ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Г.И. НОСОВА

Конкурс: «Обеспечение промышленной и

экологической безопасности на

взрывопожароопасных и химически

опасных производственных объектах»

Номинация конкурса: 1 Повышение устойчивости работы пожаровзрывоопасных хлебоприемных и зерноперерабатывающих объектов Отчет Руководитель проекта:

Сураев Валентин Степанович, к.т.н., с.н.с., доцент Автор проекта:

Шелковникова Анастасия Александровна, студентка 4 курса кафедра «Промышленная экология и безопасность жизнедеятельности», Химико-металлургический факультет Магнитогорск УДК 614.84:631.243.

РЕФЕРАТ

Работа «Повышение устойчивости работы пожаровзрывоопасных хлебоприемных и зерноперерабатывающих объектов» состоит из 4 глав, включает таблиц, 9 рисунков, 25 литературных источников, изложена на 37 страницах машинописного текста.

Ключевые слова: ЭЛЕВАТОР, СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ, ПРИЧИНЫ ПОЖАРОВ И ВЗРЫВОВ НА

ПРОИЗВОДСТВЕ, МЕХАНИЗМ РАЗВИТИЯ ВЗРЫВОВ ПЫЛЕВОЗДУШНЫХ

СМЕСЕЙ, ПРОГНОЗИРОВАНИЕ, ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ И ЛИКВИДАЦИЯ

ПОСЛЕДСТВИЙ ПОЖАРОВ И ВЗРЫВОВ, ПРОТИВОПОЖАРНАЯ И ПРОТИВОВЗРЫВНАЯ ЗАЩИТА.

В научно-исследовательской работе выполнен анализ современного состояния пожаровзрывобезопасности на предприятиях хранения зерна, рассмотрены основные требования нормативных документов по организации и обеспечению их пожаровзрывозащиты, обоснованы цель и задачи исследования, дана характеристика объекта исследования и технологического процесса, изучена работа противопожарной службы, выполнен анализ факторов, влияющих на пожаровзрывобезопасность, освещены условия образования, и развития взрывов пылевоздушных смесей, рассмотрены возможные последствия пылевых взрывов на предприятии. Разработаны организационные и технические мероприятия по предотвращению воздействия на людей опасных факторов пожара и взрыва, обеспечению пожаровзрывобезопасности на территории предприятия, при эксплуатации технологического оборудования и электроустановок, защите персонала и населения, эвакуации людей. Предложены средства обнаружения и тушения пожаров, ликвидации их последствий. По результатам исследования опубликована статья.

Объектом исследования является процесс обеспечения пожаровзрывобезопасности на предприятиях хранения зерна.

Цель работы: анализ условий возникновения пожаров и взрывов на предприятиях хранения зерна и разработка мероприятий по их прогнозированию, предупреждению и ликвидации последствий.

На оснований цели сформулированы задачи исследования:

1. Анализ современного состояния пожаровзрывобезопасности на предприятиях хранения зерна.

2. Изучение условий образования и развития взрывов пылевоздушных смесей и их последствий.

3. Разработка рекомендаций по пожаровзрывозащите населения, персонала и объекта, ограничению материального ущерба.

Результатом выполнения поставленных задач является снижение вероятности возникновения пожаров и взрывов на производстве.

Методы исследования: анализ и обобщение литературных источников по проблеме, натурные наблюдения на объекте исследования, анализ условий труда, пожаровзрывоопасности предприятия, промышленный эксперимент (участие в паспортизации и аттестации рабочих мест, обследовании пожаровзрывоопасных зон), разработка практических рекомендаций по пожаровзрывозащите.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………….…….

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ

ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ

ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА…………………………………....... 1.1 Характеристика технологического процесса на элеваторах ………..….. 1.2. Анализ пожаровзрывобезопасности на предприятиях хранения и переработки зерна……………………………………..………………….. Глава 2. УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ВЗРЫВОВ ПЫЛЕВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ………………………………………..…… 2.1. Образование пылевоздушной смеси…………………………….………. 2.2. Развитие взрыва пылевоздушной смеси………………………………… Глава 3. ПОСЛЕДСТВИЯ ПЫЛЕВЫХ ВЗРЫВОВ…………………….….…... Глава 4. ОСНОВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ………………………………………………………. 4.1. Противопожарная безопасность территории элеватора…………….….. 4.2. Противопожарная безопасность технологического оборудования….... 4.3. Электробезопасность на объектах хранения и переработки зерна…….. 4.4. Предотвращение пылевых взрывов……………………………………… 4.5. Средства обнаружения и тушения пожаров……………………………... 4.6. Эвакуация людей……………..………………………………………..….. 4.7. Локализация и ликвидация пожаров на элеваторе……………….….….. ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………….………………………………………………….….. ЛИТЕРАТУРА……………………….………………………….…………….…..

ВВЕДЕНИЕ

В системе государственных мероприятий по охране здоровья и жизни человека противопожарная защита занимает особое место. На производстве, в быту и на отдыхе люди постоянно сталкиваются с возможностью возникновения пожаров и взрывов, воздействием на организм их опасных факторов. В России функционируют около 8 тысяч взрывопожароопасных объектов. Большинство техногенных чрезвычайных ситуаций (до 80 %) обусловлено пожарами в зданиях жилого, социально-бытового и культурного назначения. Обеспечение безопасности персонала предприятия, населения и окружающей среды остается актуальным, особенно в области пожарной безопасности.

Существенную угрозу для населения и природной среды представляют пожаровзрывоопасные зерноперерабатывающие и хлебоприемные объекты.

Статистические данные по пылевым взрывам, возникающим на предприятиях по хранению и переработке зерна, свидетельствуют, что на комбикормовых заводах происходит 36 % взрывов, элеваторах – 27 %, мукомольных заводах – 20, складах комбикормового сырья – 17 %.

Пожары и взрывы причиняют значительный материальный ущерб, а некоторые из них приводят к тяжелому травмированию и гибели людей. Многие производственные процессы предприятий хлебопродуктов пожароопасны, что требует повышенного внимания к этой проблеме. На хлебоприемных и зерноперерабатывающих объектах при производстве муки, крупы, комбикормов, подработке, сушке, хранении и транспортировании зерна и других продуктов выделяется значительное количество органической пыли, способной при определенных условиях образовывать в смеси с воздухом взрывоопасную среду.

Эти обстоятельства обусловливают повышенные требования по обеспечению пожаровзрывобезопасности этих предприятий.

Пожарная безопасность предусматривает такое состояние объекта, при котором с установленной вероятностью исключается возможность возникновения и развития пожара и воздействие на людей опасных факторов пожара, а также обеспечивается защита материальных ценностей. Для правильной организации противопожарных мероприятий и тушения пожаров необходимо понимать сущность физических и химических процессов, которые происходят при горении.

Рассмотрение теоретических основ, условий образования и развития взрывов пылевоздушных смесей, закономерностей возникновения пожаров и взрывов, способов и приемов защиты от них, разработка технических решений по предупреждению пожаров и взрывов на зерноперерабатывающих и хлебоприемных предприятиях представляется актуальной задачей.

Глава 1. Современное состояние пожаровзрывобезопасности на предприятиях хранения и переработки зерна 1.1. Характеристика технологического процесса на элеваторах Производство зерна – основная отрасль сельскохозяйственного производства большинства стран мира. Предприятия хлебопродуктов являются объектами повышенной опасности. На всех этапах производственных процессов приема, обработки, сушки, хранения, транспортирования и переработки зерна возможно образование взрывопожароопасных пылевоздушных смесей. Пожары и взрывы смесей приводят к гибели людей и материальным потерям. Ежегодно в мире на зерноперерабатывающих объектах происходит 400-500 взрывов. За последних 20 лет в РФ произошло 195 взрывов. Ситуация с обеспечением взрывопожаробезопасности на предприятиях хлебопродуктов (элеваторах, зерноперерабатывающих заводах) с каждым годом ухудшается. Владельцы предприятий неохотно идут на затраты по устранению причин возникновения пожаров.

Сезонность производства зерна заставляет создавать и хранить его запасы для удовлетворения текущих потребностей населения, нужд животноводства и создания семенного фонда. Наличие запасов зерна позволяет наиболее благоприятно использовать конъюнктуру рынка. Запасы хранятся в основном в элеваторах, суммарная емкость которых составляет 50-200 тыс. т и более. Хранение таких объемов зерна требует жесткого контроля, т.к. при разрушении элеваторов (взрыв, пожар, потеря пространственной жесткости) будет нанесен огромный удар по экономике и продовольственной безопасности страны. В соответствии с этим предприятия отрасли хлебопродуктов обязаны представлять Декларацию безопасности объекта. Она является документом, в котором отражены характер и масштабы опасности и мероприятия по обеспечению безопасности и готовности к действиям при чрезвычайных ситуациях.

Элеватор – наиболее совершенный тип зернохранилищ. Он обеспечивает комплексную механизацию и автоматизацию производственных процессов, создает условия для сохранности и улучшения качества зерна. Он включает (рис. 1) рабочую башню, силосные корпусы, приемные и отпускные устройства.

