Источники зажигания и его группы. Источники зажигания и горючие среды Искры, которые получаются при ударах твердых тел

Вопрос №52. Что такое пожар? Условия возникновения пожара.

Пожар – неуправляемое, несанкционированное горение веществ, материалов и газовоздушных смесей вне специального очага, и приносящее значительный материальный ущерб, поражение людей на объектах и подвижном составе, которое подразделяется на наружное и внутреннее, открытое и скрытое;

– это горение веществ, характеризующееся существенными размерами распространения, высокими температурами и продолжительностью, представляющее опасность для людей.

Для того чтобы произошло возгорание, необходимо наличие трёх условий:

1. Горючие вещества и материалы

2. Источник зажигания – открытый огонь, химическая реакция, электроток.

3. Наличие окислителя, например кислорода воздуха.

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 .

С момента воспламенения начинается пожар.

Вопрос №53. Горючая среда, условия воспламенения в горючей среде.

Горючая среда – это среда, способная воспламеняться при воздействии источника зажигания. Горючая среда состоит из горючего вещества и окислителя. Окислителем обычно бывает кислород воздуха.

По горючести вещества и материалы подразделяются на три группы:

Негорючие (несгораемые) – вещества и материалы, неспособные к горению в воздухе;

Трудно горючие (трудно сгораемые) – вещества и материалы, способные возгораться в воздухе от источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания;

Горючие (сгораемые) – вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления.

Возникновение и продолжение горения возможно при оп­ределенном количественном соотношении горючего вещества и кислорода, а также при определенной температуре и тепловой энергии источника воспламенения.

Абсолютное большинство горючих веществ независимо от их агрегатного состояния при нагревании переходят в паро- или газообразные продукты и, перемешиваясь с кислородом возду­ха, образуют горючую смесь, которая при дальнейшем нагрева­нии воспламеняется. Этот процесс воспламенения есть не что иное, как окисление составных частей газовой смеси, проте­кающее по цепной реакции.

Нагрев вещества до возникновения его горения может быть вызван различными источниками. Но во всех случаях теп­ловое воздействие источников сводится к нагреванию вещества до температуры воспламенения или температуры самовоспла­менения.

Температурой воспламенения называется та темпера­тура, до которой нужно нагреть вещество, его часть или поверх­ностный слой, обращенный к источнику воспламенения, чтобы оно загорелось от источника воспламенения и продолжало го­реть после его удаления.

Фактически горит не само вещество, а продукты его раз­ложения, выделяющиеся пары и газы в смеси с кислородом воз­духа.

Нагрев вещества или его поверхностного слоя до темпе­ратуры воспламенения необходим потому, что только при этом условии горючее вещество выделяет такое количество газов и паров пли продуктов разложения, которое не только образует с воздухом горючую смесь, но и может обеспечить устойчивое горение вещества до его полною сгорания.

Итак, для процесса горения необходимо наличие горючей среды и источника воспламенения.

Вопрос №54. Источники воспламенения.

Источник воспламенения (зажигания) – средство энергетического воздействия, инициирующее возникновение горения.

К источникам зажигания относятся:- электрический разряд;- источники нагревания поверхности оборудования и (или) его частей;- разряд статического электричества, наведенного на неметаллические оболочки оборудования и (или) его части;- фрикционное искрение при соударении оборудования и (или) его частей, изготовленных из материалов, содержащих легкие сплавы;- блуждающие электрические токи и катодная защита от коррозии;- удары молнии;- источники электромагнитных, ультразвуковых, оптических и ионизирующих излучений;- адиабатическое сжатие и ударные волны;- экзотермические реакции, включая самовоспламенение пыли.

Похожая информация:

1. I. Перечень вопросов для проведения проверки знаний кандидата на получение свидетельства частного пилота с внесением квалификационной о виде воздушного судна - самолет

Под производственным источником зажигания следует понимать любое нагретое тело, обладающее запасом энергии, температурой и временем воздействия, достаточного для воспламенения горючей среды. Из этого определения следует, что не каждое нагретое тело способно воспламенять горючую смесь. В общем случае при оценке воспламеняющей способности внешнего источника теплоты необходимо исходить из следующих положений:

1.Температура источника зажигания t и.з. должна быть больше или равна температуре самовоспламенения горючей среды t с.в. , в контакте, с которой он находится:

Если хотя бы одно из названных условий не выполняется, то источник теплоты не обладает воспламеняющей способностью, следовательно, не может быть отнесён к источнику зажигания.

