Реферат: Пожаротушение
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОЖАРОТУШЕНИЯ
Вступление
Горение — это химическаяреакция окисления, сопровождающаяся выделением теплоты и света. Длявозникновения горения требуется наличие трех факторов: горючего вещества,окислителя (обычно кислород воздуха) и источника загорания (импульса).Окислителем может быть не только кислород, но и хлор, фтор, бром, йод, окислыазота и т.д.
В зависимости от свойствгорючей смеси горение бывает гомогенным и гетерогенным. При гомогенном горенииисходные вещества имеют одинаковое агрегатное состояние (например, горениегазов). Горение твердых и жидких горючих веществ является гетерогенным.
Горение дифференцируетсятакже по скорости распространения пламени и в зависимости от этого параметраможет быть дефлаграционным (порядка десятка метров в секунду), взрывным(порядка сотни метров в секунду) и детонационным (порядка тысячи метров всекунду). Пожарам свойственно дефлаграционное горение.
Процесс возникновения горенияподразделяется на несколько видов.
Вспышка — быстрое сгораниегорючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.
Возгорание — возникновениегорения под воздействием источника зажигания.
Воспламенение — возгорание,сопровождающееся появлением пламени.
Самовозгорание — явлениерезкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновениюгорения вещества (материала, смеси) при отсутствии источника зажигания.
Самовоспламенение — самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.
Взрыв — чрезвычайно быстроехимическое (взрывчатое) превращение, сопровождающееся выделением энергии иобразованием сжатых газов, способоных производить механическую работу.
Возникновение горения веществи материалов при воздействии тепловых импульсов с температурой выше температурывоспламенения характеризуется как возгорание, а возникновение горения притемпературах ниже температуры самовоспламенения относится к процессусамовозгорания.
При оценке пожарнойбезопасности веществ и материалов необходимо учитывать их агрегатное состояние.Поскольку горение, как правило, происходит в газовой среде, то в качествепоказателей пожарной опасности необходимо учитывать условия, при которыхобразуется достаточное для горения количество газообразных горючих продуктов.
Основными показателямипожарной опасности, определяющими критические условия возникновения и развитияпроцесса горения, являются температура самовоспламенения и концентрационныепределы воспламенения.
Температура самовоспламененияхарактеризует минимальную температуру вещества или материала. при которойпроисходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающеесявозникновением пламенного горения. Минимальная концентрация горючих газов ипаров в воздухе при которой они способны загораться и распространять пламя,называется нижним концентрационным пределом воспламенения; максимальнаяконцентрация горючих газов и паров, при которой еще возможно распространениепламени, называется верхним концентрационным пределом воспламенения. Областьсоставов и смесей горючих газов и паров с воздухом, лежащих между нижним иверхним пределами воспламенения, называется областью воспламенения.
Концентрационные пределывоспламенения не постоянны и зависят от ряда факторов. Наибольшее влияние напределы воспламенения оказывают мощность источника воспламенения, примесьинертных газов и паров, температура и давление горючей смеси.
Пожароопасность веществхарактеризуется линейной (выраженной в см/с) и массовой (г/c) скоростямигорения (распространения пламени) и выгорания (г/м2*с), атакже предельным содержанием кислорода, при котором еще возможно горение. Дляобычных горючих веществ (углеводородов и их производных) это предельноесодержание кислорода составляет 12-14%, для веществ с высоким значениемверхнего предела воспламенения (водород, сероуглерод, окись этилена идр.)предельное содержание кислорода составляет 5% и ниже.
Помимо перечисленныхпараметров для оценки пожарной опасности важно знать степень горючести(сгораемости) веществ. В зависимости от этой характеристики вещества иматериалы делят на горючие (сгораемые), трудногорючие (трудносгораемые) инегорючие (несгораемые).
К горючим относятся такиевещества и материалы, которые при воспламенении посторонним источникомпродолжают гореть и после его удаления. К трудногорючим относят такие вещества,которые не способны распространять пламя и горят лишь в месте воздействияимпульса; негорючими являются вещества и материалы, не воспламеняющиеся даже привоздействии достаточно мощных импульсов.
