Тема 11. Противопожарные требования к системам отопления, вентиляции и другим видам инженерного оборудования

Вопрос №1. Пожарная опасность технологических процессов предприятий.

На современных производствах нередко используются вещества, смесь которых с воздухом представляет опасность не только пожара, но и взрыва. Это и всевозможные горючие газы, и горючие, легковоспламеняющиеся жидкости. Особенную роль здесь играют непрерывные химические производства различных неорганических соединений, в частности, удобрений, серной и азотной кислоты, соды и сопутствующего ему производство хлористого кальция — популярного антигололедного средства. Встречаются производства, технологический цикл которых предполагает наличие пылевидных горючих материалов, быстрое воспламенение которых также может привести к взрыву. Поэтому современные стандарты объединяют понятия пожароопасности и взрывоопасности в общее — взрывопожароопасность. Применение или хранение на производстве взрывающихся и воспламеняющихся, при определенных условиях, веществ определяет их категорию по взрыво- и пожароопасности. Всего предусмотрено пять категорий пожароопасности:

1) повышенная взрывопожароопасность (А);

2) взрывопожароопасность (Б);

3) пожароопасность (В1 — В4);

4) умеренная пожароопасность (Г);

5) пониженная пожароопасность (Д).

Режим функционирования взрывопожароопасных производств категории А требует особого внимания, принятия своевременных и регулярных мер обеспечения пожарной безопасности.

Фактор взрывопожароопасности на производствах категории Б — образование взрывоопасных пыле- и паровоздушных смесей с температурой вспышки более 28°С.

Категория В присваивается пожароопасным производствам, технология которых предусматривает использование горючих и трудногорючих веществ и материалов, находящихся в жидком и твердом состоянии. Вещества и материалы на производствах, имеющих категорию В по пожароопасности, не должны быть взрывоопасными, но способны только гореть в случае взаимодействия с водой, кислородом воздуха или друг с другом. При присвоении производству категории В по пожароопасности важно, чтобы помещения, в которых имеются соответствующие вещества, не относились к категории А или Б.

Категория пожароопасности Г присваивается производствам, технологический цикл которых сопряжен с обработкой негорючих веществ и материалов. Фактор пожароопасности на производствах категории Г обусловлен тем, что, будучи в горячем, раскаленном либо расплавленном состоянии, негорючие вещества выделяют лучистое тепло, искры либо пламя. Использование топлива – ещё одно основание для присвоения производству категории Г по пожароопасности. Категория Г по пожароопасности имеет место быть, если на производстве сжигаются, либо утилизируются горючие газы, жидкости, твердые вещества.

Категория пожароопасности Д предназначается для производств, в которых используются, в холодном состоянии, негорючие вещества и материалы.

Категория по пожаровзрывоопасности — немаловажный фактор, определяющий требования к конструкции и планировке здания, режиму производства и эксплуатации помещений. Категории пожароопасности учитываются при организации пожарной охраны, в первую очередь, предписывая необходимую её техническую оснащенность. Эта характеристика во многом определяет планировочно-строительные меры безопасности, регламентирует порядок размещения по отношению друг к другу и прочим объектам предприятия пожароопасных строений и сооружений.

Среди объектов, возможность взрывов и пожаров на которых чрезвычайно велика, следует выделить, в первую очередь:

производственные объекты химической, целлюлозно-бумажной отрасли;

предприятия, на которых используются, в качестве сырья, либо энергоносителей, газо- и нефтепродукты;

газо- и нефтепроводы;

все виды транспорта, занятые в перевозках взрыво- и пожароопасных веществ;

терминалы топливозаправочных станций (на которых, как и на транспортных средствах, факторами пожароопасности могут стать пары бензина, керосина, природный газ);

предприятия пищевой отрасли (следует упомянуть, что горючими веществами, в частности, являются смеси сахарной, древесной, мучной и иной производственной пыли с воздухом);

предприятия, технологический цикл которых предполагает использование лакокрасочных материалов;

военные склады, а также любые производственные склады, предназначенные для хранения взрыво- и пожароопасных веществ и материалов.

Снизить реальную пожароопасность помещений можно, ограничивая количество хранящихся и одновременно используемых в технологических циклах горючих веществ и материалов, применяя для пожароопасных веществ герметизированное оборудование и тару. Пожаропасность помещений снижается в связи с устройством аварийного слива горючих жидкостей, противопожарных преград, средств, предотвращающих розлив и растекание легковоспламеняющихся жидкостей при пожаре. Уменьшение пожароопасности достигается регулярной очисткой помещений, оборудования, коммуникаций, а также регламентацией рабочих мест, предполагающих использование пожароопасных веществ. Профилактика пожароопасности включает в себя систематические организационные, эксплуатационные, технические и режимные мероприятия под контролем руководства предприятия.

