5.7 Пожежний захист промислових об'єктів

Горінням називається хімічне перетворення речовин, яке швидко відбувається і супроводжується виділенням великих кількостей теплоти і яскравим світінням (полум'ям). У звичайних умовах горіння являє собою процес окислювання, тобто з'єднання з киснем, який знаходиться у вільному стані або в хімічно пов'язаному вигляді. Горіння виникає за наявності горючої речовини, окислювача й імпульсу (джерела запалювання).

Горіння буває повне й неповне. Повне горіння відбувається при достатній кількості кисню, а продуктами горіння є вода, двооксиди вуглецю і сірки та азот, нездатні до подальшого окислення. При нестатку окислювача відбувається неповне горіння, при якому можуть утворюватися токсичні продукти реакції – окис вуглецю (СО), спирти, альдегіди.

Вибух – це швидке перетворення речовини, що супроводжується виділенням енергії й утворенням зжатих газів, здатних здійснювати роботу. Швидкість поширення пломеню при вибуху досягає сотні метрів на секунду. Стискання газів у вигляді ударних хвиль, які у свою чергу можуть викликати детонацію, характеризуються надзвуковою швидкістю поширення ударної хвилі і високими значеннями тиску.

Пожежею називається неконтрольоване горіння, що завдає матеріальної шкоди. Небезпечні фактори, що виникають при пожежі: відкритий вогонь і висока температура, зниження концентрації кисню, виділення токсичних продуктів горіння, обвалення й ушкодження будинків і споруджень, вибухи. Усі ці фактори становлять небезпечність для людей і є причиною матеріального збитку.

Горючі речовини підрозділяються на три групи: легкозаймисті – здатні спалахувати від короткочасного впливу джерела запалювання (полум'я сірника, іскра, нагрітий електропровід), середньої займистості – спалахують від тривалої дії джерела запалювання з низькою енергією, важкозаймисті – здатні спалахувати тільки під впливом могутнього джерела запалювання.

Температурою спалахування називають таку температуру горючої речовини, при якій починається стійке горіння. У практиці роботи промислових підприємств можуть відбутися випадки самозаймання горючих речовин, які виникають при збільшенні швидкості хімічної реакції окислювання під впливом зовнішнього джерела тепла. Температурою самозаймання називається найнижча температура, при якій відбувається різке збільшення швидкості хімічної реакції окислювання, що закінчується полум'ям горіння. Самозайматися можуть деякі речовини рослинного походження: торф, тирса, ряд видів кам'яних вугіль, масложири (особливо рослинні), а також промаслений спецодяг і обтиральні матеріали. Самозаймання становить велику небезпечність і часто буває причиною пожеж. Процес самозаймання спостерігається в Донбасі в місцях збереження відвалів порід на шахтах вуглезбагачувальних фабриках (териконах). Потрапляючи туди, часточки вугілля під впливом сонячних променів самозаймаються, виділяючи при цьому окисли сірки й азоту, чадний і вуглекислий гази та часто завдаючи екологічної шкоди навколишньому середовищу.

У виробничих умовах причиною пожежі може бути контакт горючих речовин з киснем повітря. При цьому пожежа може виникати в приміщенні і на відкритому повітрі. У технологічному процесі беруть участь різноманітні горючі гази, які знаходяться при різних температурах і тиску. Запобігають виниканню пожежі шляхом виключення можливості відкритого контакту з киснем повітря в апаратах, ємностях, трубопроводах. Причиною пожежі й вибуху на виробництві може бути і наявність у приміщенні горючого пилу й волокон. Деякий пил здатний до самозаймання. Пожежні концентрації у виробничих приміщеннях можуть утворюватися в апаратах з відкритою поверхнею при випарі горючих рідин. Такі умови виникають при температурних деформаціях, динамічних навантаженнях, що руйнують цілісність апаратів, і наявності імпульсів або джерел запалювання. Займання горючої суміші відбувається при нагріванні до температури загоряння всього лише 1 мм³ цієї суміші. Безпека людей при пожежах та вибухах, зменшення збитку від них досягаються забезпеченням пожежної безпеки.

Пожежна безпека – це такий стан об'єкта, при якому запобігають можливості виникнення пожежі, а у випадку її виникнення забезпечується ефективний захист людей і матеріальних цінностей. Система запобігання пожежі розробляється на кожному окремому об'єкті з розрахунку, що ймовірність виникнення пожежі й вибуху повинна не перебільшувати 10^-6 на рік. Для запобігання пожежі й вибуху необхідно виключити можливість утворення горючого середовища і джерел запалення (імпульсів). Ці завдання повинні вирішуватися ще на стадії проектування технологічних процесів і використання обладнання, а потім - у процесі експлуатації підприємства. З цією метою в приміщеннях, гірничих виробках підтримується безпечна концентрація горючих газів, виробничого пилу: застосовується герметичне виробниче обладнання, максимально можлива заміна горючих речовин на негорючі, організація контролю за станом робочого середовища, застосування робочої й аварійної вентиляції тощо. Виключення можливості появи джерел запалення досягається зменшенням енергії, що використовується при проведенні робочих процесів (зменшення на коефіцієнт безпечності) і зниження температур у цих процесах, для того щоб температура повітря і робочих поверхонь була менша за температуру самозапалення.

Велику небезпечність являє собою електрообладнання, встановлене в місцях утворення горючих газів і виробничого пилу. Щоб електрообладнання не могло бути джерелом запалення, його виготовляють у вибухонебезпечному виконанні. Наприклад, електрообладнання, що використовується для відбивання і транспортування вугілля в шахтах, небезпечних за вмістом метану і вугільного пилу, в обов'язковому порядку повинне виключати можливість поширення вибуху із зовнішньої оболонки і мати іскробезпеку.