В рабочей башне размещаются нории, весы, зерноочистительные машины, самотечное и аспирационное оборудование, приводные и натяжные станции транспортеров элеватора: приемных, отпускных, надсилосных, подсилосных.

Рабочая башня представляет собой центр, с которым связаны все сооружения элеватора. Силосный корпус должен обеспечить количественную и качественную сохранность зерна. Приемные и отпускные устройства предназначены для внешних операций, которые в зависимости от назначения элеватора связаны с автомобильным, железнодорожным и водным транспортом.

Рис. 1. Основные сооружения элеватора: I – рабочая башня, II - силосный корпус, III – приемное устройство с железнодорожного транспорта, IV – приемное устройство с автомобильного транспорта, V – зерносушилка, VI – галерея отпуска на мельницу;

1 – нории, 2 – надвесовой бункер, 3 – ковшовые весы, 4 – распределительные трубы, 5 – надсилосные транспортеры, 6 – надсепараторные бункера, 7 – сепаратор, 8 – контрольный сепаратор, 9 – подсепараторный бункер, 10 – подсилосный транспортер, 11 – приемный транспортер с автомобильного транспорта, 12 - приемные транспортеры с железнодорожного транспорта Важная часть элеватора – зерносушильное отделение, которое может быть расположено в отдельном здании, рабочей башне, силосном корпусе или пристроено к корпусу либо башне. Зерносушилки предназначены для снижения влажности зерна до величины, обеспечивающей длительность его сохранности.

Зерносушилка состоит из сушильных и охладительных камер с оперативными бункерами и выпускными устройствами; топки, с оборудованием для подачи топлива, воздуха и сжигания топлива; вентиляционной системы, включающей вентиляторы, воздухопроводы, подводящие и отводящие устройства; подъемно-транспортное оборудования; аппараты автоматического контроля и управления механизмами зерносушильного агрегата (рис. 2, 3).

Зерно поступает в приемный бункер. Затем с помощью приемного (ленточного) транспортера направляется на норию. Нория – транспортирующая машина для подъема сыпучих и кусковых грузов по вертикали. Тяговым органом нории является лента, которая огибает верхний и нижний барабаны. Рабочими органами служат ковши, соединенные с лентой болтами. Нижний барабан помещен в башмаке, а верхний – в головке нории. Каждая ветвь ленты (рабочая и холостая) с ковшами расположена в трубе, соединяющей башмак и головку. С головки нории зерно высыпается в надвесовой бункер, затем поступает на весы, на которых производится количественный учет зерна. Зерновая масса после взвешивания через распределительную трубу поступает на отпускное устройство или на сепаратор.

Рис. 2. Принципиальная схема зернохранилища: а – с весами без сепараторных бункеров, б – баз весов с бункерами над зерноочистительными машинами, в – без весов и сепараторных бункеров, г – с весами и сепараторными бункерами, д – с весами, сепараторными бункерами и двухступенчатым подъемом зерна; 1 – приемные бункеры, 2 – приемный транспортер, 3 – нория, 3 - нория дополнительного подъема, 4 – надвесовой бункер, 5 – весы (ковшовые или порционные), 6 – подвесовой бункер, 7 – распределительная труба, 8 – надсепараторный бункер, 9 – сепаратор, 10 – подсепараторный бункер, 11 – надсилосный транспортер, 12 – склад или силосы для хранения зерна, 13 – подсилосный транспортер, 14 – отпускное устройство Сепаратор – зерноочистительная машина. Его устанавливают на всех технологических линиях для обработки зерна. Фактически это сито. Машина работает в такой последовательности:

зерно из бункера регулируемым потоком поступает в приемную камеру, где шнек разравнивает его по всей ширине. Преодолевая сопротивление клапана, зерно равномерным слоем проходит в аспирационный канал первой продувки. Здесь из него выделяются легкие примеси, которые уносятся воздушным потоком в переднюю осадочную камеру и выводятся шнеком из машины. Из канала первой продувки зерно попадает на приемное сито. С него удаляется крупный сор. Проходя через приемное сито, зерно двумя параллельными потоками поступает на сортировочные сита верхнего и нижнего кузовов. С них сходом идут примеси, крупнее зерна. Затем зерно вместе с мелкими примесями поступает в подсевные сита, с них получается очищенное зерно. Оно поступает в аспирационный канал, где его вторично продувает воздушный поток. Легкие Рис. 3. Схема технологического процесса на элеваторе примеси по трубе уносятся в осадочную камеру. Если зерно очищено ранее, то оно поступает непосредственно в силосы для хранения зерна. После сепаратора, через норию и весы, зерно поступает в силос. Силосы предназначены для защиты зерна от осадков, изменений температуры и вредителей хлебных запасов. Силосный корпус состоит из трех частей: собственно силоса, в котором хранится зерно, надсилосной галереи с транспортерами для загрузки силосов и подсилосной галереи с транспортерами для разгрузки силосов. При хранении зерна в силосе зерно активно вентилируется. Применяются три типа установок вентилирования: стационарные; напольно-переносные и переносные трубные.

При отпуске зерна оно через подсилосный транспортер поступает в башмак нории, затем через бункер и весы загружается на отпускное устройство.

Технология мукомольного производства состоит из операций: передача зерна из элеваторов в зерноочистительное отделение и подготовка к помолу, выработка крупы и размола зерна, передача готовой продукции на склад, складирование продукции и отходов производства, отпуск их потребителям [24].

Для управления механизмами на каждом пульте местного управления (ПМУ) предусмотрено использование кнопок «Пуск» и «Стоп». Индикация состояния оборудования осуществляется светосигнальной аппаратурой зелёного (включено) и красного (отключено) цветов. Управление устройствами в автоматическом режиме осуществляется промежуточными реле, установленными в шкафах ПМУ. Выбор режима работы механизмов: местного и автоматического осуществляется пакетным переключателем. Это предотвращает ошибочное включение или отключение устройства, находящегося в автоматическом режиме от кнопок ручного управления, а в местном режиме препятствует выполнению ошибочных команд выдаваемых оператором через контроллер.

Для предотвращения аварийных ситуаций на башмаках норий через 10 м на конвейерах установлены кнопочные посты аварийного отключения оборудования. Сигналы с постов введены в систему АСУ ТП для контроля их срабатывания и предотвращения завалов на маршрутах. Система автоматизации позволяет осуществлять оперативный сбор и обработку данных о состоянии оборудования, механизмов, датчиков и т.д., обеспечивает непрерывное диагностирование и обнаружение аварий и отклонений от технологического процесса с выдачей предупреждений оператору через панель оператора или персональный компьютер, а техническому персоналу через звуковую сигнализацию [2].

Система позволяет предотвратить нежелательные последствия остановки маршрутов и блокировки оборудования. Применение аналоговых сигналов в системе контроля конвейеров и норий позволяет контролеру судить о степени загруженности отдельных узлов и предпринимать действия предотвращающие возникновение перегрузки двигателей и выход приводов из строя.

Датчики контроля подпора предотвращают выход из строя электродвигателя нории при возникновении завала. Датчики контроля ленты срабатывают при сбегании ленты нории с приводных барабанов и предотвращают разрушение контролируемого механизма. На исполнительные механизмы перекидных клапанов и задвижек установлены бесконтактные выключатели, отключающие устройства при достижении задвижкой или клапаном конечного положения.

Контроль работы аспирационных систем, осуществляется датчиками РКС. Они позволяют параметрировать условия их срабатывания в широких пределах при отклонении параметров аспирационной системы от заданных значений.

Система автоматизации позволяет контролировать наличие зерна в промежуточных бункерах и силосах. На силос и промежуточный бункер установлены датчики верхнего и нижнего уровня, сигнализирующие о заполнении или полной разгрузке указанных емкостей. Использование AS-интерфейса для подключения оборудования подсилосного этажа и приёмного отделения с железнодорожного транспорта уменьшает длину кабеля, упрощает схемы подключения электроприводов механизмов, позволяет обойтись без клеммных коробок и производить подключение датчиков в пультах местного управления.

АСУ ТП производит контроль состояния датчиков взрыва, расположенных в головках норий, и положения быстродействующих задвижек. При срабатывании системы локализации взрыва система управления способна самостоятельно предпринимать действия по остановке технологического оборудования, в последовательности, необходимой для минимизации возможного ущерба [2].

1.2. Анализ пожаровзрывобезопасности на предприятиях хранения и переработки зерна Причиной пожара или взрыва в помещении (цехе) является наличие горючей пыли и волокон. Большое количество пыли создают машины и агрегаты с механизмами ударного действия (дробилки, мельницы и т.п.), а также установки, работа которых сопряжена с использованием мощных воздушных потоков (пневмосистемы, сепараторы и т.п.) или перебросом измельченной продукции (места загрузки, пересыпания и т. д.). Некоторые пыли способны к самовозгоранию. Местная вспышка может вызвать взвихрение осевшей пыли, что в свою очередь способно привести к повторному взрыву большей мощности.