Пожары на обжитых человекомтерриториях, на предприятиях возникают в большинстве случаев в связи снарушением технологического режима. Это к сожалению частое явление игосударством предусмотрены специальные документы, описывающие основыпротивопожарной защиты. Это стандарты: ГОСТ 12.1.004-76 «Пожарнаябезопасность» и ГОСТ 12.1.010-76 «Взрывобезопасность».
Мероприятия по пожарнойпрофилактике разделяются на организационные, технические, режимные иэксплуатационные.
Организационные мероприятияпредусматривают правильную эксплуатацию машин и внутризаводского транспорта,правильное содержание зданий, территории, противопожарный инструктаж рабочих ислужащих, организацию добровольны пожарных дружин, пожарно-техническихкомиссий, издание приказов по вопросам усиления пожарной безопасности и т.д.
К техническим мероприятиямотносятся соблюдение противопожарных правил, норм при проектировании зданий,при устройстве электропроводов и оборудования, отопления, вентиляции, освещения,правильное размещение оборудования.
Мероприятия режимногохарактера — это запрещение курения в неустановленных местах, производствасварочных и других огневых работ в пожароопасных помещениях и т.д.
Эксплуатационнымимероприятиями являются своевременные профилактические осмотры, ремонты ииспытания технологического оборудования.
Огнетушащие вещества иаппараты пожаротушения
В практике тушения пожаровнаибольшее распространение получили следующие принципы прекращения горения:
· изоляция очага горения от воздухаили снижение путем разбавления воздуха негорючими газами концентрации кислородадо значения, при котором не может происходить горение;
· охлаждение очага горения нижеопределенных температур;
· интенсивное торможение(ингибирование) скорости химической реакции в пламени;
· механический срыв пламени врезультате воздействия на него сильной струи газа и воды;
· создание условий огнепреграждения,т.е. таких условий, при которых пламя распространяется через узкие каналы.
Вода
Огнетушащая способность водыобуславливается охлаждающим действием, разбавлением горючей среды образующимисяпри испарении парами и механическим воздействием на горящее вещество, т.е.срывом пламени. Охлаждающее действие воды определяется значительными величинамиее теплоемкости и теплоты парообразования. Разбавляющее действие, приводящее кснижению содержания кислорода в окружающем воздухе, обуславливается тем, чтообъем пара в 1700 раз превышает объем испарившейся воды.
Наряду с этим вода обладаетсвойствами, ограничивающими область ее применения. Так, при тушении водойнефтепродукты и многие другие горючие жидкости всплывают и продолжают гореть наповерхности, поэтому вода может оказаться малоэффективной при их тушении.Огнетушащий эффект при тушении водой в таких случаях может быть повышен путемподачи ее в распыленном состоянии.
Вода, содержащая различныесоли и поданная компактной струей, обладает значительной электропроводностью, ипоэтому ее нельзя применять для тушения пожаров объектов, оборудование которыхнаходится под напряжением.
Тушение пожаров водойпроизводят установками водяного пожаротушения, пожарными автомашинами иводяными стволами (ручными и лафетными). Для подачи воды в эти установкииспользуют устраиваемые на промышленных предприятиях и в населенных пунктахводопроводы.
Воду при пожаре используют нанаружное и внутреннее пожаротушение. Расход воды на наружное пожаротушениепринимают в соответствии со строительными нормами и правилами. Расход воды напожаротушение зависит от категории пожарной опасности предприятия, степениогнестойкости строительных конструкций здания, объема производственногопомещения.
Одним из основных условий,которым должны удовлетворять наружные водопроводы, является обеспечениепостоянного давления в водопроводной сети, поддерживаемого постояннодействующими насосами, водонапорной башней или пневматической установкой. Этодавление часто определяют из условия работы внутренних пожарных кранов.
Для того, чтобы обеспечитьтушение пожара в начальной стадии его возникновения, в большинствепроизводственных и общественных зданий на внутренней водопроводной сетиустраивают внутренние пожарные краны.
По способу создания давленияводы пожарные водопроводы подразделяют на водопроводы высокого и низкогодавления. Пожарные водопроводы высокого давления устраивают таким образом,чтобы давление в водопроводе постоянно было достаточным для непосредственнойподачи воды от гидрантов или стационарных лафетных стволов к месту пожара. Изводопроводов низкого давления передвижные пожарные автонасосы или мотопомпызабирают воду через пожарные гидранты и подают ее под необходимым давлением кместу пожара.
