Общие положения. Определение температуры вспышки топлива и масел

Определение температуры вспышки топлива и масел

Цель работы – определить категорию пожарной опасности производства в соответствии с противопожарными нормами строительного проектирования промышленных предприятий и населенных мест.

Общие положения

Горением называется любая, быстропротекающая химическая реакция, сопровождающаяся выделением тепла и излучением света. К процессу горения относятся не только реакция соединения кислорода с горючим веществом, но и реакция разложения, например: разложение ацетилена посредством взрыва. К реакциям горения относятся соединения веществ с кислородом, хлором, бромом, парами серы и др. окислителями.

Для того, чтобы возникло и протекало горение необходимо наличие следующих трех факторов:

Горючее веществом в любом агрегатном состоянии (твердое, жидкое и газообразное), окислитель (кислород, находящийся в воздухе или в чистом виде, хром, бром, пары серы и т.п.) и источник воспламенения (открытое пламя, адиабатическое сжатие, механические воздействия, лучистая энергия, механическое трение и др.).

Почти все горючие вещества, независимо от их агрегатного состояния, представляют собой органические соединения, состоящие главным образом из углерода С, водорода Н и кислорода О. Эти простые элементы, находясь в горючем веществе в виде различного рода химических соединений и в разных количественных соотношениях, определяют качественные отличия веществ. Процессы горения обычно начинаются и протекают в паровой или газовой фазе. Горят с образованием пламени не сами вещества, а их горючие элементарные части, выделенные в виде газа или пара в процессе разложения горючего вещества под действием тепла.

Температурой вспышки паров горючей жидкости называется та минимальная температура жидкости при которой в условиях нормального давления жидкость выделяет над своей свободной поверхностью пары в количестве, достаточном для образования с окружающим воздухом (или другим окислителем) смеси, вспыхивающей при поднесении к ней открытого огня (пламени, искры и т.п.). Температура вспышки паров горючих жидкостей находится в зависимости от их физических свойств. Например: при увеличении удельного веса жидкости температура вспышки повышается.

Температурой воспламенения называется та минимальная температура, при которой нагреваемая в определенных условиях жидкость загорается при поднесении к ней пламени и горит в течение не менее 5 секунд.

Температурой самовоспламенения называется та минимальная температура горючей смеси, при которой тепловыделение за счет реакции окисления равно теплоотдаче во внешнюю среду. Температура самовоспламенения не является (для одного и того же горючего вещества) величиной постоянной: все зависит от скорости тепловыделения и теплоотдачи, которые в свою очередь зависят от скорости реакции, от изменения давления и концентрации смеси, объема и формы вещества, процентного содержания кислорода в смеси или другого окислителя и т.д.

Подготовленность горючей смеси к воспламенению определяется в общем случае содержанием (концентрацией) в ней паров, пыли или газообразных продуктов, а для некоторых веществ еще и температурой смеси.

Не всякая смесь горючего вещества с окислителем способна к воспламенению. Существуют минимальная и максимальная концентрация горючего вещества в окислителе, ниже и выше которой воспламенение невозможно.

Концентрация горючего вещества в воздухе, ниже которой воспламенение смеси невозможно, называется нижним концентрационным пределом воспламенения.

Концентрация горючего вещества в воздухе, выше которой воспламенение смеси невозможно, называется верхним концентрационным пределом воспламенения.

Производства по степени пожарной опасности подразделяется на пять категорий: А,Б,В,Г,Д. В основу классификации их положены технологические процессы.

КАТЕГОРИЯ А. К этой категории относятся производства, связанные с получением, применением или хранением:

а) газов и паров с нижним пределом взрываемости до 10% по объему и имеющихся в количествах, при которых могут образоваться с воздухом взрывоопасные смеси.

б) жидкостей с температурой вспышки паров до 28°С и ниже.

в) веществ, воспламенение или взрыв которых может последовать в результате взаимодействия воды или кислорода воздуха.