Возможность возникновения пожаров и взрывов определяется показателями пожаровзрывоопасности веществ. Горючие вещества могут находиться в трех агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом. При определении параметров пожаровзрывоопасности веществ считаются: газами вещества, абсолютное давление паров которых при температуре 50 °С равно или выше 300 кПа; жидкостями – вещества с температурой плавления не более 50 °С;

твердыми веществами – вещества с температурой плавления, превышающей °С; пылями – диспергированные (размельченные) твердые вещества с размером частиц менее 850 мкм. Пожаровзрывоопасность веществ, т.е. сравнительная вероятность их горения в равных условиях, определяется рядом их свойств: группой горючести, температурой самовоспламенения и вспышки, концентрационными пределами воспламенения, дисперсностью, летучестью и др. (табл. 1-4).

Пыль растительного и животного происхожде- 8.195 4 Таб.- 1 Пр.- 1.1. Пределы температуры сушки и нагрева зерна в рециркуляционных сушилках с нагревом в камерах с падающим слоем Пшеница продовольственная:

(до 40 ед. ИДК) Температура взрыва большинства газов составляет 1200-2700 К, давление при взрыве не превышает 1,2 МПа. При увеличении содержания кислорода в смеси (больше 21%) давление увеличивается и может достигнуть 2,0 МПа [1].

Пыль растительного и животного происхождения: зерновая /среднесменная Концентрация вещества, мг/м3 Норма, Длительность операции (этапа) произмг/м водственного процесса, ч Наименование операции (этапа) производственного процесса - Транспортер Наименование операции (этапа) производственного процесса - Пульт Выделяются также другие показатели пожаровзрывоопасности веществ:

температура тления, кислородный индекс, скорость выгорания, коэффициент дымообразования, индекс распространения пламени, характер взаимодействия горящего вещества со средствами водопенного тушения, чувствительность к удару и т.п. [23].

В работе выявлены причины возникновения пожаров на элеваторах [4, 5]:

1) непогашенные окурки и спички (температура очага горения табака в окурке достигает 700 °С и может привести к воспламенению многих горючих веществ, в т.ч. и скопившейся на полу помещений мучнистой пыли);

2) открытый огонь (паяльные лампы, горелки, места сжигания отходов, топки зерносушилок и т.п.) и возникающий при электрогазосварочных работах;

3) нагрев подшипников при износе, неисправности, перегрузке;

4) действие электрического тока (пожарная опасность связана с его тепловым проявлением, которое возникает при коротком замыкании, перегрузке электроустановки, плохом контакте в местах соединений и т.д.);

5) искры, вызванные электрическим разрядом, образующиеся при трении, ударе (температура электрического разряда достигает 10000 °С; искры от трения, удара – около 1600 °С, их энергии достаточно для воспламенения горючего вещества, температура искры тем выше, чем сильнее сила трения, удара);

6) окислительные процессы органических веществ (влажные опилки, зерно, травяная мука, семена масличных культур).

Глава 2. УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ВЗРЫВОВ

ПЫЛЕВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ

2.1. Образование пылевоздушных смесей Пылевой взрыв – неконтролируемый процесс взрывного горения. Воспламенение, горение и взрыв пылевоздушных смесей представляют собой комплекс взаимосвязанных физико-химических процессов. Горение сопровождается выделением тепла, появлением пламени и образованием газообразных продуктов сгорания. Скорость распространение пламени не превышает скорости звука. Если при горении пылевоздушной смеси с дозвуковой скоростью распространения пламени образуются сжатые газы, способные совершать механическую работу, то такое горение называется взрывным.

Горение аэрозоли органической пыли, являющееся основой взрыва, происходит следующим образом. При воспламенении аэрозоли пылинки, находящиеся вблизи источника воспламенения, нагреваются до температуры распада, происходит их газификация. Образовавшиеся продукты газификации, нагреваясь до температуры воспламенения, сгорают, тепло в результате излучения, теплопроводности и конвекции из зоны воспламенения передается прилегающим к ней негорящим частицам, которые, воспламеняясь, становятся источниками возгорания последующих слоев смеси [3]. Так возникают условия для развития цепного, лавинообразного процесса горения пылевоздушной смеси.

Воспламенение и взрывное горение пылевоздушной смеси возможны только при определенной дисперсности пыли, в соответствующем диапазоне ее концентрации, при достаточной энергии источника зажигания. Если концентрация пыли ниже нижнего предела воспламенения, то даже при наличии источника воспламенения самораспространяющийся устойчивый процесс горения смеси не возникает. Пламя из зоны контакта с источником зажигания не может распространиться по всему ее объему из-за большого расстояния между частицами. При концентрации выше верхнего предела воспламенения пылевоздушная смесь не загорается, вследствие большого количества частиц, не хватает кислорода, необходимого для поддержания и развития окислительных процессов.

Условия для взрыва пылевоздушной смеси возникают при концентрации пыли между нижним и верхним пределами воспламенения. Максимальное давление взрыва аэрозоли достигается при оптимальном соотношении горючей пыли и кислорода (окислителя), характерном для каждого вида пыли.

При горении аэрозоля в замкнутом объеме взрывное давление достигает максимального уровня. Если взрывное горение аэрозоля происходит в полузамкнутом объеме, то давление будет зависеть от величины вскрытых сечений, через которые происходит истечение газообразных продуктов взрыва. В обоих случаях давление взрыва может стать значительным и привести к разрушению аппарата или сооружения, в объеме которого произошел взрыв.

Влажность и зольность пыли, инертные добавки снижают ее взрывоопасность, повышается нижний предел воспламенения, уменьшается максимальное давление взрыва и скорость его нарастания. Снижение влажности увеличивает взрывоопасность пыли [11]. Наиболее опасны пыли, влажность которых менее 11 %. При влажности более 18 % трудно получить устойчивое горение пылевоздушной смеси. Снижение взрывоопасности мучной и зерновой пыли происходит при зольности продукта более 10 %. Наличие в пыли инертных добавок более 70 % делают аэрозоль практически невзрывоопасной (табл. 5).

На динамику возникновения и развития пылевого взрыва влияет источник воспламенения. Увеличение мощности и температуры источника, площади его воспламеняющей поверхности вызывает воспламенение аэрозоля при более низком концентрационном пределе воспламенения, возрастает скорость распространения пламени в объеме смеси. Установлено, сахарная пыль скорее взорвется от накаленного до температуры 1200 °С тела (концентрация 10,3 г/м3), чем от искры индукционной катушки 6,5 В, З А (концентрация 34,4 г/м3).

Показатели взрывоопасности пылей, готовой продукции и сырья Вид Место отбора Влаж- Золь- Температура Концентрационный предел При обработке зерна в элеваторе и трении его о стенки самотечных труб, бункеров, воздействия рабочих органов машин и взаимного трения зерен происходит истирание и образование органической пыли. Во внутренних объемах норий, сепараторов и силосов при движении зерна образуется пылевоздушная смесь, концентрация которой часто находится во взрывоопасных пределах.

Содержание пыли в рабочей зоне машин колеблется в широких пределах: в обоечной машине 1-49, вальцовых станках – от 10 до 258 г/м3. Оборудование по условиям образования пылевоздушной смеси можно разделить на группы. Первая – оборудование, в котором образование пылевоздушных смесей обусловлено технологией и исключить их образование невозможно. Вторая – вальцовые станки, дробилки, обоечные машины, рассевы. Образование пылевоздушных смесей в них является побочным явлением, ненужным для данной стадии технологического процесса [13]. Образующаяся в технологическом оборудовании пылевоздушная смесь при недостаточной герметизации и неэффективной работе аспирационных систем проникает в производственные помещения.

Пыль, содержащаяся в воздухе, оседает на стенах, полах, оборудовании и строительных конструкциях, образуя легко взвихриваемой аэрогель. Опасность его состоит в том, что от порыва ветра, сотрясения аэрогель поднимается в воздух, создавая в локальном объеме взрывоопасную пылевоздушную смесь. Россыпи пыли являются также источником образования взрывоопасной пылевоздушной смеси в помещении, особенно при локальных вспышках аэрогеля.

Проследим опасность отложения пыли в помещении. На рассевном этаже мукомольного завода размером 18x36x4,7 = 3045 м3, площадь поверхности стен, пола, потолка и оборудования – 2127 м2. Для образования пылевоздушной смеси взрывоопасной концентрации (20 г/м3) во всем объеме нужно иметь 3045x20 = 60900 г пыли. При плотности пыли 100 кг/м3 и взвихрении 50 % аэрогеля, достаточно отложения слоя пыли на поверхностях толщиной 0,6 мм, чтобы создать взрывоопасную концентрацию в помещении рассевов при поднятии пыли порывом ветра или взрывом в оборудовании [4].

