автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Пожарная безопасность помещений хранения и технического обслуживания газобаллонных автомобилей

На правах рукописи

ВАСЮКОВ ГЛЕБ ВИКТОРОВИЧ

ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПОМЕЩЕНИЙ ХРАНЕНИЯ И ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ГАЗОБАЛЛОННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Специальность 05.26.03 - Пожарная промышленная безопасность

(в строительстве)

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва - 2006

¿00£А

На правах рукописи

ВАСЮКОВ ГЛЕБ ВИКТОРОВИЧ

ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПОМЕЩЕНИЙ ХРАНЕНИЯ И ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ГАЗОБАЛЛОННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Специальность 05.26.03 - Пожарная промышленная бечопасность

(в строительстве)

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва - 2006

Работа выполнена в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России

Официальные оппоненты: доктор 1ехнических наук,

Ведущая организация: Московский Государственный

Защита состоится «16» мая 2006 года в 14 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д.205.002.02 в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России по адресу: 129366, г.Москва, ул. Бориса Галушкина, д.4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии Государс!венной противопожарной службы МЧС России.

Автореферат разослан 3 апреля 2006 г., исх.№ 6/23. Телефон для справок: (495) 682-21-61, 683-19-05

Научный руководитель: кандидат технических наук,

Рубцов ВВ.

профессор Шебеко Ю.11.

кандидат 1ехнических наук, 11роцкий В.К).

Сфоительный университет

Учёный секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

С ' <

С.В. Пузач

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. За последние десятилетия значительно возросло использование газа в качестве моторного топлива. В 1996 году Правительствами г.Москвы, Московской области и правительствами ряда других регионов России приняты программы перевода автотранспорта на газовое топливо. Таким образом, в ближайшие десятилетия будет наблюдаться значительный рост газобаллонных автомобилей. Поэтому остро встаёт вопрос об организации пожаробезопасного хранения этого вида автотранспорта.

Согласно действующим нормативным документам газобаллонные автомобили допускается хранить в помещениях, расположенных в отдельных зданиях или в помещениях, расположенных на верхних этажах многоуровневых автостоянок. При этом эти помещения должны быть оборудованы системами контроля воздушной среды с функциями включения аварийной вентиляции, аварийного освещения, отключения общеобменной вентиляции и обесточивания аварийного и смежных помещений. Однако это положение не распространяется на объекты хранения легковых газобаллонных автомобилей, использующих сжиженный углеводородный газ (согласно указания Госстроя России и ГУГПС МВД от 24.10.2000). Помещения с легковыми газобаллонными автомобилями на сжиженном углеводородном газе могут быть отнесены к пожароопасной категории В только при условии большого объёма помещения (более 9,2 тыс. м'). Автостоянки с таким объёмом, лаже в Москве, строятся крайне редко. Как правило, объём помещений хранения автомобилей не превышает 4-5 тыс. м\ Поэтому нормативные документы, фактически, запрещают нахождение легковых газобаллон пых автомобилей на сжиженном углеводородном газе в закрытых автостоянках. Это создаёт значительные трудности для автотранспортных предприятий, а также для владельцев газобаллонных автомобилей в крупных городах, где многоуровневые автостоянки являются основным способом хранения автомобилей. Эти проблемы особенно сильно проявляются в зимний период, когда для нормальной

эксплуатации автомобиля требуется закрытое отапливаемое помещение.

Проведённый анализ пожарной опасности помещений с автомобилями на жидком и газовом топливе показал, что уровень их пожарной опасности, примерно, одинаков. Это подтверждается, например, пожароопасными свойствами газового и жидкого топлив, вероятностью возникновения пожара на газобаллонном автомобиле и автомобиле на жидком топливе, а также последствиями возможных взрывов.

Возможным путём решения данной проблемы является допущение установления пожароопасной категории В1-В4 для помещений с легковыми ГБА на сжиженном углеводородном газе при условии обеспечения пожарной безопасности.