Производственными источниками зажигания в лаборатории химического осаждения паров могут являться:

– высечение искр при использовании искрящего инструмента;

– нагрев газов при сжатии в компрессорах;

– тепловое проявление лучистого тепла или высоких температур от печей;

– тепловое проявление электрической энергии (перегрузка электрических сетей, искры и дуги коротких замыканий, разряды статического электричества);

– нагревание горючих газов до температуры выше температуры самовоспламенения.

Мероприятия, предотвращающие тепловые проявления механической энергии

а) Исключение выделения искр, образующихся при ударах твердых тел для чего:

– в местах, где возможно образование взрывоопасных смесей необходимо применять искробезопасные инструменты;

– применять искробезопасные вентиляторы для транспортировки паро-и газовоздушных смесей, пылей и твердых горючих материалов;

– в помещениях получения и хранения ацетилена, этилена и т.д., полы выполнять из неискрящего материала или застилать их резиновыми ковриками.

б) Предупреждение нагрева газов при сжатии их в компрессорах:

– применять приборы автоматического контроля и защиты от повышенных давлений в нагнетательных линиях и от пониженных давлений во всасывающих;

– устанавливать предохранительные клапаны на нагнетательных линиях;

– контролировать температуру газа и охлаждающей воды.

Источник зажигания – объект воздействия на горючую среду, обладающий запасом энергии или температурой, достаточной для инициирования горения.

Для того чтобы вызвать горение вещества, необходимо воздействовать на него источником зажигания, под которым понимаются горящее или накаленное тело, а также электрический разряд, обладающие запасом энергии и температурой, достаточными для возникновения горения других веществ. Горение возникает и без воздействия источника зажигания, вследствие самовозгорания, которое представляет собой результат резкого увеличения скорости экзотермических реакций окисления, вызванного внешним воздействием или внутренними процессами. Независимо от механизма возгорания и природы источника зажигания, процесс возникновения горения характеризуется понятием индукционного периода, под которым понимается интервал времени нагревания вещества до момента появления признаков горения. Это время необходимо для того, чтобы вещество нагрелось до температуры испарения, термического разложения и т.д. (с соответствующим выделением горючих компонентов и их смешением с окислителем, без чего невозможно образование горючей среды), а также для доведения этой среды до состояния воспламенения или самовоспламенения. Для процесса самовозгорания твердых веществ также характерен период индукции, в течение которого активизируются процессы самонагревания, реализующиеся, в конце концов, в возгорании.

1. Термические источники зажигания

Открытый огонь (непотушенной спички; топки; печи; зажигалки; паяльной лампы; керосинового нагревательного или осветительного прибора; свечи; газовой горелки; костра; факела; огневого реактора; газовой плиты и т.п.).

Нагретая поверхность (огневого воздухонагревателя; печи; радиатора; трубопровода; химического реактора; установки для адиабатического сжатия прессуемых пластмасс и т.п.).

Искры (из топки; двигателей внутреннего сгорания; огневой сушилки; при газосварке и т.п.).

Очаг тления (непотушенная сигарета; головешка; остатки непотушенного костра; частицы угля, шлака).

Нагретый газ (как продукт химических реакций и сжатия газов; газообразные продукты сгорания, выходящие из огневых сушилок, печей, двигателей внутреннего сгорания, топок; образующиеся при горении факелов, костров и т.п.).

2. Механические источники зажигания

Разогретые от трения детали и материалы (подшипники при перекосе, заклинивании, дефектах смазки; транспортерные ленты; приводные ремни на шкивах механизмов при пробуксовке, заклинивании, перегрузке; волокна материала, намотанного на вал; обрабатываемые на станках материалы при увеличении скорости резания, сверления, увеличении глубины подачи, работе затупленным инструментом и т.п.).

Искры фрикционные (при шлифовании; работе металлическим инструментом; перемещении камней, частиц металла в дробилках и измельчителях; ударах лопатки вентилятора о кожух, крышки металлического люка – о раму и т.п.).

3. Самовозгорание

Очаг тепловыделения при микробиологических процессах.

Очаг тепловыделения при химической реакции (при самовозгорании пирофорного вещества; взаимодействии вещества с водой; взаимодействии вещества с кислородом воздуха; взаимодействии веществ друг с другом).

Очаг внутреннего тепловыделения при внешнем тепловом, физическом воздействии на вещество (тепла; света; удара; трения).

4. Электрические источники зажигания

Разряд атмосферного электричества (прямой удар молнии; вторичное воздействие; занос высокого потенциала молнии).

Разряд статического электричества между проводящими телами.

Газовый разряд (дуговой; искровой; тлеющий; коммутационный).