2.2. Развитие взрыва пылевоздушной смеси Факторами, способствующими развитию и распространению первоначального взрыва к серии взрывов пылевоздушной смеси, являются: повышенная запыленность помещений; наличие связи между отдельными технологическими аппаратами, помещениями и зданиями; присутствие мелкодисперсного продукта в магистралях [6]. Пылевоздушная смесь взрывоопасной концентрации, образовавшаяся в силосе или бункере, приводит к взрыву при:

обрушении свода, разгрузке и очистке силоса (бункера), наличии в нем источника воспламенения (очаг самовозгорания, тлеющий продукт, искры и т.д.);

воспламенении пылевоздушной смеси пламенем взрыва, произошедшего в оборудовании, соединенном с этим силосом;

сдуве пыли со стенок струей продуктов горения, воздушной волной от взрыва, происшедшего вне силоса, в нории, самотечной трубе, аспирационном трубопроводе, в соседнем бункере, и последующем воспламенении пылевоздушной смеси подошедшим фронтом пламени;

Взрыв в системе аспирации возможен в случае воспламенения отложений пыли в трубопроводах, циклонах при проведении сварочных работ на не остановленном или не очищенном от пыли оборудовании, трении лопаток вентилятора о корпус, попадании продуктов взрыва из аспирируемого оборудования.

Воспламенение пылевоздушной смеси возможно в дробилке, вальцовом станке при попадании в них металлического предмета, его заклинивании и искрообразовании; вальцовом станке – при перекосе размольных вальцов; нориях и цепных конвейерах – при трении буксующей ленты о барабан или цепи о корпус; дробилке – при работе вхолостую, отсутствии продукта в наддробильном бункере и т.д. В случае полной нагрузки в свободном объеме дробилки концентрация горючего выше верхнего концентрированного предела воспламенения. При взрыве в ней на холостом режиме продукты горения проходят по самотечным трубам, бункерам и т.п., вызывая повторные взрывы (рис.4).

Взрыв в помещении происходит вследствие развития первичного взрыва внутри оборудования и наличия отложений пыли на нем и строительных конструкциях. Взрыв распространяется через монтажные проемы и междуэтажные перекрытия. Газовоздушная волна и пламя, попадая в смежные помещения, взвихривают отложения пыли с последующим ее воспламенением. Процесс может сопровождаться интенсивным выбросом пламени из здания.

Рис. 4. Схема распространения взрыва при воспламенении пылевоздушной смеси в Анализ причин аварий пылевоздушных взрывов позволил определить следующие пути распространения взрыва на элеваторах [7]:

1) лестничные клетки, шахты лифта и вентиляционные шахты;

2) силосы, нории, конвейеры, самотечные трубы, воздуховоды аспирации, пневмотранспорта и воздушного отопления, пылевые шахты аспирации;

3) вентиляционные и перепускные отверстия между силосами;

4) отверстия в перекрытиях, перегородках, дверных и монтажных проемах;

5) открытые люки силосов, лючки самотечных труб, норий;

6) транспортерные галереи приема с железнодорожного и автомобильного транспорта, а также галереи, соединяющие отдельные здания и др.

При взрыве разрушаются строительные конструкции. Степень разрушения зависит от наличия легкосбрасываемых конструкций, их площади, приходящейся на единицу объема. При их отсутствии возможно полное разрушение стен и перекрытий зданий. Зарегистрированы случаи, когда воздушная волна, образовавшаяся при взрыве, повредила стекла в окнах зданий, расположенных в радиусе 200 м.

Глава 3. ПОСЛЕДСТВИЯ ПЫЛЕВЫХ ВЗРЫВОВ Установлено распределение пылевых взрывов на предприятиях по хранению и переработке зерна по типам производств: комбикормовые заводы – 36, элеваторы – 27, мукомольные заводы – 20, склады комбикормового сырья – %. Вероятность возникновения взрывов определяется количеством обращающегося мелкодисперсного продукта; показателями его пожаровзрывоопасности;

особенностями технологии и оснащения объектов производственным оборудованием; объемом и эффективностью мероприятий по взрывозащите [2].

Распределение пылевых взрывов по тяжести последствий показывает, что наиболее значительные разрушения имеют место на элеваторах и мукомольных заводах старой постройки, т.к. практически мер взрывозащиты на этих объектах не предусматривалось.

При взрыве пылевоздушной смеси в замкнутом пространстве давление повышается до разрушающего уровня. При разрушении сооружения возникает ударная воздушная волна. Поражающее действие ее определяется избыточным давлением, временем действия и скоростью движения. Поражение людей различной степени происходит от прямого воздействия ударной волны и косвенного – от летящих обломков, камней, осколков стекла и т.п. Характер и степень поражения людей зависят от их защищенности. При избыточном давлении травмы и контузии людей могут тяжелыми – при давлении 60-100, средними – 40-60 и легкими – 20-40 кПа. Тяжелые травмы выражаются контузией, потерей сознания и сложными переломами костей, средние – вывихами конечностей, контузией головного мозга, повреждением органов слуха, легкие – проходящими функциональными нарушениями. Избыточное давление, не превышающее 10 кПа, считается безопасным. Однако косвенные поражения за счет летящих камней и стекла могут наблюдаться при избыточном давлении 0,5 кПа [15, 17].

Температура продуктов горения превышает 1000 °С. Воздействие пламени горящего аэрозоля может вызвать воспламенение элементов строительных конструкций производственных зданий и сооружений, сырья и готовой продукции и привести к ожогам людей. При горении пластмасс и синтетических материалов образуются химически опасные вещества [10, 18]. Чаще всего возникают отравления оксидом углерода. К поражающим факторам пожаров относятся также задымление и морально-психологический эффект.

Профилактика пожаров в зданиях и на территории объектов обеспечивается: выбором степени огнестойкости и пределов огнестойкости элементов и конструкций; ограничением распространения огня; применением систем противодымной защиты; использованием средств пожарной сигнализации и пожаротушения; безопасной эвакуацией людей; организацией пожарной охраны.

Противопожарная профилактика – комплекс организационных и технических мероприятий по предупреждению, локализации и ликвидации пожаров и обеспечению безопасной эвакуации людей и материальных ценностей [4].

Существенное значение для проведения противопожарных мероприятий имеет генеральная планировка территории предприятий. На территории объекта должны быть основные и вспомогательные дороги, позволяющие обеспечить свободный подъезд к объектам. Нормами установлена ширина проезда основной (6 м) и вспомогательной (4 м) дорог. Для противопожарной профилактики здания и сооружения оборудуют молниезащитными устройствами [7].

Большую опасность представляет системы отопления помещений. Предприятия должны быть оборудованы системой центрального водяного, парового или калориферного отопления. Противопожарные нормы при устройстве отопления предусматривают защиту стен и перегородок в местах примыкания к ним печей и дымоходов негорючими теплоизоляционными материалами, применение качественного кирпича, устройство надежных фундаментов и др. [3].

Глава 4. ОСНОВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПОЖАРНОЙ

БЕЗОПАСНОСТИ

4.1. Противопожарная безопасность территории элеватора Расположение предприятий хлебопродуктов по отношению к жилым массивам с учетом создания санитарно-защитной зоны одновременно удовлетворяют и противопожарным требованиям. При делении территории на зоны выделяют здания и сооружения основного и вспомогательного назначения, склады, здания административного, хозяйственного и обслуживающего назначения.

Предусматриваются зоны: предзаводская, в которой размещаются здания непроизводственного характера (административные, культурно-бытовые, пожарные депо и т. п.); производственная; складская и подсобная. Наименьшее расстояние между зданиями и сооружениями в зависимости от степени их огнестойкости составляет 9-18 м [17].

При планировке предприятия учитывается необходимость удобного подъезда пожарных автомобилей к зданиям и сооружениям. При ширине здания или сооружения до 18 м достаточно подъезда с одной стороны, при ширине более 18 м необходим подъезд с двух сторон. Для подъезда к водоемам или естественным водоисточникам устраиваются проезды шириной не менее 3,75 м с площадками не менее 12х 12 м.

Склады представляют большую опасность в отношении пожаров и взрывов. На складах обычно в больших количествах хранятся материальные ценности, многие из которых являются горючими и взрывоопасными веществами.

Материальный ущерб от пожаров на складах, базах, в магазинах составляет по стране около 50 % общего ущерба от пожаров [17]. Опасность усугубляется тем, что на складах огонь распространяется очень быстро и до прибытия пожарной команды успевает захватить большие площади. Например, скорость распространения пламени по пиломатериалам составляет около 4 м/мин, а по разлившейся горючей жидкости – до 25 м/мин.

4.2. Противопожарная безопасность технологического оборудования К основным мерам пожарной безопасности относятся: контроль режима работы оборудования (температура, давление, скорость рабочих органов и т.д.), который должен соответствовать паспортным данным, технологическому регламенту; своевременная смазка подшипников, температура которых во всех случаях не должна превышать 60 °С; теплоизоляция нагретых поверхностей;

применение магнитной защиты для улавливания металломагнитных примесей перед измельчающими машинами (дробилками, вальцовыми станками); надежная герметизация оборудования и его аспирация; постоянный контроль за натяжением приводных ремней, лент конвейеров и норий для исключения пробуксовки ремней, лент; применение системы автоматизации, блокировки, средств контроля, предупредительной и аварийной сигнализации и др. [14].