Критерием оценки уровня взрывопожароопасности в нашей с 1 ране является система категорирования, изложенная в НПБ 105-03. В разработке эгой системы принимали участие профессора Баратов А.Н., КорольченкоА.Я., Шебеко Ю Н., д.т.н. Вогман JI.I1., к.т.н. Смолин И.М., Малкин и др. В основе оценки категории взрывопожароопасности помещений лежит расчётное избыточное давление взрыва, в значительной степени зависящее от доли участия горючего газа во взрыве, которая, в свою очередь, зависит от физико-химических свойств газов. Доля учасчия горючего газа во взрыве в НПБ 105-03 учитывается коэффициентом Z, который представляет собой отношение массы газа, находящейся при взрывоопасной концентрации к общей массе газа, поступившей в помещение. Методика определения коэффициента 7. изложена в приложении к НПБ 105-03 и разрабо1ана И.М. Смолиным под руководством профессора А.Н. Баратова. Методика основывается на модели Гаусса шлейфообразного истечения газа из ючечного источника в окружающую среду. На основе этой модели ими получено выражение для распространения горючего газа в закрытых помещениях

С = 100-

Р. -У„

т

■К. ех|

ЧхЬ-йЬШ

,%об.,(1)

где К|. К2, К? - константы; Ь, Я, Н - длина, ширина и высота помещения, м; р, - плотность газа, кг/м\

Используя экспериментальные данные концентраций трёх газов - пропилена, этилена и метана ими получены значения коэффициентов К|-К, выражения (1). Полученное выражение имеет вид

' Г X

('=3.77-101

г-К

1.1314 £

У+Ш'+Г-М

) ll.1314.S-J 1,0.0253 И)

-,%об.,(2)

Это выражение принято для описания процесса распространения любого горючего газа и положено в основу методики расчёта коэффициента 7.. Для определения взрывоопасной массы газа принято допущение, что взрывоопасный объём, ограниченный НКПР, имеет форму полуэллипсоида, внутри которого равномерно распределён газ при концентрации

Г..1

Г„+^-|,%об., (3)

Такая методика определения коэффициента Ъ не учитывает, что процесс распределения пропан-бутановой смеси в помещении будет отличаться от распределения газов, с которыми проводились опыты. Помимо этого методика расчёта коэффициента 2принятая в НПБ 105-03, не учитывает сложный характер распределения газа во взрывоопасном объёме, количество газа, которое находится при концентрации выше ВКПР, а также не учитывает влияние температуры окружающего воздуха и направление потока газа.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является разработка способов обеспечения пожарной безопасности объектов хранения и техническою обслуживания газобаллонных автомобилей, работающих на сжиженном углеводородном газе, при условии минимизации затрат на достижение нормируемого уровня безопасности.

Поставленная цель достигается путём решения следующих основных задач:

проведением анализа статистических данных о пожарах на газобаллонных автомобилях;

исследованием условий образования взрывоопасных смесей пропан-бутана с воздухом при аварии на газобаллонном автомобиле;

разработкой методики оценки уровня

пожаровзрывобезопасности процессов хранения и технического обслуживания газобаллонных автомобилей на сжиженном углеводородном газе;

разработкой рекомендаций по обеспечению ножаровзрывобезопасности процессов хранения и технического обслуживания газобаллонных автомобилей. Обьекз исследования. Помещения с автотранспортом, использующим сжиженный углеводородный газ, в качестве моюрного топлива.

Предмет исследовании. Условия образования взрывоопасных смесей при аварийных сшуациях с газобаллонными автомобилями.

Научная новизна работы. Определены наиболее пожароопасные периоды эксплуатации газобаллонных автомобилей, а также наиболее вероятные места и причины возникновения пожаров на них. Получено численное значение пожарной опасности газобаллонных авюмобилей и проведено её сравнение с пожарной опасностью автомобилей на бензине и дизельном топливе. Разработаны математические модели распределения иропан-бутановой смеси в помещении, учитывающие влияние температуры воздуха и направления потока газа. Разработан метод определения доли учасшя пропан-бутановой смеси во взрыве (коэффициента /.), сосредоточенной во взрывоопасном объёме, учитывающий сложный характер распределения газа в нём. Создан метод определения оптимального количества датчиков газоанализаторов довзрывных концеш раций для оснащения помещений с газобаллонными автомобилями на сжиженном углеводородном газе.

