Обеспечение условий для эвакуации горючих веществ на случай аварии или пожара

При появлении угрозы аварии, взрыва, возникновения пожара приходится в некоторых случаях принимать срочные меры к уменьшению количества горючих веществ. Успешное решение этой задачи будет возможно, если заблаговременно предусмотрены условия для аварийного слива жидкостей, стравливания горючих газов, эвакуации твердых материалов, веществ и ценного оборудования.

Аварийный слив легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.
Возможность аварийного опорожнения предусматривается из всех емкостных аппаратов с легковоспламеняющимися, горючими, ядовитыми жидкостями и сжиженными газами, если они расположены на площадках, междуэтажных перекрытиях и высоких постаментах. Необходимость устройства специальных аварийных сливов в каждом отдельном случае решается, исходя из особенности пожаро- и взрывоопасности технологического процесса и местных условий.
При устройстве аварийных сливов из аппаратов и емкостей, находящихся в производственном помещении, приемные (аварийные или дренажные) резервуары должны быть подземными или полуподземными и размещены вне пределов здания, преимущественно со " стороны глухой стены.
Объем аварийного резервуара принимают не менее емкости наибольшего из аппаратов, оборудованных системой аварийного слива. Дыхательные трубы аварийных резервуаров выводят в безопасное место и защищают ог- непреградителями. При сливе горячих жидкостей для продувки внутреннего объема резервуара подводят водяной пар или инертный газ.
Трубопроводы аварийного слива прокладывают по наикратчайшему расстоянию с уклоном в сторону аварийной емкости и с минимальным количеством поворотов. Задвижки IHа линиях аварийного слива размещают в наиболее доступных местах, вблизи от путей эвакуации. Лучше всего устанавливать задвижки с автоматическим приводом в действие.
Продолжительность 1 аварийного 'слива т зависит от количества сливаемой жидкости, диаметра линии аварийного слива, ее сопротивления и напора, создаваемого жидкостью, а также от длительности подготовительных операций перед сливом.
Для уменьшения продолжительности аварийного слива и предотвращения взрывоопасных концентраций целесообразно производить слив жидкости с одновременной подачей в аппарат негорючего газа или водяного пара.
За системами аварийного слива жидкости устанавливают систематический надзор. Если опорожнение емкостных аппаратов в аварийных случаях предусмотрено путем перекачки жидкости в аппараты и емкости, !находящиеся в другом помещении за противопожарной стеной, то в инструкциях указывается о необходимости в аппаратах, емкостях иметь постоянно соответствующий свободный объем.
Защита производственных коммуникаций от распространения пламени. По производственным коммуникациям (трубопроводам для транспортировки жидкостей и газов; аспирациониым, рекупер ационным и вентиляционным воздуховодам; Системам пневматической транспортировки горючих веществ, лоткам, траншеям, тоннелям и т. п.) огонь может распространяться в связи с наличием воспламеняемых концентраций паров, газов или пыли внутри указанных коммуникаций, наличием твердых или жидких горючих отложений на поверхности воздуховодов, наличием слоя (неподвижного или движущегося) горючих жидкостей в траншеях, лотках, трубопроводах и тоннелях; наличием твердых веществ и газов, способных разлагаться с воспламенением под воздействием температуры или давления даже без доступа воздуха (ацетилен, взрывчатые вещества и т. д.). Чтобы предотвратить распространение ошя по производственным коммуникациям, применяют различные защитные устройства: огнепрегра- дители, гидравлические затворы, сухие затворы, автоматически закрывающиеся задвижки, заслонки и шиберы, водяные завесы и преграды, засыпки, перемычки (диафрагмы) и т. д.
