Основные причины пожаров. Горение и условия его возникновения

Ежегодно доля пожаров, возникающих на производственных объектах сельского хозяйства, составляет примерно 5 % от общего числа пожаров, происходящих в Российской Федерации, а в сельской местности в целом — до 30 %.

Возникновению пожара или взрыва часто способствует присутствие в помещении горючей пыли или волокон. Много пыли выделяется при работе дробилок, молотильных аппаратов и др., а также при использовании пневмотранспортного и другого оборудования, процесс работы которого связан с использованием мощных потоков воздуха.

Большую опасность представляют также сосуды и аппараты с горючими жидкостями. Опасность пожара или взрыва усиливается в случае попадания в пространство над уровнем жидкости кислорода воздуха при наличии неплотностей в соединениях. Если сосуд находится под давлением, то через эти неплотности горючие газы или жидкости проникают в помещение, образуя в нем пожаре- и взрывоопасные концентрации.

К основным причинам пожаров в сельском хозяйстве относятся (в процентах от общего числа пожаров в сельской местности): неосторожное обращение с огнем (25, 8); игра детей с огнем (14, 1); нарушение правил эксплуатации электрооборудования (13, 4); неправильная установка печей и дымоходов (8, 4;); нарушение правил монтажа и эксплуатации печей и поражение молнией (8, 3); нарушение правил монтажа электроустановок (5); нарушение правил эксплуатации технологического оборудования.

Горение — сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, сопровождающийся выделением теплоты и излучением света.

Для начала горения необходимы горючее вещество, источник зажигания, наличие окислителя (содержание кислорода в воздухе более 14%). При снижении содержания кислорода до 10% горение переходит в тление. Источники зажигания при возникновении пожара могут быть открытыми (искры, световые излучения, пламя, накаленные предметы) и скрытыми (трение, удар, теплота химических реакций, микробиологические процессы и т. д.). При отсутствии контакта горючего вещества, кислорода и источника зажигания горение не возникает, что используют при тушении пожаров.

Под горючим веществом понимают твердое, жидкое, газообразное вещество, способное окисляться с выделением теплоты и излучением света. Окислителями служат кислород воздуха, бром, хлор, азотная кислота, бертолетова соль.

Горючие вещества в зависимости от агрегатного состояния характеризуются параметрами, определяющими их огне- и взрывоопасность. Основные характеристики горения и огнеопасности вытекают из способа возгорания веществ или физических форм загорания (вспышка, воспламенение, самовоспламенение и самовозгорание).

Вспышка — процесс горения паровой фазы жидкого или твердого вещества, которая образуется над поверхностью горючего тела при воздействии на вещество открытого огня или раскаленного тела.

По температуре вспышки различают легковоспламеняющиеся (до 45 °С) и горючие (свыше 45 °С) жидкости. К легковоспламеняющимся относятся ацетон, скипидар, спирт, керосин, бензин, сероуглерод, дизельное топливо; к горючим — минеральные смазки, растительные масла, гидротормозная жидкость.

Температурой вспышки называют минимальную температуру горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхнуть в воздухе от источника зажигания. Однако скорость их образования еще недостаточна для последующего горения.

Воспламенение — процесс, при котором вещество, нагреваясь до температуры кипения, продолжает гореть и тлеть до тех пор, пока происходит парообразование или выделение летучих углеводородов и других горючих соединений. Температура воспламенения выше температуры вспышки для горючих веществ на 5...30 °С, для легковоспламеняющихся — на 2...5 °С.

Наиболее распространенные способы прекращения горения: снижение концентрации кислорода в зоне горения и ее охлаждение.

Периодом индукции называется промежуток времени, через который после соприкосновения с открытым огнем или раскаленным телом происходит воспламенение вещества. За это время образуется горючая смесь.

Самовоспламенением называют процесс самостоятельного ускорения реакции, переходящий в горение.

Температурой самовоспламенения называют минимальную температуру вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающихся возникновением пламени горения.

По температуре самовоспламенения горючие вещества подразделяют на две группы: воспламеняющиеся при температуре, которая выше температуры окружающей среды, и воспламеняющиеся при температуре, которая ниже температуры окружающей среды. Первые воспламеняются при нагревании, а вторые — без нагревания. Самовоспламеняются жиры животного происхождения, масла, уголь, торф, сульфиды железа, сено, солома, опилки, желтый фосфор, пылеобразный цинк, алюминий, древесный уголь и др. Под действием воды загораются калий, натрий, цезий, карбид кальция, негашеная известь и др. Самовоспламеняются от взаимодействия различные газообразные вещества, жидкие и твердые окислители; особо активны в этом отношении хлор, бром, фтор. Органические вещества самостоятельно воспламеняются от соприкосновения с азотной кислотой, выделяющей при нагревании кислород.

Самовозгорание — процесс загорания вещества в результате тепловых процессов окисления или жизнедеятельности микроорганизмов. Способностью к самовозгоранию обладают растительные и животные масла, уголь, щепа, зерно, торф, сажа и др.

Для пожаров характерно открытые горение и тление; температура пламени достигает 1400 °С; теплота распространяется в основном конвекцией, а также излучением и теплопроводностью. Количество излучаемой теплоты в единицу времени пропорционально площади поверхности пламени, его температуре, взятой в четвертой степени, и обратно пропорционально квадрату расстояния до этой поверхности. Минимальная интенсивность излучения, при которой воспламеняется вещество, зависит от времени: при интенсивности излучения 840 кДж • мин/м2 древесина воспламеняется через 10 мин.