Реализация результатов и практическая значимость. Результаты, полученные в диссертационной работе, использованы при разработке «Рекомендаций по обеспечению пожарной безопасности газобаллонных автомобилей» (ФГУ

ВНИИПО МЧС России при участии адъюнкта Академии ГНС МЧС России Васюкова Г.В, 2006).

Практическая значимость результатов диссертационной работы заключается в обосновании возможности хранения легковых газобаллонных автомобилей на сжиженном углеводородном газе в закрытых автостоянках. При этом разработанные методики определения коэффициента Ъ и определения оптимального количества датчиков газоанализаторов для помещений с газобаллонными автомобилями, позволяют минимизировать капиталовложения на достижение нормируемого уровня пожарной безопасности процессов хранения и технического обслуживания газобаллонных автомобилей.

На защиту пмнесенм:

1 .Результаты экспериментального определения полей концентраций пропан-бутановой смеси при её поступлении в закрытые помещения.

2.Модель распространения горючего газа в закрытых помещениях для пропан-бутановой смеси, учитывающая влияние температуры воздуха и направления потока газа.

3.Расчётный метод определения коэффициента участия пропан-бутановой смеси во взрыве.

4.Расчётный метод определения оптимального количества датчиков газоанализатора довзрывных концентраций для оснащения помещений с газобаллонными автомобилями.

5.Методика оценки уровня взрывопожароопасности процессов хранения и технического обслуживания газобаллонных автомобилей на пропан-бутане.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

- научно-практическом семинаре «Системы обеспечения пожарной безопасности», прошедшем в рамках Девятого Международного форума «Технологии безопасности 2004» (Москва, 05.02.2004 г.);

- на секции «Технические средства и технологии борьбы с пожарами» в рамках международного симпозиума

«Комплексная безопасность России - исследования, управление, опыт» (Москва, 27.05.2004 г.);

- на техническом совете «Мосгортранс» (Москва, 26.10.2004 г.);

- на тринадцатой научно-технической конференции «Системы безопасности» СБ-2004 (Москва, АГ11С МЧС России,

28.10.2004);

- на XIX научно-технической конференции «Пожарная безопасность многофункциональных высотных зданий и сооружений» (Москва, ВНИИПО, 01.11 2005 г.);

- на четырнадцатой научно-технической конференции «Системы безопасное I и» СБ-2005 (Москва, АГ11С МЧС России,

28.10.2005);

- на тематической научно-практической конференции «Городской строительный комплекс и безопасность жизнеобеспечения граждан» (Москва, МГСУ, 09.11.2005 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 статей. Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованной литературы и трёх приложений. Работа изложена 216 страницах машинописного текста, содержит 60 рисунков, 15 таблиц и 3 11риложения. Список литературы включает 121 название.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обосновывается актуальность работы, формулируются цель и задачи диссертации, приводится краткое содержание глав. Излагакмся основные резулыаш диссертации.

Первая глава. Состояние вопроса. Цели и задачи исследования. Глава посвящена освещению состояния вопроса обеспечения пожарной беюпасности газобаллонных авюмобилей.

В результате сбора данных о пожарах на газобаллонных автомобилях выявлено 220 пожаров, произошедших в течение 2000 - 2004 годов и проведён их анализ. Анализ показал, что основное место возникновения пожаров - шеек двига1еля. Наиболее часто пожары возникают во время движения (50%), а также при запуске двигателя (26 %). Количество пожаров,

которые произошли в закрытых помещениях и сопровождались взрывом газа с разрушением строительных конструкций незначительно и составляют 0,18% в год. Основной причиной пожаров на газобаллонных автомобилях является негерметичность газовой топливной системы (63%). Доля остальных причин составляет от 0,5 до 5,8%. Подавляющее значение в возникновении пожара из-за негерметичности газового оборудования играет «человеческий фактор» (невыполнение владельцами автомобилей элементарных правил эксплуатации).