Система пожарных водопроводовнаходит применение в различных комбинациях: выбор той или иной системы зависитот характера производства, занимаемой им территории и т.п.
К установками водяногопожаротушения относят спринклерные и дренчерные установки. Они представляютсобой разветвленную, заполненную водой систему труб, оборудованную специальнымиголовками. В случае пожара система реагирует (по-разному, в зависимости оттипа) и орошает конструкции помещения и оборудования в зоне действия головок.
Пена
Пены применяют для тушениятвердых и жидких веществ, не вступающих во взаимодействие с водой. Огнетушащиесвойства пены определяют ее кратностью — отношением объема пены к объему еежидкой фазы, стойкостью, дисперсностью и вязкостью. На эти свойства пены помимоее физико-химических свойств оказывают влияние природа горючего вещества,условия протекания пожара и подачи пены.
В зависимости от способа иусловий получения огнетушащие пены делят на химические и воздушно-механические.Химическая пена образуется при взаимодействии растворов кислот и щелочей вприсутствии пенообразующего вещества и представляет собой концентрированнуюэмульсию двуокиси углерода в водном растворе минеральных солей, содержащемпенообразующее вещество.
Применение химической пены всвязи с высокой стоимостью и сложностью организации пожаротушения сокращается.
Пеногенерирующая аппаратуравключает воздушно-пенные стволы для получения низкократной пены, генераторыпены и пенные оросители для получения среднекратной пены.
Газы
При тушении пожаров инертнымигазообразными разбавители используют двуокись углерода, азот, дымовые илиотработавшие газы, пар, а также аргон и другие газы. Огнетушащие действиеназванных составов заключается в разбавлении воздуха и снижении в немсодержания кислорода до концентрации, при которой прекращается горение.Огнетушащий эффект при разбавлении указанными газами обуславливается потерямитеплоты на нагревание разбавителей и снижением теплового эффекта реакции.Особое место среди огнетушащих составов занимает двуокись углерода (углекислыйгаз), которую применяют для тушения складов ЛВЖ, аккумуляторных станций,
сушильных печей, стендов дляиспытания электродвигателей и т.д.
Следует помнить, однако, чтодвуокись углерода нельзя применять для тушения веществ, в состав молекулкоторых входит кислород, щелочных и щелочноземельных металлов, а также тлеющихматериалов. Для тушения этих веществ используют азот или аргон, причемпоследний применяют в тех случаях, когда имеется опасность образования нитридовметаллов, обладающих взрывчатыми свойствами и чувствительностью к удару.
В последнее время разработанновый способ подачи газов в сжиженном состоянии в защищаемый объем, которыйобладает существенным преимуществами перед способом, основанным на подачесжатых газов.
При новом способе подачипрактически отпадает необходимость в ограничении размеров допускаемых к защитеобъектов, поскольку жидкость занимает примерно в 500 раз меньший объем, чемравное по массе количество газа, и не требует больших усилий для ее подачи.Кроме того, при испарении сжиженного газа достигается значительных охлаждающийэффект и отпадает ограничение, связанно с возможным разрушением ослабленныхпроемов, поскольку при подаче сжиженных газов создается мягкий режим заполнениябез опасного повышения давления.
Ингибиторы
Все описанные вышеогнетушащие составы оказывают пассивное действие на пламя. Более перспективныогнетушащие средства, которые эффективно тормозят химические реакции в пламени,т.е. оказывают на них ингибирующее воздействие. Наибольшее применение впожаротушении нашли огнетушащие составы — ингибиторы на основе предельныхуглеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены атомамигалоидов (фтора, хлора, брома).
Галоидоуглеводороды плохорастворятся в воде, но хорошо смешиваются со многими органическими веществами.Огнетушащие свойства галоидированных углеводородов возрастают с увеличениемморяной массы содержащегося в них галоида.
Галоидоуглеводородные составыобладают удобными для пожаротушения физическими свойствами. Так, высокиезначения плотности жидкости и паров обуславливают возможность созданияогнетушащей струи и проникновения капель в пламя, а также удержание огнетушащихпаров около очага горения. Низкие температуры замерзания позволяют использоватьэти составы при минусовых температурах.
В последние годы в качествесредств тушения пожаров применяют порошковые составы на основе неорганических солейщелочных металлов. Они отличаются высокой огнетушащей эффективностью иуниверсальностью, т.е. способностью тушить любые материалы, в том численетушимые всеми другими средствами.