Нагретая поверхность токопроводников, корпусных деталей (при коротком замыкании; токовой перегрузке в электросетях вследствие увеличения момента на валу электродвигателя – при повышении напряжения в сети, подключении дополнительного электроприемника, несоответствии сечения электропроводки нагрузке в сети, аварийном отключении одной фазной линии питания трехфазного двигателя; при увеличении электросопротивления из-за переходного сопротивления на контактирующих деталях – в электронагревательных приборах для отопления, приготовления пищи, в электроосветительных приборах с лампами накаливания и люминесцентными светильниками; при наличии на элементах электротехнических устройств тока утечки; при попадании напряжения на корпус электротехнических устройств или детали, которые нормально током не обтекаются).

Раскаленные частицы металла (при коротком замыкании; электрической сварке; выключении и включении в коммутирующих аппаратах).

Вид источника зажигания характерен для определенных условий и процессов и отражается на динамике развития пожара. Однако для горючего материала не принципиально, чем обусловлена высокая температура нагретой поверхности: электронагревательным элементом, огневой топочной камерой или вихревыми токами, наведенными в стальном изделии за счет действия электромагнитного поля. Все эти подробности относятся к стадии диагностирования природы источника зажигания, чтобы затем уже говорить о причастности соответствующего явления к возникновению пожара. Сама же природа происхождения источника зажигания не имеет принципиального значения на стадии решения вопроса о том, возгорается ли данное вещество (данный материал) в известных условиях.

Сравнительный анализ показывает, что для экспертных исследований наиболее характерно решение задач относительно следующих видов источников зажигания:

1) открытый огонь;

2) нагретая поверхность (при контакте с веществом);

3) нагретая поверхность (при тепловом излучении);

4) нагретый газ;

5) горящие частицы (искры);

6) раскаленные частицы вещества (искры фрикционные, частицы металла и шлака в зоне газоэлектросварочных работ и т.п.);

7) очаг тления;

8) очаг внутреннего тепловыделения микробиологической природы;

9) очаг внутреннего тепловыделения при химической реакции;

10) очаг внутреннего тепловыделения при тепловом воздействии;

11) дуговой газовый разряд;

12) искровой газовый разряд.

3. Параметры предполагаемого источника зажигания

Параметры предполагаемого источника зажигания можно определить расчетным или опытным путем, а горючей среды - по справочной литературе.

В условиях производства существует большое количество различных источников зажигания.

Вероятность возникновения источника зажигания принимают равной нулю в следующих случаях:

если источник не способен нагреть вещество выше 80% значения температуры самовоспламенения вещества или температуры самовозгорания вещества, имеющего склонность к тепловому самовозгоранию;

если энергия, переданная тепловым источником горючему веществу (паро-, газо-, пылевоздушной смеси) ниже 40% минимальной энергии зажигания;

если за время остывания теплового источника он не способен нагреть горючие вещества выше температуры воспламенения;

если время воздействия теплового источника меньше суммы периода индукции горючей среды и времени нагрева локального объема этой среды от начальной температуры до температуры воспламенения.

По времени действия различают:

постоянно действующие (они предусмотрены технологическим регламентом при нормальном режиме работы оборудования);

потенциально возможные источники зажигания, возникающие при нарушениях технологического процесса.

По природе проявления различают следующие группы источников зажигания:

открытый огонь и раскаленные продукты сгорания;

тепловое проявление механической энергии;

тепловое проявление химических реакций;

тепловое проявление электрической энергии.

Следует иметь в виду, что эта классификация носит условный характер. Так, открытый огонь и раскаленные продукты сгорания имеют химическую природу проявления. Однако, учитывая особую пожарную опасность, эту группу принято рассматривать отдельно.

Открытый огонь и раскаленные продукты сгорания.

Под производственными источниками зажигания следует понимать такие источники, существование или появление которых связано с осуществлением технологических процессов производств.

4. Производственные источники зажигания

Производственные источники зажигания характеризуются воспламеняющей способностью, которую оценивают упрощенно - путем сравнения температуры, теплосодержания и времени его теплового действия с соответствующими характеристиками горючей смеси.

В условиях производства для осуществления многих технологических процессов используется открытое пламя, например, в аппаратах огневого действия (трубчатых печах, реакторах, сушилках и т. п.), при производстве огневых работ, при сжигании выбрасываемых в атмосферу паров и газов на факельных установках.

Поэтому открытый огонь и раскаленные продукты сгорания обычно используются или образуются в огневых печах, заводских факельных установках и при проведении огневых работ. Кроме этого, высоконагретые продукты сгорания, образующиеся при сжигании топлива в топках и двигателях внутреннего сгорания; искры топок и двигателей, образующиеся в результате неполного сгорания твердого, жидкого или газообразного топлива.