На деяких виробництвах статична електрика є перешкодою для нормального перебігу технічного процесу. Виникнення зарядів статичної електрики відбувається при переміщенні рідин трубопроводами. У виробничій практиці це може відбутися при зливанні із цистерн, наливанні в них нафтопродуктів. Пожежонебезпека в цьому випадку досягається застосуванням пристроїв, що заземлюють, та протиелектростатичних матеріалів.

Пожежний захист і вибухозахист виробничих об'єктів забезпечуються:

- правильним вибором ступеню вогнестійкості об'єкту і окремих його елементів і конструкцій;

- обмеженням поширення вогню;

- розміщення пожежонебезпечних ділянок у захисних кабінах;

- забезпеченням евакуації людей;

- застосуванням засобів сигналізації;

- організацією пожежної охорони об'єкту.

Розвиток пожежі в будинках і спорудах обумовлюється ступенем їх вогнестійкості, тобто опором руйнуванню при пожежах. З точки зору пожежної безпеки в генеральних планах промислових виробництв повинні дотримуватися безпечні відстані між окремими будинками і від населених пунктів. Це враховується при створенні санітарно-захисних зон. Допустимі вибухи між окремими будинками підприємства повинні враховувати пожежонебезпеку технологічних процесів, забезпечуючи безпечність надійними технічними засобами пожежогасіння.

Протипожежні перепини – це конструкції, що перешкоджають поширенню вогню з однієї частини будинку в іншу. Вони виготовляються з вогнетривких матеріалів. Дверні прорізи перекриваються пожежними дверми, а віконні – протипожежними вікнами. Шляхи евакуації повинні забезпечувати можливість усьому виробничому персоналу покинути будинок за розрахунковий час евакуації. Виходи з будинку вважаються евакуаційними, якщо вони ведуть із приміщення першого поверху безпосередньо назовні, з приміщення будь-якого поверху на клітину сходів, що має вихід назовні. Кількість евакуаційних виходів з будинку обчислюється розрахунковим шляхом, але не менш двох, розташованих розосереджено.

Засоби гасіння пожеж. До них належать вода, хімічні і повітряно-механічні піни, інертні гази тощо. Вода є найбільш розповсюдженим засобом гасіння пожежі. Пара, що утворюється, перешкоджає доступу повітря до полум'я пожежі. Окрім того сильний струм води збиває полум'я. Хімічна піна утворюється при взаємодії кислоти і луг у присутності піноутворювачів. Пухирці газу, що утворюється при цьому (СО₂), створюють стійку піну. Повітряно-механічна піна – суміш повітря, води і піноутворювача у певних пропорціях. Призначення піни – обмежити контакт повітря із джерелом займання. З цією ж метою застосовують вогнегасники.

Пожежна безпека в Україні організується Управлінням пожежної охорони (УПО) МВС України, управлінням внутрішніх справ обласних, місцевих, районних рад народних депутатів.

Основні завдання органів державного пожежного нагляду:

- ліквідація джерел запалювання;

- проведення робіт щодо запобігання пожежам і забезпечення пожежної безпеки міст, інших населених пунктів і об'єктів народного господарства;

- відсутність контролю за виконанням пожежно-профілактичних заходів і встановлених вимог пожежної безпеки.

Захист від блискавки. Розряди атмосферної електрики, відомі як блискавки, можуть стати причиною пожеж, вибухів, поразки людей. За статичними даними приблизно 7 % пожеж виникають від ударів блискавки.

Комплекс захисних пристроїв, призначених для забезпечення безпеки людей, схоронності будинків і споруд від впливу атмосферної електрики, називається блискавкозахистом. Для захисту будинків і споруд від прямих ударів блискавки призначені блискавковідводи. Вони приймають на себе розряд блискавки і відводять електрострум розрядів у землю. Блискавковідвід складається з опорної частини, блискавкоприймача, струмовідводу і заземлювача.

Найбільш розповсюдженими є тросова і стержнева конструкції блискавковідводів. Вони можуть стояти окремо або встановлюватися на об'єкті, який захищають. Стрижневий блискавковідвід - це один, два або більше вертикальних стрижнів, установлюваних на об'єкті, який захищають, або поблизу від нього.

Тросовий блискавковідвід складається з одного або двох горизонтальних тросів, кожен з яких установлений на двох опорах. В опорах прокладається струмовідвід, приєднаний до заземлювача. На всьому своєму протязі струмовідвід повинен ретельно ізолюватися. Кожний блискавковідвід має певну зону захисту – частину простору, всередині якого з достатнім ступенем надійності забезпечується захист будинку або споруди від прямих ударів блискавки.

Існують три категорії пристроїв захисту від блискавки в залежності від інтенсивності грозової діяльності в місцевості розташування об'єкту який захищає, його пожежо- і вибухонебезпечність. За І категорією здійснюється блискавкозахист промислових будинків і споруд з вибухонебезпечними зонами. За ІІ категорією – промислових будинків і споруд із середньою грозовою діяльністю 10 і більше діб на рік, а також зовнішніх технологічних установок і відкритих складів. За ІІІ категорією здійснюється блискавкозахист багатьох інших виробничих, сільськогосподарських, житлових і громадських будинків, споруд, димових труб, водонапірних і силосних веж, пожежних вишок з урахуванням їх пожежонебезпеки, часу середньої грозової діяльності в районі і деяких інших факторів.