К мерам пожарной безопасности при эксплуатации зерносушилок относятся: правильное устройство и эксплуатация топочных устройств; предварительная очистка зерна на зерноочистительных машинах от соломы и крупных примесей; контроль за постоянным наполнением сушильных камер зерном во время работы сушилок; контроль за температурой нагрева зерна в сушильной камере, не допуская его перегрева выше допустимых значений и т.д.

Для защиты электроустановок и электрических сетей от токов короткого замыкания и токовых перегрузок применяются специальные средства защиты:

тепловые реле, плавкие предохранители, автоматические выключатели и др.

Важно правильно подобрать соответствующий аппарат защиты, обеспечивающий минимальное время срабатывания [16].

Наряду с этим при эксплуатации электроустановок не допускается наличия около электродвигателей, распределительных щитов, аппаратов управления и приборов легковоспламеняющихся и горючих веществ и материалов, а также скопления пыли и отходов производства. В пожароопасных помещениях запрещено включать электроустановки, автоматически отключающиеся при коротком замыкании, без выяснения и устранения причин отключения; проводить работы в электроустановках без снятия напряжения.

Системы воздушного отопления и вентиляции также пожароопасны вследствие возможности распространения пламени по воздуховодам, коробам и каналам в другие помещения, вызывая там новые очаги пожаров. Поэтому их следует устраивать так, чтобы не увеличивать пожарную опасность 4.3. Электробезопасность на объектах хранения переработки зерна Электрооборудование предприятий по хранению и переработке зерна по своему исполнению должно отвечать требованиям ПУЭ [4, 16].

Предполагается выполнение организационных мероприятий: выполнение правил взрывобезопасности, обучение, допуск к работе, оформление нарядадопуска, создание добровольных дружин и пр., а также технических мероприятий: отключение установки; обеспечение невозможности ошибочной подачи напряжения; установка знаков безопасности и ограждение токоведущих частей, рабочего места и т.п. [2].

На хлебоприемных и зерноперерабатывающих объектах возможно накопление на оборудовании статического электричества. Особенно опасные заряды статического электричества возникают в рабочих органах машин, где происходит измельчение продукта и галереи. Заряды статического электричества накапливаются и на людях при использовании обуви с непроводящей электрический ток подошвой, одеждой и бельем из шерсти, шелка и искусственного волокна, при движении по токопроводящему полу. Опасность статического электричества состоит в том, что в производственных процессах возможно воспламенение пылевоздушных смесей искровыми разрядами. При потенциале свыше 5 кВ энергии разряда достаточно для воспламенения некоторых пылей [7, 18].

Заземление – основной и один из простых методов защиты от статического электричества, если на внутренних системах оборудования не образуется отложений непроводящего продукта (муки). Остальные способы (увлажнение продукта и окружающего воздуха, применение антистатических веществ, ионизация воздуха) на предприятиях хлебопродуктов практически не применяются.

При наличии заземления образующиеся заряды отводятся в землю и не накапливаются до такой величины, при которой может возникнуть искровой разряд.

Сопротивление заземляющего устройства для защиты от статического электричества, с учетом очень малых величин силы тока утечки (микроампер) допускается до 100 Ом. Для этого используют заземляющее устройство, предназначенное для электрооборудования и защиты от вторичных проявлений молнии.

4.4. Предотвращение пылевых взрывов Комплекс мер по предотвращению взрывов пылевоздушных смесей на предприятиях необходимо направлять на исключение условий для возникновение взрыва. Определены два основных направления: предупреждение образования пылевоздушной смеси и возникновения источника зажигания [11].

Основной метод предотвращения запыленности воздуха в производственных помещениях – герметизация оборудования, воздуховодов и самотечных труб. Однако герметизация не дает полного эффекта. В машинах создается избыточное давление, многие аппараты приходится периодически открывать в процессе обслуживания, при этом выделяется пыль. Предусматриваются аспирация оборудования, а также мероприятия по исключению разрежения в помещениях. Этого достигают герметизацией оборудования, недопущением излишнего отбора воздуха из него, организованной подачей воздуха в помещения [1].

В качестве критерия классификации пылевого режима принято критическое значение удельной интенсивности пылеотложения на полу помещения, величина которой определяется из условия, что горячая пыль, отложившаяся в производственном помещении, при переводе ее во взвешенное состояние может образовать взрывоопасную смесь в объеме:

не превышающем 5 % свободного объема помещения (взрывобезопасный пылевой режим);

превышающем 5 % свободного объема помещения, но не более 25 % (взрывоопасный пылевой режим);

превышающем 25 % свободного объема помещения (особо взрывоопасный пылевой режим).

Для устранения источников воспламенения необходимо правильно эксплуатировать технологическое оборудование и аспирационные системы, исключать возможность попадания в них посторонних предметов. Перед всеми молотковыми дробилками, вальцовыми станками, центробежно-щеточными просеивателями, прессами устанавливаются магнитные колонки или электромагнитные сепараторы, улавливающие металломагнитные примеси [13].

Около 30 % пылевых взрывов в отрасли происходит из-за нарушения правил проведения электрогазосварочных работ в помещениях и самовозгорания сырья или готовой продукции. Предупреждение этого явления состоит в своевременном обнаружении и устранении очагов самовозгорания. При выпуске продукта из силоса (бункера), в котором обнаружен очаг самовозгорания резко возрастает опасность перехода процесса тления во взрывное горение аэрозоля.

Тлеющие куски в инертной среде не горят, но при флегматизации азотом и выпуске сырья из силоса могут воспламениться на воздухе [3].

Наиболее эффективный способ защиты от опасного повышения давления в производственном оборудовании, зданиях и сооружениях - снижение взрывного давления сбросом в атмосферу образовавшихся газообразных продуктов взрыва через предохранительные устройства.

Для предупреждения повышения давления взрыва в защищаемом оборудовании выше допустимого уровня, его защиты от разрушения и предотвращения распространения продуктов горения в производственные помещения и на другое оборудование, в которых наиболее вероятно образования пылевоздушного взрыва (молотковые дробилки, вальцовые станки, нории и др.), необходимо снизить взрывное давление сбросом в атмосферу образовавшихся газообразных продуктов через предохранительные устройства. Устанавливаются взрыворазрядные предохранители шиберного и бандажного типов (рис. 5, 6).

Эффективной преградой распространению взрыва служит быстродействующая задвижка У2-БЗБ с линейным асинхронным электроприводом для сброса избыточного давления взрыва в атмосферу через взрыворазрядители.

Она предназначена для обнаружения взрыва в оперативном бункере, технологическом, аспирационном и транспортном оборудовании в начальной стадии развития и предотвращения распространения пламени и продуктов взрыва по самотекам и воздуховодам аспирации на смежные участки. Время срабатывания системы локализации взрыва от момента поступления сигнала на датчикиндикатор до полного перекрытия трубопроводов не превышает 0,2 с [2, 4].

Рис.5. Схема защиты оборудования взрыворазрядителем: 1, 3 – самотечные трубы, 2 – мембрана с взрыворазрядной трубкой, 4 – взрыворазрядная труба, 5 – рабочий орган, 6 – мембрана на выходе за пределы помещения, 7 – аспирационный трубопровод; А – машина; В – помещение Рис. 6. Схема установки задвижек: 1 - датчик индикатора давления, 2, 3, 4 - быстродействующие задвижки, 5, 6 – трубопроводы, 7 –воздуховод, 8 – взрыворазрядитель Взрывозащите подлежат также бункеры и силосные корпуса, которые при разгрузке заполняются пылевоздушной смесью. При появлении в них источника воспламенения может произойти взрыв более сильный, чем в оборудовании, т.к. их вместимость значительно больше. Их взрывоопасность зависит от степени заполняемости: максимальная – при пустом объеме и минимальная – при полной загрузке объема. Для эффективной взрывозащиты рекомендуется располагать бункеры у наружных стен, благодаря чему удобнее оснастить их взрыворазрядными устройствами [5].

Для защиты от разрушения зданий и сооружений при возникновения пылевых взрывов предусматриваются легкосбрасываемые конструкции: оконные проемы, ограждающие стеновые панели, кровля и др. Оконное стекло будет выполнять функции легкосбрасываемой конструкции, если при толщине 3 мм площадь одного листа стекла будет не менее 0,8 м2, при 1 мм соответственно м2 и при 5 мм – 1,5 м2. Оконные проемы, заполненные стеклоблоками, стеклопрофилитом и армированным стеклом, из-за их прочности нельзя считать легкосвариваемыми конструкциями. Кровля будет отвечать этому требованию, если поверхностная нагрузка, включая собственную массу, а также постоянную и временную нагрузки, не будет превышать 120 кг/м2. Площадь легкосбрасываемых конструкций определяется расчетом. Она должна составлять не менее 0, м2 на 1 м3 защищаемого объема помещения. Остаточное давление взрыва будет минимальным, разрушений производственного здания не произойдет.