Вопрос №2. Пожарная опасность систем вентиляции. Меры пожарной безопасности при устройстве систем вентиляции.

Технологические процессы производств сопровождаются выделением в воздух водяных паров, избыточной теплоты, токсичных и горючих паров, газов, аэрозолей и пылей.

Задачей вентиляции является удаление избытка теплоты, влаги, вредных и других веществ в целях обеспечения допустимых параметров воздуха (температуры, влажности, чистоты и подвижности), а также поддержание в помещении предельно допустимых концентраций горючих газов, паров и пылей.

Совокупность устройств для обработки, транспортирования, подачи или удаления воздуха составляет систему вентиляции. По назначению системы вентиляции делятся на приточные и вытяжные.

В помещениях категорий А и Б, в которых возможно внезапное выделение при аварии технологического оборудования горючих паров или газов в количествах, достаточных для образования взрывоопасных концентраций, предусматривается устройство аварийной вентиляции.

Аварийная вентиляция может обеспечиваться как обычными системами вытяжной вентиляции, так и специальными системами вентиляции, которые используются только при аварии (рис. 1). Пуск аварийных систем вентиляции осуществляется автоматически и вручную.

Рис. 1. Вентиляционная система на производстве.

В производственных и складских помещениях категории В, связанных с хранением или переработкой горючих веществ и материалов, в общественных и административно-бытовых зданиях с целью обеспечения безопасной эвакуации людей и создания условий для успешного тушения пожара предусматриваются системы противодымной приточной и вытяжной вентиляции.

Пожарная опасность вентиляционных систем

Подавая в помещения категорий А и Б наружный воздух и удаляя из них горючие газы, пары или пыли, системы вентиляции обеспечивают поддержание в помещениях предельно допустимых взрывоопасных концентраций. Если при проектировании, монтаже или эксплуатации систем вентиляции и кондиционирования не предусмотрены технические и организационные решения, обеспечивающие их взрывопожаробезопасность, то в помещениях категорий А и Б может образоваться взрывоопасная смесь, а элементы систем могут служить источником ее зажигания. Образование горючей среды в помещениях происходит в том случае, когда расход приточного воздуха для воздухообмена помещений категорий А и Б принят меньше, чем требуется для обеспечения норм взрывопожарной безопасности или когда принятие системы вытяжной вентиляции не обеспечивают удаление расчетного расхода воздуха из помещений. Горючие пары, газы или пыли могут также скапливаться в отдельных зонах помещения, если воздуховытяжные отверстия систем общеобменной и местной вентиляции размещены без учета плотности удаляемых взрывоопасных смесей. Образование взрывоопасных концентраций в помещениях категорий А и Б возможно также при аварии технологического оборудования, если не предусмотрены или не обеспечивают необходимого расхода воздуха аварийные системы вентиляции.

Горючие пары, газы и пыли из помещений категорий А или Б по воздуховодам приточных систем при остановке вентиляторов могут распространятся в помещения приточных венткамер, что может привести к образованию горючих смесей и их воспламенению, так как приточные вентиляторы бывают невзрывозащищенного исполнения.

Пожарная опасность местных систем вентиляции обусловлена также тем, что в воздуховодах вытяжных систем от окрасочных камер, закалочных ванн и другого технологического оборудования могут быть горючие отложения в виде красок, масел, пылей, волокон, аэрозолей и т. п., которые способствуют быстрому распространению огня при пожаре, а отдельные виды отложений склонны к самовозгоранию. Источниками зажигания горючей среды, как в помещениях, так и вентиляционном оборудовании являются искры механического, электрического и электростатического происхождения, нагретые поверхности вентиляционного оборудования и самовозгорания горючих отложений в воздуховодах. Искры механического происхождения образуют при нарушении правил эксплуатации вентиляторов, фильтров и клапанов, а также при попадании в систему вентиляции посторонних предметов. При несоблюдении правил устройства электроустановок возможно образование искр электрического происхождения от электродвигателей для привода вентиляторов и фильтров, а также от пусковых устройств. Искры электростатического происхождения образуются при перемещении по воздуховодам электризующих пылей и аэрозолей и отсутствии заземления вентиляционного оборудования. Пожарная опасность систем вентиляции, кондиционирования и воздушного отопления заключается также в возможности развития пожара по воздуховодам из помещения, где он возник, в другие помещения. Огонь и продукты горения могут распространяться в пределах одного этажа и переходить на другие здания, этажи. Быстрому распространению пожара способствует использование воздуховодов из горючих и трудногорючих материалов, а также работа систем вентиляции при пожаре. Развитие пожара возможно также через неплотности в местах пересечения воздуховодами и коллекторами противопожарных преград. Для обеспечения взрывопожаробезопасности систем вентиляции, кондиционирования и воздушного отопления необходимо предусматривать технические и организационные решения, предотвращающие возможность возникновения и распространения пожара.