Мероприятия, предупреждающие пожары от открытого огня и раскаленных продуктов горения:

Изоляция аппаратов огневого действия:

Рациональное размещение на открытых площадках;

Устройство противопожарных разрывов;

Устройство между аппаратами огневого действия и газопароопасными аппаратами экранов в виде стен или отдельных закрытых линий, выполненных из негорючих материалов;

Устройство паровых завес по периметру печей с газоопасных сторон.

Соблюдение правил пожарной безопасности при проведении огневых работ.

Изоляция высоконагретых продуктов сгорания:

Контроль за состоянием дымовых каналов;

Защита высоконагретых поверхностей (трубопроводов, дымовых каналов) теплоизоляцией;

Устройство противопожарных разделок и отступок и т.п.

Защита от искр при работе топок и двигателей:

Соблюдение оптимальных температур и соотношения между топливом и воздухом в горючей смеси;

Контроль за техническим состоянием и исправностью устройств для сжигания топлива;

Систематическая очистка внутренних поверхностей топок, дымовых каналов и двигателей внутреннего сгорания от сажи и нагаромасляных отложений;

Ограничение источников огня, не вызванных потребностями технологического процесса:

Оборудование мест для курения;

Применение горячей воды, пара, для обогрева замерзших труб;

Распаривание и очистка скребками отложений в аппаратах вместо их выжигания.

Тепловое проявление механической энергии.

При взаимном трении тел за счет совершения механической работы происходит их разогрев. При этом механическая энергия переходит в тепловую. Тепловой нагрев, т. е. температура трущихся тел в зависимости от условий трения может быть достаточной для воспламенения горючих веществ и материалов. При этом нагретые тела выступают в качестве источника зажигания.

В производственных условиях наиболее распространенными случаями опасного нагрева тел при трении являются:

удары твердых тел с образованием искр;

поверхностное трение тел;

сжатие газов.

Удары твердых тел с образованием искр.

При определенной силе удара некоторых твердых тел друг о друга могут образовываться искры, которые называют искрами удара или трения.

Искры представляют собой нагретые до высокой температуры (раскаленные) частицы металла или камня (в зависимости от того, какие твердые тела участвуют в соударении) размером от 0,1 до 0,5 мм и более.

Температура искр удара из обычных конструкционных сталей достигает температуры плавления металла - 1550 °С.

Несмотря на высокую температуру искры ее воспламеняющая способность сравнительно невысока, т. к. из-за малых размеров (массы) запас тепловой энергии искры очень мал. Искры способны воспламенить парогазовоздушные смеси, имеющие малый период индукции, небольшую минимальную энергию зажигания. Наибольшую опасность в этой связи представляют ацетилен, водород, этилен, оксид углерода и сероуглерод.

Воспламеняющая способность искры, находящейся в покое, выше летящей, так как неподвижная искра медленнее охлаждается, она отдает тепло одному и тому же объему горючей среды и, следовательно, может его нагреть до более высокой температуры. Поэтому искры, находящиеся в покое, способны воспламенить даже твердые вещества в измельченном виде (волокна, пыли).

Искры в условиях производства образуются при работе с инструментом ударного действия (гаечными ключами, молотками, зубилами и т. п.), при попадании примесей металла и камней в машины с вращающимися механизмами (аппараты с мешалками, вентиляторы, газодувки и т. п.), а также при ударах подвижных механизмов машины о неподвижные (молотковые мельницы, вентиляторы, аппараты с откидными крышками, люками и т. п.).

Мероприятия по предупреждению опасного проявления искр от удара и трения:

Применение во взрывоопасных зонах (помещениях) применять искробезопасного инструмента.

Обдув чистым воздухом места производства ремонтных и др. работ.

Исключение попадания в машины металлических примесей и камней (магнитные уловители и камнеуловители).

Для предупреждения искр от ударов подвижных механизмов машин о неподвижные:

Тщательная регулировка и балансировка валов;

Проверка зазоров между этими механизмами;

Недопущение перегрузки машин.

Применять искробезопасные вентиляторы для транспортировки паро- и газовоздушных смесей, пылей и твердых горючих материалов.

В помещениях получения и хранения ацетилена, этилена и т.п. полы выполнять из неискрящего материала или застилать их резиновыми ковриками.

Поверхностное трение тел.

Перемещение относительно друг друга соприкасающихся тел требует затраты энергии на преодоление сил трения. Эта энергия почти целиком превращается в теплоту, которая, в свою очередь, зависит от вида трения, свойств трущихся поверхностей (их природы, степени загрязнения, шероховатости), от давления, размера поверхности и начальной температуры. При нормальных условиях выделяющееся тепло своевременно отводится, и этим обеспечивается нормальный температурный режим. Однако при определенных условиях температура трущихся поверхностей может повыситься до опасных значений, при которых они могут стать источником зажигания.