Локализация взрыва в первоначальном объеме – важнейшая задача в предотвращении последствий пылевых взрывов. Однако иногда взрыв распространяется не только по данному производству, но переходит и в другие здания по коммуникациям. В отличие от пожара процесс взрыва происходит в столь короткий промежуток времени, что принять какие-то меры практически невозможно. Предусматриваются легковскрываемые ограждающие конструкции;

тамбуршлюзы в переходах из одного помещения в другое; тамбуршлюзы на выходах в лестничную клетку; огнепреградительные устройства на переходах из одного помещения в другое; огнепреградительные устройства в системе вентиляции и рециркуляции.

При проектировании вентиляции помещений, в которых хранится, обрабатывается и извлекается масло из семян, руководствуются принципами расчета и устройства систем вентиляции [1] и ведомственными нормами. Реальный эффект в уменьшении запыленности воздуха дает местная вентиляция. Для обеспечения эффективной работы систем аспирации рекомендуется:

- устанавливать пылеприемники систем аспирации в зонах наибольшего пылевыделения с учетом распространения воздушных потоков;

- определять границы эффективного действия пылеприемников формой и размером всасывающих отверстий, расходом воздуха и расстоянием от всасывающего отверстия;

- определять расход воздуха, обеспечивающий улавливание пыли на требуемом расстоянии и ее транспортирование по элементам системы аспирации.

Для компенсации воздуха, удаляемого системами аспирации, и ассимиляции теплоизбытков в производственных помещениях предлагаются системы механической общеобменной вентиляции. В летний период допускается естественный приток в верхнюю зону.

В очистительном, шелушильно-сепараторном, вальцовоя отделениях местная вытяжка устраивается от пылящего оборудования (нории, пневмоочистители, бункеры, конвейеры, весы, встряхиватели, биттер-сепараторы, сепараторы рушанки, шнеки и т.п.). Общеобменная вентиляция: вытяжка – из верхней зоны, приток - в верхнюю зону для ассимиляции и удаления избыточного тепла.

Прессовый цех характеризуется значительными теплоизбытками. Местная вентиляция устанавливается от мест выхода ракушки. Общеобменная вентиляция в зимний период: естественная вытяжка воздуха из верхней зоны, приточная механическая вентиляция с подачей воздуха в рабочую зону. В летний период осуществляется дополнительно естественный приток в рабочую зону.

Предлагается отопление подготовительного цеха воздушное, совмещенное с приточной вентиляцией. В нерабочее время включается дежурное отопление.

В качестве нагревательных приборов в очистительных, рушально-веечных, шелушильно-сепараторных, вальцовых цехах рекомендуются регистры из гладких труб; в прессовых – радиаторы, воздушно-отопительные агрегаты АПВС. Температура теплоносителя в прессовом цехе – до 150, рушально-веечном и вальцовом – до 130, очистительном и шелушильно-сепараторном – до 110 °С.

4.5. Средства обнаружения и тушения пожаров На предприятиях отрасли хлебопродуктов распространена охраннопожарная сигнализация, которая извещает о пожаре и месте его возникновения.

Наиболее надежная электрическая пожарная сигнализация, которая включает:

извещатели, линии связи, приемную станцию (коммутатор), звуковые и световые сигналы. Некоторые виды этих систем обеспечивают одновременный автоматический пуск в действие средств пожаротушения в охранном помещении [3]. В зависимости от того, какой фактор вызывает срабатывание датчика, извещатели подразделяются на тепловые, дымовые, световые и др. Тепловые извещатели реагируют на повышение температуры; дымовые – на появление дыма; световые – на открытое пламя; комбинированные – на тепло и дым.

Тепловые извещатели (рис. 7) имеют чувствительный элемент: биметаллические пластинки, спирали или пружинящие пластинки со спаянными легкоплавкими концами, а также полупроводники или термопары [9]. Извещатели типа АТИМ срабатывают при повышении температуры до определенной величины, на которую они отрегулированы. Эти извещатели регулируются на температуру срабатывания 60 или 80 °С независимо от скорости ее нарастания.

Время срабатывания до 2 мин., контролируемая площадь – до 15 м.

Дымовые извещатели (РИД-1) рассчитаны на обнаружение дыма в воздухе.

Извещатель имеет ионизационную камеру с радиоактивным веществом или фотоэлементы. При попадании в нее дыма сила ионизированного тока уменьшается, извещатель включается в результате срабатывания исполнительного реле в приемной станции. Время срабатывания дымового не превышает 5 с.

Рис. 7. Тепловые автоматические извещатели: а – плавкий замыкающий, б – плавкий размыкающий; в – саамовосстанавливающийся; 1 – биметаллическая пластинаЮ, 2, 3 – контакты, 4 – изолирующее основание,.5 – регулировочный винт Световые извещатели (СИ-1) реагируют на действие ультрафиолетового излучения пламени. В качестве чувствительного элемента используются счетчики фотонов, обладающие высокой чувствительностью, способные обнаруживать небольшие очаги пламени (даже горение спички) практически мгновенно.

Для приема сигналов от ручных и автоматических извещателей служат приемные станции пожарной сигнализации. Широкое распространение получили станции ТОЛ-10/100 (тревожная, оптическая, лучевая). Она включает приемное устройство с общестанционным блоком, имеющим линейные блоки на десять лучей каждый. В каждый луч можно включить неограниченное количество извещателей с контактами на размыкание цепи. Станция обеспечивает прием сигналов, проверку исправности, обнаружение повреждений, трансляцию сигнала в пожарную часть и запуск автоматического пожаротушения.

Тушение пожара может быть осуществлено: охлаждением горящих материалов веществами, обладающими большой теплоемкостью; изоляцией горящих материалов от воздуха; снижением содержания кислорода в воздухе, специальными химическими средствами. Для тушения пожаров используется вода, водяной пар, воздушно-механическая и химическая пены, инертные газы, огнегасительные порошки и специальные химические вещества и составы [8].

Самый распространенный способ тушения пожаров водой. Попадая в зону горения, вода нагревается и испаряется, поглощая большое количество тепла.

При испарении воды образуется большое количество пара (из 1 л воды до л пара), который затрудняет доступ воздуха к очагу горения. Сильной струей воды можно сбить пламя, тем самым облегчить тушение пожара.

Добавление в воду пенообразователей (0,20-2,0 %) снижает силу поверхностного натяжения, улучшает огнегасительные свойства, уменьшает расход в 2,0-2,5 раза и сокращает время тушения пожара. В качестве пенообразователей используются сульфонаты, пенообразователь ПО, смачиватель НБ и др. [8].

Для тушения пожаров применяются инертные и негорючие газы: диоксид углерода и азот, которые уменьшают концентрацию кислорода в очаге горения и снижают интенсивность горения [22]. Огнегасительная концентрация газов при тушении в закрытом помещении составляет 31-36 % к объему помещения.

Применение для пожаротушения галоидоуглеводородных огнегасительных составов, основано на химическом торможении реакции горения. К ним относят: трифторбромметан (хладон 13В1), бромистый метилен, составы на основе бромистого этила (4НД, СЖБ) и др. Эти составы значительно эффективнее диоксида углерода, имеют большую плотность, что повышает эффективность пожаротушения. Составы используются и при низкой температуре воздуха.

Для тушения пожаров рекомендуется пожарная техника: пожарные машины (автомобили, мотопомпы, прицепы); установки пожаротушения и пожарной сигнализации; огнетушители, пожарное оборудование; пожарный ручной инструмент, пожарный инвентарь и пожарные спасательные устройства.

В помещениях взрывопожароопасных категорий применяются стационарные установки пожаротушения. На предприятиях хлебопродуктов в основном используются автоматические спринклерные установки водяного тушения [11].

Спринклерные установки (водяные, воздушные и воздушно-водяные) предназначены для местного тушения и локализации пожара. Они состоят из распределительных водоводов и контрольно-сигнального клапана для присоединения к противопожарному водоводу. В защищаемом помещении на потолочных трубопроводах размещаются разбрызгиватели воды (спринклеры) из расчета один спринклер на 9-12 м площади помещения.

При обычной температуре воздуха в помещении отверстие в спринклерной головке, через которое выходит вода, закрыто легкоплавким замком. При повышении температуры замок плавится, вода поступает в головку и, ударяясь о розетку, разбрызгивается. Температура плавления припоя замка составляет 72;

93; 141 °С. Спринклерные установки обладают инерционностью (срабатывают через 2-3 мин. после повышения температуры в помещении) и вскрываются лишь головки, оказавшиеся в зоне высокой температуры. Когда такая инерционность неприемлема и воду необходимо подавать сразу на всю площадь помещения, рекомендуются дренчерные установки группового действия.

Дренчерные установки аналогичны спринклерным, но не имеют замков и отверстия для выхода воды открыты. Вода в водопровод подается после начала пожара (ручным или автоматическим способом). Дренчерная система предназначена для защиты здания от возгорания при пожаре в соседних сооружениях и для противопожарной защиты в условиях повышенной пожарной опасности.

Противопожарное водоснабжение обеспечивает предприятие водой для пожаротушения, подаваемой под давлением, из общей водопроводной сети или пожарных водоемов и сосудов. На объектах отдельный противопожарный водопровод обычно не сооружается. Он объединяется с хозяйственно-питьевым или производственным. Водопроводная сеть, на которой устанавливают пожарное оборудование, должна обеспечить требуемый напор и расход воды. Противопожарные водопроводы могут быть низкого и высокого давления [2].

