Пожары и взрывы на промышленных объектах

 

 

 

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 
им. М.В. Ломоносова

Кафедра Защиты и действий населения в чрезвычайных ситуациях

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

Пожары и взрывы на промышленных объектах

по учебной дисциплине Безопасность жизнедеятельности (БЖД)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2012

 

 

Введение

Огонь угрожал людям с момента его появления на Земле, и столь же долго пытаются найти защиту от него. Он продолжает уничтожать огромные материальные ценности, как в ранние времена, так и в настоящее время. За беспечность, непочтительное отношение к огню, человечество расплачивается тысячами жизней. Сегодня никто не может сказать: «Мы потушили последний пожар и предотвратили последний взрыв, других не будет!». Умение пользоваться огнем дало человеку ощущение независимости от циклической смены тепла и холода, света и тьмы. В то же время всем известен дуализм природы огня на человека и его среду обитания. Вышедший из под контроля огонь способен вызвать огромные разрушительные, а также смертоносные последствия. К таким проявлениям огненной стихи относятся пожары. Поэтому цель данной работы – это ознакомление людей с опасностями и причинами возникновения пожаров и взрывов, их последствий и основных мер предотвращения таких явлений.

 

 

1. Пожары и взрывы. Классификация

Пожары и взрывы являются распространенными чрезвычайными событиями в индустриальном обществе. Пожары и химические взрывы объединяет то, что в их основе лежит процесс горения. Отличие взрыва от пожара заключается в том, что при взрыве скорость распространения пламенного горения достигает 10-100 м/с, температура – несколько тысяч градусов, давление газов (в ударной волне) возрастает во много раз.

1.1 Пожары

Пожар (рис.1) — неуправляемое, несанкционированное горение веществ, материалов и газо-воздушных смесей вне специального очага, приносящее значительный материальный ущерб, поражение людей на объектах и подвижном составе, которое подразделяется на наружные и внутренние, открытые и скрытые.

Пожар опасен для человеческого организма как непосредственно – поражение в результате воздействия огня и высоких температур, так и косвенно – в побочных эффектах пожара (удушье вследствие вдыхания дыма или крушение здания из-за высокой температуры, расплавляющей его фундамент).

Пожар может стать чрезвычайным событием сам по себе, либо быть вызванным иным бедствием (землетрясение, распространение опасных веществ и так далее). Ущерб, причинённый крупным пожаром, требует долгого восстановительного периода (восстановление сожжённого леса может занять несколько десятков лет), а может быть и необратимым.

1.1.1 Виды пожаров

Существует пять видов пожаров:

1. Горение твёрдых веществ  – к этой категории относится  дерево, текстиль, резина и так  далее. Когда подобное вещество  достигает своей точки возгорания, оно разлагается на химические  элементы, часть из которых соединяется  с кислородом и воспламеняется.

2. Горение жидких веществ  – к этой категории относятся  такие горючие жидкости как  бензин, соляр, алкоголь, смола и  так далее.

Горючие вещества проходят три стадии процесса горения:

– вспышка - уровень температуры, при котором жидкость выделяет количество паров, достаточное для возникновения горючей смеси. Для того, чтобы такая смесь загорелась, необходимо присутствие источника зажигания, удалив который горение прекратится.

– точка воспламенения - уровень температуры, при котором жидкость непрерывно выделяет пары в объёме, достаточном для образования горючей смеси. В случае присутствия источника зажигания возникнет пламя, даже если удалить источник зажигания.

– точка возгорания - уровень температуры, при котором горючая смесь из паров жидкости и воздуха загорается даже в том случае, когда поблизости нет огня. В соответствии с температурой "вспышки" определяется чувствительность вещества к возгоранию. Чем ниже температура "вспышки", тем чувствительней данное вещество к возгоранию.

3. Горение, связанное с  электротоком – любой пожар, в  котором электричество играет  активную или пассивную роль.

