Файл: Пожарная опасность пылей и волокон.docx

Заочное/очное отделение среднего профессионального образования
КУРСОВАЯ РАБОТА
По ПМ/МДК/дисциплине: Пожарная профилактика
на тему: Пожарная опасность пылей и волокон
Специальность 20.02.04 Пожарная безопасность


Выполнил студент группы: ЭдПБ-201/2


«___» __________________________

Руководитель:

Преподаватель АН ПОО «МВЕК»

ФИО

«_____» ________________ 20_____г.

Ижевск – 2021

СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………………………...3

1. Пожарная безопасность производств, связанных с выделением горючих пылей и волокон…………………………………………………………………..4

2. Категории по степени взрыво- и пожарной опасности…………………….11

3. Пожарная опасность и противопожарная защита мукомольного производства……………………………………………………………………..13

4. Особенности пожарной защиты и некоторые предложения……………….14

5. Элеваторы и зерносклады…………………………………………………….18

6. Тушение пожаров на объектах элеваторно-складского хозяйства ………..22

Заключение ………………………………………………………………………26

Список использованной литературы…………………………………………...27
ВВЕДЕНИЕ
Одним из основных нормативных актов в сфере пожарной безопасности являются Правила противопожарного режима. До конца 2020 года действовали Правила, утвержденные Постановлением № 390. С 1 января 2021 года вступило в силу Постановление 1479, которым утверждены новые правила противопожарного режима. Нормативный акт устанавливает единые требования к безопасности объектов, организаций, систем защиты, работам. 

Сфера пожарной безопасности максимально регламентирована. Для обеспечения защиты объектов, людей и работ нужно соблюдать федеральные законы, постановления Правительства РФ, приказы МЧС, множество СП, ГОСТ, НПБ. При этом требования нормативной базы нужно конкретизировать под характеристики каждого объекта, особенности работ и процессов.

На предприятиях различных отраслей народного хозяйства обращаются в производстве тонко измельченные твердые горючие вещества, которые являются или конечным продуктом (древесная или зерновая мука, сахарная пудра, пылевидное топливо, суспензионный полистирол и т. д.) или отходами и побочными продуктами производств (мучная, зерновая, табачная, древесная, льняная пыль, пух и др.).

---

Целью исследования данной курсовой работы изучить пожарную опасность пылей и волокон.

Задачи вытекающие из поставленной цели:

1. Пожарная безопасность производств, связанных с выделением горючих пылей и волокон.

2. Категории по степени взрыво- и пожарной опасности.

3. Пожарная опасность и противопожарная защита мукомольного производства.

4. Особенности пожарной защиты и некоторые предложения.

5. Элеваторы и зерносклады.

6. Тушение пожаров на объектах элеваторно-складского хозяйства.

1. ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВ, СВЯЗАННЫХ С ВЫДЕЛЕНИЕМ ГОРЮЧИХ ПЫЛЕЙ И ВОЛОКОН

Многие технологические процессы, связанные с получением или переработкой пылевидных материалов, являются пожаро- и взрывоопасными. Взрывы промышленных пылей представляют большую опасность, так как часто влекут за собой не только большие материальные убытки, но и гибель людей. По данным зарубежной статистики, в США в 1965 г. на различных производствах, получающих и перерабатывающих пылевидные материалы и порошки, произошло 1173 взрыва, которые причинили убыток на сумму 119,4 млн. долларов; при этом погибли 681 человек, 1791 человек получили ранения.

Пыль – это дисперсная система, состоящая из газообразной дисперсионной среды и твердой дисперсной фазы. Пыли по общей классификации коллоидно-дисперсных систем относятся к аэрозолям, в которых дисперсионной средой является воздух, а дисперсной фазой – твердое вещество в раздробленном состоянии (с частицами размером менее 100 мкм).