Противопожарные водоводы низкого давления проектируются в случаях, когда тушение пожара осуществляется передвижными средствами пожаротушения, подающими воду от гидрантов к месту пожара. Свободный напор при пожаротушении в водопроводной сети низкого давления должен быть не менее 10 м от уровня поверхности земли.

В водоводах высокого давления необходимый напор создается насосами, обеспечивая высоту струи воды 10 м, расчетный расход воды при расположении ствола на уровне наивысшей точки самого высокого здания. В случае невозможности получения необходимого количества воды для тушения пожара из источника водоснабжения на предприятии предусматривают запас воды в водоемах (резервуарах) из расчета тушения пожара в течение 3 ч.

Для забора воды из водопроводной сети устанавливаются пожарные гидранты. Наибольшее расстояние от гидрантов до защищаемых объектов не превышает 120 м при противопожарных водопроводах высокого давления и 150 м – низкого давления. От наружной водопроводной сети прокладываются вводы к зданиям, а от вводов в здании предусматривается внутренний противопожарный водопровод, на котором устанавливаются внутренние пожарные краны.

Внутренний противопожарный водопровод не прокладывается в элеваторах, складах зерна и комбикормов, зерносушилках. В рабочих зданиях элеваторов сооружаются сухотрубы, предназначенные для подачи на верхнюю площадку одной пожарной струи. Внутренние пожарные краны размещаются в отапливаемых лестничных клетках, коридорах на высоте 1,35 м от пола в шкафах.

Пожарный кран обеспечивается рукавом длиной 10 или 20 м и стволом.

Первичные средства пожаротушения предназначены для ликвидации небольших очагов загораний. К ним относятся: пожарные стволы (водяные и воздушно-пенные), внутренние пожарные краны, огнетушители, бочки с водой, лопаты, сухой песок, асбестовые одеяла и другой пожарный инвентарь [3].

Углекислотные огнетушители (ОУ-5, ОУ-8) предназначены для тушения электроустановок под напряжением. Диоксид углерода находится в баллонах огнетушителей в жидком виде под давлением 6 МПа (для ручных) и 15 МПа (для передвижных). С помощью раструба диоксид углерода превращается в твердое (снегообразное) состояние. Продолжительность действия огнетушителей 15-25 с, длина струи 2,0-3,5 м.

4.6. Эвакуация людей В зданиях производственного и вспомогательного назначения на случай возникновения пожара предусматриваются эвакуационные выходы. Они обеспечивают безопасность и быстрый выход людей наружу. Пути эвакуации устраивают таким образом, чтобы была возможность всем людям покинуть здание за расчетное время эвакуации. Количество эвакуационных выходов из производственных помещений – не менее двух. В качестве второго выхода со второго и расположенных выше этажей допускается использование наружных пожарных лестниц [15]. Из галерей и площадок, размещенных внутри зданий, необходимо предусматривать не менее двух стальных лестниц шириной 0,7 м.

Время от начала пожара до возникновения опасной для человека ситуации называется критической продолжительностью пожара. С учетом данных о критической продолжительности пожара и коэффициента безопасности нормируется время эвакуации людей, зависящее от категории пожарной опасности, объема помещений составляет 0,5-3,0 мин. [12].

4.7. Локализация и ликвидация пожаров на элеваторе При возникновении пожаров на элеваторах для ограничения распространения огня персонал должен остановить работу всех механизмов башни и прекратить разгрузку и загрузку силосов, прием и выдачу зерна [24].

По прибытии на пожар пожарный расчет организует разведку в нескольких направлениях. Определяется возможность распространения огня по вентиляционному и технологическому оборудованию, системам транспортирования зерна в силосы, в места приема и выдачи зерна. Одновременно с разведкой пожара осуществляют боевое развертывание.

Для подачи воды в надсилосные помещения и верхние этажи башни используются сухотрубы. Рукавные линии поднимаются по наружным пожарным лестницам, автолестницам, а также с помощью веревок снаружи элеваторов.

При подаче воды в высокие точки элеваторов на магистральных линиях целесообразно устанавливать два разветвления: одно внизу, а второе на 1-2 этажа ниже места пожара в башне или в надсилосном помещении.

Пожары в элеваторах тушатся, как правило, водой. Используются стволыраспылители РС-70, а при развившихся пожарах – лафетные. Количество стволов определяется в зависимости от интенсивности подачи воды, которая для элеваторов и мельниц равна 0,14 л/м2-с.

При пожаре в подсилосном помещении первые стволы подаются через входы со стороны башни, а также с противоположной стороны через оконные проемы. При развившихся пожарах в подсилосное помещение подаются стволы РС-70 и лафетные, в надсилосное – стволы РС-50. При недостатке сил и средств для предупреждения распространения огня в башне по нижним транспортерам расчет может выпустить зерно из одного или нескольких силосов [24]. В случае проникновения огня внутрь силосов используется воздушно-механическая пена средней кратности с одновременной разгрузкой силоса. Если пожар возник в башне элеватора, стволы подают со стороны подсилосного помещения, затем снизу башни по внутренней лестнице. Резервные стволы подаются в галереи, ведущие из башни в мельницу, сушилку и другие помещения. В отдельных аппаратах и системах тушат пожары, заполняя их воздушно-механической пеной.

Процесс тушения пожара в силосе включает в себя герметизацию силоса, флегматизацию горючей газовой смеси в объеме силоса, а также тушение горящего материала снизу вверх с последующей его разгрузкой. Тушение пожаров в силосах и бункерах можно осуществлять одним из следующих способов:

подачей в силос жидкого диоксида углерода (рис. 8, 9), перегретого пара, водных растворов пенообразователей и комбинированным [24].

Рис. 8. Схема использования автомобиля аэрозольного тушения

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Факторами, способствующими развитию и распространению пылевого взрыва являются: повышенная запыленность помещений; наличие развитой связи между технологическими аппаратами, сооружениями, присутствие мелкодисперсного продукта в магистралях и коммуникациях. Поражающее дейстСлой пены Рис. 9. Приемы тушения пожаров на элеваторах комбикормовых заводов вие воздушной ударной волны определяется избыточным давлением, временем действия и скоростью движения волны. При времени действия ударной волны более 0,2-0,25 с, что характерно для зон, отдаленных от эпицентра взрыва, травмирующим фактором являются давление и скорость движущейся за фронтом волны области сжатия. При скорости движения воздушной среды 40 м/с, что соответствует давлению в зоне сжатия 20 кПа, люди получают травмы при падении. При избыточном давлении 35-105 кПа разрываются барабанные перепонки, при больших давлениях – кровеносные сосуды, мышцы и т.д.

Температура продуктов взрывного горения аэрозолей органических пылей превышает 1000 °С. Их воздействие на людей приводит к ожогам различной тяжести. Воздействие пламени горящего аэрозоля вызывает воспламенение элементов строительных конструкций производственных зданий и сооружений, сырья и готовой продукции.

На хлебоприемных и зерноперерабатывающих предприятиях возможно накопление зарядов статического электричества на оборудовании, транспортных механизмах и воздуховодах. Статическое электричество возникает при производстве муки, крупы и комбикормов, подработке зерна. Особенно опасные заряды статического электричества возникают в рабочих органах оборудования, где происходит измельчение продукта. Установлено, что при потенциале свыше 5 кВ энергии разряда достаточно для воспламенения некоторых пылей.

На основании выполненных исследований разработаны технические решения по предупреждению, локализации и ликвидации пожаров и взрывов.

Количество эвакуационных выходов из производственных помещений – не менее двух. В качестве второго выхода со второго и расположенных выше этажей используются наружные пожарные лестницы. Из галерей и площадок, размещенных внутри зданий, предусматривается не менее двух стальных лестниц шириной 0,7 м.

Для защиты электроустановок от токов короткого замыкания и токовых перегрузок применяются: тепловые реле, плавкие предохранители, автоматические выключатели и др. Для устранения зарядов статического электричество предусмотрено заземление электропроводных частей оборудования.

Комплекс мер, направленный на предотвращение взрывов пылевоздушных смесей, включает два направления: исключение условий образования пылевоздушной смеси и возникновения источников воспламенения.

Для защиты персонала от повышения давления, обнаружения взрыва в оперативном бункере (технологическом, аспирационном), транспортном оборудовании в начальной стадии, предотвращения распространения огня и продуктов взрыва по воздуховодам аспирации на смежные участки рекомендуется система быстродействугощих задвижек (взрыворазрядителей) типа У2-БЗБ и датчиков-индикаторов давления СУМ-1 с линейным асинхронным электроприводом, осуществляющая сброс избыточного давления взрыва в атмосферу.

Для защиты производственных зданий и сооружений от разрушения при возникновении в них пылевых взрывов предусматривается устройство легкосбрасываемых конструкций.

Основной метод предотвращения запыленности воздуха в производственных помещениях герметизация оборудования, воздуховодов и самотечных труб, а также аспирация.