Причинами роста температуры трущихся тел в общем случае является увеличение количества тепла или уменьшение теплоотвода. По этим причинам в технологических процессах производств происходят опасные перегревы подшипников, транспортных лент и приводных ремней, волокнистых горючих материалов при наматывании их на вращающиеся валы, а также твердых горючих материалов при их механической обработке.

Мероприятия по предупреждению опасного проявления поверхностного трения тел:

Замена подшипников скольжения на подшипники качения.

Контроль за смазкой, температурой подшипников.

Контроль за степенью натяжения транспортерных лент, ремней, не допущение работы машин с перегрузкой.

Замена плоскоременных передач на клиноременные.

Для предупреждения наматывания волокнистых материалов на вращающиеся валы используют:

применение свободнонасаженных втулок, кожухов и т.п. для защиты открытых участков валов от контакта с волокнистым материалом;

предотвращение перегрузки;

устройство специальных ножей для срезания наматывающихся волокнистых материалов;

установка минимальных зазоров между валом и подшипником.

При механической обработке горючих материалов необходимо:

соблюдать режим резания,

своевременно затачивать инструмент,

использовать локальное охлаждения места резания (эмульсии, масла, вода и т.п.).

5. Электрический ток как источник зажигания

Электрический ток является одним из распространенных источников зажигания в современных зданиях. Мы не случайно поставили его на второе место после открытого огня, так как более 10% пожаров происходит вследствие аварийной работы электрических сетей и приборов.

Необходимо отметить, что данный вид источников зажигания менее опасен, чем открытый огонь и, при правильной эксплуатации электросети, наличии надежных защитных устройств, вероятность пожара сводится к нулю.

Что необходимо знать о пожарной опасности электроустановок, т.е. жилого (хозяйственного и т.п.) помещения вместе со всеми электрическими сетями, коммуникациями и приборами? Прежде всего, что источником зажигания является тепло, выделяемое электрическими сетями и приборами в аварийных режимах работы. Короткое замыкание, перегрузка, переходные сопротивления - характерные проявления аварийных режимов.

К каждой линии электросети должно подключаться столько электроприборов, чтобы их общая мощность не превышала расчетной мощности сети. Для сети освещения в 220 В с предохранителями в 6 А мощность составляет 1. ЗкВт, с предохранителями в 10 А - 2,2 кВт. Зная паспортные значения мощности электроприборов, нетрудно подсчитать общее их количество, допустимое к подключению в электросеть. Но и здесь у вас не будет проблем, если в электросчетчике установлены автоматические предохранители: всякое превышение установленной для сети мощности будет сопровождаться автоматическим отключением электроэнергии. Но если у вас пробковые предохранители с "жучками", то в этом случае общая мощность электросети увеличивается на толщину "жучка", что ведет к перегрузке электросети.

Перегрузкой называется такое явление, когда по электрическим проводам и электрическим приборам идет ток больше допустимого. Опасность перегрузки объясняется тепловым действием тока. При двукратной и большей перегрузке сгораемая изоляция проводников воспламеняется. При небольших перегрузках происходит быстрое старение изоляции и срок ее диэлектрических свойств сокращается. Так, перегрузка проводов на 25% сокращает срок службы их примерно до 3-5 месяцев вместо 20 лет, а перегрузка на 50% приводит в негодность провода в течение нескольких часов.

Коротким замыканием (КЗ) называется всякое замыкание между проводами, или между проводом и землей (под "землей" здесь понимается любое токопроводящее изделие, отличное от провода, в т. ч. и тело человека). Причиной возникновения КЗ является нарушение изоляции в электрических проводах и кабелях, машинах и аппаратах, которое вызывается: перенапряжениями; старением изоляции; механическими повреждениями изоляции; прямыми ударами молнии. При возникновении КЗ в цепи ее общее сопротивление уменьшается, что приводит к увеличению токов в ее ветвях по сравнению с токами нормального режима.

Переходным сопротивлением (ПС) называется сопротивление, возникающее в местах перехода тока с одного провода на другой или с провода на какой-либо электроаппарат при наличии плохого контакта в местах соединений и оконцеваний (при скрутке, например). При прохождении тока в таких местах за единицу времени выделяется большое количество теплоты. Если нагретые контакты соприкасаются с горючими материалами, то возможно их воспламенение, а при наличии взрывоопасных смесей взрыв. В этом и заключается опасность ПС, которая усугубляется тем, что места с наличием переходных сопротивлений трудно обнаружить, а защитные аппараты сетей и установок, даже правильно выбранные, не могут предупредить возникновение пожара, так как электрический ток в цепи не возрастает, а нагрев участка с ПС происходит только вследствие увеличения сопротивления.

Искрение и электродуга есть результат прохождения тока через воздух. Искрение наблюдается при размыкании электрических цепей под нагрузкой (например, когда вынимается электровилка из электророзетки), при пробое изоляции между проводниками, а также во всех случаях при наличии плохих контактов в местах соединения и оконцевания проводов и кабелей. Под действием электрического поля воздух между контактами ионизируется и, при достаточной величине напряжения, происходит разряд, сопровождающийся свечением воздуха и треском (тлеющий разряд). С увеличением напряжения тлеющий разряд переходит в искровой, а при достаточной мощности искровой разряд может быть в виде электрической дуги. Искры и электродуги при наличии в помещении горючих веществ или взрывоопасных смесей могут быть причиной пожара и взрыва.

А сейчас сформулируем общие принципы пожарной безопасности от искр, дуг, перегрузок, коротких замыканий и переходных сопротивлений. Эти явления невозможны, если:

Правильно производить соединение и оконцевание проводников;

Тщательно соединять провода и кабели (пайкой, сваркой, опрессовкой, специальными сжимами);

Правильно выбирать сечение проводников по нагреву электрическим током;

Ограничить параллельное включение токоприемников в сеть;

Создавать условия для охлаждения проводов электроприборов и аппаратов;

Применять только калиброванные плавкие предохранители или автоматические выключатели;

Проводить планово-предупредительные осмотры и измерения сопротивления изоляции проводов и кабелей;

Устанавливать быстродействующие аппараты защиты (с чем повседневно успешно справляется АСТРО*УЗО);

Защищать от окисления разъединяемые контакты.

Страница 4 из 14

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАЖИГАНИЯ

Источник зажигания - средство энергетического воздействия, инициирующее возникновение горения данной среды.

Под производственными источниками зажигания следует понимать такие источники, существование или появление которых связано с осуществлением технологических процессов производств.

Производственные источники зажигания характеризуются воспламеняющей способностью, которую оценивают упрощенно - путем сравнения температуры, теплосодержания и времени его теплового действия с соответствующими характеристиками горючей смеси.

При этом считают, что источник тепла опасен как источник зажигания, если:

температура искры Т и больше (или равна) температуре самовоспламенения горючей среды Т св, в контакте с которой находится искра

Т и ³Т св (1.33)

количество тепла, заключенное в искре, q и больше (или равно) минимальной энергии зажигания горючей среды q мин

q и ³ q мин (1.34)

время действия искры t и (определяется при охлаждении искры до Т св) больше (или равно) периода индукции горючей среды t инд:

t и ³ t инд.(1.35)

Если хотя бы одно из названных условий не выполняется, то искра не обладает воспламеняющейся способностью и, следовательно, она не может быть отнесена к источнику зажигания.

Параметры предполагаемого источника зажигания можно определить расчетным или опытным путем, а горючей среды - по справочной литературе.

В условиях производства существует большое количество различных источников зажигания.

Вероятность возникновения источника зажигания принимают равной нулю в следующих случаях:

• если источник не способен нагреть вещество выше 80% значения температуры самовоспламенения вещества или температуры самовозгорания вещества, имеющего склонность к тепловому самовозгоранию;
• если энергия, переданная тепловым источником горючему веществу (паро-, газо-, пылевоздушной смеси) ниже 40% минимальной энергии зажигания;
• если за время остывания теплового источника он не способен нагреть горючие вещества выше температуры воспламенения;
• если время воздействия теплового источника меньше суммы периода индукции горючей среды и времени нагрева локального объема этой среды от начальной температуры до температуры воспламенения.

По времени действия различают:

• постоянно действующие (они предусмотрены технологическим регламентом при нормальном режиме работы оборудования);
• потенциально возможные источники зажигания, возникающие при нарушениях технологического процесса.

По природе проявления различают следующие группы источников зажигания:

• открытый огонь и раскаленные продукты сгорания;
• тепловое проявление механической энергии;
• тепловое проявление химических реакций;
• тепловое проявление электрической энергии.

Следует иметь в виду, что эта классификация носит условный характер. Так, открытый огонь и раскаленные продукты сгорания имеют химическую природу проявления. Однако, учитывая особую пожарную опасность, эту группу принято рассматривать отдельно.

Открытый огонь и раскаленные продукты сгорания.

