Kỹ thuật phòng chống cháy nổ

Chöông I Kyõ thuaät phoøng choáng chaùy noå KS Nguyeãn thanh Chaùnh 1 Chöông I NHÖÕNG VAÁN ÑEÀ CÔ BAÛN VEÀ CHAÙY NOÅ 1 KHAÙI NIEÄM CHUNG 1 1 Ñònh nghóa veà chaùy Theo quan nieäm coå ñieån Söï chaùy laø moät quaù trình Oxy hoùa, laø söï hoùa hôïp giöõa taùc nhaân Oxy hoùa vôùi chaát chaùy Theo quan nieäm môùi Söï chaùy laø moät phaûn öùng hoùa hoïc xaûy ra nhanh choùng, coù phaùt nhieät vaø phaùt quang Ngöôøi ta chia ra laøm hai loaïi chaùy • Chaùy ñoàng theå Chaùy ñoàng theå laø chaùy khi.

Kỹ thuật phòng chống cháy nổ Chương I : NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ CHÁY NỔ -****** KHÁI NIỆM CHUNG : 1.1 Định nghóa cháy : - • • - • • - Theo quan niệm cổ điển : Sự cháy trình Oxy hóa, hóa hợp tác nhân Oxy hóa với chất cháy Theo quan niệm : Sự cháy phản ứng hóa học xảy nhanh chóng, có phát nhiệt phát quang Người ta chia làm hai loại cháy : Cháy đồng thể: Cháy đồng thể cháy hai hai thành phần tham gia phản ứng cháy (chất cháy chất Oxy hóa) pha khí Cháy dị thể: Cháy dị thể cháy hỗn hợp chất cháy chất Oxy hóa có trạng thái vật lý khác Tùy theo lượng Oxy đưa vào để đốt cháy vật cháy mà ta chia thành : Cháy hoàn toàn : Khi có thừa hay đủ không khí Cháy không hoàn toàn : Khi không đủ không khí, trình cháy xảy không hoàn toàn Tùy tốc độ trình cháy, người ta chia thành cháy, nổ cháy nén áp 1.2 Định nghóa nổ : - Sự nổ biến đổi đột ngột hệ thống vật chất kèm theo trình tỏa khí Căn vào tính chất nổ, người ta chia làm hai loại nổ : • Nổ lý học : Là trường hợp nổ áp suất thể tích kín lớn sức chịu đựng vỏ chứa thể tích nên gây nổ • Nổ hóa học : Là nổ cháy cực nhanh gây nổ hóa học có đủ dấu hiệu phản ứng hóa học tỏa nhiều nhiệt phát sáng 1.3 Nhiệt độ tự bắt cháy : - Hiện tượng tự bắt cháy : Toàn hỗn hợp cháy tự gia nhiệt hay gia nhiệt đến nhiệt độ định bắt cháy cháy tiếp tục KS Nguyễn Chánh Kỹ thuật phòng chống cháy nổ - mà không cần đưa mồi lửa đến gần gọi tượng tự bắt cháy Nhiệt độ tự bắt cháy : Là nhiệt độ thấp nhất, hỗn hợp cháy mà không cần có mồi lửa từ Nhiệt độ tự bắt cháy phụ thuộc vào thành phần hỗn hợp cháy, thể tích hỗn hợp cháy, áp suất, phương pháp xác định Chất xúc tác có ảnh hưởng đến nhiệt độ tự bắt cháy 1.4 Giới hạn nồng độ nổ : - - - Hỗn hợp chất cháy chất Oxy hóa cháy, nổ khoảng nồng độ định, khoảng trình cháy, nổ không xảy Các nồng độ giới hạn gọi giới hạn cháy nổ hay giới hạn lan truyền lửa Nồng độ thấp khí không khí gây nổ gọi giới hạn nổ Ngược lại, Nồng độ cao khí không khí gây nổ gọi giới hạn nổ Khoảng nằm giới hạn nổ giới hạn nổ gọi khoảng nổ chất Khoảng nổ gọi khoảng bắt cháy Giới hạn nồng độ nổ thường biểu diễn phần trăm thể tích (%), hay nồng độ trọng lượng (mg/l) Khoảng nổ chất số mà biến đổi tùy thuộc vào nhiều yếu tố : nhiệt độ, áp suất, tạp chất, mồi bắt cháy, chủ yếu phụ thuộc vào nồng độ khí trơ hỗn hợp 1.5 Giới hạn nhiệt độ bắt cháy : - Tính cháy, nổ chất lỏng đặc trưng giới hạn nhiệt độ bắt cháy : • Giới hạn nhiệt độ : nhiệt độ thấp chất lỏng bão hòa tạo với không khí hỗn hợp có khả bắt cháy ta đưa mồi lửa đến gần • Giới hạn nhiệt độ : nhiệt độ cao chất lỏng bão hòa tạo với không khí hỗn hợp có khả bắt cháy ta đưa mồi lửa đến gần 1.6 Các vùng đám cháy : 1.6.a Vùng cháy : KS Nguyễn Chánh Kỹ thuật phòng chống cháy nổ - - Vùng cháy : phần không gian mà xảy chuẩn bị chất cháy đủ điều kiện bốc cháy diễn phản ứng cháy chúng ( Hình ) Hình : Vùng cháy a) Khi cháy chất lỏng bể chứa b) Khi cháy nhà c) Khi cháy than cốc Vùng cháy nơi sinh nhiệt đám cháy, vùng diễn phản ứng tỏa nhiệt có nhiệt độ cao Hình vẻ minh họa phân bố trường nhiệt độ lửa KS Nguyễn Chánh Kỹ thuật phòng chống cháy nổ (Hình ) Hình : Sự phân bố nhiệt độ lửa a) Cháy chất khí b) Cháy chất lỏng c) Cháy chất rắn 1.6.b Vùng tác động nhiệt : Vùng nhiệt tác động : Là phần không gian liền kề với vùng cháy, vùng tác động nhiệt dẫn đến thay đổi rõ nét trạng thái vật liệu cấu kiện, người làm việc vùng thiết bị chống nhiệt Khi tổ chức dập tắt đám cháy ta cần phải biết giới hạn vùng nhiệt tác động • Giới hạn : nơi tiếp giáp với vùng cháy • Giới hạn xác định theo số sau : ➢ Nhiệt độ môi trường vùng tác động nhiệt ➢ Giá trị cường độ xạ nhiệt 1.6.c Vùng khói : Vùng khói : Là phần không gian tiếp giáp với vùng cháy, chứa đầy khói khí độc, có nồng độ gây nguy hiểm tới sức khỏe sống người, gây trở ngại cho hoạt động lực lượng cứu chữa Giới hạn bên vùng khói xác định theo số : • Tầm nhìn xa người vùng khói • Nồng độ Oxy vùng khói • Hoặc theo nồng độ độc hại sản phẩm cháy, sản phẩm nhiệt phân chất vật liệu 1.7 Vận tốc cháy : Sự bắt cháy hỗn hợp cháy tất trường hợp điểm sau lan truyền toàn thể tích chứa hỗn hợp cháy Đặc trưng quan trọng đám cháy vận tốc lan truyền lửa (vận tốc cháy) 1.7.a Vận tốc cháy lan ( hay gọi tốc độ dài ) : Là tốc độ lan truyền lửa đơn vị thời gian, hay nói cách khác quãng đường đám cháy phát triển bề mặt chất cháy đơn vị thời gian - KS Nguyễn Chánh Kỹ thuật phòng chống cháy nổ - - Vận tốc cháy lan phụ thuộc dạng, khả bốc cháy nhiệt độ ban đầu chất cháy, cường độ trao đổi khí hướng dòng đối lưu đám cháy, kích thước phân bố chất cháy không gian v.v Vận tốc cháy lan số, thay đổi theo thời gian Trong thực tế tính toán người ta thường sử dụng giá trị trung bình , đại lượng gần 1.7.b Vận tốc cháy hoàn toàn ( hay gọi tốc độ khối) : Vận tốc cháy hoàn toàn khối lượng ( hay thể tích ) : Là trọng lượng (hay thể tích ) chất cháy bị cháy hết hoàn toàn đơn vị thời gian Thông số tính Kg/s Kg/h (hay M3/s M3/h) Vận tốc cháy hoàn toàn khối lượng ( hay thể tích ) quy đổi : Là trọng lượng ( hay thể tích ) chất cháy bị cháy hết hoàn toàn đơn vị diện tích đơn vị thời gian Thông số tính Kg/m2.s Kg/m2.h (hay M3/m2.s M3/m2.h ) Vận tốc cháy hoàn toàn phụ thuộc trạng thái chất hay vật liệu cháy CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH CHÁY : 2.1 Lý thuyết tự bắt cháy nhiệt : - Theo lý thuyết này, điều kiện định để xuất trình cháy tốc độ phát nhiệt phản ứng hóa học phải vượt tốc độ truyền nhiệt từ vùng phản ứng cháy môi trường chung quanh 2.2 Lý thuyết tự bắt cháy dây chuyền : - - Theo lý thuyết này, chế trình cháy giải thích sau: phản ứng cháy thường xảy theo hướng cho lúc đầu hệ thống tạo phần tử hoạt động, thường gốc nguyên tử tự Do mang hóa trị tự nên phần tử hoạt động, có khả phản ứng cao, chúng tham gia vào phản ứng tái tạo gốc, nguyên tử tự Việc sản sinh phần tử hoạt động làm chuyển hóa lượng lớn sản phẩm ban đầu Quá trình thực cách chu kỳ Vì phản ứng kéo dài phát triển lặp lặp lại cách chu kỳ phản ứng nên gọi phản ứng dây chuyền Theo lý thuyết phản ứng dây chuyền, trình cháy trải qua giai đoạn sau : KS Nguyễn Chánh Kỹ thuật phòng chống cháy nổ • • • Giai đoạn sinh mạch : Các phần tử chất cháy chất Oxy hóa hoạt hóa nhờ lượng tự thân, lượng nhiệt, lượng ánh sáng hay va chạm với phân tử thứ ba kết tạo phần tử hoạt động ( gọi tâm hoạt động ) Những tâm hoạt động có khả tham gia vào phản ứng giai đoạn Giai đoạn phát triển mạch : Nhờ tâm hoạt động mà phản ứng tiếp tục phát triển tái tạo tâm hoạt động Phản ứng phát triển cách dây chuyền, tâm hoạt động tái tạo cản trở Giai đoạn triệt mạch : Do va chạm với phần tử trơ, phản ứng phụ v.v tâm hoạt động bị triệt đi, nghóa chúng chuyển thành phân tử hoạt tính phân tử ổn định khả tham gia phản ứng Do phản ứng cháy phát triển tiếp tục ĐIỀU KIỆN XẢY RA QUÁ TRÌNH CHÁY – THỜI GIAN CẢM ỨNG : 3.1 Điều kiện xảy trình cháy : Để cho trình cháy xuất phát triển cần phải có đủ ba yếu tố : chất cháy, chất Oxy hóa, nguồn gây cháy Ba yếu tố phải kết hợp với tỷ lệ, xảy thời gian địa điểm bảo đảm cháy hình thành 3.1.a Chất cháy : Chất cháy chất kết hợp với chất Oxy hóa tạo môi trường cháy Chất cháy dạng rắn, lỏng, hay khí Trong điều kiện sản xuất bình thường, chất cháy vật liệu cháy không khí tạo môi trường cháy Đối với vật cháy khác đám cháy chúng có đặc điểm khác Bề mặt riêng chất cháy rộng, khuấy trộn chất cháy chất Oxy hóa tốt tốc độ cháy tăng 3.1.b Chất Oxy hóa : Các chất Oxy hoá chất có khả Oxy hoá mạnh chất khác hợp chất dễ dàng bị phân hủy kèm theo tỏa chất Oxy hoá mạnh Trong không khí Oxy chiếm 21% thể tích Đại phận chất cháy cần có tham gia Oxy không khí Cháy Oxy nguyên chất có đạt tốc độ lớn nhất, lượng Oxy không khí 14  15% tốc độ cháy cực tiểu KS Nguyễn Chánh Kỹ thuật phòng chống cháy nổ 3.1.c Nguồn gây cháy : Chỉ riêng diện môi trường cháy (chất cháy chất Oxy hóa) không chưa thể có cháy; muốn có cháy cần phải có nguồn gây cháy để đưa môi trường cháy tới điểm cháy kích thích bùng cháy Nguồn gây cháy nguồn nhiệt có nhiệt độ tương ứng dự trữ lượng nhiệt đủ để làm bắt cháy phát sinh cháy Trong điều kiện sản xuất, nguồn gây cháy phát sinh tượng tỏa nhiệt dạng : • Tác động lửa trần tia lửa, tàn lửa: • Năng lượng : • Năng lượng điện : • Các phản ứng hóa học : • Năng lượng nhiệt (bức xạ nhiệt, dẫn nhiệt, đối lưu) 3.2 Thời gian cảm ứng : - - - Khi đưa mồi lửa vào hỗn hợp cháy, bắt cháy xuất mà phải trải qua khoảng thời gian định gọi thời gian cảm ứng hay thời gian chậm bắt cháy Thời gian cảm ứng hỗn hợp cháy : thời gian chuẩn bị ngấm ngầm kể từ thời điểm khuấy trộn gia nhiệt đến thời điểm xuấ t biểu rõ rệt phản ứng cháy Thời gian cảm ứng phụ thuộc vào nhiều yếu tố : áp suất, nhiệt độ, hàm lượng chất cháy hỗn hợp, chất xúc tác hay ức chế tham gia phản ứng cháy v.v ĐẶC ĐIỂM CHÁY CỦA CÁC VẬT LIỆU CHÁY KHÁC NHAU : - Quá trình cháy chất cháy thể rắn, lỏng, khí trải qua giai đoạn : chuẩn bị, tự bắt cháy, cháy Sau ta xét riêng đặc điểm cháy chất cháy thể rắn, khí, lỏng bụi 4.1 Cháy chất rắn : - - Cơ chế cháy chất vật liệu cháy rắn giải thích sau: Chúng bốc cháy chất thăng hoa trước Có nghóa phần tử dễ bị nhiệt phân thoát từ cấu trúc chất rắn Cháy chất rắn có hai loại: • Cháy lửa KS Nguyễn Chánh Kỹ thuật phòng chống cháy nổ • - - - Cháy có lửa Nhiệt độ đám cháy vật liệu rắn phổ biến thường không 1.3000C, đặc biệt đám cháy Magné nhiệt độ đạt đến 2.000 0C Khả cháy chất rắn xác định nhiệt độ bắt cháy nhiệt độ tự bắt cháy • Đối với chất rắn : Bắt cháy giai đoạn đầu trình cháy xuất có mồi lửa trần; Nhiệt độ bắt cháy nhiệt độ thấp vật rắn bị cháy ( bắt đầu cháy âm ỉ ) tiếp tục cháy (hoặc cháy âm ỉ ) sau bỏ mồi lửa • Nhiệt độ tự bắt cháy nhiệt độ thấp cần phải gia nhiệt cho vật chất để tự Oxy hóa tiếp tục chất rắn tự gia nhiệt đến bắt cháy Nhiệt độ tự bắt cháy chất rắn thường khoảng 30  670 0C Một số chất cháy thể rắn dễ dàng bốc nhiệt độ thường đặc trưng nhiệt độ bùng cháy Một điểm khác biệt lớn cháy chất rắn so với chất khí chất lỏng đặt chất cháy không gian hình thức cháy lan bề mặt chất rắn cháy khác 4.2 Cháy chất lỏng : - - - Đa số chất cháy thể lỏng nguy hiểm chất cháy thể rắn Khả cháy chất lỏng xác định nhiệt độ bùng cháy, nhiệt độ tự bắt cháy, giới hạn nồng độ nổ hay giới hạn nhiệt độ bắt cháy Trong đặc trưng nhiệt độ bùng cháy Nhiệt độ thấp chất lỏng bề mặt thoáng tạo với không khí thành hỗn hợp bùng cháy có mồi lửa gọi nhiệt độ bùng cháy • Dựa vào nhiệt độ bùng cháy, người ta chia chất lỏng thành hai loại: ➢ Chất lỏng dễ bắt cháy : có nhiệt độ bùng cháy nhỏ 61 C ➢ Chất lỏng cháy : có nhiệt độ bùng cháy cao 61 C Khác với tượng bắt cháy, lửa bùng lên tắt mà không trì cháy ổn định chất lỏng Nếu chất lỏng gia nhiệt đến nhiệt độ cao nhiệt độ bùng cháy chất lỏng bốc liên tục; lửa xuất sau bùng cháy trì tiếp tục KS Nguyễn Chánh Kỹ thuật phòng chống cháy nổ 4.3 Cháy, nổ hỗn hợp hơi, khí với không khí : - - - Sự bắt cháy hỗn hợp hơi, khí với không khí tất trường hợp điểm sau lan truyền toàn thể tích hỗn hợp cháy Trong đưởng ống dẫn khí có đường kính chiều dài đủ lớn cháy xuất dạng cháy ổn định, sau chuyển dần thành cháy kích nổ Nhiệt độ đám cháy khí thường không 1.400 0C Khuynh hướng cháy, nổ hỗn hợp hơi, khí cháy biểu thị nhiệt độ tự bắt cháy giới hạn nổ 4.4 Cháy,nổ bụi : - - - - - - - Bụi lắng máy móc, thiết bị, công trình cháy âm ỉ bốc cháy Bụi lơ lững không khí tạo thành hỗn hợp nổ nguy hiểm Mây bụi hình thành bỡi phương thức xử lý sản phẩm dạng hạt; rút hàng từ cyclo, chuyển hàng khí động, làm vệ sinh lược v.v Mây bụi tạo thành bỡi khơi mào trình phát nổ Khi xác định tính cháy nổ bụi, trước hết phải xét đến khả tạo hỗn hợp nổ nguy hiểm độ nhạy với mồi bắt cháy không khí Nguy hiểm cháy, nổ bụi đặc trưng bỡi : nhiệt độ tự bắt cháy bụi lơ lững bụi lắng đọng, nhiệt độ bùng cháy bụi lơ lững, giới hạn bắt cháy Giới hạn nồng độ nổ đa số hỗn hợp bụi–không khí 2,5  30g/m3 Còn giới hạn nồng độ nổ hỗn hợp bụi–không khí phần nhiều có thực tế Tính nổ khí bụi biểu thị thời gian cảm ứng, nhiệt độ tự bắt cháy Tính gây cháy bụi lắng biểu thị nhiệt độ tự bắt cháy khả tự cháy Bụi có kích thước nhỏ bề mặt riêng lớn tốc độ cháy cao Đặc tính nguy hiểm cháy nổ số bụi trình sản xuất gia công ngũ cốc cho bảng sau (Bảng 3) SỰ TỰ CHÁY VÀ PHÂN LOẠI VẬT CHẤT THEO NGUYÊN NHÂN TỰ CHÁY: KS Nguyễn Chánh Kỹ thuật phòng chống cháy nổ - - Quá trình tự gia nhiệt cho vật chất mà chấm dứt cháy gọi tự cháy nhiệt độ tương ứng vật chất bị cháy gọi nhiệt độ tự cháy Dựa vào nguyên nhân tự cháy, người ta chia vật chất làm nhómnhư sau : 5.1 Nhóm : Vật chất có nguồn gốc thực vật 5.2 Nhóm : Than bùn, than nâu, than đá 5.3 Nhóm : Dầu, mỡ 5.4 Nhóm : Hoá chất hỗn hợp hóa học 5.4.a Phân nhóm : Các chất tự bắt cháy gặp không khí Thí dụ : Phosphore trắng, bụi kẽm, bụi nhôm,than gỗ chế, bồ hóng, Sulfit kim loại 5.4.b Phân nhóm : Các chất tự bén lửa gặp nước Thí dụ : kim loại kiềm, Carbite Calci kim loại kiềm, Hydrit kim loại kiềm kiềm thổ, Hydrosulfur Natri, v.v 5.4.c Phân nhóm : Các chất Oxy hóa gây bắt cháy trộn chúng với chất hữu Thí dụ : Oxy, Halogène, Acid Nitric, Péroxit Natri, Péroxit Kali, Anhydrit Cromic, Clorat, Dioxit chì, Clorur vôi v.v -****** - KS Nguyễn Chánh 10 Kỹ thuật phòng chống cháy nổ kho riêng biệt theo tiêu chuẩn an toàn phải thực nghiêm túc đầy đũ quy định an toàn việc sữ dụng, vận chuyển hoá chất trình công nghệ 2.2.c Hạn chế khả lan truyền đám cháy : Nguyên lý hạn chế kích thước đám cháy khắc phục điều kiện để phát triển đám cháy Một biện pháp hiệu để giảm kích thước đám cháy thay đổi nguyên liệu, chất hòa tan, dầu mỡ chất tương tự có nguy hiểm cháy thấp hơn; kịp thời thải sản phẩm thừa khỏi phân xưởng máy móc Một biện pháp quan trọng để hạn chế đám cháy giảm khối lượng chất cháy, vật liệu thiết bị xưởng, sân bãi nhà máy, kho hàng Để hạn chế đám cháy nên giảm diện tích gian sản xuất, kho hàng cách chia chúng tường ngăn cháy với đo lường tính toán xác dung tích hay khối lượng chất cháy sử dụng sản xuất bảo quản • Nếu điều kiện sản xuất dùng tường ngăn cháy dùng vùng ngăn cháy ( Hình ) Hình : Vùng ngăn cháy - Cũng cần đặt vật ngăn cháy lối vào, cửa sổ, đoạn đường phát triển đám cháy Khi quy hoạch khu vực cần có khoảng cách phòng cháy nhà công trình Trong trình thiết kế công trình cần đề cập đến vị trí bố trí phương tiện chữa cháy thô sơ Các xưởng sản xuất kho hàng có nguy hiểm cháy cao cần bảo đảm thiết báo cháy, chữa cháy tự động KS Nguyễn Chánh 19 Kỹ thuật phòng chống cháy nổ - - - - - Các máy móc công nghệ có chứa sản phẩm nguy hiểm cháy cần đặt cách xa khoảng cách định trường hợp cần thiết phải cách ly tường ngăn Nơi giao tường ngăn cháy với đường ống dẫn hay băng chuyền cần bảo vệ nước chặn lửa điều khiển tự động có cháy Đối với trình công nghệ có sử dụng chất lỏng dễ cháy hay chất lỏng cháy phải có biện pháp, thiết bị chống chảy tràn chất lỏng địa phận xưởng hay bên phân xưởng Cần tiến hành thu dọn nhà xưởng; làm vệ sinh thiết bị, máy móc, ống dẫn cho lắng đọng, bám chất cháy Đồng thời phải thải chất thừa dễ cháy vào nơi an toàn quy định Trên đường ống sản xuất ống dẫn chứa chất khí nguy hiểm cháy cần phải lắp đặt phận chặn lửa ( Hình ) hay van tự động chặn lửa Hình : Bộ phận chặn lửa 1- Vỏ; 2- Đệm; 3- Lưới; 4- Chổ tựa a) Loại đệm; b) Loại hộp; c) Loại tấm; d) Loại lưới; e) Loại gạch kim loại KS Nguyễn Chánh 20 Kỹ thuật phòng chống cháy nổ - Ngoài để tránh phá hoại đường ống dẫn khí, thiết bị nổ gây thường người ta dùng thêm van chống nổ, màng chống nổ (Hình 5) Hình : Vị trí đặt màng chống nổ đường ống dẫn khí Một điều cần lưu ý nghiên cứu biện pháp ngăn ngừa cháy lan : thiết bị thông gió làm giảm nguy hiểm cháy trình công nghệ có sản sinh nhiều bụi; nhiên có lửa cháy lọt vào đường ống dẫn không khí, thiết bị làm lan truyền cháy 2.2.d Đảm bảo sơ tán an toàn nhanh chóng có cháy : Khi thiết kế nhà cửa, công trình phòng riêng biệt cần phải nghiên cứu trước biện pháp dự phòng nhằm cấp cứu, sơ tán an toàn nhanh chóng cho người tài sản Khi nghiên cứu phân tích biện pháp nhằm bảo đảm sơ tán nhanh chóng an toàn cháy, trước tiên phải thận trọng xác định trình sơ tán Khi tính toán trình sơ tán cần tính hai thời kỳ : thời kỳ thứ – sơ tán người tài sản từ phân xưởng, phòng riêng biệt ra; thời kỳ thứ hai – sơ tán hết khỏi nhà, công trình • Tiêu chuẩn lối thoát hiểm đường đi, cửa ra, cầu thang, cửa bố trí thiết bị công nghệ quy định số lượng người làm việc phân xưởng phải tiến hành thống theo yêu cầu “ tiêu chuẩn quy phạm xây dựng” hànhä • Khi chọn tính toán lối thoát hiểm cho người cần bảo đảm an toàn cho họ phòng làm việc nơi tập trung sau sơ tán hết KS Nguyễn Chánh 21 Kỹ thuật phòng chống cháy nổ • - - Một yêu cầu không phần quan trọng khác việc thoát hơi, khói, khí độc lối thoát hiểm, cầu thang, hành lang, đường hầm v.v Ngoài giải pháp vấn đề kỹ thuật, việc tiến hành biện pháp tổ chức để giữ gìn lối thoát hiểm thuận tiện có ý nghóa to lớn Cuối vấn đề khác phải lưu ý xây dựng phương án PCCC đơn vị việc thực hệ thống chiếu sáng dự phòng, hệ thống thông tin liên lạc, hướng dẫn dự phòng có cố cháy sảy Điều giúp ích nhiều cho công tác sơ tán, cứu hộ 2.3 Biện pháp hành chính, pháp lý : Nhà nước ban hành số văn pháp quy vấn đề liên quan đến cháy, nổ sau : • Pháp lệnh quy định việc quản lý Nhà nước công tác phòng cháy chữa cháy • Nghị định số 220/CP Hội đồng Chính phủ thi hành pháp lện quy định việc quản lý Nhà nước công tác phòng cháy chữa cháy • Thông tư 03/TTLB quy định chế độ phòng cháy, chữa cháy, phòng nổ xây dựng công trình • Phương tiện thiết bị chữa cháy : Bố trí, bảo quản, kiểm tra, bảo dưỡng 3890 – 84 • Tiêu chuẩn phòng cháy thiết kế xây dựng – Thuật ngữ định nghóa TCVN 3991 – 85 • Trạm cấp phát xăng dầu TCVN 4532 – 88 • Phân loại cháy TCVN 4878 – 89 ( ISO 3941 – 1977 ) • Phòng cháy – Dấu hiệu an toàn TCVN 4879 – 89 ( ISO 6309 – 1977 ) • Thiết bị phòng cháy chữa cháy Ký hiệu hình vẽ dùng sơ đồ phòng cháy – Yêu cầu kỹ thuật TCVN 5040 – 90 ( ISO 6990 – 1986 ) • An toàn cháy nổ Bụi cháy – Yêu cầu chung TCVN 5279 – 90 • An toàn cháy – Thuật ngữ định nghóa TCVN 5303 – 90 • Hóa chất nguy hiểm Quy phạm an toàn sản xuất, sử dụng, bảo quản vận chuyển TCVN 5507 – 91 • An toàn cháy công trình xăng dầu – Yêu cầu chung TCVN 5684 – 92 • Hệ thống báo cháy – Yêu cầu kỹ thuật TCVN 5738 – 93 • Hệ thống chữa cháy – Yêu cầu chung thiết kế, lắp đặt sử dụng TCVN 5753 – 93 KS Nguyễn Chánh 22 Kỹ thuật phòng chống cháy nổ • - V.v Trên sở văn pháp quy Nhà nước dựa vào đặc điểm trình công nghệ thực tế đơn vị mà thủ trưởng quan, đơn vị sản xuất nghiên cứu đề nội quy , biện pháp an toàn PCCC cho đơn vị quản lý Đồng thời việc thực chế độ, nội quy PCCC đơn vị phải định kỳ kiểm tra • Việc kiểm tra thực chế độ PCCC hoạt động trình công nghệ cần có tham gia cán kỹ thuật, kỹ sư, công nhân viên phân xưởng sản xuất • Các quan chức Nhà nước tiến hành biện pháp kiểm tra, xử lý vi phạm v.v góp phần ngăn ngừa cháy nổ, đảm bảo an toàn cho sản xuất -****** Chương III : CHỮA CHÁY VÀ PHƯƠNG TIỆN CHỮA CHÁY -****** QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN ĐÁM CHÁY : - - Trừ vài trường hợp đặc biệt, hầu hết đám cháy diễn biến theo giai đoạn : • Giai đoạn đầu : Nguồn nhiệt nung nóng vật cháy đến nhiệt độ bén lửa • Giai đoạn cháy to : Trong giai đoạn tốc độ phát triển đám cháy nhanh nhất, nhiệt độ đám cháy cao nhất, tiêu hao chất cháy nhiều • Giai đoạn kết thúc đám cháy : Trong giai đoạn nhiệt độ cháy giảm dần, tốc độ cháy giảm xuống không Diễn biến đám cháy, phát triển phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ, chất vật cháy có mặt Oxy Sự phát triển đám cháy phụ thuộc vào độ ẩm, mật độ vật cháy, vị trí để vật cháy v.v NGUYÊN LÝ CHỮA CHÁY : 2.1 Theo điều kiện xảy trình cháy : KS Nguyễn Chánh 23 Kỹ thuật phòng chống cháy nổ - Các yếu tố cần đủ cho cháy minh họa sơ đồ tam giác cháy truyền thống hình vẻ trình bày ( Hình 6) - Hình : Sơ đồ tam giác cháy Từ sơ đồ này, ta thấy cháy tồn loại bỏ đỉnh cắt đứt cạnh tam giác cháy 2.2 Theo thuyết nhiệt tắt dần lửa ( thuyết nhiệt dập cháy ) : - - • • • - • • Bản chất thuyết phá vỡ điều kiện cân nhiệt vùng diễn phản ứng cháy dây chuyền phản ứng không diễn cháy loại trừ Việc phá vỡ mối cân nhiệt vùng cháy thực theo ba phương thức sau : Giảm cường độ sinh nhiệt vùng phản ứng cháy Tăng cường độ thoát nhiệt từ vùng phản ứng cháy môi trường chung quanh Đồng thời giảm cường độ sinh nhiệt vùng phản ứng cháy tăng cường độ thoát nhiệt từ vùng phản ứng cháy Dựa nguyên lý ta lại có phương pháp chữa cháy cụ thể khác Để thực việc giảm cường độ sinh nhiệt vùng phản ứng cháy, ta thực phương pháp sau : ➢ Giảm áp suất vùng phản ứng cháy ➢ Thay đổi nồng độ thành phần tham gia phản ứng cháy ➢ Kìm hãm hóa học phản ứng cháy Để thực việc tăng cường độ thoát nhiệt từ vùng phản ứng cháy, ta thực phương pháp sau : ➢ Tăng hệ số độ đen vùng phản ứng cháy ➢ Tăng hệ số dẫn nhiệt từ vùng phản ứng cháy: ➢ Giảm nhiệt độ môi trường chung quanh vùng phản ứng cháy : KS Nguyễn Chánh 24 Kỹ thuật phòng chống cháy nổ - Ta có phương pháp chữa cháy tổng hợp Ngoài phương pháp chữa cháy nói chung, công tác chữa cháy có chiến thuật dập tắt đám cháy CÁC CHẤT CHỮA CHÁY : Chất chữa cháy chất vật liệu tác dụng vào đám cháy tạo điều kiện định trì điều kiện thời gian để dập tắt đám cháy Chất chữa cháy phân loại theo hai dấu hiệu sau : • Theo trạng thái : ➢ Các chất chữa cháy dạng lỏng ➢ Các chất chữa cháy dạng bọt ➢ Các chất chữa cháy dạng rắn ➢ Các chất chữa cháy dạng khí • Theo chế dập cháy : ➢ Các chất dập cháy theo chế làm lạnh vùng phản ứng cháy hay chất cháy ➢ Các chất dập cháy theo chế kìm hãm hóa học phản ứng cháy ➢ Các chất dập cháy theo chế cách ly thành phần tham gia phản ứng cháy ➢ Các chất dập cháy theo chế giảm nồng độ thành phần tham gia phản ứng cháy Tuy nhiên, tất chất chữa cháy có yêu cầu sau : • Có hiệu cao cứu chữa • Tìm kiếm dễ dàng rẽ tiền • Không gây độc cho người vật sử dụng, bảo quản • Không làm hư hỏng thiết bị cứu chữa thiết bị, đồ vật cứu chữa Kết cứu chữa đám cháy phụ thuộc nhiều vào cường độ phun chất chữa cháy Cường độ phun chất chữa cháy vào vùng cháy tùy thuộc phương pháp chữa cháy 3.1 Nước : - Nước có tác dụng dập cháy tốt hầu hết đám cháy chất rắn, chất lỏng, chất khí Trừ số trường hợp không dùng nước để chữa cháy Theo chế dập cháy chủ đạo nước nước thuộc nhóm chất làm lạnh KS Nguyễn Chánh 25 Kỹ thuật phòng chống cháy nổ Để chữa cháy kịp thời hiệu công trình sản xuất phải đảm bảo nguồn nước chữa cháy dự phòng • Tiêu chuẩn lưu lượng nước tiêu thụ dùng để chữa cháy công trình xây dựng công nghiệp dân dụng cho bảng sau (Bảng 10) Bảng 10 : Tiêu chuẩn lưu lượng nước tiêu thụ dùng để chữa cháy - Bậc chịu lửa I II I II III IV V IV V • ➢ ➢ • • ➢ ➢ ➢ Hạng sản xuất D, E, F A, B, C D, E D, E C Löu lượng nước tính cho đám cháy (l/s) với khối tích công trình (1.000m3) Đến 3  5  20 20  50 Treân 50 5 10 10 15 10 10 15 20 30 10 15 25 35 10 15 20 30 40 15 20 25 30 40 Số lượng đám cháy tính toán xảy lúc khu vực công nghiệp lấy sau : đám cháy diện tích khu công nghiệp 150 đám cháy diện tích khu công nghiệp  150 Thời gian dập tắt đám cháy theo tính toán khu dân cư công trường tiếng đồng hồ Phụ thuộc vào số lượng đám cháy tính toán đồng thời xảy lưu lượng nước để dập tắt cháy, xác định lượng nước chữa cháy dự trữ Thời gian tối đa phục hồi nước xí nghiệp với hạng sản xuất thuộc loại A, B, C khu dân cư không 24 tiếng đồng hồ Thời gian tối đa phục hồi nước xí nghiệp với hạng sản xuất thuộc loại D, E F không 36 tiếng đồng hồ Nếu lưu lượng nguồn nước cấp không đủ để phục hồi lượng nước chữa cháy dự trữ theo thời gian yêu cầu cho phép tăng thời gian phục hồi nước theo tỷ lệ tăng lượng nước dự trữ Trị số thể tích bổ sung cho lượng nước dự trữ xác định theo công thức : K -1 Q = Q  K Trong : Q – Thể tích nước chữa cháy dự trữ bổ sung (m3) Q - Thể tích nước chữa cháy dự trữ cần thiết theo thời gian phục hồi yêu cầu (m3) KS Nguyễn Chánh 26 Kỹ thuật phòng chống cháy nổ K – Tỉ số thời gian phục hồi nước chữa cháy dự trữ thực tế so với thời gian theo yêu cầu 3.1.a Hơi nước : Lượng nước cần thiết để chữa cháy phải chiếm 35% thể tích nơi chứa hàng bị cháy Chữa cháy nước thích hợp loại hàng hóa, máy móc chịu tác dụng nhiệt nước không bị hư hỏng 3.1.b Bụi nước : Bụi nước nước phun thành hạt bé bụi Khi chữa cháy, hạt bụi nước thu nhiệt đám cháy bốc hơi, pha loảng nồng độ chất cháy Bụi nước sử dụng chữa cháy toàn dòng bụi nước trùm kín mặt cháy đám cháy 3.2 Bọt chữa cháy : Theo phương pháp tạo bọt, chúng phân thành loại : bọt hoá học bọt hòa không khí Bọt hoá học bọt hoà không khí chủ yếu dùng để chữa cháy theo phương pháp bề mặt cho đám cháy xăng dầu chất lỏng bị cháy Cấm dùng bọt để chữa cháy thiết bị có điện, chữa cháy kim loại, đất đèn đám cháy có nhiệt độ cao 1.700 C Tác dụng chủ yếu bọt chữa cháy cách ly hỗn hợp cháy với vùng cháy, có tác dụng làm lạnh vùng cháy đưa đến giảm nồng độ thành phần tham gia phản ứng cháy Ngoài tác động làm ngừng trình cháy nêu, bọt có số tác động phụ trợ khác chế dập cháy 3.2.a Bọt hòa không khí : Bọt hòa không khí loại bọt tạo thành cách khuấy trộn không khí với dung dịch tạo bọt Loại bọt có bội số bọt trung bình  10 lần Tỷ trọng bọt hòa không khí 0,2  0,005g/cm3 Độ bền bọt 20 phút Bọt hòa không khí dùng để chữa cháy xăng dầu chất lỏng dễ cháy khác, trừ cồn Éter Để nâng cao hiệu chữa cháy bọt hòa không khí, người ta thay pha phân tán không khí chất khí không cháy 3.2.b Bọt hóa học : Bọt hóa học loại bọt tạo thành bỡi hai thành phần chủ yếu : phần Sulfat Alumin Al2(SO4)3 gọi phần “A”, - KS Nguyễn Chánh 27 Kỹ thuật phòng chống cháy nổ phần Bicarbonat Natri NaHCO3 gọi phần “B”; có số chất làm bền bọt Sulfat sắt v.v Bọt hóa học có bội số bọt  lần, độ bền 40 phút Cơ chế dập cháy bọt hóa học giống bọt hòa không khí, khác loại bọt : bọt hóa học bị phá hủy sinh CO2 có tác dụng dập cháy theo chế khí trung tính Bọt hóa học dùng để chữa cháy xăng dầu Ngoài chuyên gia nước nghiên cứu đưa vào sử dụng thực tế công tác chữa cháy số loại bọt chữa cháy có tính chất hoàn toàn bọt hoá cứng bọt nước nhẹ • Bọt hóa cứng : tạo sở dung dịch tạo bọt nhựa tổng hợp Phénol Uré Phormaldéhyt • Bọt nước nhẹ : Với cường độ phun bọt thời gian lưu lượng phun bọt nước nhẹ đến hai lần so với phun bọt hoà không khí thông thường 3.3 Bột chữa cháy : Bôït chữa cháy loại thuốc chữa cháy dạng rắn từ muối khoáng không cháy; dùng để chữa cháy kim loại, chất rắn, chất lỏng chất khí Theo công bột, người ta phân bột chữa cháy làm loại : loại thông thường loại chuyên dụng Cơ chế dập cháy bột : • Làm giảm nồng độ thành phần tham gia phản ứng cháy • Hấp thu nhiệt vùng phản ứng cháy • Kìm hãm phản ứng cháy theo chế “tường ngăn” • Kìm hãm hoá học phản ứng cháy • Cách ly chất cháy: Bột chữa cháy đưa vào chữa cháy khí nén Tính ưu việt bột chữa cháy hiệu suất chữa cháy cao dập tắt nhiều loại đám cháy khác 3.4 Các chất khí : 3.4.a Các chất khí không cháy : Các loại khí không cháy dùng để chữa cháy gồm có khí Carbonic, Nitrogène, Argon, Héli, khói khí không cháy khác Tác dụng chữa cháy chủ yếu loại khí pha loảng nồng độ cháy tác dụng làm lạnh vùng cháy Các loại khí chữa cháy dùng để chữa cháy thiết bị mang điện, chất rắn mà chữa cháy nước bị hư hỏng, chữa cháy chất lỏng v.v Không dùng khí chữa cháy cho đám cháy mà chất cháy kết hợp với khí chữa cháy tạo thành chất cháy nổ KS Nguyễn Chánh 28 Kỹ thuật phòng chống cháy nổ 3.4.b Các chất kìm hãm hóa học phản ứng cháy ( chất Halogène ) : Các chất kìm hãm hóa học phản ứng cháy thường liên kết Brom, Fluor, Clor với Métane hay Étane : Carbon Tétraclorur CCl4, Métan Dibrom CH2Br2, Étan Bromur C2H5Br • Chúng có tên thương mại Halogène • Ngoài chất có cách gọi tên theo số nguyên tử phân tử Halogène ➢ Trong tên gọi Halogène có ký tự : Số số nguyên tử Carbon trừ Số thứ hai số nguyên tử Hydro cộng thêm Số thứ ba số nguyên tử Fluor Tiếp đến chử “B” biểu thị Halogène có nguyên tử Brom Số cuối số nguyên tử Brom phân tử Halogène ➢ Trong tên gọi Halogène có ký tự : theo cách chất Halogène gọi theo số nguyên tử công thức cấu tạo thứ tự, nguyên tử định ước sau : Carbon, Fluor, đến Clor cuối Brom Tác dụng chữa cháy chủ yếu chất kìm hãm hóa học ức chế phản ứng cháy Ngoài chất Halogène có tác dụng làm lạnh đám cháy Chúng có ưu việt dập tắt đám cháy đồng thể Một số loại Carbur Haloggène có tính độc cao người ta không dùng chúng để chữa cháy KS Nguyễn Chánh 29 Kỹ thuật phòng chống cháy nổ TÀI LIỆU THAM KHẢO -****** Kỹ thuật Bảo hộ lao động ; Nguyễn bá Dũng – Nguyễn Thiết - ……… Nhà xuất ĐH THCN - 1979 Phòng cháy công nghiệp nông nghiệp ; V.M Zozulia – F.L Loginov Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật – 1982 Tài liệu tập huấn Bảo hộ lao động Tổng liên đoàn lao động Việt Nam - 1993 Cơ sở lý hóa trình phát triển & dập tắt đám cháy; Đinh ngọc Tuấn Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật – 2002 Những giải pháp an toàn xây dựng ; Nguyễn bá Dũng Nhà xuất Xây dựng – 2002 Chemical safety Internation Labour Office Geneva Các chế dẫn đến phát nổ bụi; G Ronchail -****** - KS Nguyễn Chánh 30 Kỹ thuật phòng chống cháy nổ MỤC LỤC -****** Trang Chương I : Những vấn đề cháy nổ Khái niệm chung : 1.1 Định nghóa cháy 1.2 Định nghóa nổ 1.3 Nhiệt độ tự bắt cháy 1.4 Giới hạn nồng độ nổ 1.5 Giới hạn nhiệt độ bắt cháy 1.6 Các vùng đám cháy 1.6.a Vùng cháy 1.6.b Vùng tác động nhiệt 1.6.c Vùng khói 1.7 Vận tốc cháy 1.6.a Vận tốc cháy lan 1.6.b Vận tốc cháy hoàn toàn Cơ chế trình cháy: 2.1 Lý thuyết tự bắt cháy nhiệt 2.2 Lý thuyết tự bắt cháy dây chuyền Điều kiện xảy trình cháy – Thời gian cảm ứng : 3.1 Điều kiện xảy trình cháy 3.1.a Chất cháy 3.1.b Chất Oxy hóa 3.1.c Nguồn gây cháy 3.2 Thời gian cảm ứng Đặc điểm cháy vật liệu cháy khác : 4.1 Cháy chất rắn 4.2 Cháy chất lỏng 4.3 Cháy, nổ hỗn hợp hơi, khí với không khí 4.4 Cháy nổ bụi Sự tự cháy phân loại vật cháy theo nguyên nhân tự cháy : 5.1 Nhóm : Vật chất có nguồn gốc thực vật 5.2 Nhóm : Than bùn, than nâu, than đá 5.3 Nhóm : Dầu, mở 5.4 Nhóm : Hoá chất hỗn hợp hóa học KS Nguyễn Chánh 31 14 Kỹ thuật phòng chống cháy nổ Chương II : Phòng cháy công nghiệp Phân tích nguy hiểm cháy trình công nghệ : 16 1.1 Đặc điểm điều kiện phát sinh cháy trình công nghệ 1.2 Các nguồn gây cháy trình công nghệ 1.2.a Cháy lửa trần tia lửa, tàn lửa 1.2.b Cháy ma sát, va chạm vật rắn 1.2.c Cháy phản ứng hóa học 1.2.d Cháy tác dụng lượng điện 1.2.e Cháy tác dụng lượng nhiệt 1.3 Những nguyên nhân tạo thành môi trường cháy điều kiện sản xuất 1.3.a Sự tạo thành môi trường cháy chất rắn hữu 1.3.b Sự tạo thành môi trường cháy vật liệu dạng bụi 1.3.c Sự tạo thành môi trường cháy chất lỏng dễ cháy chất lỏng cháy 1.3.d Sự tạo thành môi trường cháy chất khí 1.4 Những nguyên nhân tạo khả cho đám cháy lan truyền 1.5 Những nguyên nhân điều kiện gây khó khăn cho việc sơ tán an toàn nhanh chóng Phương pháp nghiên cứu biện pháp phòng cháy cho trình công nghệ : 22 2.1 Biện pháp tuyên truyền giáo dục, huấn luyện 2.2 Biện pháp kỹ thuật 2.2.a Loại trừ tạo thành môi trường cháy 2.2.b Đề phòng tạo thành nguồn cháy 2.2.c Hạn chế khả lan truyền đám cháy 2.2.d Đảm bảo sơ tán an toàn nhanh chóng có cháy 2.3 Biện pháp hành chính, pháp lý Chương III : Chữa cháy phương tiện chữa cháy Quá trình phát triển đám cháy : Nguyên lý chữa cháy : 2.1 Theo điều kiện xảy trình cháy 2.2 Theo thuyết nhiệt tắt dần lửa Các chất chữa cháy : 3.1 Nước 3.1.a Hơi nước 3.1.b Bụi nước 3.2 Bọt chữa cháy 3.2.a Bọt hòa không khí 3.2.b Bọt hóa học 3.3 Bột chữa cháy 3.4 Các chất khí KS Nguyễn Chánh 32 31 31 32 Kỹ thuật phòng chống cháy nổ 3.4.a Các chất khí không cháy 3.4.b Các chất kìm hãm hóa học phản ứng cháy Dụng cụ phương tiện chữa cháy : 4.1 Phương tiện, dụng cụ chữa cháy giới 4.1.a Dụng cụ phương tiện chữa cháy di động 4.1.b Dụng cụ phương tiện chữa cháy cố định 4.2 Phương tiện, dụng cụ chữa cháy thô sơ 4.2.a Bình bọt hóa học 4.2.b Bình bọt hòa không khí 4.2.c Bình khí CO2 4.2.d Bình bột chữa cháy 4.3 Phương tiện báo cháy chữa cháy tự động 4.3.a Phương tiện báo cháy tự động 4.3.b Phương tiện chữa cháy tự động Tài liệu tham khảo Mục lục -****** - KS Nguyễn Chánh 33 38 44 45 ... Chánh 20 Kỹ thuật phòng chống cháy nổ - Ngoài để tránh phá hoại đường ống dẫn khí, thiết bị nổ gây thường người ta dùng thêm van chống nổ, màng chống nổ (Hình 5) Hình : Vị trí đặt màng chống nổ đường... 24 Kỹ thuật phòng chống cháy nổ - Ta có phương pháp chữa cháy tổng hợp Ngoài phương pháp chữa cháy nói chung, công tác chữa cháy có chiến thuật dập tắt đám cháy CÁC CHẤT CHỮA CHÁY : Chất chữa cháy. .. Nguyễn Chánh Kỹ thuật phòng chống cháy nổ - - Vùng cháy : phần không gian mà xảy chuẩn bị chất cháy đủ điều kiện bốc cháy diễn phản ứng cháy chúng ( Hình ) Hình : Vùng cháy a) Khi cháy chất lỏng