СПОСОБЫ И ПРИНЦИПЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ОГНЕВЫХ РЕМОНТНЫХ РАБОТ

Согласно статистике доля пожаров в промышленном секторе России при производстве регламентных, ремонтных и огневых работ составляет 13 % от общего количества пожаров. При этом из-за нарушения технологического производства, нарушении правил пожарной безопасности при проведении электрогазосварочных работ, нарушения правил устройства и эксплуатации электрооборудования, теплогенерирующих установок происходит порядка 10 тыс. пожаров ежегодно, сопровождающихся гибелью людей (100 – 150 человек) и огромным материальным ущербом. На предприятиях нефтегазового комплекса (НГК) доля пожаров при производстве предремонтной подготовки, ремонтных и огневых работ достигает 50 %, а на резервуарах - 60 %. Пожары на технологическом оборудовании сложны: практически всегда присутствует угроза взрыва. Поэтому основное внимание необходимо уделять профилактической составляющей системы обеспечения пожарной безопасности, используя существующие методы и способы обеспечения пожарной безопасности.

СПОСОБЫ И ПРИНЦИПЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Способы обеспечения пожарной безопасности основаны на принципе разрыва связей мнемонического треугольника горения, тремя сторонами которого являются: окислитель, горючее и источник зажигания. Анализ результатов современных исследований позволяет классифицировать способы обеспечения пожаровзрывобезопасности (ПВБ) при ликвидации аварий, чрезвычайных ситуациях (ЧС) и ремонтно-восстановительных работах на технологическом оборудовании по следующим группам (методам):

1) снижение концентрации паров (газов) углеводородов;

2) предотвращение контакта источника зажигания с взрывоопасными концентрациями паров(газов) углеводородов;

3) флегматизация (ингибирование) газового пространства технологического оборудования .

Условиями обеспечения (ПВБ) с помощью первого метода являются:

а) снижение концентрации паров (газов) в газовом пространстве технологического аппарата j_р до величины меньше значения нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР) j_н с учетом коэффициента безопасности , т.е. при этом должно соблюдаться соотношение:

; (10.1)

б) очистка поверхностей технологического объекта от отложений и жидкой фазы до невоспламеняемых значений толщины слоя пожароопасных углеводородных остатков с соблюдением условия:

, (10.2)

где m_пдпн – предельно допустимая масса пожарной нагрузки;
m_кр – критическое значение массы пожарной нагрузки; К_б.м – коэффициент безопасности к предельно допустимой пожарной нагрузке (ПДПН).

Исходя из соотношений (10.2) и зная, что m = rd, справедливо условие:

; (10.3)

где d_пдпн – предельно допустимая толщина остаточного слоя загрязнения; d_кр – критическая максимальная невоспламеняемая толщина остаточного слоя технологических углеводородных жидких (твердых) остатков.

Для оценки ПВБ необходимо знать коэффициент безопасности. Значение К_б.н при проведении огневых и искроопасных работ рекомендуется принимать не менее 20 (5 % от НКПР) . Условие (10.1) обеспечивает взрывобезопасность, но не исключает пожарную опасность в том случае, если в технологическом процессе имеются горючие твердые или жидкие вещества. Очистка технологического объекта, мест утечек, аварий обычно осуществляется ручным способом с выполнением значительного объема трудоемких работ во вредных для здоровья рабочих условиях.

Первая группа способов (методов) ПВБ при предремонтной подготовке объекта реализуется с помощью следующих технологических операций: принудительная вентиляция, пропаривание, гидравлическая мойка, сорбция паров и газов, компремирование паро(газо)- воздушных смесей, механическая чистка. В зависимости от экономической целесообразности и свойств горючей нагрузки (ГН) указанные способы могут применяться отдельно или в комбинации.

Обоснование принципов ПВБ целесообразно проводить с учетом оценки пожарной опасности и критических условий воспламенения и горения тонких слоев (пленок) углеводородосодержащей ГН .

Принцип ПВБ второго метода основан на исключении контакта источника зажигания и горючих веществ. Пожарная безопасность обеспечивается с помощью воздушно-механических пен (ВМП) и (или) твердеющих пен. Учитывая широкое распространение пен в практике пожаротушения и наличие на объектах значительного количества пенообразователя с истекшим сроком хранения, целесообразно более детально рассмотреть способы изоляции источника зажигания с помощью воздушно-механических пен. Принципами ПВБ второй группы способов являются:

а) снижение концентрации в газовом пространстве технологического оборудования до ПДВК, т.е. должно выполняться условие (10.1);

б) покрытие поверхности нефтепродуктов (отложений) слоем изолирующего вещества при соблюдении условий:

; (10.4)

; (10.5)

; (10.6)

где d_без, d_кр – безопасная и критическая толщина покрытия, исключающая газопроницаемость; К_б.и.п – коэффициент безопасности к толщине изолирующего покрытия; t_з.п – время действия защитного покрытия;
F – площадь горючих остатков; V_з.п – объем защитного покрытия;
t_о.р – длительность огневых работ; t_п – продолжительность перерывов в работе.

Необходимость выполнения условия (10.1) при реализации данного метода ПВБ обуславливается возможностью образования искр (расплавленных капель).

Предотвращение опасности возникновения пожара (взрыва) может быть обеспечено также путем изоляции места проведения огневых работ (ОР) от горючей среды. При использовании в качестве изолирующего покрытия быстро разрушающихся ВМП в процессе подачи происходит одновременная дегазация газового пространства. Если применяются твердеющие пены, пленкообразователи, микрошарики, при подаче которых практически отсутствует эффект снижения концентрации, то после покрытия ими поверхности испарения требуется дегазация технологического аппарата путем его вентиляции.

Третий метод обеспечения ПВБ огневых работ основан на принципе снижения концентрации окислителя в газовом пространстве и не требует предварительной очистки технологического аппарата.

Условиями пожаровзрывобезопасности этой группы способов являются:

а) снижение концентрации кислорода при использовании инертных флегматизаторов (азот, аргон, углекислый газ, продукты сгорания и т.п.) до значения меньше минимального взрывоопасного содержания кислорода (МВСК) с учетом коэффициента безопасности К_б.к

; (10.7)

где j_без.к – безопасная концентрация кислорода в газовом пространстве трубопровода;

б) поддержание безопасной концентрации ингибитора (смеси ингибитора и инертного газа) j_без.ф выше минимальной флегматизирующей концентрации флегматизатора j_ф с учетом коэффициента безопасности К_б.ф

; (10.8)

в) поддержание избыточного содержания паров углеводородов (природного или нефтяного газа) выше значения верхнего концентрационного предела распространения пламени (ВКПР) j_в с учетом коэффициента безопасности К_б.в

. (10.9)

ГОСТ 12.1.044-91 требует определять коэффициент безопасности, исходя из ошибки расчета или эксперимента, по определению показателя пожаровзрывоопасности. Однако такой подход не учитывает неравномерность распределения концентрации в газовом пространстве резервуара и погрешность газового анализа в процессе контроля уровня безопасности. Для определения коэффициентов уровня безопасности К_б.н, К_б.в, К_б.ф требуется проведение комплекса экспериментально-теоретических исследований.