4. Горение газов - к этой  категории относятся все горючие  газы: водород, ацетилен и т.д. Горючие  газы в определённых смесях  способны привести к взрыву.

5. Горение лёгких металлов - к этой категории относятся  такие металлы как магний, литий  и алюминий, а также их сплавов.

1.1.2 Классификация  пожаров и горючих веществ

По типу:

– индустриальные (пожары на заводах, фабриках и хранилищах.)

– бытовые пожары (пожары в жилых домах и на объектах культурно-бытового назначения).

–природные пожары (лесные, степные, торфяные и ландшафтные пожары).

Классификация пожаров по плотности застройки

Отдельный пожар - это пожар, возникший в отдельном здании или сооружении. Продвижение людей и техники по застроенной территории между отдельными пожарами возможно без средств защиты от теплового излучения.

Сплошной пожар - одновременное интенсивное горение преобладающего количества зданий и сооружений на данном участке застройки. Продвижение людей и техники через участок сплошного пожара невозможно без средств защиты от теплового излучения.

Огневой шторм - это особая форма распространяющегося сплошного пожара, характерными признаками которого являются наличие восходящего потока продуктов сгорания и нагретого воздуха, а также приток свежего воздуха со всех сторон со скоростью не менее 50 км/ч по направлению к границам огневого шторма.

Массовый пожар представляет собой совокупность отдельных и сплошных пожаров.

Классификация в зависимости от вида горящих веществ и материалов

Пожар класса «А» — горение твёрдых веществ.

А1 — горение твёрдых веществ, сопровождаемое тлением (уголь, текстиль).

А2 — горение твёрдых веществ, не сопровождаемых тлением (пластмасса).

Пожар класса «B» — Горение жидких веществ.

B1 — горение жидких  веществ нерастворимых в воде (бензин, эфир, нефтепродукты). Также, горение  сжижаемых твёрдых веществ. (парафин, стеарин).

B2 — Горение жидких  веществ растворимых в воде (спирт, глицерин).

Пожар класса «C» — горение газообразных веществ.

Горение бытового газа, пропана и др.

Пожар класса «D» — горение металлов.

D1 — (горение лёгких металлов, за исключением щелочных). Алюминий, магний и их сплавы.

D2 — Горение редкоземельных  металлов (натрий, калий).

D3 — горение металлов, содержащих соединения.

Пожар класса «E» — горение электроустановок.

Классификация материалов по их возгораемости

Негорючие материалы — материалы которые не горят под воздействием источника зажигания (естественные и искусственные неорганические материалы — камень, бетон, железобетон).

Трудно горючие материалы — материалы, которые горят под воздействием источников зажигания но неспособны к самостоятельному горению (асфальтобетон, гипсокартон, пропитанная антипиритеческими средствами древесина, стекловолокно или стеклопластик).

Горючие материалы — вещества, которые способны гореть после удаления источника зажигания.

1.1.3 Условия протекания  и стадии пожара

Для того, чтобы произошло возгорание необходимо наличие трёх условий:

Горючие вещества и материалы

Источник зажигания - открытый огонь, химическая реакция, электрический ток.

Наличие окислителя, например кислорода воздуха.

Для того, чтобы произошёл пожар необходимо выполнение ещё одного условия: наличие путей распространения пожара - горючих веществ, которые способствуют распространению огня.

Сущность горения заключается в следующем - нагревание источников зажигания горючего материала до начала его теплового разложения. В процессе теплового разложения образуется угарный газ, вода и большое количество тепла. Выделяется также углекислый газ и сажа, которая оседает на окружающем рельефе местности. Время от начала зажигания горючего материала до его воспламенения — называет временем воспламенения.

Максимальное время воспламенения — может составлять несколько месяцев.

С момента воспламенения начинается пожар.

Стадии пожара в помещениях.

Первые 10-20 минут пожар распространяется линейно вдоль горючего материала. В это время помещение заполняется дымом и рассмотреть пламя невозможно. Температура воздуха в помещении постепенно поднимается до 250—300 градусов. Это температура воспламенения всех горючих материалов.

