Анализ эффективности использования систем обнаружения и предотвращения пожара на промышленных предприятиях

В.А. Зубарева

канд. техн. наук, доцент кафедры ФГБОУ ВПО «КемТИПП»

Н.А. Пашкевич

аспирант кафедры ФГБОУ ВПО «КемТИПП»

А.С. Апальков

командир Новокузнецкого ОВГСО

УДК 614.841.345:622.822.4

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМ ОБНАРУЖЕНИЯ И ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПОЖАРА НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

Представлена статистика пожаров. Рассмотрены вопросы повышения уровня пожарной безопасности.

Определены условия, обеспечивающие эффективность работы систем пожарной автоматики, и приведены рекомендации по выбору типа пожарного извещателя.

Описаны возможные состояния пожаро- и взрывоопасного технологического процесса и схема его управления. Дан анализ эффективности использования систем пожарной автоматики на объектах в Кемеровской области.

Выявлены основные причины отказов и ложных срабатываний систем пожарной автоматики на промышленных предприятиях. Предложено решение для повышения эффективности работы систем пожарной автоматики.

Ключевые слова: ПОЖАР, ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, ОБНАРУЖЕНИЕ ПОЖАРА, ТУШЕНИЕ ПОЖАРА, ЭФФЕКТИВНОСТЬ, ПОЖАРНАЯ АВТОМАТИКА, ЛОЖНОЕ СРАБАТЫВАНИЕ, ОТКАЗ

По данным Центра пожарной статистики при Международной ассоциации пожарно-спасательных служб, каждый год в мире происходит более двух миллионов пожаров, на которых погибают около 40 тыс. человек и уничтожаются материальные ценности на десятки миллиардов денежных единиц, что обусловливает необходимость поиска новых, более совершенных средств и методов борьбы с пожарами [1].

По статистическим данным за период 1965-1986 гг, число пожаров в СССР было примерно равным, затем в 1987-1989 гг количество пожаров стало возрастать и в 1990-2001 гг. уже превышало число пожаров

предыдущего периода в 2-3 раза. При этом наблюдался катастрофический рост числа травмированных и погибших на пожарах. В связи с этим потребовались кардинальные меры по снижению пожароопасности объектов.

Для снижения пожароопасности и повышения уровня пожарной безопасности была обновлена законодательная и нормативная базы. Одним из направлений снижения пожароопасности является раннее обнаружение возгорания.

Для минимизации негативных последствий от пожара, а также возможности ликвидации его в начальной стадии развития используются системы обнаружения пожароопас-

ных ситуаций на стадии возгорания, выдающие информацию (извещение) в режиме on-line, а также автоматические системы пожаротушения.

Применение систем пожарной автоматики на объектах обусловливает сокращение материального ущерба от пожара и повышает уровень защиты людей. Основными показателями систем обнаружения и тушения пожаров, характеризующими их эффективность, являются время обнаружения и тушения пожара, надежность и стоимость.

Для обеспечения эффективности работы систем пожарной автоматики необходимо придерживаться

следующих указаний:

• выбор типа пожарного извещате-ля следует производить в соответствии с характеристикой пожарной нагрузки;

• условия эксплуатации извещателя (температура окружающей среды, влажность, вибрация, наличие или вероятность образования взрывоопасных концентраций в атмосфере объекта и т.п.) должны соответствовать его конструктивному исполнению.

Время ликвидации пожара и величина ущерба зависят от эффективности систем обнаружения и оповещения людей о пожаре, а также от наличия систем автоматического пожаротушения. Чем меньше время обнаружения пожара, тем эффективнее система, поскольку в результате имеется достаточно времени на эвакуацию и организацию тушения пожара до прибытия пожарных в случае отсутствия автоматической системы пожаротушения.

В таблице 1 приведены рекомендации по выбору типа извещателя, исходя из принципа работы и вида пожарной нагрузки.

Установки автоматического пожаротушения с различными огнетушащими веществами относятся к наиболее эффективным средствам тушения пожаров, так как ликвидация пожара реализуется на его ранней стадии.

Установки автоматического пожаротушения позволяют ликвидировать на ранней стадии возгорание твердых, жидких и газообразных веществ, а также электрооборудования под напряжением. Способ тушения может быть объемным (при создании огнетушащей концентрации по всему объему защищаемого помещения) или локальным (в случае, если огнетушащая концентрация создается вокруг защищаемого устройства, например, отдельного агрегата или единицы технологического оборудования).

Достаточно высокая стоимость применения систем автоматического

пожаротушения целиком оправдывается при защите дорогостоящего оборудования, материалов или ценностей.

Выбор типа огнетушащего вещества зависит в основном от класса пожара1.

Особое внимание следует уделять противопожарной защите опасных производств, поскольку даже при нормальном ходе технологического процесса возможно выделение по-жаро- или взрывоопасных веществ, способных привести к аварийной ситуации. На опасных производственных объектах противопожарная защита представляет собой комплексный контроль за соблюдением норм технологического процесса, температурой окружающей среды и составом атмосферы производственной среды на наличие взрывопожароопасных компонентов.

Возможные состояния пожаро- и взрывоопасного технологического процесса и алгоритм управления потенциально пожаро- и взрыво-

Таблица 1 - Эффективность работы извещателя при тушении различного вида пожаров

Тип пожарного извещателя Вид тестового пожара

ТП-1 ТП-2 ТП-3 ТП-4 ТП-5 ТП-6

Характеристика открытое горение древесины пиролиз древесины тление хлопка открытое горение пластмассы горение гептана горение спирта

Тепловой X н Н X X О

Дымовой оптический н О О X X Н

Дымовой ионизационный О X X О О Н

Комбинированный (тепловой и дымовой оптический) X О О X X О

Комбинированный (тепловой, дымовой, пламени и СО) О О О о О О

Примечание: О - отлично обнаруживает; X - хорошо обнаруживает; Н - не обнаруживает

1 Класс пожара зависит по пожарной нагрузки.

I - нормальный режим: 1а - все определяющие параметры соответствуют заданным;

1б - отклонение определяющих параметров в сторону уменьшения опасности;

1в - отклонение определяющих параметров в сторону увеличения опасности;

II - предаварийный режим: 11а - возможен возврат процесса к нормальному режиму;

11б - необратимое развитие аварийной ситуации; III - остановка технологического процесса;

IV - авария

Рисунок 1 - Возможные состояния пожаро- и взрывоопасного технологического процесса

опасным технологическим процессом представлены на рисунке 1 [2].

Применение комплексной автоматизации технологических процессов позволяет сократить число аварийных ситуаций. Автоматический контроль осуществляется системами:

• автоматического контроля (САК) хода технологического процесса, работы оборудования, а также параметров производственной среды;

• автоматического регулирования (САР) основных наиболее важных параметров технологического процесса;

• автоматической сигнализации (САС) за теми параметрами процесса, отклонение которых от установленных предельных значений может привести к нарушению хода технологического процесса;

• автоматической защиты и блокировки (САЗ и Б) тех параметров, отклонение которых от предельно допустимых значений может при-

вести к возникновению аварийной ситуации;

• автоматической сигнализации за первичными признаками возникновения пожара (САС Пож);

• автоматического пожаротушения (САПожТуш).

Схема управления потенциально пожаро- и взрывоопасным технологическим процессом представлена на рисунке 2.

Если система регулирования не может справиться с поставленной задачей, то наступает предаварий-ный режим, и процесс управляется САЗ и Б. Данная система должна обеспечить безаварийное ведение процесса либо путем его возврата в нормальный режим, либо путем его остановки.

Локальные системы автоматического управления технологическим процессом, регулирования, сигнализации, защиты, блокировки, а также противопожарной сигнализа-

ции и пожаротушения объединены в единую приборную систему безопасности опасного производственного объекта и контролируются диспетчером в режиме on-line.

На рисунках 3 и 4 приведены динамика числа пожаров и анализ эффективности использования систем пожарной автоматики на объектах в Кемеровской области.

Данные, приведенные на рисунках 3 и 4, показывают, что в период с 2003 по 2008 гг. эффективность срабатывания систем пожарной автоматики была значительно выше, а с 2009 г. снизилась.