Меры пожарной безопасности при устройстве систем вентиляции

Пожаровзрывоопасность систем вентиляции обуславливается возможностью образования горючих паро-, газо-, пыле воздушных смесей в воздуховодах и очистных устройствах или образованием в них горючих отложений, в том числе и склонных к самовозгоранию.

Одним из решений, исключающим возникновение горючей среды, является использование негорючих материалов для изготовления воздуховодов и фильтров, а также несгораемой теплоизоляции для кондиционеров, воздуховодов, коллекторов и другого оборудования.

Системы вентиляции, кондиционирования и воздушного отопления следует предусматривать отдельными для групп помещений различной пожарной опасности.

Так, не допускается объединение систем вентиляции жилых помещений с системами вентиляции общественных, административно-бытовых и производственных категории Д (в любых сочетаниях). Самостоятельными должны быть системы вентиляции помещений:

категорий А или Б;

категорий В1– В4, Г, Д или складов категории В4;

складов и кладовых одной из категорий А, Б, В1, В2 или В3.

Не допускается объединять системы, в частности местные отсосы от оборудования, для удаления ГГ, паров ЛВЖ и ПК и окислителей, если указанные вещества не допускается совмещать друг с другом с учетом показателей их пожарной опасности и химической активности.

Для защиты от образования горючей среды в системах вентиляции следует применять пылеуловители и фильтры:

а) при сухой очистке – во взрывозащищенном исполнении, как правило, с устройствами для непрерывного удаления уловленной пыли;

б) при мокрой очистке (в том числе пенной) – как правило, во взрывозащищенном исполнении.

Основными направлениями защиты от пожаров и взрывов обеспыливающего оборудования, предназначенного для улавливания горючей или взрывоопасной пыли, являются: снижение количества пыли в пылеуловителях и фильтрах, предотвращение воспламенения пыли и ограничение распространения огня и продуктов сгорания по вентиляционному оборудованию. При эксплуатации пылеуловителей и фильтров необходимо своевременно удалять уловленную пыль. Удаление пыли может осуществляться как механизированным, так и ручным способом.

Предотвращение воспламенения горючих и взрывоопасных пылей в обеспыливающем оборудовании достигается применением мокрого способа очистки воздуха, использованием искробезопасного вентиляционного оборудования, очисткой пылевоздушного потока от предметов, вызывающих искры при ударе, отводом электростатических зарядов, исключением условий, вызывающих самовозгорание осевшей пыли, регламентацией размещения пылеуловителей и фильтров.

Сухие пылеуловители и фильтры для улавливания взрывоопасной и горючей пыли необходимо размещать вне пределов зданий открыто или в отдельных сооружениях (зданиях). Расстояние от производственных зданий до обеспыливающего оборудования для улавливания взрывоопасной пыли должно быть не менее 10 м. При размещении снаружи зданий сухих пылеуловителей и фильтров для улавливания горючих (невзрывоопасных) пылей, волокон и отходов они могут устанавливаться непосредственно у наружных стен обслуживаемых зданий 1 и 2 степеней огнестойкости. В этом случае по всей высоте зданий на расстоянии не менее 2 м по горизонтали от габарита обеспыливающего оборудования не должно быть проемов. Если в проемах имеются окна, то они должны быть неоткрывающимися с двойными рамами в металлических переплетах с остеклением из армированного стекла или заполнением из стеклоблоков. При невозможности выполнения указанных требований, а также в случаях размещения пылеуловителей и фильтров снаружи зданий 3, 4, и 5 степеней огнестойкости следует размещать на расстоянии не менее 10 м от стен. При удалении системами местных отсосов горючих газов, паров, взрывоопасных пылей и аэрозолей концентрация их в воздуховодах не должна превышать 50 % нижнего концентрационного предела распространения пламени.

