Противопожарные требования к системам вентиляции, воздушного отопления и кондиционирования воздуха

Вентиляционные системы играют большую роль в предупреждении взрывов и пожаров, так как они снижают концентрацию пыле-, газо- и паровоздушных смесей в воздухе производственных помещений до уровня ниже концентрационного предела воспламенения. Однако при неправильном устройстве и небрежной эксплуатации они могут явиться причиной возникновения и распространения пожара.

Наибольшую пожаро- и взрывоопасность представляют вытяжные вентиляционные установки, по воздуховодам которых перемещается воздух в смеси с горючими газами, парами и пылью. При концентрациях выше нижнего предела воспламенения и при наличии тепловых источников эти смеси могут привести к взрывам и пожарам.

Причинами возникновения тепловых источников в вытяжных вентиляционных установках могут явиться:

искрение и короткое замыкание в электродвигателях вентиляторов; искрение при ударе лопаток колеса вентилятора о его кожух, а также от удара твердых частиц о лопатки колеса вентилятора;

выделение тепла от химического взаимодействия веществ, содержащихся в перемещаемой смеси;

тепло, выделяющееся при самовозгорании веществ и пылей, осевших в воздуховодах;

высокая температура продуктов сгорания органических веществ, перемещаемых вместе с воздухом по каналам вентиляционной установки;

искровые разряды статического электричества;

 нагрев подшипников вентиляторов.

Комплекс инженерно-технических мер противопожарной защиты в системах вентиляции и кондиционирования воздуха можно разделить на две группы:

снижение возможности возникновения взрывов и пожаров в условиях производства;

ограничение распространения взрыва, огня и дыма.

Прежде всего обеспечение безопасности систем вентиляции начинается с разработки технологических процессов выработки продукции, для того чтобы уже в них исключить возможность возникновения взрывов и пожаров и избежать образования в помещении или его части взрывоопасных концентраций газо-, паро- и пылевоздушных смесей. При проектировании систем вентиляции и кондиционирования воздуха предусматривают меры противопожарной защиты, конструкция которых разрабатывается с учетом анализа взрыво- и пожароопасности всего технологического процесса в целом и отдельных участков производства, а также возможных аварийных ситуаций. При этом учитывают концентрацию возможных выделений газов, паров или пыли в производственное помещение при нормальных условиях эксплуатации технологического оборудования и в случае аварий.

Для того чтобы не допустить образования в воздухе взрывоопасных концентраций производственных вредностей, в рабочих помещениях необходимо устанавливать газоанализаторы с забором воздуха из мест, в которых наиболее вероятно выделение газов или паров. Газоанализаторы могут быть показывающие, самопишущие и сигнализирующие.

 Различают газоанализаторы:

химические, основанные на поглощении газов реактивами;

 термохимические - на изменении теплового эффекта сгорания газа;

термокондуктометрические - на сравнении теплопроводности анализируемой газовой смеси и воздуха;

электрохимические - на изменении электрической проводимости раствора, поглотившего исследуемый газ;

денсимметрические - на изменении плотности газовой смеси, зависящей от содержания анализируемого компонента;

магнитные - на положительных магнитных (парамагнитных) свойствах исследуемого газа (главным образом кислорода);

оптические - на измерении оптической плотности спектров поглощения или испускания газовой смеси;

ионизационные, вызванные наличием исследуемого газа в ионизационной камере с α-излучателем при постоянном давлении (подвижность ионов, возникающих под действием излучения, зависит от состава газа).

Газоанализаторы при повышении концентрации газа или паров в воздухе в количестве 50% от нижнего предела взрыва подают звуковой и световой сигнал о появлении опасности. При этом предусматривается блокировка газоанализаторов с вентиляционными установками и производственным оборудованием. Блокировка автоматически обеспечивает одновременное включение аварийной вентиляции, отключение электроэнергии и проведение других манипуляций в целях локализации аварии и исключения возможности взрыва. Кратность воздухообмена аварийной системы вентиляции должна быть не менее восьми воздухообменов в час.

Во взрывоопасных помещениях не допускается установка вентиляционной системы с полной или частичной рециркуляцией воздуха.

