Хрюкин Алексей Владимирович ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ПОЖАРА В ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМАХ МЕСТНЫХ ОТСОСОВ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ : Khryukin Alexey Vladimirovich PREVENTION OF THE ARISE AND DEVELOPMENT OF FIRE IN LOCAL EXTRACTION VENTILATION SYSTEMS INDUSTRIAL BUILDINGS AND STRUCTURES

brief description

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА «ЗНАК ПОЧЕТА» НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ МИНИСТЕРСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ»
На правах рукописи

Хрюкин Алексей Владимирович
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ПОЖАРА В ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМАХ МЕСТНЫХ ОТСОСОВ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
05.26.03 - Пожарная и промышленная безопасность (строительство).
Диссертация
на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель: доктор технических наук, старший научный сотрудник Вогман Леонид Петрович
Москва - 2021
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................. 5
ГЛАВА 1. ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНОСТЬ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ, АСПИРАЦИИ И МЕСТНЫХ ОТСОСОВ, ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ОБРАЗОВАНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ В ВОЗДУХОВОДАХ МЕСТНЫХ ОТСОСОВ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ.................................... 14
1.1. Статистика пожаров и взрывов в производственных зданиях и сооружениях,
обусловленных самовозгоранием отложений в вентиляциионных, аспирациионных системах и местных отсосах.................................................................................... 14
1.2. Характеристика систем местных отсосов и их пожарной опасности,
предупреждение пожаров в вентиляционных системах и местных отсосах в процессе эксплуатации производственных зданий и сооружений......................................... 21
1.3. Перенос аэрозольных частиц .......................................................................... 28
1.4. Тепломассообмен при конденсации паров жидкости ..................................... 30
1.5. Условия образования самовозгорающихся отложений паров горючих
жидкостей................................................................................................................ 36
1.6. Граничные условия образования критической толщины слоя
самовозгорающихся отложений паров горючих жидкостей................................... 42
1.7. Выводы по главе 1........................................................................................... 46
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, РАСЧЕТ УСЛОВИЙ ТЕПЛОВОГО САМОВОЗГОРАНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ ПАРОВ ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ И ПЫЛЕЙ В СИСТЕМАХ ВЕНТИЛЯЦИИ И МЕСТНЫХ ОТСОСОВ........................................................................................ 50
2.1. Методика натурных иследований динамики роста отложений паров горючих
жидкостей и пылей.................................................................................................. 52
2.2. Эксперементальные исследования по определению кинетических показателей
реакции окисления отложений паров горючих жидкостей и условий их самовозгорания 58
2.3. Влияние конструктивных особенностей и режима работы вентиляционной
системы местных отсосов на условия самовозгорания отложений паров горючих жидкостей, образующихся на внутренней стенке воздуховодов............................ 68
2.4. Экспирементальные исследования и расчет условий самовозгорания
отложений горючих пылей (на примере ингредиентов растительного сырья) на оборудовании, в вентиляционных каналах, местных вытяжных устройствах и аспирационных установках зданий и сооружений ................................................. 75
2.5. Методика оценки периода индукции процесса теплового
самовозгорания........................................................................................................ 83
2.6. Анализ причин возникновения взрывов и пожаров вследствие
самовозгорания материалов растительного происхождения (в том числе и в вентиляционных системах), выбор средств и способов противопожарной защиты 85
2.7. Выводы по главе 2........................................................................................... 88
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ВОЗДУХОВОДОВ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ И СИСТЕМ МЕСТНЫХ ОТСОСОВ С САМОВОЗГОРАЮЩИМИСЯ ОТЛОЖЕНИЯМИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ И МЕРОПРИЯТИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ИХ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ......................................................................... 91
3.1. Совместимость веществ в воздуховодах местных отсосов ............................ 91
3.1.1. Экспериментальные и расчетно-аналитические исследования
совместимости паров горючих жидкостей и окислителей ..................................... 92
3.1.2. Расчет химической совместимости веществ ................................................ 92
3.2. Разработка методики оценки пожарной опасности воздуховодов систем
местных отсосов при проектировании и эксплуатации производственных зданий и сооружений............................................................................................................. 98
3.2.1. Пожарная опасность местных отсосов, по которым эвакуируются пары
горючих жидкостей................................................................................................. 98
3.2.2. Пожарная опасность местных отсосов, по которым эвакуируется горючая
пыль....................................................................................................................... 107
3.3. Меры по обеспечению пожарной безопасности местных отсосов. Средства и
способы удаления отложений из воздуховодов и оборудования местных отсосов производственных зданий и сооружений.............................................................. 113
3.4. Выводы по главе 3......................................................................................... 121
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................. 122
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................. 125
ПРИЛОЖЕНИЕ А.............................................................................................. 145
ПРИЛОЖЕНИЕ Б............................................................................................... 148
ПРИЛОЖЕНИЕ В............................................................................................... 154

bibliography

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Выполнен анализ пожарной опасности вентсистем промышленных зданий и сооружений, предназначенных для удаления горючих газов, паров и пылей из технологического оборудования. На основе анализа и обобщения статистики пожаров в этих системах обоснована актуальность исследований закономерностей образования горючих отложений пылей и паров жидкостей в вентиляционных каналах местных вытяжных устройств, условий их самовозгорания и предупреждения возникновения пожароопасных ситуаций.
2. Определены критические условия самовозгорания, устанавливающие пожарную опасность воздуховодов зданий и сооружений с жидкими отложениями в зависимости от температуры среды, периода индукции, а для пылей еще и в зависимости от толщины отложений на стенках, диаметра воздуховода, скорости потока.
3. Основным лимитирующим фактором самовозгорания отложений паров горючей жидкости следует считать процесс его накопления до критической толщины. Экспериментально установлено, что при нагреве внутренней среды вентиляционного канала в интервале 70-80 °С самовозгорание отложений конденсата паров горючих жидкостей невозможно. При штатном и аварийном режиме функционирования системы вентиляции критическая толщина жидких отложений, при которой возможно возникновение процесса самовозгорания составляет более 0,18 м. Отложения порядка 0,05 м с большой вероятностью могут самовозгораться при нагреве воздушного потока в трубопроводе выше 200 °С.
Отложения на внутренних стенках вентиляционного трубопровода слоем менее 0,05 м, могут воспламениться при всасывании в вентиляционный канал тлеющих веществ, а также в результате неконтролируемого увеличения температуры транспортирующегося газового потока ТГ больше чем 200 °С. Можно добиться снижения толщины отложений в два раза в теплоизолированных трубопроводах. Применение теплоизоляции обеспечивает предотвращение образования конденсации паров транспортируемой по воздуховоду паровоздушной смеси.
4. Определены закономерности и установлено незначительное влияние диаметра воздуховода, и скорости движения горючего потока в нем на условия самовозгорания отложений горючей пыли.
5. Экспериментально и расчетным путем исследован характер взаимодействия представителей различных классов веществ, контакт которых в системах вентиляции может приводить к самовоспламенению.
6. Представлена методика обеспечения пожарной безопасности систем вентиляции и систем местных отсосов промышленных зданий и сооружений на этапе их проектирования и эксплуатации. Впервые методика применена для систем местных отсосов, по которым эвакуируется горючая пыль.
Разработаны мероприятия по предотвращению пожаров в системах вентиляции промышленных зданий и сооружений в результате самовозгорания горючих отложение паров жидкостей и пылей