Пыль может образовываться при механическом измельчении твердых тел, а также при получении порошкообразных и пылеобразных веществ методами кристаллизации и сублимации; может находиться в осевшем и во взвешенном состоянии. Осевшая пыль называется аэрогелем (пыль – гель). Пыль, находящаяся во взвешенном в воздухе состоянии, называется аэрозолем (пыль – аэровзвесь). Аэрогели и аэровзвеси являются гетерогенными системами. Однако аэровзвеси по своим свойствам занимают промежуточное место между аэрогелями и гомогенными газо- и паровоздушными смесями. Аэровзвеси сходны с аэрогелями тем, что обе эти системы являются гетерогенными, дисперсными системами с одинаковой твердой фазой и поведение их определяется физико-химическими свойствами твердой фазы. С газо- и паровоздушными смесями аэровзвеси сходны тем, что горение большинства из них протекает в виде взрыва, поэтому аэровзвеси, как и газовоздушные смеси, характеризуются многими однотипными параметрами. Горение аэрогелей протекает аналогично горению твердых веществ. Поэтому аэровзвеси более пожаровзрывоопасные, чем аэрогели.

---

Из свойств аэровзвесей наиболее важными являются: дисперсность, химическая активность, адсорбционная способность, склонность к электризации.

Дисперсность. Дисперсностью называется степень измельченности частичек пыли. Так, если кубик объемом 1 см³ разбить на n³ кубиков, то каждый кубик будет иметь ребро  см. Отсюда  . Величина n называется степенью дисперсности. Следовательно, степень дисперсности – это величина обратная диаметру пылинки. Чем больше степень дисперсности, тем меньше диаметр пылинок.

Для частиц неправильной формы вводится понятие эквивалентного диаметра. Это диаметр шара, имеющего объем, равный объему средней частицы пыли. Средний диаметр характеризует полидисперсную пыль (пыль, состоящую из пылинок различного диаметра).

Дисперсный состав пыли определяют методами микроскопии, седиментометрии и механического разделения (ситовой и фильтрационный анализ). Наиболее распространенным методом является ситовой рассев, позволяющий определять состав пыли с частицами размером до 40 мкм и выявлять относительное содержание частиц различных размеров. Со степенью дисперсности пыли тесно связана удельная поверхность пыли, которая увеличивается с повышением степени дисперсности пыли (табл. 1).

Таблица 1 - Изменение удельной поверхности вещества при его дроблении

Длина ребра куба а, см	Число частиц	Степень дисперсности, n	Удельная поверхность частицы, см-1
1 1×10-1 1×10-2 1×10-3 1×10-4 1×10-5	1 103 106 109 1012 1015	1 10 102 103 104 105	6 6×10 6×102 6×103 6×104 6×105

Как видно из табл. 1, величина удельной поверхности частицы S₀ прямо

пропорциональна степени дисперсности:

---

, (1)
где R – коэффициент, зависящий от геометрической формы частиц; для шара R = 1, для куба  R = 0,806,  для цилиндра R = 0,58 – 0,86 и т.д.

Конфигурация пылинок зависит в основном от рода твердого тела, а не от способа получения пыли. Так, волокнистые материалы (лен, жгут, хлопок и др.) образуют пылинки удлиненной формы с малым поперечным сечением.

Степень дисперсности оказывает влияние на все другие свойства пыли. С увеличением степени дисперсности повышается химическая активность пыли, ее адсорбционная способность, склонность к электризации, понижается температура самовоспламенения и величина нижнего концентрационного предела воспламенения.