В условиях производства для осуществления многих технологических процессов используется открытое пламя, например, в аппаратах огневого действия (трубчатых печах, реакторах, сушилках и т. п.), при производстве огневых работ, при сжигании выбрасываемых в атмосферу паров и газов на факельных установках.

Поэтому открытый огонь и раскаленные продукты сгорания обычно используются или образуются в огневых печах, заводских факельных установках и при проведении огневых работ. Кроме этого, высоконагретые продукты сгорания, образующиеся при сжигании топлива в топках и двигателях внутреннего сгорания; искры топок и двигателей, образующиеся в результате неполного сгорания твердого, жидкого или газообразного топлива.

Мероприятия, предупреждающие пожары от открытого огня и раскаленных продуктов горения:

1. Изоляция аппаратов огневого действия:

1.1. рациональное размещение на открытых площадках;

1.2. устройство противопожарных разрывов;

1.3. устройство между аппаратами огневого действия и газопароопасными аппаратами экранов в виде стен или отдельных закрытых линий, выполненных из негорючих материалов;

1.4. устройство паровых завес по периметру печей с газоопасных сторон.

2. Соблюдение правил пожарной безопасности при проведении огневых работ.

3. Изоляция высоконагретых продуктов сгорания:

3.1. контроль за состоянием дымовых каналов;

3.2. защита высоконагретых поверхностей (трубопроводов, дымовых каналов) теплоизоляцией;

3.3. устройство противопожарных разделок и отступок и т.п.

4. Защита от искр при работе топок и двигателей:

4.1. соблюдение оптимальных температур и соотношения между топливом и воздухом в горючей смеси;

4.2. контроль за техническим состоянием и исправностью устройств для сжигания топлива;

4.3. систематическая очистка внутренних поверхностей топок, дымовых каналов и двигателей внутреннего сгорания от сажи и нагаромасляных отложений;

4.4. использование искроуловителей и искрогасителей (рис. 10 … 12).

Рис. 10. Схема гравитационного искроулови-теля: 1 - осадительная камера; 2 - смесь потока дымовых газов с искрами; 3 - направление движения дымовых газов; 4 - направление движения искр	Рис. 11. Схема инерционного искроулови-теля: 1 - топка; 2 - перегородка; 3 - направление движения дымовых газов; 4 - направление движения искр; 5 - искроосадительная камера
Рис. 12. Схема центробежного искроуловителя циклонного типа: 1 - корпус искроуловителя; 2 - смесь потока дымовых газов с искрами; 3 - тангенциальный патрубок; 4 - направление движения дымовых газов; 5 - направление движения искр; 6 - выгрузка охлажденных искр

5. Ограничение источников огня, не вызванных потребностями технологического процесса:

5.1. оборудование мест для курения;

5.2. применение горячей воды, пара, для обогрева замерзших труб;

5.3. распаривание и очистка скребками отложений в аппаратах вместо их выжигания.

Тепловое проявление механической энергии.

При взаимном трении тел за счет совершения механической работы происходит их разогрев. При этом механическая энергия переходит в тепловую. Тепловой нагрев, т. е. температура трущихся тел в зависимости от условий трения может быть достаточной для воспламенения горючих веществ и материалов. При этом нагретые тела выступают в качестве источника зажигания.

В производственных условиях наиболее распространенными случаями опасного нагрева тел при трении являются:

• удары твердых тел с образованием искр;
• поверхностное трение тел;
• сжатие газов.

Механизм воспламенения горючих смесей и систем сложен. Условия теплового самовоспламенения возникают при образовании и нагревании горючей среды во всем объеме аппарата, а также при переработке и хранении горючих волокнистых, сыпучих, пористых и т. п. материалов, которые имеют склонность к самовозгоранию.

При достаточно малой начальной температуре скорость реакции окисления в горючей смеси практически равна нулю. С ростом температуры происходит увеличение скорости реакции. Наконец, при некоторой температуре начинается быстрое возрастание и скорости реакции, и температуры. Этот процесс завершается пламенным горением - происходит так называемый тепловой взрыв.

В процессах теплового самовоспламенения большую роль играет теплообмен с окружающей средой.

Иной механизм наблюдается при вынужденном поджигании, т.е. при быстром локальном нагреве относительно холодной горючей смеси. В зоне такого нагрева возникает быстрая реакция горения, но за пределами зоны химическая реакция не протекает. Из зоны реакции происходит интенсивный отвод тепла к окружающей холодной взрывоопасной смеси. Образование устойчивого фронта пламени, которое будет существовать после удаления инициатора горения (источника зажигания), происходит при нагревании определенного (критического) объема горючей смеси до температуры, превышающей температуру ее самовоспламенения. Величина критического объема горючих паро- и газовоздушных смесей обычно составляет 0,5-1 мм 3 , а температура поджигания превышает 1300-1500 °С.

Открытое пламя и высоконагретые продукты сгорания топлива используются для нагрева веществ до высоких температур и проведения химических реакций, для получения тепловой, электрической энергии, а также механической работы в различных аппаратах и установках (печах, реакторах, котлах, двигателях и т. д.), при электро- и газосварке, пайке. Открытое пламя возникает при сжигании отходов производства или аварийных выбросов на факельных установках.

Высоконагретые продукты сгорания топлива (дымовые газы) используются в процессах тепловой сушки сельскохозяйственных продуктов и сырья, окрашен ных изделий и древесины и в других процессах.

Температура пламени достигает 1200-1400 °С, его энергия и длительность действия настолько велики, что пламя способно воспламенять любые горючие смеси, поджигать горючие жидкости и твердые горючие материалы, поддерживать горение трудногорючих веществ и материалов.

Фрикционные искры (искры удара и трения) образуются в результате перехода механической энергии в тепловую при ударах подвижных стальных частей машин о неподвижные, при работе инструментом ударного действия, при переработке твердых кусковых материалов или волокнистых и пылевидных материалов с твердыми инородными включениями (камнями, кусками металла и пр.). При достаточно сильных ударах отрывающиеся частицы стали размером 0,1-0,5 мм нагреваются, окисляются кислородом воздуха и загораются. Несмотря на то, что температура искр достигает 1650 °С, они поджигают далеко не все горючие паро- и газовоздушные смеси. Экспериментально установлено, что водород, ацетилен, этилен, окись углерода и пары сероуглерода образуют горючие смеси с воздухом, которые воспламеняются искрами удара и трения. Искры, образовавшиеся при ударах и трении алюминия о ржавое железо, поджигают любые горючие смеси (например, в вентиляторах с колесом из алюминия и кожухом из нелегированной стали). Это объясняется образованием термита и сгоранием его при высокой(около 3500 °С) температуре.

Фрикционные искры, попав на поверхности с отложениями горючих пылей или волокон, приводят к появлению очагов тления - более мощных источников зажигания, которые способны воспламенять даже пылевоздушные горючие смеси.

Разряды статического электричества происходят при образовании высоких потенциалов в процессе электризации веществ и материалов. Статическая электризация возникает в потоке органических жидкостей при их удельной электрической проводимости менее 10-7 (Ом·м)-1, при разбрызгивании жидкостей.

В струе пара или газа, при трении твердых разнородных тел и тому подобных процессах. Искровые разряды имеют весьма высокие температуры, поэтому их воспламеняющую способность оценивают энергией электростатического разряда, которая пропорциональна квадрату разности потенциалов. Разность потенциалов при движении химически чистых растворителей по трубам достигает 4000-5000 В, а для воспламенения, например, паров бензола достаточно искры, которая образуется при разности потенциалов 300 В. Искровые разряды, которые возникают при разности потенциалов около 5000 В, воспламеняют почти все горючие смеси газов, паров и пылей с воздухом.

Сжатие газов в компрессорах производят с целью их транспортировки и хранения, для интенсификации технологических процессов. Работа, которая затрачивается на сжатие газа, приводит к росту температуры сжатого газа и компрессора. Конечная температура газа пропорциональна степени сжатия (отношению конечного давления к начальному): с ростом степени сжатия увеличивается конечная температура. Даже при регламентном режиме эксплуатации компрессоров температура сжимаемого газа повышается до 120-220 °С. При различных нарушениях режима происходит значительный рост температуры газа и компрессора. Это приводит к интенсивному испарению и термическому разложению смазочных масел, образованию нагаромасляных отложений в нагнетательных трубопроводах, взрывоопасных концентраций и их воспламенению.

Самовозгорание веществ в процессах сушки, транспортировки, хранения, а также при остановке аппаратов на осмотр, чистку и ремонт происходит достаточно часто. К веществам, которые склонны к самовозгоранию, относятся каменныйи древесный уголь, сажа, порошкообразные и губчатые металлы (алюминий, титан, магний, никель и др.), фрезерный торф, сено, силос, клеенка, волокнистые и пористые материалы, пропитанные растительными маслами и животными жирами, скипидаром, олифой, и целый ряд других продуктов и материалов. Самовозгорание представляет собой процесс низкотемпературного окисления материалов, который заканчивается тлением или пламенным горением. Условия теплового самовозгорания зависят от вида материала и его характеристик, от температуры и влажности окружающей среды, от удельной поверхности материала и интенсивности теплообмена с окружающей средой.