Метол опенки взрывопожароопасности помещений с газобаллонными автомобилями не отличается от обшей методики категорирования помещений с возможным поступлением в них горючих газов и имеет недостатки, описанные во введении этою автореферата.

Проведённый анализ показывает, что методика категорирования помещений с газобаллонными автомобилями требует дальнейшего совершенствования. На основе проведённого анализа сформулированы задачи настоящего исследования.

Вторая глава. Анализ развития аварий при хранении и ремонте газобаллонных автомобилей. В главе рассматриваются условия, при которых в помещении с газобаллонными автомобилями могут образоваться взрывоопасные концентрации пропан-бутановой смеси с воздухом, а также наиболее вероятный вариант аварии.

Проведён анализ пожароопасных свойств моторных топлив -сжиженного углеводородного (аза, компримированного природного газа (метана) и бензина.

Показано, что вариант аварии, связанный с разрушением газового баллона, принятый в НПБ 105-03, является маловероятным, что подтверждается статистическими данными о пожарах на газобаллонных автомобилях, а также аналиюм причин, от которых может произойти разрушение газового баллона.

Необходимым условием образования взрывоопасных объёмов пропан-бутановой смеси в помещениях с

газобаллонными автомобилями является такое соотношение между величиной утечки газа при аварии и величиной воздушных потоков в помещении и кратности вентиляции, при котором будет происходить накапливание газа в помещении. При одинаковых значениях воздушных потоков и кратности вентиляции это соотношение может иметь различное значение в зависимости от места расположения утечки газа.

Третья глава. Экспериментальные исследования. Изложены методика проведения и результаты экспериментальных исследований по определению концентраций пропан-бут ановой смеси при её поступлении в закрытое помещение.

Экспериментальные исследования проводились в помещениях объёмом 44 м3 и 382,2 м3. В качестве исследуемого вещества была выбрана пропан-бутановая смесь марки 1ША. Содержание пропана в смеси составило 55 %.

Была создана экспериментальная установка, состоящая из сисмемы подачи газа и системы газового анализа. Источник поступления газа находился в центре помещения на высоте 0,04 м. Сис1ема подачи пронан-бутановой смеси состояла из газового баллона, ротаметра и расходомера.

В качестве систем газового анализа были использованы современные многоканальные газоанализаторы с 1ермокаталитическими и оптическими датчиками марок «СКВА-01», «МХ 2100» и «Regard». Измерительное оборудование для проведения экспериментов было предоставлено Научно-производственной фирмой «Инкрам», Пожарно-техническим объединением «Пожтехсервис» и Научно-техническим центром «Ольдам».

Измерения концентраций проводились через каждые 3-5 сек. Общее количество датчиков в опытах составляло - 16 штук. В помещении обьёмом 44 м3 датчики располагались на двух уровнях. В помещении обьёмом 382,2 м датчики располагались на одном уровне, высота которого изменялась через 0,1 м.

Изменяемыми параметрами в опытах являлись масса газа, температура окружающего воздуха и направление потока газа.

Общее количество опытов составило 23. Абсолютная погрешность измерений составила 5 %.

Экспериментальные исследования концентраций пропан-бутановой смеси при её поступлении в помещения проводились при температурах +8°С и +20°С.

В результате экспериментов выявлено, что максимальные концентрации, образующиеся в одинаковых точках помещения при одинаковой массе газа, но разных значениях температуры, значительно отличаются друг от друга - концентрации, образовавшиеся при температуре +20°С, в среднем, в 1,5 раза меньше концентраций, образовавшихся при температуре +8°С.

Экспериментально установлено, что концентрации при потоке газа вниз, в среднем, в 2,5-3 раза превышают значения концентраций при потоке газа вверх.