При удалении пожароопасных пылей, волокон, отходов и других материалов скорость движения пылевоздушной смеси должна исключать оседание перемещаемых веществ на стенках воздуховодов. Воздуховоды должны быть гладкими и прокладываться без резких поворотов.

Важным мероприятием по ограничению распространения горючей среды в воздуховодах, фильтрах и пылеуловителях является их своевременная чистка от горючих отложений и удаление из них пыли.

Источниками зажигания горючей среды в производственных зданиях и среды, перемещаемой по воздуховодам или улавливаемой пылеуловителями и фильтрами вентиляционных систем, могут служить:

— фрикционные и электрические искры;

— самовозгорание веществ в воздуховодах и обеспыливающем оборудовании.

Вентиляторы и запорно-регулирующая арматура является одним из самых опасных видов вентиляционного оборудования с точки зрения возможности возникновения фрикционных искр, способных воспламенить горючую смесь.

Искры, возникающие в результате трения и удара (механические искры), представляют собой горящие частицы, отрываемые при механических воздействиях на твердые материалы. При этом искры от удара более опасны, чем искры от трения. Опасность механических искр определяется природой трущихся или соударяемых материалов. Наиболее опасны углеродсодержащие материалы и их сплавы (сталь, чугун и др.).

Искры, образуемые при разрядах статического электричества, также могут быть источником зажигания.

Для защиты от статической электризации предусмотрены меры по предотвращению образования зарядов:

— ограничение скоростей перемещения горючих веществ по воздуховодам;

— очистка газовых потоков от твердых частиц;

— заземление вентиляционного оборудования, металлических воздуховодов систем вентиляции и систем местных отсосов, удаляющих взрывоопасные смеси;

— нейтрализация взрывоопасной смеси (увлажнение среды, ионизация воздуха).

Одним из решений по предотвращению образования источников зажигания горючей среды в производственных помещениях и среды, перемещаемой по воздуховодам систем вытяжной вентиляции, является использование вентиляционного оборудования во взрывозащищенном исполнении в помещениях категорий А и Б.

Запрещается применение ременных передач для вентиляторов и электродвигателей, размещаемых во взрывоопасных помещениях.

Предотвращение самовозгорания горючих отложений в вентиляционных системах достигается применением фильтров для улавливания пылей и аэрозолей, что исключает отложение горючих материалов в воздуховодах, а также своевременной чисткой воздуховодов и обеспыливающего оборудования в установленные сроки.

Вопрос №3. Пожарная опасность систем отопления. Меры пожарной безопасности при устройстве систем отопления.

Отоплением называется искусственное нагревание помещения в холодный период года для компенсации тепловых потерь и поддержания нормируемой температуры со средней необеспеченностью 50 ч/год [6]. Комплекс технических устройств, обеспечивающих заданный тепловой режим, называется системой отопления или отопительной системой.

Основными элементами отопительных систем являются:

— генератор теплоты (котел, печь) (рис. 2);

— нагревательные (отопительные) приборы (радиаторы, панели).

Рис. 2. Газовый котел системы отопления.

На промышленных предприятиях применяются различные виды отопления — воздушное, панельное, водяное, паровое. В отдельных случаях допускается газовое, печное и электрическое отопление небольших помещений.

Пожарная опасность систем отопления

Пожарная опасность отопительных систем обусловлена наличием нагретых поверхностей элементов отопительного оборудования (калориферов, нагревательных приборов, трубопроводов и др.). При температуре нагревательных поверхностей выше 100°С возможно самовоспламенение таких веществ, как сероуглерод, ацетальдегид и др. Поэтому для помещений, в которых используются данные вещества, температура теплоносителя должна быть ниже температуры самовоспламенения наиболее опасного вещества.

К возникновению пожара может привести нагревание элементами отопительного оборудования сгораемых строительных конструкций здания или горючих материалов, используемых в технологическом процессе. При нарушении правил эксплуатации отопительных систем на поверхности трубопроводов и нагревательных приборов возможно скопление горючих органических пылей и волокон, которые при нагревании склонны к термическому разложению и воспламенению. Нагретые поверхности отопительного оборудования могут способствовать самовозгоранию промасленной ветоши и обтирочных материалов.

Печное отопление представляет повышенную пожарную опасность в сравнении с другими видами отопления (водяным, паровым или воздушным).

Пожарная опасность печей обусловлена:

1) опасностью процесса сжигания топлива в виде дров, угля, торфа, сланцев и др.;

2) нагревом элементов печи до высоких температур;

3) наличием в отапливаемых помещениях сгораемых конструкций, предметов и материалов.