Анализ причин отказа систем пожарной автоматики показал следующее. С 2009 г. стали применяться новые конструкции средств автоматики, более сложные как по монтажу, так и по обслуживанию и управлению. Современные системы отличаются не только технической сложностью, но и многообразием применяемой

Рисунок 2 - Система автоматического контроля потенциально пожаро-и взрывоопасного технологического процесса

аппаратуры пожарной сигнализации, что требует у обслуживающего персонала определенных знаний и навыков работы.

Анализ работы автоматических систем пожарной сигнализации и пожаротушения, применяемых в Кузбассе, позволил выявить основные причины отказов и ложных срабатываний:

• неудовлетворительное качество монтажа и обслуживания (58 %);

• помехи (посторонние предметы, электромагнитные наводки, некачественное заземление, короткое замыкание) (12 %);

• несоответствие конструктивного исполнения аппаратуры условиям эксплуатации (26 %);

• низкое качество заводского исполнения аппаратуры (4 %).

Из опыта эксплуатации систем пожарной автоматики в европейских

странах известно, что наиболее распространенными причинами, вызывающими ложные срабатывания, являются неисправности систем, низкое качество проектирования и монтажа, неквалифицированное техническое обслуживание, загрязнение пожарных извещателей, высокая температура и влажность в защищаемом помещении, электромагнитные наводки, присутствие аэрозолей, изменения напряжения в сети и т.д. [3].

В Европе проблеме ложных срабатываний систем пожарной автоматики уделяется большое внимание. В Германии, например, для выяснения причин ложных срабатываний создана лаборатория.

Анализ также показал, что, несмотря на значительное число отказов автоматических систем пожарной сигнализации и пожаротушения, их

внедрение на объектах защиты ежегодно вносит значительный вклад в снижение общего числа пожаров. Для повышения эффективности работы систем пожарной автоматики необходимо повысить квалификацию обслуживающего персонала, разработать меры с применением законодательства и нормативных документов по их реализации.

В ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» идет подготовка инженеров по пожарной безопасности. Квалифицированные специалисты будут способны проектировать и обслуживать автоматические системы пожарной сигнализации и установки пожаротушения на высоком уровне, обеспечивающем их надежный монтаж и работу. Это позволит снизить количество отказов и ложных срабатываний систем пожарной автоматики.

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

количество пожаров ВСЕГО  Сработала: задачу выполнила!

сработала: задачу не выполнила

Рисунок 3 - Динамика числа пожаров в Кемеровской области за период с 2003 по 2011 гг. на объектах, оснащенных пожарной автоматикой

2001 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

сработала не сработала  не включена

Рисунок 4 - Эффективность срабатывания систем пожарной автоматики

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Атлас риска пожаров на территории Российской Федерации: научное издание / М-во Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС России); ред. С. К. Шойгу [и др.]. - М.: Феория, 2011. - 652 с. : карты, ил. + 1 эл. опт. диск (CD-ROM).

2 Производственная и пожарная автоматика: учебник / В.П. Бабуров, В.В. Бабурин, В.И. Фомин [и др.]. - Ч 2.

Автоматические установки пожаротушения. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2007. - 298 с.

3 Васильев, М.А. Разработка методов функционального контроля аппаратуры пожарной сигнализации и их техниче-

ская реализация / М.А. Васильев: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.26.03. - СПб., 1999. - 22 с.

EFFECTIVENESS ANALYSIS OF FIRE DETECTION AND PREVENTION Зубарева

SYSTEMS AT INDUSTRIAL ENTERPRIZES Вера Андреевна

V.A. Zubareva, N.A. Pashkevich, A.S. Apalkov Statistics of fires is presented. Questions of fire safety level increase are e-mail: kemmaneb@rambler.ru

reviewed. Пашкевич

Conditions are determined providing the efficiency of fire automation system work and recommendations for fire alarm choice are given. Наталья Александровна

Possible states of fire and explosion hazardous technological process Апальков

and systems of it’s control are described. Fire automation systems usage efficiency at the objects of Kemerovo region analyses is given. The main reasons of faults and mistrips of fire automation at industrial enterprises are disclosed. Decision how to increase fire automation system work efficiency is suggested. Key words: FIRE, FIRE SAFETY, FIRE DETECTION, FIRE EXTINGUISHING, EFFICIENCY, FIRE AUTOMATION, MISTRIP, FALOUR Александр Степанович