Результаты экспериментальных значений концентраций, полученных в помещении объёмом 44 м\ будут отличаться от концентраций, которые образуются в реальных производственных помещениях с газобаллонными автомобилями. Для определения взаимосвязи результатов в этих случаях, было проведено сопоставление зависимостей изменения концентраций пропан-бутановой смеси во времени в помещениях объёмом 44 и 382,2 м\ Масса газа в этих случаях составляла величину, при которой относительные взрывоопасные объёмы были одинаковы. В результате сопоставления этих зависимостей показано, что максимальные концентрации в помещении объёмом 44 м\ в среднем, в 1,5 раза превышают максимальные концентрации в помещении объёмом 382,2 м\ Время уменьшения концентраций от максимальных значений до значений близких к нулю, в помещении объёмом 44 м' в 9-10 раз превышает время, за которое происходит аналогичное снижение концентраций в помещении объёмом 382,2 м3. Из этого следует, что результаты опытов, полученных в помещении объёмом 44 м\ можно распространить с определённым запасом на помещения большего объёма.

Четвёртая глава. Оценка пожарной опасности процессов хранения и ремонта газобаллонных автомобилей. Проведён краткий обзор и анализ работ в области оценки пожарной

опасности газобаллонных автомобилей, представлена обработка данных экспериментальных исследований, получены расчётные формулы для определения концентраций пропан-бутановой смеси, учитывающие влияние температуры окружающего ьо¡духа и направления потока ia¡a, разработаны методики определения массы газа, находящегося во взрывоопасном объёме и определения оптимального количесша датчиков газоанализаторов для помещений с газобаллонными автомобилями

Расчёюм показано, что верояшость возникновения пожара на газобаллонном автомобиле несколько ниже вероятности возникновения пожара на автомобиле на жидком топливе:

-для газобаллонных автомобилей Pt |>Л(П) = 91/4' 105 = 3-10'4 ; -для автомобилей на жидком топливе Раиж1(Ч) = 19184/22 ■ 106=8-10'4 .

Экспериментальные данные концентраций пропан-бутановой смеси в помещении объёмом 382,2 м3 были обработаны методом наименьших квадратов. В результате рассчитаны значения коэффициентов КГК) для выражения (1). В итоге получено выражение для определения концентраций пропан-бутановой смеси в помещении обьёмом 382,2 м3. Выражение имеет' вид:

(=100 -- 23.1 ехр

>> У.

,%об. (4)

Выражение (4) справедливо для случая '°('-^<0,5-Си»„р и

Р -к,

для помещений в форме прямоугольного параллелепипеда с отношением длины к ширине не более 5.

Сравнение полей концентраций, рассчитанных но выражениям (2,4) с экспериментальными данными, установлено, чю выражение (4) позволяет более точно рассчитывать значения концентраций пропан-бутановой смеси в обьёме помещения объёмом 382,2 м , по сравнению с принятым на данный момент выражением (2). Значения концентраций, рассчитанные но выражению (2) значительно охличаются 01 концентраций, полученных экспериментальным пу тём, в сторону завышения.

Поля концентраций пронан-бугановой смеси на уровне пола в помещении объёмом 382,2 м3, расчшанные по выражению (4) и построенные но экспериментальным данным, нредсывлены на рие.1.

t ..Г* i i% 1 ■ % I

1 -

а)

б)

Рис.1. Схемы помещения с линиями и юкопцеиграций на уровне пола для массы пропаи-бутановой смеси l),7 ki : (а) -рассчшанных по выражению (4), (б) - построенных по эксперименчальным данным

Для определения массы газа, находящегося во взрывоопасном обьёме было выполнено итерирование выражения (1) в пределах взрывоопасного объёма:

-и. - яь1-"да <] 'Ч{]. «.i*)

где Со - пред-экспоненциальный множитель выражения (I).

В результате интегрирования выражения (5) путём введения безразмерных параметров получено выражение для расчёта коэффициента Z:

р С\ L S ¡I л

•50 y¡KrK2 К,

Д6)

где тг - масса пропан-бутана, поступившая в помещение, кг.

Г использованием выражений (4,6) была построена зависимость изменения коэффициента 7 от расчётного относительного взрывоопасного объёма для помещения объёмом 182,2 м' по предлагаемой и принятой методикам. Полученные зависимости представлены на рис.2.