Меры пожарной безопасности при устройстве систем отопления

В помещениях категорий А и Б по взрывопожарной и пожарной опасности согласно СП 12.13130.2009 следует предусматривать, как правило, воздушное отопление. Допускается применять другие системы отопления, за исключением систем водяного отопления для помещений, в которых хранятся или применяются вещества, образующие при контакте с водой или водяными парами взрывоопасные смеси, или вещества, способные к самовозгоранию или взрыву при взаимодействии с водой.

Перед началом отопительного сезона руководитель организации обязан осуществить проверки и ремонт печей, котельных, теплогенераторных и калориферных установок, а также других отопительных приборов и систем. Максимальная температура поверхности печей (кроме чугунного настила, дверок и других металлических печных элементов) не должна превышать:

90 °С — в помещениях детских дошкольных и амбулаторно-поликлинических учреждений;

110 °С — в других зданиях и помещениях на площади печи не более 15% от общей площади поверхности печи;

120 °С — то же, на площади печи не более 5% от общей площади поверхности печи.

Для помещений категорий А, Б, В1 — В3 печное отопление применять не допускается.

При эксплуатации котельных и других теплопроизводящих установок запрещается:

а) допускать к работе лиц, не прошедших специального обучения и не получивших соответствующих квалификационных удостоверений;

б) применять в качестве топлива отходы нефтепродуктов и другие легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, которые не предусмотрены техническими условиями на эксплуатацию оборудования;

в) эксплуатировать теплопроизводящие установки при подтекании жидкого топлива (утечке газа) из систем топливоподачи, а также вентилей у топки и у емкости с топливом;

г) подавать топливо при потухших форсунках или газовых горелках;

д) разжигать установки без предварительной их продувки;

е) работать при неисправных или отключенных приборах контроля и регулирования, предусмотренных предприятием-изготовителем;

ж) сушить какие-либо горючие материалы на котлах и паропроводах;

з) эксплуатировать котельные установки, работающие на твердом топливе, дымовые трубы которых не оборудованы искрогасителями и не очищены от сажи.

Требования пожарной безопасности к отопительным приборам

В помещениях с выделением пыли горючих материалов категорий А, Б, В1-В3 отопительные приборы систем водяного и парового отопления следует предусматривать с гладкой поверхностью, допускающей легкую очистку:

а) радиаторы секционные или панельные одинарные;

б) отопительные приборы из гладких стальных труб.

Отопительные приборы в помещениях категорий А, Б, В1, В2 следует размещать на расстоянии (в свету) более 100 мм от поверхности стен; не допускается размещать отопительные приборы в нишах.

В помещениях для наполнения и хранения баллонов со сжатым или сжиженным газом, а также в помещениях складов категорий А, Б, В1, В2, В3 и кладовых горючих материалов или в местах, отведенных в цехах для складирования горючих материалов, отопительные приборы следует ограждать экранами из негорючих материалов на расстоянии не менее 100 мм (в свету) от приборов отопления, предусматривая доступ к ним для очистки.

Отопительные приборы следует размещать под световыми проемами в местах, доступных для осмотра, ремонта и очистки.

Отопительные приборы в производственных помещениях с постоянными рабочими местами, расположенными на расстоянии 2 м или менее от окон, в районах с расчетной температурой наружного воздуха в холодный период года минус 15 °C и ниже следует размещать под окнами.

Отопительные приборы на лестничных клетках следует, как правило, размещать на первом этаже, а на лестничных клетках, разделенных на отсеки, — в нижней части каждого отсека.

При применении декоративных экранов (решеток) у отопительных приборов следует обеспечивать доступ к отопительным приборам для их очистки.

Встроенные нагревательные элементы не допускается размещать в однослойных наружных или внутренних стенах и перегородках.

Встроенные нагревательные элементы водяного или электрического отопления допускается предусматривать в наружных многослойных стенах, а также в перекрытиях и полах.

Приборы систем лучистого отопления (в том числе газовые и электрические инфракрасные излучатели) с температурой поверхности выше 150 °C следует размещать в верхней зоне помещения или на строительных конструкциях класса пожарной опасности КО.

В электрических системах отопления допускается применять электрические отопительные приборы, имеющие уровень защиты от поражения током класса 0, с автоматическим регулированием тепловой мощности нагревательного элемента в зависимости от температуры воздуха в помещении.