Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях.

Статьи по теме
Искать по теме

Одним из основных факторов, обеспечивающих успешную борьбу с огнем, является водоснабжение. Современные системы водоснабжения представляют собой сложные инженерные сооружения и устройства, обеспечивающие надежную подачу воды потребителям. Вода является наиболее распространенным и эффективным средством тушения большинства пожаров. Поэтому противопожарному водоснабжению уделяется большое внимание при проектировании промышленных предприятий и других объектов народного хозяйства.

В настоящее время перед Государственной противопожарной службой ставятся большие и ответственные задачи по обеспечению объектов различных форм собственности надежной противопожарной защитой. Решение этих задач на современном этапе требует постоянного совершенствования организации, техники и тактики тушения пожаров. Особая роль в этом направлении деятельности пожарной охраны принадлежит активному внедрению в практику тушения пожаров новейших эффективных средств и способов борьбы с огнем.

1. Источники пожарной опасности на промышленных предприятиях

Источники зажигания могут быть:

- постоянно действующие;

- потенциально возможные;

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.

Открытый огонь и раскаленные продукты горения.

1. печи с огневым обогревом;

2. заводские факелы;

3. огневые ремонтные работы;

4. курение и т.п.

Тепловые проявления механической энергии.

1. искры, образующиеся при ударах твердых тел;

2. искры образующиеся при работе инструментами ударного действия;

3. искры образующиеся при ударах подвижных (вращающихся) частей о неподвижные;

4. разогрев тел при трении.

Тепловые проявления химических реакций.

1. самовоспламенение веществ;

2. воспламенение веществ при взаимодействии с водой;

3. экзотермические реакции.

Тепловые появления электрической энергии.

1. электрические дуги и искры при коротком замыкании;

2. электрические искровые разряды в выключателях и щетках электродвигателей;

3. тепло, выделяющееся при перегрузках электрических сетей;

4. искры разрядов статического электричества;

Проведём анализ возможности образования источника зажигания от открытого огня в процессе окраски.

При нормальном режиме работы в технологическом процессе невозможно образование открытого огня и раскаленных продуктов сгорания. Такая опасность существует только в период проведения ремонтных работ при применении электросварки и газосварки, резки, пайки. Пожарная опасность этих работ определяется наличием открытого пламени, раскаленных огарков электродов и нагретых до высоких температур поверхностей технологического оборудования в местах обработки пламенем.

Проведём анализ возможности образования источника зажигания от проявления механической энергии в процессе окраски. Данный источник зажигания может возникнуть в следующих аппаратах:

Насос подачи растворителя: нагрев подшипников при перегрузке валов и чрезмерной затяжке подшипников. Нагрев корпуса насоса в следствие трения о него рабочего колеса при нарушении его креплений.

Смеситель-растворитель: нагрев корпуса насоса в следствие трения о него рабочего колеса при нарушении его креплений.

Насос подачи краски: нагрев подшипников при перегрузке валов и чрезмерной затяжке подшипников. Нагрев корпуса насоса в следствие трения о него рабочего колеса при нарушении его креплений.

Насос циркуляционный: нагрев подшипников при перегрузке валов и чрезмерной затяжке подшипников. Удары твёрдых тел с образованием искр.

Проведём анализ возможности образования источника зажигания от энергии проявления химической реакции в процессе окраски.

В данном процессе основное обращающееся вещество – толуол. Оно не является самовозгорающимся, при нормальной работе оборудования не вступает в химические реакции с водой, кислородом воздуха. А температура самовоспламенения слишком велика, чтобы получить её в условиях данного процесса. Следовательно, данный источник зажигания не характерен для процесса окраски.

Проведём анализ возможности образования источника зажигания от проявления электрической энергии в процессе окраски:

Насос подачи растворителя: возможно возникновение искр в электродвигателе и дуг коротких замыканий.

Насос подачи краски: возможно возникновение искр в электродвигателе и дуг коротких замыканий.

Насос циркуляционный: возможно возникновение искр в электродвигателе и дуг коротких замыканий.

Смеситель-растворитель: возможно возникновение искр в электродвигателе и дуг коротких замыканий.

2. Потребители воды на металлургических предприятиях

Вода является таким же необходимым компонентом металлургического производства, как руда и коксующиеся угли, и используется на всех этапах производства черного металла и изделий.

На комбинатах с полным металлургическим циклом производится переработка руды и коксующегося угля, выплавка чугуна в доменных цехах, выплавка стали, переработка стали в слитки; изготовление рельсо-балок и других видов продукции в цехах горячей прокатки; выработка листа, жести, проволоки и т. п. в цехах холодной прокатки, а также изготовление труб в трубопрокатных цехах. Указанный тип комбината имеет большое вспомогательное хозяйство: тепловую электрическую станцию (ТЭС) для обеспечения комбината электроэнергией и теплом; паровоздуходувную станцию (ПВС) для обеспечения дутьем доменных печей; кислородное хозяйство, подающее кислород для интенсификации процессов при получении стали в электропечах и конверторах; компрессорное хозяйство, сжатый воздух которого используется в технологических и ремонтных цехах; установки по производству различных газов, необходимых для безопасности протекания процессов сжигания газообразного топлива.

Большое место в металлургическом производстве занимает ремонтное хозяйство, обеспечивающее капитальные и текущие ремонты как основного металлургического, так и энергетического оборудования.

На передельных заводах в отличие от комбинатов, как правило, нет собственных ТЭС и все вспомогательное хозяйство значительно меньше.

Комбинаты с полным металлургическим циклом имеют наиболее сложное водное хозяйство. Оно должно обеспечить бесперебойную подачу воды к ее потребителям, полную очистку производственных сточных вод в целях охраны водоемов от загрязнения, максимальное или полное использование в производстве очищенных сточных вод и полезных отходов, в основном металлсодержащих шламов, извлеченных из воды. Для выплавки 1 т металла на металлургическом комбинате с полным циклом необходимо израсходовать около 300–350 м3 воды.

Требования к качеству воды, подаваемой на производственные нужды, зависят от вида технологического производства. Они определяются технологическими заданиями, в которых основными параметрами служат: температура воды, содержание в ней взвешенных веществ и их фракционный состав, наличие солей временной жесткости.

Водопотребители на металлургических предприятиях могут быть условно разделены па пять групп.

Первая группа – потребители, использующие "чистую" воду с содержанием взвешенных веществ до 50 мг/л, температурой в пределах 28–32° С, наличием солей временной жесткости от 1 до 3 мг-экв/л.

К этим потребителям в основном относятся металлургические печи – коксовые и доменные; печи сталеплавильного производства – мартеновские, электроплавильные, конверторы; нагревательные печи прокатного производства. К этой группе также может быть отнесено энергетическое хозяйство: конденсаторы на ТЭС и ПВС, оборудование компрессорных и кислородных станций, а также другие механизмы.

Вторая группа также включает в себя потребителей "чистой" воды, но предъявляющих по сравнению с первой группой повышенные требования к солесодержанию: временная жесткость воды не должна превышать 0,5–1 мг-экв/л. Эта группа немногочисленна, в основном к ней относятся потребители, использующие воду для охлаждения жидкого металла непосредственно через металлическую стенку,– кристаллизаторы установок непрерывной разливки стали, некоторые виды электросталеплавильных печей и установки по охлаждению металла непосредственным поливом.

К третьей группе относятся потребители, которые предъявляют к температуре воды и ее солесодержанию требования, аналогичные требованиям потребителей первой группы, но количество взвешенных веществ в подаваемой им воде может составлять до 100–150 мг/л. Эти потребители представляют собой различные установки по очистке загрязненного газа агломерационного, доменного и сталеплавильного производств.

К четвертой группе относятся потребители, не предъявляющие требований к температуре и солесодержанию воды и имеющие пониженные требования к наличию взвешенных веществ – до 300 мг/л. Вода используется потребителями этой группы для транспортирования различных отходов металлургического производства: окалины прокатных цехов, доменных и сталеплавильных шлаков, золы ТЭС.

К пятой группе принадлежат потребители, прямо не относящиеся к металлургическому производству, но предъявляющие особые требования к качеству воды. Это различные санитарно-технические устройства, необходимые для поддержания нормальных санитарно-гигиенических условий работы трудящихся, а также использующие воду для нужд вентиляции, кондиционирования и охлаждения воздуха. К указанным агрегатам по нормативным условиям необходима подача питьевой воды. В эту же группу входят потребители, использующие воду для производства пара, требующие исключительно низкого солесодержания в воде.

