Б3. Пожарная безопасность

Наличие на объектах черной металлургии большого количества легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и газов, а также кокса, угля, мазута и других горючих материалов, хранящихся, транспортируемых и используемых в различных технологических процессах, создает потенциальную опасность загораний, пожаров и взрывов. Поэтому проблема обеспечения взрывной и пожарной безопасности объектов черной металлургии является весьма актуальной и имеет большое народнохозяйственное значение. Возникновение пожара на производстве наносит большой урон не только коллективу цеха и предприятия, где произошел пожар, но и другим предприятиям, использующим продукцию (например, лист) в качестве исходной заготовки для производства готового изделия (например, труб большого диаметра).

Пожарную опасность представляют все основные производства предприятий черной металлургии. Определенную сложность на объектах черной металлургии вызывает категорирование в соответствии с требованиями ОНТП 24-86 доменных, сталеплавильных, прокатных и других цехов, имеющих большие площади. В указанных цехах пожароопасные помещения (кабельные подвалы, маслоподвалы, туннели и т.д.), расположенные ниже нулевой отметки, как правило, занимают более 10% общей площади здания и значительно превышает 3500 м². В связи с этим здание по пожарной опасности должно быть отнесено к категории В и выполнено не ниже II степени огнестойкости. В соответствии с СНиП 2.01.02-85 в зданиях II степени огнестойкости колонны должны иметь предел огнестойкости не менее 0,75 ч, что для цехов черной металлургии невыполнимо. Применение железобетонных колонн исключается из-за наличия мостовых кранов, создающих значительные нагрузки, а нанесение на металлические колонны огнезащитных покрытий дорого и практически невыполнимо из-за больших площадей цехов. Поэтому нормативными документами разрешено при определении категорий пожарной опасности цехов черной металлургии не включать площади пожароопасных подвальных помещений в состав общей площади цеха при условии выполнения следующих мероприятий:

- перекрытия над подвалом, включая его несущие конструкции, должно иметь предел огнестойкости не менее 2,5 ч;

- все пожароопасные помещения в подвале должны быть оборудованы установками автоматического тушения пожаров;

- в подвалах и туннелях перед лестницами, ведущими в помещения категории Г и Д первого этажа, следует предусматривать тамбур-шлюзы;

- противодымная вытяжная вентиляция из подвальных помещений должна иметь выбросы непосредственно наружу или через отдельные шахты, имеющие предел огнестойкости не менее 1 ч.

При выполнении данных условий все основные цеха (доменные, сталеплавильные, прокатные и др.) относятся к категории Г. Однако по пожароопасным свойствам применяемых в помещениях веществ и материалов некоторые помещения могут иметь и более высокую категорию. Например, к категории А в черной металлургии относят станции получения защитного газа и ацетилена, компрессорные горючих газов, газоповысительные, газорегуляторные, газораспределительные пункты, установки термической обработки в среде взрывоопасного защитного газа, отделения восстановительного отжига металлических порошков в среде взрывоопасного газа-восстановителя и др. К категории Б в черной металлургии относятся производства, где применяются и образуются горючие пыли: отделение дробления угля, подземные углеприемные ямы, закрытые галереи для транспортировки угля, установки подачи ПУТ в печь, отделения приготовления экзотермических смесей, склады сажи, дробильные цехи руды с содержанием серы более 12% и др. К категории В в черной металлургии относятся помещения, где применяют или хранят горючие вещества: склады мазута, масел, маслоподвалы, станции централизованной смазки, помещения масляных трансформаторов, маслоохладительные установки, маслотуннели, склады угля, бункерные эстакады с подбункерными помещениями доменных печей, отделения приготовления шихты, электрокабельные и электромашинные помещения и др. К категории Д в черной металлургии относятся склады руды (с содержанием серы до 12%), цехи мокрого обогащения руд, водонасосные, насосные грануляции шлака, цехи холодной обработки металла (кроме магния и титана), копровые цехи и др.