Огнепреградители. Рабочим телом огнепреградителя является размещаемая в его корпусе какая-либо инертная насадка или сетка, позволяющая разбивать проходящий через нее поток на тонкие струйки. При окислении горючей смеси в каналах малого диаметра возможность тепло- потерь превышает тепловыделения и горение прекращается. В качестве инертной насадки применяют гравий, гофрированные спирали, латунные пластинки с малыми отверстиями, пористую металлокерамику, а также металлические сетки с мелкими ячейками. Диаметр гасящего канала насадки огнепреградителя принимают, исходя из данных практики, бпыта. или определяют расчетом.
При расчетном определении находят так называемый критический диаметр (dKp) отверстия насадки огнепреградителя, т. е. такой диаметр канала насадки, при горении смеси в котором тепловыделения будут равны тепловым потерям. Действительный диаметр отверстия должен быть несколько меньше. Обычно принимают d«0,5dKp. Для огнепреградителей в виде сеток критический диаметр отверстия определяется по формуле
^ 4Х (tсв ^h) ^
кр~ 3600® [q - С (tT — tH) ’
где X теплопроводность горючей смеси, ккал/м-ч-град; tcв—температура самовоспламенения смеси, °С; tH — начальная температура смеси, 0C; — температура горения смеси, 0C; w — скорость горения
смеси, м/сек\ q — теплота горения I мъ смеси при ее средней температуре, ккал!мг\ С — удельная теплоемкость продуктов горения, ккал/м3-град.
Для огнепреградителей с пламягасящей насадкой в виде гранулированного инертного заполнителя (например, гравия) критический диаметр можно определять по формуле
__ Pe XRT ^kp ~ wCP ’
где Pe — критерий Пекле для условия гашения пламени принимают равным 65; % — теплопроводность горючей смеси, ккал/м • ч • град; С — теплоемкость горючей смеси, ккал/кг • град\ у — удельный вес горючей смеси, кг/мъ\ R— газовая постоянная, кГ/кг • град\ T — температура горючей смеси, °К; w — скорость горения смеси, м/ч; P — давление горючей смеси, кГ/м2.
Зная величину критического диаметра, можно определить средние размеры гранул насадки по формуле
drp = (5 -т- 8) dKр.
Высоту насадки при обычном кинетическом горении принимают в пределах 80—120 мм, а при детонационном горении высота насадки может достигать 100 см и более.
Принципиальное устройство (некоторых огнепреградителей показано на рис. 3.9. Насадка огнепреградителей не должна оказывать большого сопротивления прохождению газовой или паровой фазы.
Состояние огнепреградителей периодически проверяют. Сроки проверки устанавливают в зависимости от места расположения и температуры среды. Так, например, на наружных аппаратах и линиях в периоды отрицательных температур огнепреградители проверяют один раз в 2 недели, при положительной температуре воздуха — один раз в месяц, а при расположении в помещениях — один раз в три месяца. Для удобства осмотра, очистки и промывки насадку размещают в кассете, которую можно вынуть через съемную крышку корпуса, не демонтируя всего огнепреградителя.
Гидравлические затворы — такие защитные устройства, гашение пламени в которых происходит в момент бар- ботажа паровой или газовой смеси через слой жидкости. Гидравлическими затворами защищают при необходимости газовые линии, линии с жидкостями, системы производственной канализации нефтеперерабатывающих заводов, лотки и траншеи с трубопроводами. Применяют различные по конструктивному исполнению гидравлические затворы — огнепреградители.
За гидравлическими затворами необходимо систематически наблюдать, не допуская их загрязнения, снижения уровня защитного слоя жидкости, образования сплошной струи газа при прохождении через слой жидкости, выбросов жидкости и т. п. Водяные гидравлические затворы защищают от замерзания воды.