Существование большого числа различных групп потребителей воды обусловливает сложность систем водоснабжения металлургических заводов.

Из общего многообразия факторов, влияющих на выбор системы водоснабжения, можно выделить основные:

режим использования воды в производстве как в течение суток, так и в различные периоды года, а также конструктивные особенности отдельных элементов технологического оборудования, потребляющего воду;

различные требования, предъявляемые каждой из указанных групп потребителей, к количеству воды, ее качеству, температуре и напорам;

требования различных потребителей к обеспечению бесперебойности подачи воды;

метод очистки отработанных вод на тех или иных производствах, а также решение вопроса утилизации полезных составляющих, находящихся в отработанных водах.

От правильного решения вопроса по организации водоснабжения различных потребителей в значительной степени зависят технико-экономические показатели системы водоснабжения завода в целом.

3. Схемы производственного водоснабжения

Основными факторами, влияющими на выбор схемы производственного водоснабжения, являются общее водопотребление завода, наличие источников водоснабжения и их мощность, расстояние от площадки завода до источника водоснабжения, разность геодезических отметок заводской площадки и уровня воды в источнике, условия охраны водоема от загрязнений производственными сточными водами.

Рассмотрим принципиально возможные схемы производственного водоснабжения металлургических заводов.

Установлено, что при прочих равных условиях прямоточная схема водоснабжения становится экономически целесообразной с уменьшением расстояния от источника водоснабжения до завода, а также при уменьшении разности отметок уровня воды в источнике и площадки завода. Кроме того, прямоточная схема может быть применена при технологических процессах, не допускающих использования оборотной воды из-за ее загрязненности. Пример организации прямоточной схемы водоснабжения металлургического завода приведен на рис. 1.

С увеличением расстояния между источником водоснабжения и промышленной площадкой, а также разности геодезических отметок их делается предпочтительным применение оборотной схемы. Последняя становится единственно возможной при малых мощностях источника и при технологии, не допускающей применения прямоточной или последовательной схем из-за наличия в отработавшей воде токсических веществ, очистка от которых затруднена. На рис. 2 показана оборотная схема водоснабжения завода с полным металлургическим циклом.

Схема с последовательным использованием воды (рис. 3), занимающая промежуточное положение между рассмотренными, становится целесообразной при небольших расстояниях между цехами сбрасывающими и цехами, использующими отработанную воду. По этой схеме вода может поступать к следующему потребителю как после очистки и охлаждения, так и без них, что определяется технологией производства.

В случае недостатка воды в источнике не только для прямоточной, но и для последовательной схемы возможна схема оборотно-последовательного водоснабжения (рис. 4). Она целесообразна, если заводская площадка расположена на значительном расстоянии от источника и когда некоторые водопотребители завода, предъявляющие повышенное требование к температуре воды, снабжаются по оборотной схеме, но могут получать "свежую" воду в большем количестве, чем это необходимо для восполнения безвозвратных потерь.

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Эта схема может быть принята и для потребителей, которые не предъявляют повышенных требований к температуре воды, если качество воды в источнике по своему солевому составу позволяет использовать ее для технологических целей без дополнительной обработки.

В любом случае выбор той или иной схемы водоснабжения должен осуществляться на основе технико-экономического сравнения вариантов и соблюдения условий охраны водоемов от любых видов загрязнений.

Первые металлургические заводы, построенные в начале XX в., как правило, имели прямоточную схему водоснабжения. Возможность создания систем по прямоточной схеме определялась небольшой производительностью предприятий и, следовательно, малым количеством воды, сбрасываемой в водоемы, обладавшие при незначительной концентрации промышленности хорошей самоочищающей способностью.

По мере развития промышленности, в том числе и металлургической, применение только прямоточных схем стало невозможным, так как реки, принимавшие большое количество загрязнений, не могли справиться с их очисткой.

На крупных металлургических заводах, построенных в 30–50-е гг. (Магнитогорском, Карагандинском и др.), была осуществлена схема оборотного водоснабжения, а так называемые незагрязненные воды от ТЭС, ПВС, различных печей, воздухоохладителей сбрасывались в водоемы. Дальнейшая эксплуатация таких систем показала, что для предотвращения ущерба от сбросных нагретых вод требуются водоемы значительной мощности.

Рассматривая схемы водоснабжения современных металлургических заводов, можно прийти к заключению, что в связи с дальнейшим развитием промышленности в отдельных районах практически весь сток рек на уровне обеспеченности в 95% используется в производственном водоснабжении. Для размещения новых предприятий и в целях увеличения водоотдачи водоемов строятся водохранилища, позволяющие использовать практически весь сток водоемов. Вопрос о наличии свежей воды для использования ее в производственном водоснабжении стоит так остро, что для покрытия дефицита уже сейчас в проекты закладываются решения об использовании очищенных бытовых стоков. В создавшемся положении возможность применения прямоточных схем очень ограничена.

По существующему в РФ водному законодательству стоки от промышленных предприятий можно сбрасывать в водоемы лишь после доведения их качества до требуемого нормами. Нормы в зависимости от категории водоема лимитируют содержание в сбрасываемых водах различных компонентов. В связи с продолжающейся концентрацией промышленности и реконструкцией существующих предприятий с увеличением их мощности увеличиваются водопотребление и водоотведение. Поэтому из санитарных соображений постоянно сокращается допустимое содержание в сбрасываемых водах различных компонентов. Указанное обусловливает необходимость подвергать глубокой очистке сбрасываемые в водоем стоки.

Между тем для большинства водопотребителей металлургических заводов можно использовать воду с меньшей степенью очистки, чем это требуется для возможности сброса ее в водоем, и, таким образом, очевидна целесообразность применения в современных условиях оборотного водоснабжения. По этой схеме предусматривается водоснабжение всех проектируемых металлургических заводов нашей страны. Заводы, работающие по прямоточной схеме водоснабжения, использующие "незагрязненные" воды, также переводятся на оборотное водоснабжение.

В дальнейшем металлургические заводы будут переходить на бессточную схему водоснабжения с использованием после очистки солесодержащих стоков, дождевых вод, загрязненных песком и маслом, дренажных вод с повышенным содержанием солей железа и т. д. Бессточная схема дает возможность использовать в производственном водоснабжении все стоки, сбрасываемые с территории завода, сократив до минимума забор воды из источника водоснабжения, исключить загрязнение водоемов вредными примесями, использовать металлсодержащие шламы, уловленные из сточных вод металлургических производств.

4. Водоснабжение прокатных и трубопрокатных цехов

Несмотря на разнообразие технологического оборудования прокатных станов, у них имеется много общего. На всех прокатных станах, за исключением тонколистовых и жестекатальных, вода применяется для охлаждения валков и гидросбива окалины. К воде для охлаждения валков станов горячей прокатки и пил горячей и холодной резки особых требований не предъявляется. Обычно используется вода из оборотного цикла окалиносодержащих стоков, охлажденная на градирне. Температура охлажденной воды для этих водопотребителей должна быть в пределах 28–35° С. Для удаления окалины с поверхности нагретого слитка или заготовки в большинстве случаев применяется гидравлический способ– гидросбив. Окалина, сбитая струей воды, попадает в лотки, расположенные под рольгангами и станами, смешивается с водой, поступающей в них после охлаждения оборудования, и транспортируется на очистку в первичные отстойники.

Для смыва 5–15 кг окалины расходуется 1 м3 воды. Вода движется со скоростью от 1,5 до 2,5 м/с; большая скорость недопустима, так как приводит к быстрому истиранию лотков.

Первичные отстойники рассчитаны на 10-минутное пребывание в них воды. Затем осветленная вода насосами станции перекачки подается на вторичные отстойники, после которых содержание взвеси в воде должно составлять 80–100 мг/л, масла 15–20 мг/л. Вторичные отстойники могут быть как горизонтальными, так и радиальными. Схема с радиальными отстойниками со встроенной камерой флокуляции обеспечивает благодаря более совершенной конструкции лучшее качество осветления стоков по сравнению с горизонтальными и позволяет использовать окалину как сырье для металлургического производства. Поскольку на гидросбив подается чистая вода, в балансовой схеме возникает дебаланс за счет избытка образовавшейся "грязной" воды. Для ликвидации дебаланса необходимо часть воды после радиальных отстойников очищать на фильтрах и переводить в "чистый" оборотный цикл. В последнее время на фильтровальных станциях нашли применение напорные фильтры с кварцевой или полистирольной загрузкой. Шлам после радиальных отстойников и промывки фильтров направляется в шламонакопители.