Приточные вентиляционные установки можно объединить в общий воздуховод с тем условием, чтобы на ответвлениях к каждому из помещений были предусмотрены огнезадерживающие устройства. Рабочим органом огнепреградителя является размещенная в его корпусе какая-либо инертная насадка или сетка, позволяющая разбивать проходящий через нее поток на тонкие струйки. При окислении горючей смеси в каналах малого диаметра возможность теплопотерь превышает тепловыделение, и горение прекращается. В качестве инертной насадки применяют гравий, латунные пластинки с малыми отверстиями, пористую металлокерамику, а также металлические сетки с мелкими ячейками. Диаметр гасящего канала насадки огнепреградителя определяют расчетом. Определяют так называемый критический диаметр d отверстия насадки огнепреградителя, т. е. такой диаметр канала насадки, чтобы при горении смеси тепловыделения были равны тепловым потерям. Действительный диаметр отверстия должен быть несколько меньше.

Принципиальное устройство некоторых огнепреградителей показано на рис.

Рис. Схемы различных типов огнепреградителей: а - с горизонтальными сетками; б- с вертикальными сетками; в - насадочный; г - кассетный; д - пластинчатый; е - металлокерамический; 1 - корпус; 2 - огнегасящее устройство (гравий, кассета из пластин с отверстиями, гофрированная лента, сетки, металлокерамика и т.п.); 3 - решетки; 4 - опорные кольца

Насадка огнепреградителей не должна оказывать большого сопротивления газовой, пылевой или паровой фазе.

При появлении в трубопроводах или воздуховодах пламени перекрывают их сечение автоматически закрывающимися задвижками и шиберами, прекращая тем самым движение паро-, газо- или пылевоздушной смеси и распространение огня. Два стальных шибера автоматического огнепреградителя удерживаются в поднятом состоянии легкоплавкой скобой. Под воздействием высокой температуры скобы разрушаются и шиберы падают, перекрывая сечение воздуховода.

Задвижки устанавливают на отводах вблизи машин, оборудованных местными отсосами, на магистральных линиях при прохождении их через противопожарные преграды и у вентиляторов. Автоматически действующие задвижки не исключают применения задвижек ручного действия.

В одну вытяжную вентиляционную установку нельзя объединять помещения различных категорий по пожарной опасности, а также помещения, расположенные на разных этажах.

Оборудование вентиляционных систем, в котором возможно появление статического электричества, заземляют в соответствии с требованиями правил защиты от статического электричества.

Материалы и конструкции прокладок фланцевых соединений воздуховодов вентиляционных систем выбирают с учетом температуры, химических и физико-механических свойств транспортируемой среды. Фланцевые соединения вентиляционных систем не должны располагаться в толще стен, перегородок и перекрытий. Воздуховоды вентиляционных систем не разрешается прокладывать через помещения других категорий по пожарной опасности.

В каждом производственном помещении предусматривают устройство дистанционного выключения вентиляторов на случай возникновения пожара (загорания). При пожарах и авариях, требующих одновременного выключения всех вентиляционных систем производственных помещений, устанавливают выключатели, расположенные вне здания предприятия.

Для воздушного отопления и кондиционирования воздуха в производственных помещениях используют системы приточной вентиляции. В этом случае воздух в холодный период года перед подачей в помещение нагревается в калориферах, в которых теплоноситель -горячая вода, насыщенный водяной пар или тепло электронагревательных элементов.

Для создания воздушно-тепловых завес применяют, как правило, рециркуляционные воздушно-отопительные агрегаты, т. е. забираемый ими воздух из помещения после подогрева возвращается в это же помещение.

Пожарная опасность систем воздушного отопления и кондиционирования воздуха заключается в возможности воспламенения органической пыли, осевшей на трубах и ребристых поверхностях калориферов, а также распространения продуктов горения уже возникшего пожара через рециркуляционные каналы по всему зданию и образования новых очагов пожара.

Максимальная температура подаваемого воздуха в системы воздушного отопления принимается: не более 70°С - при подаче на высоте более 3,5 м от пола; 45 °С - на высоте менее 3,5 м от пола и на расстоянии более 2 м от работающего; 25 °С - при подаче непосредственно к рабочему месту. Скорость движения воздуха в рабочей зоне во всех случаях не должна превышать 0,2 м/с.

Вентиляционное оборудование приточных и вытяжных установок общеобменной вентиляции следует устанавливать в вентиляционных камерах. Ограждающие конструкции камер выполняют из негорючих строительных материалов с пределом огнестойкости стен не менее 1,5 ч, а перекрытий и дверей - не менее 1 ч.