Рис. 3.9. Схема различных типов огнепреградителей:
а — с горизонтальными сетками; б — с вертикальными сетками; в — насадочный; г — кассетный; д — пластинчатый; е — металлокерамический; I — корпус; 2 — огнегасящее устройство (гравий, кассета из пластин с отверстиями, гофрированная лента, сетки, металлокерамика и т. п.); 3— решетки; 4 — опорные кольца

Автоматически закрывающиеся задвижки и шиберы
при появлении в трубопроводах или воздуховодах пламени перекрывают сечение трубы, прекращая тем самым и движение паро-, газо- или пылевоздушной смеси и распространение огня.

Автоматически закрывающимися задвижками защищают трубопроводы для транспортировки горючих пылей, сгораемых отходов, хлопка; вентиляционные линии при улавливании горючих паров и газов и при наличии на стенках труб горючих отложений твердых веществ или конденсата и т. п. Задвижки устанавливают на отводах вблизи машин, агрегатов и станков, оборудованных местными отсосами, на магистральных линиях при прохождении их через противопожарные преграды и у вентиляторов. Проскок пламени и задымление предотвращаются только 'в том случае, если задвижка плотно перекроет сечение трубы до приближения к ней фронта пламени. Чтобы задвижка успела сработать, ее снабжают автоматически действующим приводом, который состоит из датчика, промежуточных звеньев и исполнительного органа. Чувствительные элементы датчиков могут реагировать на повышенную температуру продуктов горения (легкоплавкие замки, легкосгораемые шнуры и ленты, термобаллоны, термосопротивления, термопары и т. д.), излучение пламени (фотореле) или на дым.
Общая схема автоматически закрывающейся задвижки с электромагнитным приводом показана на рис. 3.10. Датчик должен размещаться на таком расстоянии от задвижки, чтобы инерционность системы «датчик — задвижка» была меньше длительности пробега пламени от датчика до задвижки в 1,5—2 раза.
Автоматически действующие задвижки не исключают задвижек ручного действия, которые устанавливают, исходя из требований технологии.
Защита производственных коммуникаций и технологических проемов водяными завесами. Вместо автоматически закрывающихся механических приспособлений на пути движения пламени или продуктов горения можно создать водяную завесу, которая охлаждает газы и в некоторой степени поглощает тепловую радиацию. Для создания сплошной завесы из мельчайших капелек воды применяют центробежные распылители (поверхность I л воды, распыленной центробежным распылителем достигает-60 м2). Водяными завесами защищают технологические проемы в противопожарных преградах, в местах их пересечения транспортерами и нориями и т. п.
Используются также системы единовременной быстрой подачи значительного количества распыленной воды навстречу движению пламени по технологическим транспортным устройствам. Подача воды или пара может быть сблокирована с работой автоматически действующих задвижек.

Засыпки, перемычки и диафрагмы используют против распространения огня по траншеям, лоткам и тоннелям. Их устраивают при вводе наружных траншей с трубопроводами в производственные помещения, электрокабелей в электрораспределительные и трансформаторные помещения, при прохождении траншей и лотков из одного помещения в другое через противопожарную стену, а также применяют засыпки шириной 5 м через 80 м по длине у наружных траншей с трубопроводами.

Защита против растекания излившихся жидкостей. При авариях и повреждениях аппаратов и трубопроводов огнеопасная жидкость, выходя наружу, растекается по площадкам этажерок, по полу производственных помещений, а также по территории объекта.
Площадь, залитая излившейся жидкостью, зависит от количества и вязкости жидкости, состояния поверхности и ее уклона, от наличия преград на пути движения жидкости. Произведенные опыты показали, что I л светлых нефтепродуктов, изливаясь на бетонную поверхность, занимает площадь, примерно равную 0,8 м2. Против свободного растекания жидкости на случай утечки или аварии внутри зданий и на открытых площадках устраивают бортики, на территории — отводные каналы и приямки, обвалования, канавы и т. п. устройства. Так, например, резервуары с легоковоспламеняющимися, горючими жидкостями и со сжиженными газами на складах, отдельные резервуары и группы емкостных аппаратов на территории промышленных предприятий защищаются обвалованием. Высоту вала или бетонной стенки определяют расчетом, но она во всех случаях должна быть не менее I м. Если резервуары с огнеопасными жидкостями размещены на более высоких отметках, чем смежные с ним производственные и вспомогательные цехи или жилые здания, принимают дополнительные ме-