В цехах горячей прокатки вода подается на охлаждение нагревательных печей, электродвигателей прокатных станов, закрытых масляных систем стана, подшипников и приводов рольгангов. Поскольку в системах охлаждения указанных потребителей применяются трубы малого диаметра, для предотвращения их зарастания используют чистую воду. При системе оборотного водоснабжения вода проходит градирни и возвращается в производство с температурой 28–30° С.

Для обеспечения надежности работы нагревательных печей па случай обесточивания системы электроснабжения предусматривается устройство водонапорной башни с 30-минутным запасом воды.

В станах, выпускающих готовую продукцию в виде тонкого листа, для очистки поверхности готовых листов от продуктов коррозии, а также для возможности нанесения защитного покрытия применяется травление металла. После процесса травления образуются отработанные травильные растворы, содержащие остатки кислоты, окись и закись железа, а после промывки травленого металла – вода с малым содержанием кислоты. Отработанные травильные растворы и промывные воды ввиду их агрессивности не подлежат сбросу в систему канализации и водоемы. Для их обезвреживания и использования в производстве на металлургических заводах сооружают специальные установки. Обезвреживание промывных кислотосодержащих стоков производится методом нейтрализации их известью. Вода после станции нейтрализации может быть использована в системе оборотного производственного водоснабжения.

5. Тушение пожаров на предприятиях металлургии

Предприятия металлургической промышленности занимают большие площади, на которых можно выделить следующие основные зоны: производственную, энергетических сооружений, складскую и пред заводскую площадку. Большинство производственных и складских зданий старой постройки представляют собой одноэтажные корпуса с пристроенными бытовыми и административными помещениями. Стены зданий, как правило, выполнены из кирпича, несущие конструкции и опоры из монолитного железобетона, покрытия и световые фонари деревянные. Площадь таких покрытий одного корпуса в некоторых случаях может достигать 80-100тыс.м2. В покрытиях нередко устраивают световые фонари с открывающимися фрамугами. Для ограничения распространения огня в этих покрытиях устраивают противопожарные зоны шириной 5-6 м. Кровля этих покрытий выполняется из нескольких слоев рубероида, уложенных на битумной мастике, толщина ее в процессе эксплуатации зданий может достигать 6-10 см и более.

Административные и вспомогательные здания этих предприятий старой постройки имеют перекрытия из трудногорючих материалов, деревянные пустотные перегородки и чердачные конструкции. Особенности развития и тушения пожаров в этих зданиях аналогичны гражданским зданиям.

Современные предприятия металлургической промышленности строят по индивидуальным или типовым проектам максимальным блокированием в едином комплексе основных и вспомогательных цехов, складских, подсобных, административных и вспомогательных помещений. На современных металлургических заводах применяют мощное и производительное оборудование, уменьшают его габариты, чтобы экономно использовать производственные площади.

Эти условия определяют агрегатонасыщенность основных и вспомогательных цехов, позволяя совершенствовать технологию производства, повышать уровень механизации автоматизации производства. Например, крупные автомобильные заводы имеют большие производственные корпуса общей площадью более 2 с длиной конвейеров 150 км с подземными переходами, туннелями, технологическими каналами.

Для металлургических производств характерны одноэтажные производственные здания с развитой сетью мостовых и консольных кранов, подвесных транспортеров. Стены этих зданий выполнены из негорючих материалов, каркас стальной или их сборных железобетонных колонн с облегченными стеновыми панелями. Покрытия зданий, совмещенные по металлическим или железобетонным фермам, конструктивно представляют собой стальной профилированный настил с утеплителем.

В качестве утеплителя используют плиты пенополистирола, пепополиуритана, минеральной ваты и др. Кровлю совмещенных покрытий выполняют из рулонных материалов на битумной мастике. Пожарная нагрузка профилированных покрытий с утеплителем из этих плит совместно с битумной мастикой и рубероидом достигает 25 кг/м2. Световые фонари в этих покрытиях устраивают лишь тогда, когда необходимо осуществить с их помощью аэрацию здания.

Для освещения одноэтажных больших корпусов производственных зданий применяют люминесцентное освещение, а в проемах кровли устраивают плафоны из стеклопакетов, оргстекла или стекложелезобетонных панелей.

В многоэтажных производственных зданиях, как правило, размещают отдельные производства с вертикальными технологическими процессами или технологическими процессами по изготовлению мелких трудоемких деталей.

Значительное увеличение производства изделий металлургической промышленности, увеличение потоков сырья, полуфабрикатов и готовых изделий обусловили создание комплексных хранилищ с высоким уровнем механизации и автоматизации. Эти хранилища размещают в помещениях, больших по площади и значительной высоте. Роль наружных стен и покрытий выполняют сами стеллажи. Один стеллаж высотой до 15 м вмещает до 600 ячеек размером 0,5х1,5х1,5 м. В эти ячейки с помощью специальных кранов-погрузчиков помещают различные грузы и изделия в специальных контейнерах или поддонах. Вместимость таких складов достигает 400 тыс.т.

В технологических процессах металлургической промышленности, особенно в кузнечно-прессовых, прокатных и других цехах, используется большое количество масла, которое подается по маслопроводам, проложенным в масло тоннелях и маслоподвалах. Маслоподвалы по своей площади могут достигать 1000 м2 при высоте помещений 4-5 м. Масло в подвалах содержат в емкостях объемом 40-50 м3, а общий запас масла в подвале достигает 100-150 т и более. Пожарная нагрузка маслоподвалов 300-700 кг/м2. От маслоподвалов к агрегатам отходит несколько туннелей, в которых проложен масло- и паропроводы, электро кабели и другие подземные коммуникации.

Большое количество различных цехов, участков, зданий и сооружений этих предприятиях не позволяет учесть специфику развития и тушения пожаров в каждом из них. Поэтому особенности развития и тушения пожаров будут даны в наиболее важных цехах, таких, как механические, сборочные, термические, кузнечно-прессовые, прокатные, а также в высокостеллажных складах маслоподвалах.

Механические и сборочные цеха машиностроительных предприятий насыщены разнообразными станками, оборудованием, конвейерами и автоматическими линиями, покрасочными камерами и т.п., для работы которых требуется большое количество горючих жидкостей используют а операциях шлифовки, на испытательных стендах, в кузнечно-прессовом оборудовании, термических цехах, в закалочных ваннах и в виде топлива при работе пламенных печей, а также на участках консервации и упаковки деталей.

Пожар на подобных участках в течение 10-15 мин распространяется на значительные площади: на покрасочные камеры, по промасленному оборудованию, электрохозяйству, на испытательные стенды, по закалочным ваннам и другому оборудованию. В процессе горения может происходить выброс и растекание горящих жидкостей, при этом огонь распространяется в подконвейерные каналы, по системам вентиляции и на покрытия из горючих материалов.

Пожары сводчатых, многопролетных покрытий из горючих материалов типа свод-оболочка, свод Шухова или деревоплиты характерны быстрым распространением огня. Линейная скорость распространения огня составляет 1,7-3,5 м/мин и более, особенно вдоль фонарей и сводов. Подгорание и потеря несущей способности одного какого-либо несущего элемента покрытия или несущей конструкции приводит к быстрому обрушению значительной части покрытия

При потере прочности металлических затяжек сводчатых покрытий может создаваться горизонтальное усилие распора на стены здания и приводит к его частичному разрушению. Если горение распространяется по пустотам покрытий, трудно определить границы очага пожара, а выделение большого количества дыма создает трудности при разведке пожара и его тушения. При горении этих покрытий потоки горящего битума стекают по уклонам, по водосточным трубам внутрь цеха, поджигая на своем пути горючие материалы и конструкции из них и создавая опасность для личного состава. Деревянные покрытия в условиях пожаров через 25-40 мин после начала пожара могут обрушаться.

Пожары покрытий из горючих материалов по стальному профилированному настилу распространяются быстро, расплавленная горящая масса быстро растекается внутрь цехов, поджигает на своем пути оборудование, различные сооружения на антресолях и внутри здания. Металлические конструкции покрытий теряют прочность и через 15-20 мин покрытия обрушаются.

Особенно быстро распространяются пожары в цехах и отделениях окраски, скорость распространения огня в окрасочных камерах и по окрашенным изделиям на конвейерах сушки может достигать 2,5 м/мин. При этом огонь может распространяться по системам вентиляции и техническому оборудованию, создавая плотное задымление и повышая температуру.

Быстрое развитие пожаров происходит в термических цехах, этому способствует наличие большого количества горючих жидкостей (масел) в закалочных ваннах, их вскипание и выброс, а также высокая температура горения. Пожары в термических цехах характерны тем, что огонь по конденсату и отложениям в воздуховодах систем вентиляции быстро распространяется на световые фонари и переходит на покрытия из горючих материалов. Пожары в цехах горячей обработки металлов могут происходить на системах подачи в нагревательные печи жидкого или газообразного топлива, что приводит к быстрому задымлению зданий и переходу огня в смежные помещения.

В цехах сборки изделий быстрому развитию пожаров способствуют работающие конвейеры и транспортеры, которые перемещают значительное количество горючих материалов в виде изделий, приводных ремней, транспортных лент, смазочных материале и др. Так, в результате перегрузки конвейера сборочного цеха автомобилей от трения загорелись приводные ремни. Огонь распространился на транспортерную ленту и изделия, установленные на ней. К моменту прибытия первого караула огнем были охвачены семь транспортеров, создалась угроза распространения огня на все здания цеха размером 276х72 м и покрытия. Пожар был ликвидирован через 3 ч с момента его возникновения. В результате пожара было уничтожено 610м2 транспортерных лент и деревянный настил покрытия на площади 5343 м2.

Огонь может интенсивно распространяться в каналах под конвейерами, где проходят различные коммуникации и есть остатки и отложения горючих жидкостей.

Большое количество масла, маслопроводов, контролирующей, регулирующей и запорно-пусковой аппаратуры обусловливает быстрое выгорание уплотняющих материалов в различных соединениях, разгерметизация, розлив и растекание горючих жидкостей по подвалам и туннелям. При выходе масла при рабочем напоре через отверстие площадью 1см2 расход его составляет 25-30 л/мин.

С развитием пожара происходит разгерметизация соединений и приборов, деформация маслопроводов, увеличение розлива и беспрепятственно растекание масла. В результате ограниченного количества проемов маслоподвалах при пожарах быстро повышается температура и происходи плотное их задымление. Температурный режим повышается быстро. Как показывает практика, уже на 30 мин среднеобъемная температура при пожаре 1 маслоподвалах составляет около 400°С.

Изменение температуры по высоте масляных подвалов в условиях пожаров незначительное, что создает самые тяжелые условия для пребывания людей при их тушении. При этом создаются условия распространения пожара в вышерасположенные этажи по системе вентиляции, через шахты, люки, а также прогревом конструкций и различных металлических коммуникаций. Кроме этого, плотный дым из маслоподвалов распространяется в цеха, создавая опасность людям, препятствуя боевым действиям по тушению пожаров.

На предприятиях металлургической промышленности сложные пожары могут быть не только в маслоподвалах и электропомещениях, но и в галереях коксоподачи в других назначений. Наклонные галереи могут быть длиной несколько десятков метров, несущие конструкции их выполнены из металла, а пожарная нагрузка (деревянные настилы, переходы, транспортерные ленты, кокс и др.) составляет 25-30 кг/м2 и более. При возникновении пожара огонь быстро поднимается вверх по галереям, этому способствует поток нагретых продуктов сгорания, которых создает условия для быстрого распространения огня. В условиях пожара галереи могут обрушаться в течение 15-20 мин с начала возникновения горения.

В высокостеллажных механизированных складах пожары характеризуются интенсивным распространением огня с момента их возникновения. Этому способствуют большое количество горючих материалов в виде упаковки, смазочных материалов, а также комплектующих изделий и готовой продукции, высота складов и объемы помещений. Наличие разнообразных горючих материалов обусловливает высокие скорости их выгорания и выделение токсичных продуктов сгорания.

Достаточное количество воздуха для поддержания процесса горения, свободный приток его в нижней части складов и большая высота стеллажей обуславливает резное увеличение (в 7-8 раз) скорости распространения огня вверх по стеллажам по сравнению со скоростью распространения огня в горизонтальном направлении. Быстрому распространению огня и выгоранию материальных ценностей способствуют разрывы между контейнерами на стеллажах, по горизонтали равные 6, а по вертикали 8 см и малая ширина технологических проходов между стеллажами.

Отсутствие условий теплового и газового обмена обуславливает резкое повышение температуры во внутреннем объеме высокостеллажного склада, что может привести к обрушению стеллажей в течение 8-10 мин после возникновения пожара. Обрушение даже одного стеллажа неизбежно ведет к деформации и обрушению соседних стеллажей, а это обуславливает быстрое развитие пожара в отсеке склада в целом и создает дополнительные трудности личному составу по тушению.

При организации тушения пожаров на объектах машиностроения и металлургии и, особенно в зданиях цехов с покрытиями из горючих материалов, масляными подвалами, кабельными туннелями и полуэтажами, в высокостеллажных складах и других помещениях необходимо заранее планировать быстрое сосредоточение сил и средств, необходимых для тушения пожаров.

По прибытии первый РТП должен в кратчайшее время по внешним признакам пожара, а также на основе сведений о пожаре работников объекта и предварительной разведки вызвать необходимое количество пожарных подразделений и службы города (объекта) и организовать их встречу. Пожары внутри цехов сопровождаются быстрым и плотным задымлением объемов помещений, поэтому первый РТП одновременно с вводом огнетушащих средств должен организовать выпуск дыма, вскрывая верхние части окон или световых фонарей.

В процессе прибытия дополнительных сил и средств определяют боевые участки, создают штаб пожаротушения, организуют связь и взаимодействие между боевыми участками, штабом, тылом, администрацией и службами объекта (города), а при необходимости назначают лиц, ответственных за технику безопасности.

Тушение пожаров в зданиях цехов машиностроительной и металлургической промышленности имеет свои особенности, которые обуславливаются характером технологического производства, конструктивными особенностями зданий, свойствами пожарной нагрузки и другими факторами.

При горении покрытий из горючих материалов больших площадей РТП должен организовать разведку несколькими группами внутри зданий и на покрытии. При этом внутри здания определяют особенности технологического оборудования, характер изделий и материалов, находящихся в зоне пожара, наличие встроенных антресолей, кладовок и конторок из горючих материалов, наличие и возможность использования стационарных систем тушения и защиты, наиболее выгодные позиции стволов для успешной локализации пожара, возможность тушения покрытия изнутри здания, возможность подъема стволов на антресоли, площадки.

На покрытии определяют наличие и возможность использования сухотрубов и внутренних пожарных кранов, конструктивные особенности покрытия, места горения и пути распространения огня, особенно в пустотах покрытий, наличие противопожарных преград, наиболее выгодное позиции стволов, возможность и пути растекания горящего расплавленного битума и др.

Боевое развертывание и введение сил и средств на тушение одновременно осуществляют в двух направлениях: внутрь знания для тушения покрытия, защиту несущих конструкций и оборудования, а также для предотвращения распространения огня и на покрытие для тушения и защиты покрытия, для разборки конструкций и ликвидации скрытых очагов горения. Внутрь зданий для тушения вводят лафетные стволы, а для защиты оборудования и материалов – стволы-распылители. Рукавные линии прокладывают по возможности под противопожарными зонами, по поперечным и продольным проездам. Дл локализации пожара по фронту распространения огня воду подают интенсивностью 0,4-0,5 л/(м-с). Для тушения пожара на покрытии подают ствол РС-70 и РС-50, используя сухотрубы, а при развившихся пожарах применяют переносные лафетные стволы. Для подъема рукавных линий используют стационарные пожарные лестницы, автолестницы и коленчатые автоподъемник.

Магистральные рукавные линии прокладывают по противопожарным зонам или за противопожарными преградами, а рабочие линии вводят вдоль световых фонарей при их наличии. При разлете горящих материалов по покрытии РТП выделяет часть сил и средств для ликвидации отдельных загораний, а территории и покрытиях ближайших зданий использует членов ДПД и выделяет отделения на автоцистернах. Для ликвидации горения в пустотах покрытий используют стволы РС-50.

При развившихся пожарах для их ликвидации основные силы и средства сосредотачивают возле противопожарных преград. Для предотвращения распространения огня по пустотам перекрытий вскрывают верхний настил и поливают утеплитель и внутренние конструкции покрытия струями воды, которые направляют вдоль по пустотам в сторону огня и противоположную сторону. При достаточном количестве сил и средств на границах возможного скрытого распространения огня целесообразно производить ленточное вскрытие крыши, а после ликвидации пожара вскрытие всего настила на участке пожара. При недостатке сил и средств по линии, на которой необходимо сдержать распространение огня по пустотам покрытия, на расстоянии 1 м друг от друга пробивают отверстия и в них поочередно вводят струи воды.

Действия по тушению пожаров покрытий по металлическому профилированному настилу с утеплителем из пенополистрола примерно такие же, как при тушении покрытий из горючих материалов. Они заключаются в том, что внутрь зданий подают стволы РС-70 и лафетные для охлаждения несущих конструкций покрытия, колонн кровельных панелей и внутренних поверхностей стеновых панелей (в зданиях из металлических конструкций в сочетании с горючим полимерным утеплителем), а для тушения очагов внутри зданий и на защиту оборудования вводят стволы РС-70 и стволы-распылители. Тушение пожаров на покрытия производят стволами РС-70 и РС-50 по всей площади, делая проемы для удаления разрывы в утеплителе на путях распространения огня. Для создания разрывов РТП выделяет необходимое количество сил и средств. В качестве опорных рубежей при тушении пожаров на покрытии используют световые фонари, вентиляционные каналы и противопожарные преграды.

В процессе тушения необходимо установить постоянное наблюдение за прочностью конструкций покрытия, за признаками возможного обрушения (осадка и провисание крыши, повреждение стяжек металлических ферм, подгорание опорных узлов фермы и др.), предупреждая личный состав об опасности, а также не допускать излишнего скопления личного состава на покрытия и под ним.

В зданиях с покрытиями из негорючих материалов первые стволы и основные силы и средства направляют в горящий цех для локализации и ликвидации пожара, а также защиты наиболее пожароопасных участков. Резервные стволы подают на крышу здания ближе к проемам на участке горения и в технический этаж, если он имеется.

Тушение пожаров в металлургических цехах

Тушение пожаров в различных цехах имеет свои особенности, которые РТП должен учитывать при организации боевых действий подразделений. При тушении пожаров в цехах холодной обработки металлов, в первую очередь, принимают меры к защите от огня, промывочных ванн, запасов горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, находящихся в отдельных помещениях, а также ценного оборудования. Тушат преимущественно стволами Б распыленными и компактными струями. Горючие жидкости тушат пеной средней кратности. В процессе тушения отключают системы вентиляции и при необходимости вводят стволы для ее защиты.

В цехах горячей обработки металлов пожары могут возникать на системах топливоподачи. Если печи работают на жидком топливе, то при пожаре в первую очередь отключают систему подачи топлива и сливают его из расходных баков в аварийную емкость, а при ее отсутствии вводят струи воды для защиты печей. Разлитое топливо тушат ВМП средней кратности, распыленной водой, песком или порошковыми огнетушащими составами. При работе печей на газообразном топливе в первую очередь перекрывают подачу газа на главном вводе для этой цели используют обслуживающий персонал.

При повреждении газопроводов и факельном горении газа вводят струи воды для охлаждения газопровода и металлоконструкций и принимают меры к прекращению поступления газа в помещение. Если пожар возник в цехе, где установлены электропечи, то РТП в первую очередь принимает меры по тушению пожара, не отключая подачу электроэнергии.

При тушении пожаров в цехах горячей обработки металлов и изделий из них следует постоянно пользоваться консультацией администрации. Подача водяных струй в печи и на нагретый металл, а также в закалочные ванны не допускается, чтобы не произошел выброс расплавленной массы из ванны и не усложнилась обстановка пожара. Горящее масло в закалочных ваннах тушат ВМП средней кратности.

При пожарах в сборочных цехах в первую очередь необходимо остановить работу конвейеров и поточных линий, отключить системы вентиляции и электропередачи и ввести водяные или пенные струи на защиту продукции. Под защитой валяных струй начинают эвакуацию находившихся в сборке автомобилей, тракторов, комбайнов и других машин, а также агрегатов и оборудования. Для эвакуации привлекают обслуживающий персонал объекта. В процессе тушения, в первую очередь, используют стационарные системы тушения, следят за тем, чтобы огонь не распространился на участки заправки машин топливом.

При пожарах в окрасочных цехах и участках отключают системы вентиляции, перекрывают задвижки воздуховодов, останавливают движение конвейеров и приступают к тушению ВМП или распыленной водой, а при наличии, стационарных систем пожаротушения приводят их в действие. Одновременно принимают меры по предотвращению распространения огня по отложениям в системах вентиляции, на смежные вытяжные шкафы и на покрытие цеха, а для защиты несущих металлических конструкций вводят водяные струи.

Тушение пожаров в масляных подвалах

При возникновении пожаров в масляных подвалах в первую очередь необходимо отключить систему вентиляции, электропитание и подачу масла. Для выполнения этих работ привлекают обслуживающий персонал.

В процессе разведки пожара РТП определяет место пожара, пути растекания горящего масла, возможность распространения огня в масляные туннели, а также переход огня через люки и шахты лестничных клеток в цехе и др. Чтобы ограничить распространение огня в масляные туннели, в процессе разведки закрывают двери, отделяющие их от маслоподвалов, а также принимают меры по ограничению доступа свежего воздуха к месту горения.

Тушение пожаров в масляных подвалах осуществляют ВМП средней и высокой кратности. Для ее подачи применяют ГПС-600, ГПС-2000, а также пеногенераторные установки (ЛГУ). Маслоподвалы имеют, как правило, два входа, поэтому пену от ГПС или ПТУ подают через шахты лестничных клеток в один из дверных проемов, а второй дверной проем перед началом пенной атаки вскрывают для выпуска нагретых продуктов горения, который в дальнейшем работает на их удаление. Второй дверной проем можно открывать только при полной готовности подачи пены в маслоподвал, т. к. приток свежего воздуха может резко осложнить обстановку на пожаре. Иногда применяют дымососы для удаления продуктов горения и подачи свежего воздуха. Как показали опыты, хорошие результаты по тушению производственных и масляных подвалов дает применение аэрозольного углекислотного пожаротушения.

При тушении резко снижается температура в объеме подвала и быстро прекращается горение масла. Если огнем охвачены маслобаки высотой 2-2,5 м, то ГПС или ПТУ подают через монтажные проемы, вскрываемые с помощью кранов, а если они отсутствуют, тогда вскрывают перекрытия и стены и в эти отверстия вводят пену. Количество ГПС или ПГУ определяют с учетом необходимости заполнения подвала слоем пены на 1 м больше, чем высота маслобака.

Тушение пожаров в высокостеллажных механизированных складах. В процессе разведки пожара РТП должен установить количество и характеристику материалов и изделий, находящихся в зоне пожара, их упаковку и размещение, необходимость и очередность их эвакуации, использование определенных огнетушащих веществ, пути и способы их подачи для тушения и защиты.

Одной из важнейших задач при тушении пожаров является организация эвакуации и защиты материальных ценностей, для чего кроме личного состава пожарных подразделений РТП привлекает обслуживающий персонал, рабочих и служащих предприятий, воинские подразделения и других лиц, предусмотренных заранее оперативными документами пожаротушения. Для выполнения этих работ также необходимо максимально использовать погрузочно-разгрузочные механизмы и транспортные средства предприятия.

Одновременно с эвакуацией материальных ценностей мощные стволы вводят в каждый технологический проход горящей секции склада независимо от расчетной площади тушения. Их распределяют равномерно по всему периметру площади горения. При этом ствольщики должны обеспечить не только тушение стеллажей, но и защиту несущих элементов здания и технологического оборудования. Для предотвращения распространения огня через верхнюю зону подают резервные стволы в смежный с горящим технологический отсек. Для тушения открытых очагов горения в контейнерах применяют стволы РС-50, одновременно с тушением стеллажей подают стволы на защиту покрытия склада.

В процессе тушения пожара могут происходить обрушения стеллажей, что затрудняет продвижение к очагу пожара, эвакуацию материальных ценностей и разборку горящих контейнеров, а также создает опасность личному составу. При тушении пожара трудоемкий процесс представляет извлечение из ячеек поддонов и контейнеров и их дотушивание, т. к. эта работа проводится личным составом вручную, а выполнять ее необходимо потому, что не всегда огнетушащее вещество проникает к отдельным очагам горения.

При тушении пожаров высокостеллажных механизированных складов необходимо постоянно следить за поведением металлоконструкций и стеллажей, своевременно оповещать и выводить личный состав в безопасное место при угрозе обрушения стеллажей и контейнеров. Связь со звеньями ГДЗС в процессе тушения целесообразно поддерживать с помощью переговорных устройств, т. к. экранирующее воздействие большого количества металлических конструкций, контейнеров и изделий затрудняет обеспечить устойчивую радиосвязь.

Тушение пожаров наклонных галерей

Тушение пожаров наклонных галерей осуществляют, в первую очередь, стационарными системами, водяными завесами, используют внутренние пожарные краны и немедленно останавливают движение транспортерной ленты. Для предотвращения быстрого распространения огня первые стволы вводят для тушения со стороны наиболее высокой части галереи, со стороны производственных зданий, пунктов перегрузок и непосредственно в очаг пожара. Для подъема стволов используют автолестницы, коленчатые автоподъемники, а также соседние здания и сооружения и стационарные пожарные и технологические лестницы. В процессе тушения необходимо постоянно следить и принимать меры по защите личного состава в случае возможного обрушения галереи с металлическими несущими конструкциями.

6. Экспертиза соответствия системы наружного пожаротушения

Основной задачей экспертизы систем противопожарного водоснабжения является определение соответствия их противопожарным требованиям.

На основании п.9.9 СП 8.13130.2009* "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения" объем пожарных резервуаров и водоемов надлежит определять исходя из расчетных расходов воды и продолжительности тушения пожаров.

Примечания:

1. Объем открытых водоемов необходимо рассчитывать с учетом возможного испарения воды и образования льда. Превышение кромки открытого водоема над наивысшим уровнем воды в нем должно быть не менее 0,5м.

2. К пожарным резервуарам, водоемам и приемным колодцам должен быть обеспечен свободный подъезд пожарных машин с покрытием дорог с облегченным усовершенствованным покрытием.

3. У мест расположения пожарных резервуаров и водоемов должны быть предусмотрены указатели по ГОСТ 12.4.026.

Расстояние между пожарными резервуарами или водоемами следует принимать согласно п.9.11 СП 8.13130.2009 "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения", при этом подача воды в любую точку пожара должна обеспечиваться из двух соседних резервуаров или водоемов. На основании п.9.11 СП 8.13130.2009 "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения" пожарные резервуары или водоемы надлежит размещать из условия обслуживания ими зданий, находящихся в радиусе:

при наличии автонасосов-200м;

при наличии мотопомп-100-150м в зависимости от типа мотопомп.

Для увеличения радиуса обслуживания допускается прокладка от резервуаров или водоемов тупиковых трубопроводов длиной не более 200м с учетом требований п.9.9 СП 8.13130.2009 "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения".

Расстояние от точки забора воды из резервуаров или водоемов до зданий III, IV и V степени огнестойкости и до открытых складов сгораемых материалов должно быть не менее 30м, до зданий I и II степени огнестойкости – не менее 10м.

Подачу воды для заполнения пожарных резервуаров и водоемов следует предусматривать по трубопроводам от водопроводных сетей; допускается предусматривать их заполнение по пожарным рукавам длиной до 250м, а по согласованию с органами Государственного пожарного надзора длиной до 500м.

Если непосредственный забор воды из пожарного резервуара или водоема автонасосами или мотопомпами затруднен, надлежит предусматривать приемные колодцы объемом 3-5м3 Диаметр трубопровода, соединяющего резервуар или водоем с приемным колодцем, следует принимать из условия пропуска расчетного расхода воды на наружное пожаротушение, но не менее 200мм. Перед приемным колодцем на соединительном трубопроводе следует устанавливать колодец с задвижкой, штурвал которой должен быть выведен под крышку люка.

Пожарные резервуары и водоемы оборудовать переливными и спускными трубопроводами не требуется.

В результате проведенной экспертизы установлено, что на территории металлургического комбината водоснабжение в данном цеху №50 осуществляется, непосредственно от гидрантов расположенных возле цеха на расстоянии 20м,50м,90м.

Увеличения давления водопроводной сети осуществляется с помощью насоса-повысителя, через кольцевой противопожарный водопровод.

На основании п.7.1 СП 8.13130.2009. "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения" насосные станции по степени обеспеченности подачи воды следует подразделять на три категории, принимаемые в соответствии с п.4.1 СП 8.13130.2009 "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения".

Категорию насосных станций необходимо устанавливать в зависимости от функционального значения в общей системе водоснабжения.

Примечания:

1. Насосные станции, подающие воду непосредственно в сеть противопожарного и объединенного противопожарного водопровода, надлежит относить к I категории.

2. Насосные станции, противопожарного и объединенного противопожарного водопровода объектов, указанных в примечании 1 п.2.11, допускается относить к II категории.

3. Насосные станции, подающие воду по одному трубопроводу, а также на поливку или орошение, следует относить к III категории.

4. Для установленной категории насосной станции следует принимать такую же категорию надежности электроснабжения по "Правилам устройств электроустановок" (ПУЭ) Минэнерго СССР.

Соответственно, насосную станцию цеха перегонки и перекачки нефти надлежит относить к I категории по степени обеспеченности подачи воды.

На основании п.7.3 СП 8.13130.2009 "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения" в насосных станциях для группы насосов, подающих воду в одну и ту же сеть или водоводы, количество резервных агрегатов в насосных станциях для I категории принимается равное двум.

На основании п.13.13 СП 8.13130.2009 "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения" насосные станции всех назначений должны проектироваться, как правило, с управлением без постоянного обслуживающего персонала: автоматическим – в зависимости от технологических параметров (уровня воды в емкостях, давления или расхода воды в сети); дистанционным (телемеханическим) – из пункта управления; местным – периодически переходящим персоналом с передачей необходимых сигналов на пункт управления или пункт с постоянным присутствием обслуживающего персонала.

При автоматическом или дистанционном (телемеханическом) управлении должно предусматриваться также местное управление.

На основании п.13.18 СП 8.13130.2009 "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения" в насосных стациях I категории следует предусматривать самозапуск насосных агрегатов или автоматическое включение их с интервалом по времени, при невозможности одновременного самозапуска по условиям электроснабжения.

В соответствии со СП 8.13130.2009 "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения", пункт 8.5, водопроводные сети должны быть кольцевыми. Тупиковые линии водопроводов допускается применять:

для подачи воды на производственные нужды – при допустимости перерыва в водоснабжении на время ликвидации аварии;

для подачи воды на хозяйственно – питьевые нужды – при диаметре труб не свыше 100мм;

для подачи воды на противопожарные или на хозяйственно-противопожарные нужды на пожаротушение – при длине не свыше 200м.

Кольцевание наружных водопроводных сетей внутренними водопроводными сетями зданий и сооружений не допускается.

На основании проведенной экспертизы, наружные водопроводные сети Уральского металлургического предприятия являются кольцевыми, что соответствует требованиям норм, длины тупиковых участков водопроводной сети не превышают установленных нормативным документом пределов. Однако, учитывая тот факт, что водопроводная сеть была проложена в 1930 году, давно назрела необходимость заменить сети противопожарного водопровода во избежание прорывов трубопровода и аварий. Повышение давления при пожаре, при возможном возникновении гидравлического удара – водопроводные сети могут не выдержать.

В тупиковых водопроводных сетях в случае выхода из строя одного из участков объект частично или полностью может остаться без воды. При аварии в какой-либо точке кольцевой наружной водопроводной сети не прекращается подача воды на других участках, так как в каждый отдельно взятый участок она подается не менее чем с двух сторон. На кольцевую водопроводную сеть можно установить большее число пожарных автонасосов, т.е. получить больший расход воды, чем от тупиковых водопроводных сетей. В кольцевой водопроводной сети в значительной мере гасятся гидравлические удары. В тупиковых же сетях и водопроводах от гидравлических ударов чаще происходят аварии и разрывы труб.

На основании п.9.29 СП 8.13130.2009.- "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения" количество пожарных резервуаров или водоемов должно быть не менее двух, при этом в каждом из них должно храниться 50% объема воды на пожаротушение. Также, согласно п.9.21 СП 8.13130.2009 "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения" общее количество резервуаров одного назначения в одном узле должно быть не менее двух.

Во всех резервуарах в узле наинизшие и наивысшие уровни пожарных, аварийных и регулирующих объемов должны быть соответственно на одинаковых отметках.

При выключении одного резервуара в остальных должно храниться не менее 50% пожарного и аварийного объемов воды.

Оборудование резервуаров должно обеспечивать возможность независимого включения и опорожнения каждого резервуара.

Устройство одного резервуара допускается в случае отсутствия в нем пожарного и аварийного объемов.

В соответствии с п.8.16 СП 8.13130.2009 "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения", расстановка пожарных гидрантов на водопроводной сети должна обеспечивать пожаротушение любого обслуживаемого данной сетью здания, сооружения или его части не менее чем от двух гидрантов при расходе воды на наружное пожаротушение 15л/с и более и одного – при расходе воды менее 15л/с с учетом прокладки рукавных линий длиной, не более указанной в п.9.30 СП 8.13130.2009 "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения" по дорогам с твердым покрытием.

Расстояние между гидрантами определяется расчетом, учитывающим суммарный расход воды на пожаротушение и пропускную способность устанавливаемого типа гидрантов по ГОСТ 8220-62 с изм. и ГОСТ 13816-80.

7. Экспертиза соответствия системы внутреннего пожаротушения

Расчет внутренних водопроводов проводят в следующем порядке:

1. Определяют минимальные расходы воды Qmin, и число струй на пожаротушение по табл. 1 и 2 СНиП 2.04.01-85* "Внутренний водопровод и канализация зданий".

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Рис. 5. Требуемый радиус компактной части струи Rк

2. Определяют напоры у внутренних пожарных кранов Нпк, которые должны обеспечить получение компактных пожарных струй высотой, необходимой для тушения пожара в любое время суток в самой высокой и удаленной части здания. Наименьшую высоту и радиус действия компактной части пожарной струи Rк следует принимать равным высоте помещений, считая от пола до наивысшей точки перекрытия (покрытия), но не менее нормативных величин (п. 6.8 СНиП 2.04.01-85* "Внутренний водопровод и канализация зданий").

Определение радиуса компактной части струи Rk и радиуса действия пожарного крана Rкр

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

где Т – высота помещения; α – угол наклона радиуса действия компактной части струи, практика тушения пожаров внутри зданий показывает, что в большинстве случаев α = 45° ¸ 70°.

По величине радиуса действия компактной струи Rк для выбранного диаметра пожарного крана и насадка по табл. 3 СНиП 2.04.01-85* "Внутренний водопровод и канализация зданий" находят действительный расход (он не должен быть менее нормативного) пожарной струи Qд и требуемый напор у пожарного крана Нпк при соответствующей длине пожарного рукава lp.

3. Размещение пожарных кранов и их оборудование. Внутренние пожарные краны устанавливают на высоте 1,35м. над полом помещения преимущественно у входов, на площадках отапливаемых лестничных клеток, в вестибюлях, коридорах и других наиболее доступных местах. Каждый пожарный кран должен быть снабжен пожарным рукавом одинакового с ним диаметра длиной 10, 15 или 20 м, пожарным стволом и размещаться в опломбированном шкафчике. В одном здании следует применять стволы с насадками одного диаметра и пожарные рукава одного диаметра.

Если расход пожарной струи до 4×10-3 м3/с, принимают пожарные краны диаметром 50 мм, при расходе более 4×10-3 м3/с – 65 мм.

Для обеспечения условий орошения помещения пожарные краны должны устанавливаться на расстоянии (рис. 1.4), равном

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

где Lкр – расстояние между пожарными кранами; k – коэффициент, учитывающий условия орошения и принимаемый равным: k=1 – при орошении каждой точки помещения двумя струями; k = 2 – при орошении каждой точки помещения одной струёй; Rk – радиус действия компактной части струи; lp  - длина пожарного рукава; В – ширина здания; Т – высота помещения; 1,35 – высота расположения пожарного ствола. Зная необходимое расстояние между пожарными кранами, определяют их количество.

Системы внутренних водопроводов холодной воды следует принимать тупиковыми, если допускается перерыв в подаче воды при числе пожарных кранов до 12. Кольцевые сети (число пожарных кранов 12 и более) должны быть присоединены к наружной водопроводной сети не менее чем двумя вводами.

8. Водоотдача водопроводных сетей на пожарные нужды

Водоотдача- это максимальный расход воды, который можно получить для целей пожаротушения на отдельных участках водопроводной сети.

Теоретические основы водоотдачи сетей на пожарные нужды разработаны профессором В.Г. Лобачевым. Они позволяют решить задачу водоотдачи как расчетным, так и экспериментальным путем. При этом предполагается, что давление на любом участке магистрали, достаточно удаленном от гидрантов, через которые отбирается вода, остается примерно одинаковым как до отбора, так и в процессе его.

Так как параметры сети (диаметр, длина, материал труб участков) и насосов, работающих на сеть известны, то водоотдачу можно определить следующим образом: строится (рис.6) характеристика сети 2 (для объединенного водопровода при различных расходах воды на пожаротушение) по формуле:

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

где

К коэффициент, учитывающий потери напора в соединительных частях и арматуре, определяемый в соответствии со СНиП 2.04.02.-84* "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения" К = 1,1–1,3;

hвод и hс – соответственно потери напора в водоводах и сети при пожаре, м;

∆Z – разница геодезических отметок поверхности земли в наиболее удаленной точке и наинизшего уровня воды в резервуарах чистой воды (если они есть) при пожаре, м;

Нсв – свободный напор в наиболее удаленной точке, м (Нсв ≥ 10м) согласно СНиП 2.04.02.-84* "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения".

Строится основная характеристика насоса 1 (или насосов) Q = Н. Точка пересечения характеристик сети и насоса (т. А) соответствует водоотдаче. Для объединенного водопровода

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

где

Qx-n – расход на хозяйственно-производственные цели в час максимального водопотребления, л/с;

Qпож – расход воды на пожаротушение, т.е. водоотдача, л/с.

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Рис.6

Для определения водоотдачи можно воспользоваться приближенной методикой. В ней приняты следующие допущения:

- напор в магистральной линии считается постоянным;

- напор перед гидрантами на одной линии принимается одинаковым.

С односторонним подводом воды (рис. 7,а).

Введем обозначения:

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях соответственно, сопротивление гидранта, колонки, всасывающих рукавов, рукавных линий, ствола, (с/л)2 м;

L – длина трубопровода, на котором установлены гидранты, м;

А – удельное сопротивление трубопровода, (с/л)2 м;

n – количество гидрантов;

Z – высота расположения всасывающего патрубка насоса над землей – для водопровода низкого давления или высота расположения ствола – для водопровода высокого давления, м.

Потери напора в системе отбора

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Напор перед гидрантом

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

При этом

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Обозначим

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Из соотношений получается

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

При К=0, т.е. в том случае, когда весь расход воды можно использовать на пожаротушение

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

С двусторонним подводом воды (рис. 7,б).

Если

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

или

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

то получается случай

а). Двусторонний подвод возможен, если

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

В этом случае приближенно можно записать

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Получается

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

При К=0

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Максимальное количество гидрантов, которое может быть использовано на данном участке сети, можно определить из соотношений, полученных ранее для участков сети с односторонним и двусторонним подводом воды:

а) с односторонним подводом воды

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

б) с двусторонним подводом воды

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Из сравнения формул видно, что при прочих равных условиях количество гидрантов, которое может быть использовано на участках сети с двусторонним подводом воды в 2,8 раза больше, чем с односторонним.

В вышеприведенных формулах следует принимать Нн ≥ 3м – при использовании мягких всасывающих рукавов. В остальных случаях Нн = 0.

В формулах значение Нг определяется из соотношения, при заданном расходе Qг. При Нм > 10м приближенно можно принимать Нн = 10м согласно СНиП 2.04.01-85* "Внутренний водопровод и канализация зданий".

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Рис. 7

Удельное сопротивление рассчитывается по формуле:

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Сопротивление системы последовательно соединенных трубопроводов рассчитывается по формуле (4.1.3):

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Потери напора по длине простого трубопровода определяются по формуле

при длине трубопровода l = 320м

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

при длине трубопровода l = 245м

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Поправочный коэффициент определяется по формуле

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Водоотдача Qпож по стальным трубам наружным диаметром 200 мм при длине трубопровода l = 320м будет равна

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Водоотдача одного гидранта при длине трубопровода l = 320м будет равна

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Напор перед гидрантом при длине трубопровода l = 320м будет равен

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Максимальное количество гидрантов, которое может быть использовано на данном участке сети, определяем по формуле

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Вывод: таким образом, на данном трубопроводе можно использовать не более двух гидрантов.

Размещение пожарных гидрантов на водопроводных сетях

Радиус действия гидранта r (рис. 8) можно определить по формуле

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

где

lp – длина рукавной линии (lp ≤ 200м – при наличии автонасосов, 100-150м – при наличии мотопомп согласно СНиП 2.04.02 – 84* "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения");

1,2 – коэффициент, учитывающий изгиб рукавов;

Rк – радиус компактной части струи;

α – угол наклона струи;

∆Z – разница геодезических отметок здания и автонасоса;

β – угол наклона местности по отношению к горизонтальной поверхности; lрзд – длина рукавной линии по высоте здания.

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Рис.8

Длина рукавной линии в зданиях может быть определена из соотношения

lрзд = к * n,

где

к – длина рукавной линии, приходящаяся на один этаж;

n – количество этажей в здании.

Величину к можно принять по рекомендациям из наставления по пожарно – строевой подготовке

lзд = 12 * n

В соответствии с требованиями СНиП 2.08.01-85 и СНиП 2.09.02-85

lзд = 3 * h * n

где

h – высота этажа производственного здания.

После определения радиуса действия гидранта можно определить наибольшее расстояние a между распределительными линиями водопроводной сети (рис. 4).Это расстояние зависит от радиуса действия гидранта, от количества одновременно работающих гидрантов и от их расположения по отношению друг к другу.

Расположение гидрантов на смежных распределительных линиях может быть простое (напротив друг друга) и шахматное (рис. 9).

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Рис. 9

Если допускается тушение пожара от одного гидранта (при Qпож = 15 л/с СНиП 2.04.02.-84* "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения"), то наибольшее расстояние между распределительными линиями можно определить по формулам:

при шахматном расположении гидрантов (рис. 10, кривая 3)

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

при простом расположении гидрантов (рис. 10, кривая 4)

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

В формулах

lг – расстояние между гидрантами;

а – наибольшее расстояние между смежными распределительными линиями.

При необходимости использования двух и более гидрантов (Qпфк ≥ 15 л/с) формулы имеют вид:

при шахматном расположении гидрантов (рис. 10, кривая 1)

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

при простом расположении гидрантов (рис. 10, кривая 2)

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Противопожарное водоснабжение на промышленных металлургических предприятиях

Рис. 10

Видно, что при тушении пожара от двух и более гидрантов шахматное и простое размещение практически равноценны. При тушении от одного гидранта шахматное размещение позволяет располагать распределительные линии на большем расстоянии друг от друга, чем при простом.

Выводы

Системы водоснабжения, как и все технические системы обслуживания, должны соответствовать своему назначению – обладать способностью успешно выполнять функции, для которых они предназначены; обладать прочностью – способностью системы и ее отдельных элементов выдерживать заданные нагрузки в процессе работы; должны быть просты в эксплуатации и экономичны, т.е. иметь возможность успешно выполнять заданные функции при минимальной величине затрат на их сооружение и эксплуатацию.

В функцию пожарного водоснабжения входит обеспечение пожарной безопасности людей, технологического оборудования, материальных ценностей и сооружений.

Для обеспечения пожарной безопасности объектов металлургической промышленности необходимо создание системы противопожарной защиты, включающей в себя целостный комплекс взаимосвязанных подсистем, представляющих собой конкретное воплощение технических решений и организацию иных мероприятий, обеспечивающих безопасность людей и снижение ущерба от пожара.

Литература

1. Федеральный закон Российской Федерации от 21 декабря 1994 г. № 69-ФЗ "О пожарной безопасности".

2. ГОСТ 12.1.004 – 91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования, М., 1992.

3. ГОСТ 12.3.047-98 Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля, М., 2002.

4. ГОСТ 18599-83. Трубы напорные из полиэтилена. -М.: Изд-во стандартов, 1986.

5. НПБ 105-03 об утверждении норм пожарной безопасности. Определение категорий помещений зданий и наружных установок по взрывоопасной и пожарной опасности, М., 2003.

6. НПБ 88-2001 Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования, М., 1999.

7. НПБ 110-03. Перечень зданий, сооружений, помещений и оборудования, подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения и автоматической пожарной сигнализацией, М., 1999.

8. НПБ 104-03. Системы оповещения и управления эвакуацией людей при пожарах в зданиях и сооружениях, М., 1999.

9. СНиП 2.01.02-85 Противопожарные нормы. М. Стройиздат, 1986.

10. СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий/ Госстрой России. -М.: ГУПЦПП, 2003.- 60 с.

11.СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения/ Госстрой России. – М.: ФГУП ЦПП, 2004.- 128 с.

12. СНиП 21-01-97*. Пожарная безопасность зданий и сооружений. М. 2002.

13. СНиП 31-04-2001. Складские здания. М. Госстрой России 2001.

14. СНиП 2.07.01-89*. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. М. Госстрой России 2001.

15. Пособие к СНиП 21-01-97 "Пожарная безопасность зданий и сооружений" МДС 21-1.98: Предотвращение распространения пожара. М. 1998.

16. Правила пожарной безопасности в Российской Федерации (ППБ 01-03)./ Екатеринбург, Ажур, 2003.

17. Боевой устав пожарной охраны. Приложение № 2 к приказу МВД России от 5 июля 1995 г. № 257. М.: АО "Противопожарный центр Подмосковья", 1996,- 48 с.

18. Справочник в 2-х кн. Кн 1 /А.Н. Баратов, А.Я. Корольченко. М., Химия, 1996 Правила устройства электроустановок. Изд.6 ― М: Госэнергонадзор России, 1998. 608 с.

19. Теребнев В.В. Справочник руководителя тушения пожара. Тактические возможности пожарных подразделений. – ИБС–Холдинг, 2005.–248 с.

20. Абросимов Ю.Г., Иванов А.И., Качалов А.А. и др. Гидравлика и противопожарное водоснабжение: Учебник. – М: Академия ГПС МЧС России, 2003.-391 с.

21. Третьякова Е.А. Противопожарное водоснабжение. Методические рекомендации для слушателей специальности 280104.65. – Екатеринбург, Уральский институт ГПС МЧС России, 2008-78 с.

22. Семенов С.В., Мокроусова О.А., Дальков М.П. Проектирование. Методические указания. – Екатеринбург, Уральский институт ГПС МЧС России, 2007-41с.

23. Журба М.Г. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений. В 3-х т./ М.Г. Журба, Л.И. Соколов, Ж.М. Говорова.- М.: изд. АСВ, 2004.-496 с.

24. Исаева M К. Проблемы оценки эколого-экономического ущерба от пожаров // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. Вып. 2.-М ВИНИТИ, 1990.

25. Гидравлика, водоснабжение и канализация: Учеб. пособие для вузов/ В.И. Калицун, В.С Кедров, Ю.М. Ласков.- М.: Стройиздат, 2003.- 397 с.

26. Николадзе Г.И.Сомов М.А.. Водоснабжение, – М.: Стройиздат, 1995.

27. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. /Справочное пособие. -М.: Стройиздат, 1984.