Пожарная опасность доменного производства характеризуется наличием горючих газов (коксового, доменного, природного), горючих жидкостей, кокса, а также применением пылеугольного топлива (ПУТ) для вдувания в горн доменной печи. Определенную опасность представляет наличие жидкого чугуна и шлака. Во избежание образования взрывоопасных смесей в межконусном пространстве загрузочного устройства в него должен подаваться пар или инертный газ. Подача пара или инертного газа в межконусное пространство должна быть сблокирована с загрузочным устройством так, чтобы без подачи пара (газа) в межконусное пространство механизмы загрузки не работали. Помещение, в котором расположена распределительная установка для вдувания ПУТ, должно иметь естественную и принудительную вентиляцию. Распределительная установка и пылепроводы должны быть оборудованы подводом инертного газа. Расходные емкости для ПУТ закрытого типа должны быть оборудованы предохранительными клапанами. Воздухонагреватели доменных печей должны быть оборудованы приборами контроля температуры кожуха в купольной и подкупольной частях. При нагреве кожуха до температуры выше 150^оС немедленно должны быть приняты меры по устранению причин, приведших к его перегреву. На газопроводах воздухонагревателей ближе к горелкам должны устанавливаться автоматические быстродействующие клапаны безопасности, срабатывающие при падении газа или воздуха ниже установленных пределов. Клапаны должны быть сблокированы с сигнализаторами падения давления газа и воздуха. Сигнализаторы должны быть звуковые и световые. При нагреве воздухопроводов горячего дутья до температуры выше 200^оС немедленно должны быть приняты меры по устранению причин, приведших к их перегреву. В течение всего режима горения должен осуществляться контроль за наличием пламени в камере горения. В случае отрыва или затухания пламени подача газа должна быть немедленно прекращена. Температура ПУТ в верхней части бункера должна контролироваться контрольно-измерительными приборами с подачей звукового и светового сигналов при самовозгоравнии пыли в бункере. Вдувание ПУТ и мазута в доменную печь при неисправной отсекающей и запорной арматуре и неисправных контрольно-измерительных приборах запрещается. Доменные печи должны быть оборудованы приборами контроля температуры кожуха по всей высоте печи, показания которых должны быть выведены на пульт управления печью. Для контроля за прогаром воздушных фурм они должны быть оборудованы сигнализирующими устройствами. Работа на прогоревших фурменных приборах запрещается.

Пожарная опасность сталеплавильного производства характеризуется наличием большого количества жидкого металла, а также наличием горючих отходящих газов, кабельных коммуникаций, маслоподвалов и маслотуннелей. В сталеплавильных цехах могут происходить взрывы и выбросы жидкого металла в результате загрузки в сталеплавильные печи и конвертеры влажного металлолома и шихты. Загрузка металлолома, например, в конвертеры осуществляется одной или двумя порциями (совками) и сразу после этого производится заливка чугуна. После заливки чугуна вся масса металлолома оказывается под жидким чугуном, в результате чего происходит интенсивное испарение влаги и выброс расплавленного металла. Выбросы жидкого металла могут происходить также и в том случае, когда в жидкий металл вводят влажные раскислители и легирующие материалы. При прогаре футеровок сталеплавильных агрегатов и фурменных аппаратов также возникает вероятность взрыва с выбросом жидкого металла при контакте расплавленного металла с влажными материалами. При выбросе расплавленный металл может быть источником воспламенения горючих материалов и способствует снижению несущей способности конструкций здания цеха. Несмотря на то, что нормативными документами в зданиях IIIа степени огнестойкости допускается применение незащищенных металлических колонн, на объектах черной металлургии в местах возможного пролива (выброса) жидкого металла целесообразно производить защиту несущих металлических колонн на высоту 1,5 – 2,0 м от уровня пола. Защиту колонн целесообразно выполнять огнеупорным кирпичом или бетоном. Предел огнестойкости защищенной колонны должен быть 2 – 2,5 ч. Также нижняя часть здания сталеплавильного цеха должна быть выполнена из железобетонных панелей. Для обеспечения пожарной безопасности кабельного хозяйства необходимо, в первую очередь, предусмотреть мероприятия [11, 12], исключающие возможность попадания жидкого металла в кабельные и масляные подвалы и туннели, так как это неизбежно вызовет пожар, а, следовательно, и остановку всего производства. При проектировании сталеплавильных цехов необходимо уделять внимание взрывоопасным помещениям. Так, газоочистки технологических газов мартеновских, электросталеплавильных печей и конверторов расположены в помещениях, относящихся к категории А в соответствии с ОНТП 24-86. Поэтому в них необходимо соблюдать все требования по обеспечению пожарной и взрывной безопасности, предусмотренные для взрывоопасных помещений. Следует отметить, что в электросталеплавильном производстве значительную пожарную опасность представляют печные масляные трансформаторы, которые располагают вблизи печей для того, чтобы кабельная линия от низкой стороны трансформатора до головки электродержателя была короткой. При этом кабели или гибкие ленты токопроводов защищают от действия прямого теплового излучения, например, применением асбестовых щитов, или даже применением водоохлаждаемых токопроводов. Наиболее опасными местами токопроводов являются контакты. Поэтому для снижения контактного переходного сопротивления эти соединения следует выполнять с помощью сварки. В качестве профилактических мероприятий в трансформаторных камерах необходимо предусматривать стационарные установки тушения пожара и автоматическую пожарную сигнализацию [11]. Пожаротушение устраивают не автоматического действия (из-за возможных ложных срабатываний, которые могут вызвать короткое замыкание на проходящих в камере голых шинопроводах). Установка пожаротушения имеет ручной дистанционный пуск. Пожарная сигнализация выдает сигнал на пульт управления печью и, как правило, в пожарное депо.