К этой категории относятся цехи обработки и применение металлического натрия и калия; баратные и ксантатные цехи фабрик искусственного волокна; цехи стержневой полимеризации синтетического волокна; водородные станции; химические цехи фабрик ацетатного шелка; бензиноэкстракционные цехи; цехи гидрирования, дистилляции и газофракционирования производства искусственного жидкого топлива; рекуперации и ректификации органических растворителей с температурой вспышки паров 28°С и ниже; каскады баллонов для горючих газов; склады бензина; стационарные, кислотные и щелочные аккумуляторные помещения электростанций по перекачке жидкостей с температурой вспышки паров 28°С и ниже и т.п.

КАТЕГОРИЯ Б. К этой категории относятся производства, связанные с обработкой, применением, образованием и их хранением:

а) жидкостей с температурой вспышки паров 28-120⁰C;

б) горючих газов, нижний предел взрываемости которых более 10% к объему воздуха, при применении этих газов и жидкостей в количествах, которые могут образовать с воздухом взрывоопасные смеси;

в) горючих волокон или пылей, переходящих во взвешенное состояние в таком количестве, что они могут образовать с воздухом взрывоопасные смеси.

К этой категории производств относятся цехи приготовления и транспортировки угольной пыли и древесной муки; промывочно-пропарочные станции цистерн и другой тары от мазута и других жидкостей, имеющих температуру вспышки паров 28-120⁰C; выбойные и размольные отделения мельниц; цехи обработки синтетического каучука; цехи изготовления сахарной пудры; дробильные установки для фрезерного торфа; мазутные хозяйства электростанций; насосные станции по перекачке жидкостей с температурой вспышки паров 28-120⁰C и т.п.

КАТЕГОРИЯ В. К этой категории относятся производства: связанные с обработкой или применением:

а) твердых сгораемых веществ, материалов;

б) жидкостей с температурой вспышки паров выше 120⁰C.

К этой категории производств относятся лесопильные, деревообделочные, столярные, модельные, бондарные и лесотарные цехи, трикотажные и швейные фабрики, цехи текстильной и бумажной промышленности с сухими процессами производства; предприятия первичной обработки хлопка; заводы сухой первичной обработки льна, конопли, лубяных волокон, зерно-очистительные отделения мельниц и зерновые элеваторы; цехи регенерации смазочных масел, смолоперегонные цехи, пековарки, склады горючих и смазочных материалов, открытые склады масла и масляное хозяйство электростанций, трансформаторные мастерские и распределительные устройства с выключателями и аппаратурой, содержащей более 60кг масла в единице оборудования, трансформаторные галерии и эстакады для угля и торфа, закрытые склады угля, пакгаузы смешанных грузов, насосные станции по перекачке жидкостей и температурой вспышки паров выше 120⁰C и т.п.

КАТЕГОРИЯ Г. К этой категории относятся производства, связанные с обработкой несгораемых веществ и материалов в горячем, распаленном или расплавленном состоянии, при которых выделяется лучистое тепло, систематически выделяются искры и пламя, а также производства, связанные с сжиганием твердого, жидкого или газообразного топлива.

Например: литейные и плавильные цехи металлов, печные отделения газогенераторных станций, кузницы, сварочные цехи, депо мото- и паровозные, цехи горячей прокатки металлов, мотоиспытательные станции, помещения двигателей внутреннего сгорания, цехи термической обработки металлов, главные корпуса электростанций, высоковольтные лаборатории, котельные и т.п.

КАТЕГОРИЯ Д. К этой категории относятся производства, связанные с обработкой несгораемых веществ и материалов в холодном состоянии.

Например: механические цехи холодной обработки металлов (кроме магниевых сплавов), шихтовые дворы, садовое хозяйство (кроме печных отделений), компрессорные станции воздуха и других несгораемых газов, цехи регенерации кислот, депо электровозов, инструментальные цехи, цехи холодной штамповки и холодного проката металлов, добыча и холодная обработка минералов, руд, асбеста, солей и других негорючих материалов, цехи текстильной и бумажной промышленности с мокрыми процессами производства, водоочистка, насосные и водоприемные устройства электростанций, углекислотные установки и т.п.