Через 20 минут начинается объемное распространение пожара.

Спустя еще 10 минут наступает разрушение остекления. Увеличивается приток свежего воздуха, резко увеличивается развитие пожара. Температура достигает 900 градусов.

Фаза выгорания.

В течение 10 минут максимальная скорость пожара. После того, как выгорают основные вещества происходит фаза стабилизации пожара (от 20 минут до 5 часов). Если огонь не может перекинуться на другие помещения пожар идёт на улицу. В это время происходит обрушение выгоревших конструкций.

1.2 Взрывы. Классификация  взрывов по происхождению выделившейся  энергии

Взрыв (рис. 2) — физический или химический быстропротекающий процесс с выделением значительной энергии в небольшом объёме (по сравнению с количеством выделяющейся энергии), приводящий к ударным, вибрационным и тепловым воздействиям на окружающую среду и высокоскоростному расширению газов.

Классификация взрывов по происхождению выделившейся энергии:

— химические;

— физические;

— взрывы ёмкостей под давлением (баллоны, паровые котлы);

— взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости (BLEVE);

— взрывы при сбросе давления в перегретых жидкостях;

— взрывы при смешивании двух жидкостей, температура одной из которых намного превышает температуру кипения другой;

— кинетические (падение метеоритов);

— ядерные

— электрические (например, при грозе).

 

2. Причины возникновения  пожаров и взрывов

Причины пожаров и взрывов – это совокупность условий, способствующих возникновению горения:

- образование горючей  среды (наличие концентрированного  горючего вещества и окислителя);

- образование взрывоопасности  среды (наличие газообразных горючего  вещества и окислителя или  взрывчатого вещества);

- образование в горючей  или взрывоопасной среде или  внесение в эти среды действующего  источника зажигания.

 
2.1 Причины возникновения  пожаров

Причинами возникновения пожаров чаще всего являются:  
1 )неосторожное обращение с огнем; 
2) несоблюдение правил эксплуатации производственного оборудования и электрических устройств; 
3) самовозгорание веществ и материалов 
4) разряды статического электричества, грозовые разряды, поджоги.

 
2.2 Причины возникновения  взрывов

Взрывы происходят за счет высвобождения химической энергии (главным образом взрывчатых веществ), внутриядерной энергии (ядерный взрыв), механической энергии (при падении метеоритов на поверхность Земли и др.), энергии сжатых газов (при превышении давления предела прочности сосуда - баллона, трубопровода и пр.).

 

 
 
3. Последствия  пожаров и взрывов

Последствия пожаров и взрывов обусловлены действием их поражающих факторов.

3.1 Основные поражающие  факторы пожара

Основными поражающими факторами пожара являются:

- непосредственное действие  огня на горящий предмет;

- дистанционное воздействие  на предметы и объекты высоких  температур за счет облучения.

В результате происходит сгорание объектов, их обугливание, разрушение, выход из строя. Уничтожаются все элементы зданий и конструкций, выполненных и сгораемых материалов, действие высоких температур вызывает пережог, деформацию и обрушение металлических ферм, балок перекрытий и др. конструктивных деталей сооружения. Кирпичные стены и столбы деформируются. В кладке из силикатного кирпича при длительном нагревании до 500-6000 С наблюдается его расслоение трещинами и разрушение материала.

При пожарах полностью или частично уничтожаются или выходят из строя технологическое оборудование и транспортные средства. Гибнут домашние и с/х животные. Гибнут или получают ожоги люди.

Вторичными последствиями пожаров могут быть взрывы, утечка ядовитых или загрязняющих веществ. Большой ущерб незатронутым пожаром помещениям и хранящимся в них предметам может нанести вода, применяемая для тушения пожара.

3.2 Основные поражающие  факторы взрыва

Основными поражающими факторами взрывов являются: