Анализ пожарной опасности защищаемого объекта

Анализ пожарной опасности защищаемого объекта. Дано помещение цеха вальцевания, размерам 14х10х6 м, в технологическом процессе которого применяется резина. Помещение II степени огнестойкости, отопление есть, вентиляция отсутствует, постоянно открытых проемов нет, пожаровзрывоопасность электрооборудования по ПУЭ-П-IIа. Пожарная нагрузка в цехе составляет 210 кг * м -2 . Линейная скорость распространения горения V л =0,018 м * с -1 , массовая скорость выгорания V м =0,012 кг * м -2 * с -1 , низшая теплота сгорания Q н = 33,5 * 10 6 Дж * кг -0. Коэффициент дымообразования k д, пламенного горения составляет 0,052 кг * кг -1 , тления — 0,14 кг * кг -1 . Расстояние до станции пожаротушения — 45 м, гарантированный напор Н г =10 м. Зная пожарную нагрузку объекта, рассчитаем полное время свободного горения: часа Энергию, которая может быть выделена при сгорании, рассчитаем по формуле: Е =h * Q н * P * F=0,95 * 33,5 * 10 6 * 210 * 140 = 9,3 * 10 11 Дж, где h — коэффициент полноты сгорания (0,95 для твердых сгораемых материалов и 0,75 для жидкостей) , Q н — низшая теплота сгорания, Дж * кг -1 , P — пожарная нагрузка, кг * м -2 , F — площадь пола помещения, м 2 . 2. Моделирование развития возможного пожара Моделирование развития пожара позволяет определить критическое время свободного развития пожара t кр, которое связывают с предельно-допустимым временем развития пожара.

При горении твердых сгораемых материалов t кр определяется либо временем охвата пожаром всей площади помещения, либо, если это произойдет раньше, временем достижения среднеобъемной температуры в помещении значения температуры самовоспламенения находящихся в нем материалов, которая для данного случая равна 350°С (справочник Баратова) . Вид и тип АППЗ можно устанавливать, придерживаясь условного правила, если t кр і 10 минут, то для защиты объекта можно ограничиться внедрением АПС. Когда t кр < 10 минут, то рекомендуется автоматическое тушение.

Как видим, моделирование развития пожара заключается в построении двух функций F п = ¦ (t) и t = ¦ (t) . Где F п — площадь пожара, м 2 ; t — среднеобъемная температура, t — текущее время на отрезке не менее 600 секунд (10 минут) . Динамика пожара всегда связана с местом его возникновения, распределением пожарной нагрузки и газообменом.

Следует признать, что на начальной стадии (до вскрытия остекления при температурах 300°С) наиболее опасным будет центральный пожар по равномерно распределенной пожарной нагрузке.

Отметим также, что для простоты курсового проектирования пожарную нагрузку защищаемого объекта принимаем однородной, а распространение огня по конструкциям здания отсутствует. Размещение и габариты технологического оборудования не сообщаются.

Но в тоже время это не дает основания для проектирования световых и ультразвуковых ПИ. Площадь наиболее опасного центрового пожара F п по однородной равномерно распределенной пожарной нагрузке, пока он имеет круговую форму, может быть рассчитан по выражению: F п = p * l 2 t, где l t — путь, пройденный фронтом огня из точки воспламенения, м. l t = 0,5V л t + V л (t *-10) для твердых сгораемых материалов и l t = V л t при горении жидкостей. t и t * — текущее время. t = 1,2,3,5,7,10 минут.

Слагаемое, содержащее t *, учитывается, когда текущее время расчета F п должно быть принято более 10 минут.

По результатам данного расчета следует построить график зависимости площади пожара от времени: F п = ¦ (t) (рис. 1) и определить t кр . l t = 0,5V л*t F п = p * l 2 При t = 1 мин l t = 0,5 * 0,018 * 1 * 60 = 0,54 м; F п = 3,14 * 0,54 2 = 0,915 м 2 При t = 2 мин l t = 0,5 * 0,018 * 2 * 60 = 1,08 м; F п = 3,14 * 1,08 2 = 3,66 м 2 При t = 3 мин l t = 0,5 * 0,018 * 3 * 60 = 1,62 м; F п = 3,14 * 1,62 2 = 8,24 м 2 При t = 5 мин l t = 0,5 * 0,018 * 5 * 60 = 2,7 м; F п = 3,14 * 2,7 2 = 22,89 м 2 При t = 7 мин l t = 0,5 * 0,018 * 7 * 60 = 3,78 м; F п = 3,14 * 3,78 2 = 44,8 м 2 При t = 10 мин l t = 0,5 * 0,018 * 10 * 60 = 5,4 м; F п = 3,14 * 5,4 2 = 91,56 м 2 По полученным данным строим график зависимости площади пожара F п времени от t: Рис. 1. F п = ¦ (t) ; F п. кр. = 140 м — площадь защищаемого помещения, t кр. — критическое время развития пожара (11,5 мин) . Более сложным является моделирование температуры в помещении пожара.

Однако t кр. по температурным проявлениям внутренних пожаров может быть найдено достаточно надежно, если использовать, не учитывающее потерь, известное приближение для расчета среднеобъемной температуры t: где t о — начальная температура в помещении, °С; q — теплопроизводительность пожара на единицу площади ограждающих конструкций помещения: [кг * м -2 * с -1 * Дж * кг -1 * м 2 * м -2 ] = [Дж * с -1 * м -2 ] = [Вт * м -2 ] F = 2аb + 2 ah + 2 bh — площадь ограждающих конструкций, м 2 ; a — длина, b — ширина, h — высота помещения. В данном случае площадь ограждающих конструкций на ходим по формуле: F = 2 * 14 * 10 + 2 * 14 * 6 + 2 * 10 * 6 = 280 + 168 + 120 = 568 м 2 . Для построения графика t = t о + ¦ (t) (рис. 2) необходимо получить пять-семь расчетных значений t в интервале времени до 10 минут пожара. t кр определяем по данному графику относительно предельно допустимой температуры, превышение которой приведет к резкому разрастанию пожара по площади и объему. При t =1 мин При t = 2 мин: q = 2460,9 Вт * м -2 ; t = 210,9°С При t = 3 мин: q = 5540,2 Вт * м -2 ; t = 306,6°С При t = 5 мин: q = 15390 Вт * м -2 ; t = 498,1°С При t = 7 мин: q = 30121 Вт * м -2 ; t = 688,2°С Рис. 2. t = t o + ¦ (t) . t c воспл — температура самовоспламенения вещества пожарной нагрузки на объекте. t кр — критическое время свободного развития пожара по его тепловым проявлениям. На основании рассмотренных графических моделей F= ¦ (t) и t o = 1t+¦ (t) в качестве более реального t кр свободного развития пожара выбирается меньшее из двух его найденных значений, т.е. в нашем случае — второй, когда критическое время развития пожара t кр составляет между 3 и 4 минутой, (t кр = 3,5 мин.) 3.