Порошковые составы являются,в частности, единственным средством тушения пожаров щелочных металлов,алюминийорганических и других металлоорганических соединений (их изготавливаетпромышленность на основе карбонатов и бикарбонатов натрия и калия,фосфорно-аммонийных солей, порошок на основе графита для тушения металлов и т.д.).
У порошков есть рядпреимуществ перед галоидоуглеводородами: они и продукты их разложения не опасныдля здоровья человека; как правило, не оказывают корроизионного действия наметаллы; защищают людей, производящих тушение пожара, от тепловой радиации.
Аппараты пожаротушения
Аппараты пожаротушенияподразделяют на передвижные (пожарные автомашины), стационарные установки иогнетушители (ручные до 10 л. и передвижные и стационарные объемом выше 25 л.).
Пожарные автомашины делят наавтоцистерны, доставляющие на пожар воду и раствор пенообразователя иоборудованные стволами для подачи воды или воздушно-механической пены различнойкратности, и специальные, предназначенные для других огнетушащих средств илидля определенных объектов.
Стационарные установки предназначеныдля тушения пожаров в начальной стадии их возникновения без участия людей. Ихмонтируют в зданиях и сооружениях, а также для защиты наружных технологическихустановок. По применяемым огнетушащим средствам их подразделяют на водяные,пенные, газовые, порошковые и паровые. Стационарные установки могут бытьавтоматическими и ручными с дистанционным пуском. Как правило, автоматическиеустановки оборудуются также устройствами для ручного пуска. Установки бываютводяными, пенообразующими и установки газового тушения. Последние эффективнее именее сложны
и громоздки, чем многиедругие.
Огнетушители по видуогнетушащих средств подразделяются на жидкостные, углекислотные, химпенные,воздушно-пенные, хладоновые, порошковые и комбинированные. В жидкостныхогнетушителях применяют воду с добавками (для улучшения заливаемости, понижениятемпературы замерзания и т.д.), в углекислотных — сжиженную двуокись углерода,в химпенных — водяные растворы кислот и щелочей, в хладоновых — хладоны 114В2,13В1, в порошковых — порошки ПС, ПСБ-3, ПФ и т.д. Огнетушителями маркируютсябуквами, характеризующими вид огнетушителя по разряду, и цифрой, обозначающейего вместимость (объем).
Применение огнетушителей:
Углекислотные — тушениеобъектов под напряжением до 1000В.
Химпенные — тушение твердыхматериалов и ГЖ на площади до 1 кв.м.
Воздушнопенные — тушениезагорания ЛВЖ, ГЖ, твердых (и тлеющих) материалов (кроме металлов и установокпод напряжением).
Хладоновые — тушениезагорания ЛВЖ, ГЖ, горючих газов.
Порошковые — тушение материалов,установок под напряжением; заряженные МГС, ПХ — тушение металлов; ПСБ-3, П-1П — тушение ЛВЖ, ГЖ, горючих газов.
Пожарная сигнализация
Применение автоматическихсредств обнаружения пожаров является одним из основных условий обеспеченияпожарной безопасности в машиностроении, так как позволяет оповестить дежурныйперсонал о пожаре и месте его возникновения.
Пожарные извещателипреобразуют неэлектрические физические величины (излучение тепловой и световойэнергии, движение частиц дыма) в электрические, которые в виде сигналаопределенной формы направляются по проводам на приемную станцию. По способупреобразования пожарные извещатели подразделяют на параметрические,преобразующие неэлектрические величины в электрические с помощью вспомогательногоисточника тока, и генераторные в которых изменение неэлектрической величинывызывает появление собственной ЭДС.
Извещатели пожара делят наприборы ручного действия, предназначенные для выдачи дискретного сигнала принажатии соответствующей пусковой кнопки, и автоматического действия для выдачидискретного сигнала при достижении заданного значения физического параметра(температуры, спектра светового излучения, дыма и др.).
В зависимости от того, каковиз параметров газовоздушной среды вызывает срабатывание пожарного извещателя,они бывают: тепловые, световые, дымовые, кобминированные, ультразвуковые. Поисполнению пожарные извещатели делят на нормального исполнения,взрывобезопасные, искробезопасные и герметичные. По принципу действия — максимальные (реагируют на абсолютные величины контролируемого параметра исрабатывают при определенном его значении) и дифференциальные (реагируют толькона скорость изменения контролируемого параметра и срабатывают только при ееопределенном значении).