ры защиты от растекания жидкости путем устройства второго вала на расстоянии 20 м от первого или отводного канала на таком же расстоянии. Промежуточные площадки, площадки внутренних открытых лестниц в помещениях* с наличием горючих жидкостей, глухие площадки наружных этажерок защищают сплошными бортиками высотой не менее 15 см.
Дверные проемы между помещениями с наличием огнеопасных жидкостей и наружные дверные проемы помещений и складов должны иметь пороги с пандусами.
Периметры этажерок, а также площадок с емкостными аппаратами и теплообменниками защищают бортиками высотой 20—30 см и т. д.
Для уменьшения количества жидкостей, выходящих наружу при авариях и повреждениях, на трубопроводах устанавливают задвижки как внутри помещений, так и перед вводом в помещение (не ближе I—5 м от стены и не далее 40 м). В производственном помещении должен быть план трубопроводов с указанием задвижек, которые используются для отключения линий при аварии.
Защита аппаратов от разрушения при возможных взрывах. Давление при взрыве газо- и паровоздушных смесей без детонации повышается в 8—10 раз, а пылевоздушных смесей — в 4—6 раз против первоначального давления. Быстрое нарастание давления и большие его конечные значения (с учетом давления до взрыва) приводят к разрушению корпуса, повреждению разлетающимися осколками соседних аппаратов, трубопроводов, электрооборудования и даже конструкций здания. Взрыв может вызвать возникновение и быстрое развитие пожара. Он может также возникнуть в процессе пожара. Нередко взрывы приводят к тяжелым травмам находящихся поблизости людей. Используют несколько методов защиты аппаратов от разрушения при взрывах. Наиболее простой способ защиты заключается в стравливании через соответствующие устройства избыточных продуктов горения. Такими устройствами чаще всего являются мембранные взрывные предохранительные клапаны. Площадь мембранных клапанов и толщину их мембраны выбирают так, чтобы пропускная способность отверстия при срабатывании клапана была равна или больше интенсивности образования продуктов горения при взрыве, а давление не
превышало расчетной величины. При необходимости продукты взрыва отводят за пределы помещения.
Второй способ защиты, более эффективный,’"заключается в подавлении начавшейся химической реакции взрыва, т. е. взрывное горение быстро прекращается и давление не повысится до опасного предела. Известно, что время достижения максимального давления при взрыве углеводородных смесей достигает 50—100 мсек без учета периода индукции.

Нарастание давления от начала его появления до I ат длится 10—20 мсек.
В дальнейшем скорость нарастания давления быстро возрастет. Если уловить первоначальный момент нарастания давления, химическую реакц и ю можно затормозить и погасить быстрым введением какого- либо инертного вещества. В общем виде система подавления взрыва состоит из чувствительного элемента, улавливающего повышение давления в аппарате, и подавляющего взрыв устройства (рис. 3.11). При этом могут использоваться датчики, настроенные на улавливание определенной величины давления, скорости нарастания давления или ионизационные, фиксирующие появление излучения пламени.
Подавляющее устройство может состоять, например, из пиропатрона и разрывного сосуда с огнегасительной жидкостью. После срабатывания датчика и взрыва пиропатрона огнегасительное или ингибирующее вещество под давлением распыляется внутрь защищаемого объема. В качестве таких веществ используют воду, четыреххлористый углерод, хлорбромметан, порошковые составы и другие вещества. Такие системы защиты аппаратов от взрыва имеют большое будущее.

<< | >>

↑

Источник: М. В. Алексеев, П. Г. Демидов, М. Я. Ронтман, II. А. Тарасов-Агалаков. Основы пожарной безопасности. Учеб. пособие для высших учебных заведений. 1971

Еще по теме Обеспечение условий для эвакуации горючих веществ на случай аварии или пожара:

- Основы БЖД - Пожарная безопасность - Чрезвычайные ситуации - Школа выживания -