Пожарная и взрывная опасность прокатного производства на предприятиях черной металлургии определяется следующими факторами:

наличием широко развитой сети кабельного хозяйства; наличием большого количества масла в маслоподвалах (в них находятся резервуары для хранения масел, станции подачи технологической смазки (их производительность на крупных станах достигает 1200 л/мин и более), насосно-аккумуляторные станции для гидроприводов стана, станции густой смазки и другие агрегаты маслохозяйства); наличием сети масляных гидроприводов, в которых постоянно поддерживается избыточное давление масла около 20 МПа, обратных маслопроводов, а также машин для промасливания прокатанной полосы перед сматыванием ее в рулон; применением горючих (взрывоопасных) газов в нагревательных печах и колодцах, при резке металла (кроме того, взрывоопасный водород образуется в травильных ваннах при обработке металла); применением взрывоопасного защитного газа (водородно-азотной смеси) при отжиге металла в безокислительной среде (для приготовления защитного газа вблизи прокатного стана работает станция защитного газа, помещения которой взрывоопасны); применением огнеопасных лаков, красок и других горючих покрытий и огнеопасных растворителей при создании антикоррозионных, влагостойких, теплозащитных, декоративных и других покрытий на изделиях готового проката; наличием нагретого металла на станах горячей прокатки.

С учетом больших площадей прокатных и трубных цехов особое внимание при проектировании должно уделяться мероприятиям по обеспечению безопасной эксплуатации людей в случае пожара. При размещении вспомогательных помещений в этих цехах выходы из них должны предусматриваться непосредственно в цех, а не через какие-либо рядом расположенные другие помещения (т.к. согласно СНиП 2.01.02-85 предусматривать выхода для эвакуации через два соседних помещения не допускается). При этом в число эвакуационных выходов не допускается учитывать ворота, предназначенные для въезда железнодорожного транспорта. Учитывают только специальные калитки, расположенные рядом с этими воротами. Мастерские ревизии подшипников относят к категории Б и классу зоны В-Iа. Постоянное наличие в мастерской ЛВЖ и горючих жидкостей предъявляет повышенные требования по обеспечению пожарной безопасности, изложенные в разделе 3.6. В помещении мастерской допускается наличие не более 30 м³ керосина. При этом все резервуары с керосином должны быть оборудованы несгораемыми крышками и аварийным резервуаром для слива жидкости в случае пожара. Мастерские ревизии подшипников, а также установки для промывки подшипников в керосине площадью 500 м² и более должны оборудоваться автоматическими установками пожаротушения. При меньшей площади мастерских они должны оборудоваться автоматической пожарной сигнализацией. Пожарную опасность в прокатных и трубных цехах представляют термические печи. В качестве защитного газа в ряде случаев в них применяется водородно-азотная смесь (95% водорода и 5% азота). Помещения цехов, в которых расположены печи, работающие с использованием водорода, должны быть оборудованы автоматическими газосигнализаторами с устройством световой и звуковой сигнализации. Эти печи должны быть герметичными. Затворы колпаковых печей должны исключать возможность выхода водорода наружу и подсоса воздуха в рабочее пространство печи. Печь должна быть оборудована прибором, измеряющим расход водорода. При падении давления под муфелем или под колпаком (для вакуумно-водородных печей) должна автоматически прекращаться подача водорода и включаться продувка инертным газом. При этом должна срабатывать звуковая и световая сигнализация. Наличие большого количества масла на прокатных станах вызывает необходимость установки в непосредственной близости от станов стационарных или передвижных воздушно-пенных огнетушителей. Однако в настоящее время все большее распространение получает оборудование прокатных станов стационарными установками пожаротушения (пенными или углекислотными) с ручным и дистанционным включением. Данный вид противопожарной защиты является наиболее эффективным и предпочтительным. Внутренний противопожарный водопровод в помещениях прокатных и трубных цехов следует предусматривать в соответствии с требовании СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий».

4.Б4. Разработка планов ликвидации аварий

В соответствии с требованиями ДНАОП 0.00-4.33-99 «Положение по разработке планов локализации и ликвидации аварийных ситуаций и аварий» для основных цехов, где имеются потенциально опасные объекты, должны быть разработаны планы локализации и ликвидации аварийных ситуаций и аварий. Такими объектами на предприятиях черной металлургии являются доменные печи, сталеплавильные агрегаты, нагревательные печи. Так же необходимость составления таких планов возникает при эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения на предприятиях черной металлургии, так как там возможны затопления помещений, особенно заглубленных перекачечных станций. План ликвидации аварий должен состоять из следующих основных частей:

- аналитическая часть, в которой содержится анализ опасностей, возможных аварий и их последствий;

- оперативная часть, которая регламентирует порядок взаимодействия и действий персонала, спецподразделений в условиях аварии;

- приложения, в котором имеются соответствующие приказы по предприятию о назначении должностных лиц, несущих ответственность за организацию и проведение принятых мероприятий.

Основные мероприятия по составлению плана ликвидации аварии изложены в разделе 4.А5., т.к. в горной промышленности предупреждение аварий имеет особую актуальность.