Тепловые извещатели строятсяна принципе изменении электропроводности тел, контактной разности потенциалов,ферромагнитных свойств металлов, изменении линейных размеров твердых тел и т.д.Тепловые извещатели максимального действия срабатывают при определеннойтемпературе. Недостаток — зависимость чувствительности от окружающей среды.Дифференциальные тепловые извещатели имеют достаточную чувствительность, номалопригодны в помещениях, где могут быть скачки температуры.
Дымовые извещатели — бываютфотоэлектрические (работают на принципе рассеяния частицами дыма тепловогоизлучения) и иоанизационные (использую эффект ослабления ионизации воздушногомежэлектродного промежутка дымом.
Ультразвуковые извещатели — предназначен для пространственного обнаружения очага загорания и подачи сигналатревоги. Ультразвуковые волны излучаются в контролируемое помещение. В этом жепомещении расположены приемные преобразователи, которые, действуя подобнообычному микрофону, преобразуют ультразвуковые колебания воздуха вэлектрический сигнал. Если в контролируемом помещении отсутствует колеблющеесяпламя, то частота сигнала, поступающая от приемного преобразователя, будетсоответствовать излучаемой частоте. При наличии в помещении движущихся объектовотраженные от них ультразвуковые колебания будут иметь частоту, отличную отизлучаемой (эффект Доплера). Преимущество — безынерционность, большаяконтролируемая площадь. Недостаток — ложные срабатывания.
Пожарная профилактика
Противопожарные разрывы
Для предупрежденияраспространения пожара с одного здания на другое между ними устраиваютпротивопожарные разрывы. При определении противопожарных разрывов исходят изтого, что наибольшую опасность в отношении возможного воспламенения соседнихзданий и сооружений представляет тепловое излучение от очага пожара.Количеством принимаемой теплоты соседним с горящим объектом зданием зависит отсвойств горючих материалов и температуры пламени, величины излучающейповерхности, площади световых проемов, группы возгораемости ограждающихконструкций, наличия противопожарных преград, взаимного расположения зданий,метеорологических условий и т.д.
Противопожарные преграды
К ним относят стены,перегородки, перекрытия, двери, ворота, люки, тамбур-шлюзы и окна.Противопожарные стены должны быть выполнены из несгораемых материалов, иметьпредел огнестойкости не менее 2.5 часов и опираться на фундаменты.Противопожарные стены рассчитывают на устойчивость с учетом возможностиодностороннего обрушения перекрытий и других конструкций при пожаре.
Противопожарные двери, окна иворота в противопожарных стенах должны иметь предел огнестойкости не менее 1.2часа, а противопожарные перекрытия не менее 1 часа. Такие перекрытия не должныиметь проемов и отверстий, через которые могут проникать продукты горения припожаре.
Пути эвакуации
При проектировании зданийнеобходимо предусмотреть безопасную эвакуацийю людей на случай возникновенияпожара. При возникновении пожара люди должны покинуть здание в течениеминимального времени, которое определяется кратчайшим расстоянием от места ихнахождения до выхода наружу.
Число эвакуационных выходовиз зданий, помещений и с каждого этажа зданий определяется расчетом, но должносоставлять не менее двух. Эвакуационные выходы должны располагатьсярассредоточенно. При этом лифты и другие механические средстватранспортирования людей при расчетах не учитывают. Ширина участков путейэвакуации должна быть не менее 1 м, а дверей на путях эвакуации не менее 0.8м.Ширина наружных дверей лестничных клеток должна быть не менее ширины маршалестницы, высота прохода на путях эвакуации — не менее 2 м. При проектированиизданий и сооружений для эвакуации людей должны предусматриваться следующие видылестничных клеток и лестниц: незадымляемые лестничные клетки (сообщающиеся снаружной воздушной зоной или оборудованные техническими устройствами дляподпора воздуха); закрытые клетки с естественным освещением через окна внаружных стенах; закрытые лестничные клетки без естественного освещения;внутренние открытые лестницы (без ограждающих внутренних стен); наружныеоткрытые лестницы. Для зданий с перепадами высот следует предусматриватьпожарные лестницы.