Аспирационные установки отсасывают запыленный воздух из мест пылеобразования, предупреждают возможность возникновения пылевых взрывов.

Аспирируются сепараторы, самотечные и поворотные трубы, башмаки и головки норий, разгрузочные воронки и тележки транспортеров, весы и др. Для обеспечения эффективного улавливания пыли и работы систем аспирации:

пылеприемники устанавливаются в зонах пылевыделения с учетом распространения воздушных потоков, возбуждаемых рабочими органами машин;

оптимизируются границы действия пылеприемников: форма, размер всасывающих отверстий, расход воздуха и расстояние от всасывающего отверстия.

Контроль работы аспирационных систем осуществляется датчиками РКС.

Они позволяют параметрировать условия их срабатывания в широких пределах, при отклонении рабочих параметров аспирационной системы от заданных.

На ранней стадии развития процесса взрыва принимаются меры по герметизации силоса, где возник очаг, для предотвращения поступления кислорода воздуха. Выгрузка силоса проводится после применения флегматизирующих газов (диоксид углерода, азот).

Рекомендуется автоматическая электрическая пожарная сигнализация.

Средствами обнаружения пожаров являются автоматические тепловые извещатели типа АТИМ, дымовые извещатели типа РИД-1, световые извещатели типа СИ-1. Тепловые извещатели срабатывают при повышении температуры до определенной величины. Извещатели регулируются на температуру срабатывания + 60 °С или +80 °С независимо от скорости нарастания ударной воздушной волны. Время срабатывания до 2 мин., контролируемая площадь - до 15 м2.

Дымовые извещатели рассчитаны на обнаружение дыма (продуктов сгорания) в воздухе. Время срабатывания извещателя не превышает 5 с. Световые извещатели реагируют на действие ультрафиолетового излучения пламени, обладают высокой чувствительностью, способны обнаруживать небольшие очаги пламени (даже горение спички) практически мгновенно.

Для приема сигналов от автоматических извещателей предлагается приемная станция пожарной сигнализации типа ТОЛ-10/100 (тревожная, оптическая, лучевая). Станция включает приемное устройства с общестанционным блоком, имеющим линейные блоки на десять лучей каждый. В любой луч можно включить неограниченное количество извещателей с контактами на размыкание цепи. Станция обеспечивает прием сигналов тревоги, проверку исправности и обнаружение повреждений, трансляцию сигнала тревоги в пожарную часть и запуск автоматического пожаротушения.

В качестве средства тушения пожара рекомендуется вода. Попадая в зону горения, вода нагревается и испаряется, поглощая большое количество тепла.

При испарении воды образуется большое количество пара (из 1 л воды до л), который затрудняет доступ воздуха к очагу горения. Сильной струей воды можно сбивать пламя, облегчая тушение пожара. Добавление к воде 0,2-2,0 % пенообразователей (сульфонаты, пенообразователь ПО, смачиватель НБ и др.) способствует улучшению огнегасительных свойств, уменьшению ее расхода в 2,0-2,5 раза, сокращению времени тушения. Вода к очагу пожара подается стволами РС-70, с насадками 13-25 мм, а при развившихся пожарах - и лафетными, с насадками 28-50 мм. Количество стволов определяют в зависимости от интенсивности подачи воды, которая для элеваторов и мельниц равна 0,14 л / м2с.

Газовые составы (диоксид углерода, азот и др.) рекомендуются для тушения пожаров в электроустановках, а также для быстрого тушения небольших очагов пожара. В очаге горения они испаряются, снижают концентрацию кислорода и интенсивность пожара. Азот эффективен также при тушении очагов самовозгорания семян или зерна в силосах. Концентрация инертных газов при тушении в закрытом помещении составляет 31-36 % к объему помещения.

Для тушения нефтепродуктов, твердых органических материалов в ручных и возимых огнетушителях эффективны галоидоуглеводородные огнегасительные составы. Их действие основано на химическом торможении реакции горения (ингибировании). Рекомендуются: трифторбромметан (хладон 13В1), бромистый метилен, составы на основе бромистого этила (4НД, СЖБ) и др. Эти составы эффективнее диоксида углерода, т.к. имеют большую плотность, что повышает эффективность пожаротушения. Низкая температура замерзания позволяют использовать их при отрицательной температуре воздуха.

Для местного тушения и локализации пожара в помещениях предлагаются.

автоматические спринклерные установки водяного тушения. В защищаемом помещении на потолочных трубопроводах размещаются разбрызгиватели воды – спринклеры, из расчета один спринклер на 9-12 м2 площади помещения. Температура плавления припоя замка составляет 72; 93; 141 °С. Спринклерные установки имеют недостатки: обладают инерционностью (вскрываются через 2- мин. после повышения температуры в помещении) и вскрываются лишь головки, оказавшиеся в зоне высокой температуры.

Этих недостатков лишены дренчерные установки группового действия.

Вода подается сразу на всю площадь помещения ручным или автоматическим способом. Дренчерная система целесообразна для защиты здания от возгорания в соседних сооружениях и для противопожарной защиты в условиях повышенной пожарной опасности.

Предполагается устройство противопожарного водопровода, объединенного с хозяйственно-питьевым. Для обеспечения бесперебойной подачи воды при аварии на водопроводе сеть противопожарного водопровода закольцовывается.

Водопроводная сеть, на которой установлено пожарное оборудование, обеспечивает требуемый напор и пропускает расчетное количество воды. Передвижные средства пожаротушения (мотопомпы и т.п.) питаются от водопровода низкого давления, подающего воду от гидрантов к месту пожара. В водопроводе высокого давления необходимый напор создается стационарным насосом, включаемым при возникновении пожара. Водопровод высокого давления обеспечивает высоту компактной струи воды 10 м при расчетном расходе воды и расположении ствола на уровне наивысшей точки самого высокого здания.

Для тушения пожаров предлагаются автомобили аэрозольного тушения.

При ликвидации небольших очагов возгораний рекомендуются первичные средства пожаротушения: пожарные стволы (водяные и воздушно-пенные), огнетушители, бочки с водой, лопаты, сухой песок, асбестовые одеяла и др.

Литература 1. Алексеев С. В., Усенко В.Р. Гигиена труда. М.: Медгиз, 1988.

2. Безопасность жизнедеятельности / Под ред. С. В. Белова. М.: Высшая школа, 1999.

3. Безопасность жизнедеятельности / Под ред. 3.Л. Арустамова. М.: ИД "Дашков и К°", 2001.

4. Безопасность жизнедеятельности / Под ред. Э.А. Арустамова. М.: ИВЦ "Маркетинг", 1998.

5. Безопасность жизнедеятельности / Под ред. О.Н. Русака. СПб.: ЛТА, 1997.

6. Безопасность жизнедеятельности / Под ред. Э.А. Арустамова М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», 2003. с. 216-223.

7. Васильев В.Я., Семенов Л. И. Взрывобезопасность на предприятиях по хранению и переработке зерна. М.: Колос, 1983.

8. Долин П. А. Справочник по технике безопасности. М.: Энергоатомиздат, 1985.

9. Закон РСФСР "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" от 19.04 1991 г.

10. Клубань В. С., Петров А. П., Рябиков В. С. Пожарная безопасность предприятий промышленности и агропромышленного комплекса. М.: Стройиздат, 1987.

11. Комков Б. Д., Галкина А. В., Теплов А. Ф. Справочник по охране труда на хлебоприемных и зерноперерабатывающих предприятиях. М.: Колос, 1981.

12. Лапин В.Л., Попов В.М., Рыжков Ф.Н., Толмаков В.И. Безопасные взаимодействия человека с техническими системами. Курск: 1995.

13. Оценка освещения рабочих мест. Методические указания. Министерство труда и социального развития РФ. М.: НПК, "Апрохим", 1998.

14. Платонов АЛ., Архищев Н.Е. Охрана труда. М.: МУПК, 1998.

15. Правила техники безопасности и производственной санитарии на предприятиях по хранению и переработке зерна Министерства хлебопродуктов СССР, Часть 1, М., 1989.

16. Сегеда Д. Г., Дашевский В. И. Охрана труда в пищевой промышленности. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983.

17. Соколов М.Б. Руководство по охране труда. Мытищи: "Талант", 2001.

18. Теплов А. Ф., Галкина А. В. Справочник по охране труда на предприятиях по хранению и переработке зерна. М.: Агропромиздат, 1988.

19. Трудовой кодекс Российской Федерации от 31.12.2001.

20. Федеральный закон "О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера" от 11.11.1994 г. № 68-ФЗ 21. Федеральный закон "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" от 21.07.1997 г. № 116-ФЗ.

22. Федеральный закон «Об основах охраны труда в РФ» от 17.07.1999.

23. ГОСТ 12.1.017-80. ССБТ. Пожаровзрывоопасность нефтепродуктов и химических органических продуктов. Номенклатура показателей.

24. Пожарная тактика / Я.С. Повзик, П.П. Клюс, А.М. Матвейкин. М.:

Стройиздат, 1990. 335 с.

25. Государственный доклад о состоянии защиты населения и территорий РФ от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в 2005 г. М.:

ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2006. 164 с.