При проектировании зданий и сооружений наибольшее допускаемое число этажей, требуемая степень огнестойкости, наибольшая допускаемая площадь поля между брандмауэрами принимаются в зависимости от категории пожарной опасности размещаемого в здании производства (см. табл.1).

Таблица 1 – Противопожарная характеристика производственных зданий.

Категория производства	Максимальное число этажей	Требуемая степень	Наибольшая допустимая площадь между брандмауэрами, м2
по пожарной части		огнестойкости	одноэтажные здания	многоэтажные здания
A	I	I	не ограничивается
	I`	II
Б	VI	I	не ограничивается
	III	II
В	не ограничивается	I	не ограничивается
	VI	II
	III	III
	I	IV		-
	I	V		-
Г	не ограничивается	I-II	не ограничивается
	II	III
	I	IV		-
	I	V		-
Д	не ограничивается	I и II	не ограничивается
	III	III
	II	IV
	II	V

При сооружении производственных помещений следует применять строительные материалы, отвечающие требованиям возгораемости и огнестойкости. Строительные материалы и конструкции по возгораемости подразделяются на три группы: несгораемые (Н), трудносгораемые (Т) и сгораемые (С) (см.табл.2.).

Таблица 2 - Группы возгораемости строительных материалов и конструкций

Группа	Характеристика по возгораемости
возгораемости	материалов	конструкций
Не сгораемые (Н)	Под воздействием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются.	Выполнение из несгораемых материалов.
Трудносгораемые (Т)	Под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются, тлеют или обугливаются и продолжают гореть или тлеть только при наличии источника огня; а после удаления источника горение и тление прекращается	Выполнение из трудносгораемых материалов, а также из сгораемых материалов, защищенных от огня и высоких температур несгораемыми материалами.
Сгораемые (С)	Под воздействием огня или высокой температуры восламеняются или тлеют и про должают гореть и тлеть после удаления источника огня.	Выполнение из сгораемых материалов, не защищенных от огня и высоких температур.

Сопротивление строительных конструкций воздействию огня характеризуется пределом огнестойкости. Пределом огнестойкости строительных конструкций называется время, выраженное в часах и определяемое от начала испытания строительных конструкций на огнестойкость до возникновения одного из следующих признаков:

1. Образования в конструкции сквозных трещин.

2. Повышения температуры на необгораемой поверхности конструкции в среднем более чем на 140^оС или в любой точке этой поверхности более чем на 180^оС по сравнению с температурой конструкции до испытания, или более 210^оС независимо от температуры конструкции до испытания.

3. Потери конструкцией несущей способности (обрушении) здания и сооружения по огнестойкости на пять степеней в зависимости от группы возгораемости и пределов огнестойкости конструктивных элементов в часах этих зданий и сооружений (см. табл.3).

Как видно из таблицы 3, здания и сооружения по огнестойкости делятся на пять степеней, начиная с самых сложных (I степень), у которых все элементы из несгораемых материалов с максимальным пределом огнестойкости (от 0.5 до 2.5 часов) и кончая самыми простыми (5 степень) - все элементы которых являются сгораемыми.

Таблица 3 - Степени огнестойкости зданий и конструкций.

	Основные строительные конструкции
Степень огнестойкости зданий и соруже-ний	Несущие стены, стены лест. клеток, колонны	Наружные стены из навесных панелей и наружные фалверковые стены	Плиты, настилы и др. несущие конструкции между эт. и чердачными перекрытиями	Плиты, настилы и др. несущие конструкции покрытий	Внутренние не несущие стены (перегородки)	Противо-пожар-ные стены (брандмауэры)
I	H 2.5	H 0.5	H 1.0	H 0.5	H 0.5	-
II	Н 2.0	H 0.25	H 0.75	H 0.25	T 0.25	H 2.5
III	H 2.0	H 0.25	T 0.75	C	T 0.25	H 2.5
IV	T 0.5	T 0.25	T 0.25	C	T 0.25	H 2.5
V	С	C	C	C	C	H 2.5