Химическая активность. Под химической активностью понимается способность пыли вступать в реакции с различными веществами, в том числе и в реакции окисления и горения. Химическая активность пыли определяется природой вещества, из которого она образована (качественный и количественный состав и строение молекул вещества), и в большой степени зависит от ее дисперсности. С увеличением дисперсности возрастает химическая активность пыли. Это объясняется тем, что химическая реакция между твердым веществом (пылинками) и газообразным окислителем протекает на поверхности твердого вещества. Скорость реакции зависит от размера поверхности соприкосновения реагирующих веществ, а так как с увеличением дисперсности увеличивается  удельная поверхность, химическая активность возрастает. Например, если 500 г каменного угля в кусках сгорает в течение нескольких минут, то  500 г каменноугольной пыли сгорает за доли секунды. Металлы – железо, алюминий, цинк, обычно не горящие при нормальных условиях, в состоянии пудры моментально самовозгораются при контакте с воздухом. Поэтому пудры и порошки этих металлов готовят в среде инертного газа (N₂ или Ar) и перетируют с твердым жиром. Химическая активность зависит от количества дефектов молекулярных и кристаллических структур, число которых, в свою очередь, зависит от дисперсности и природы вещества.

Адсорбционная способность. Твердые частицы пыли способны адсорбировать окружающие пары и газы. Адсорбцией называется поглощение паров и газов поверхностью вещества. Различают физическую и химическую адсорбцию. Физическая адсорбция протекает за счет сил межмолекулярного взаимодействия (сил Ван-дер-Ваальса).

Физическая адсорбция протекает самопроизвольно, и адсорбируемые пары и газы стремятся полностью занять всю поверхность каждой пылинки.

---

Величина адсорбированных пылинкой паров и газов зависит от поверхности пылинки и величины дипольного момента молекул адсорбируемых газов и самого твердого вещества, из которого образовалась пыль. Так, энергия взаимодействия между двумя молекулами определяется уравнением
, (2)
где m₁ и m₂ – дипольные моменты молекул соответственно адсорбированного газа и твердого тела; r – расстояние между молекулами; k – константа Больцмана; Т – абсолютная температура.

Вещества пористой структуры обладают более высокой адсорбционной способностью. Так, 50 см³ сажи могут адсорбировать 950 см³ воздуха.

Помимо физической адсорбции на поверхности пылинок протекает хемосорб-  ция – поверхностная химическая реакция паров и газов адсорбируемого вещества с поверхностью твердой пылинки. хемосорбция основывается на силах валентных и координационных связей.

Физическая и химическая адсорбция сопровождаются выделением тепла. Поэтому пыли в состоянии геля могут самонагреваться и самовозгораться.

Отмечены случаи    самовозгорания газовой сажи при хранении ее в бункерах и мешках, уложенных в штабели.

Адсорбированные на поверхности пылинки молекулы паров и газов повышают устойчивость аэровзвеси, увеличивают возможность окисления, ускоряют подготовку пыли к горению. Адсорбция пылью ионов из воздуха способствует ее электризации. Но если пыль адсорбирует негорючие газы (N₂, СО₂), ее пожарная опасность уменьшается, понижается склонность пыли к самовозгоранию, повышается температура самовоспламенения, снижается склонность пыли ко взрыву. Это явление находит практическое применение  на объектах народного хозяйства.

Склонность пыли к электризации. При размоле твердых веществ, транспортировании их по пылепроводам и при движении пыли по воздуху пылинки способны электризоваться.

Электризацией называется способность пыли приобретать заряды статического электричества. Электризация пылинок происходит: в результате адсорбции ионов газов из воздуха, где пыль находится во взвешенном состоянии; при трении пыли о твердую поверхность или о воздух; при дроблении или измельчении твердого вещества. Так, заряды зерна в дробилках достигают 10 – 11 кВ, а на вальцах – 5 – 7 кВ. Знак заряда, приобретаемый пылью, зависит от диэлектрической постоянной пыли и того тела, о которое происходит трение. Величина заряда статического электричества зависит от скорости движения пыли (силы трения), степени дисперсности пыли, величины удельного электрического сопротивления j и от влажности пыли и воздуха. Чем больше скорость движения пыли и больше степень дисперсности, тем больше величина заряда статического электричества. Например, потенциал заряда пыли каменного угля дисперсностью 200 мкм при скорости движения пылевоздушной смеси 2,25 м/с составляет 6 кВ. При увеличении скорости движения до 3,5 м/с потенциал заряда возрастает до 7,5 кВ.

---