывоопасных зонах. Выбор и установка электрооборудования для взрывоопасных зон должны проводиться в соответствии с ПУЭ на основании классификаций взрывоопасных смесей и взрывоопасных зон.