Анализ зависимостей на рис.2 показывает, чго при расчёте 7, по предлагаемой методике для помещения объёмом 382,2 м\ ею значения для пропан-бутановой смеси не превышают величины 0,4, после чего наблюдается уменьшение значений 7. Это связано Л*

Г

Л-

\/р/*ГЧ птн ру X

?0 ">0 -Щ г,о /о ™ оо 10(1

1 Значения 2 по методике НГТБ 105-03 ► Значения 7. по предлагаемой методике

Рис.2. Зависимости изменения коэффициента 7, от расчётного относительного взрывоопасного объёма, рассчитанные для помещения объёмом 382,2 м' по методике, принятой в 11ПБ 105-03 и по предлагаемой методике

с увеличением доли пропан-бутановой смеси при концентрации выше верхнею концентрационного предела распространения пламени.

Аналогичным образом были обработаны экспериментальные данные концентраций пропан-бутановой смеси, полученные в помещении объёмом 44 м' при температурах окружающего по!духа +8°С и +20"С при направлении потока газа вертикально вниз. П результате получены выражения для определения концентраций пропан-бутановой смеси для данного помещения при температурах воздуха +8°С и +20°:

( -

100 т

10.6 + 1.8 ехр

,% об.,(7)

( 100 т

Лр

•7 + 1,3 • е\р

3,5

,% об.(8)

(7-8)

справедливы

для

случая

Выражения

0,05<'^ т <0,5С,,,.„., и для помещений в форме прямоугольного

Р -к,

параллелепипеда с отношением длины к ширине не более 5.

Сравнение полей концентраций для помещения обьёмом 44 м3, рассчитанных по выражениям (7-8) и используемому и НПБ 105-03 выражению (2) с экспериментальными данными, покачало, что выражения (7-8) позволяют более ючно рассчитывать концентрации пропан-бутановой смеси для данного помещения.

Используя выражения (7-8) и (6) были получены зависимости изменения коэффициент X 01 массы пропан-бутановой смеси для помещения обьёмом 44 м' и проведено её сравнение с зависимостью, рассчшанной для л01 о помещения по НПБ 105-03. Оти зависимости преде 1авлены на рис.3. 1

08 06 04

02

01S 03 04S 06 075 09 105 12 «35 15

> * Расчет по формуя* (7) для Т*+8 град i. и >> и Расчет по формул* (8J для Т»+20 град Расчег по НПБ 105-03 Приложение 1

Рис.3. Зависимости изменения коэффициента Z 01 массы пропан-бутановой смеси для помещения обьёмом 44 м\ вычисленными по методике, принятой в НПБ 105-03 и но выражениям (7-8)

Анализ полученных зависимостей показываем чш при проведении расчетов сбыточного давления шрыыа для пропан-бушновой смеси значения коэффициент 7. следует принимав с учётом среднегодовой температуры в помещениях:

1. Если 1емнсратура в помещении не нревышас! значения Т1К)Ш-+170С включительно, 7.=0,4.

2. Ьсли температура в помещении не меньше значения Т„П,,=+18°С,2=0,3.

Методика определения коэффициента Ъ по НПБ 105-03 завышает его значения лля пропан-бутановой смеси.

Массив данных концентраций пропан-бутановой смеси, полученный в помещении объемом 44 м при прочих одинаковых условиях за исключением направления потока газа, был обработан по методике, изложенной в предыдущих расчётах. В результате получено выражение для определения концентраций пропан-бутановой смеси в помещении объёмом 44 м при температуре окружающего воздуха +20°С и направлении потока га ш вверх:

100 m , , .

(/ + 0.S | ехр'

100 • tn

Выражение (9) справедливо для случая 0,05<-<0,5 СИК„Г

Р '''„

и лля помещений в форме прямоугольного параллелепипеда с oí ношением длины к ширине не более 5.

С исполыованием выражения (9) и выражения (6) были рассчитаны шачсиия коэффициента Z для помещения объёмом 44 м' для разной массы газа при температуре +20°С и направлении потока газа вверх. Зависимости изменения коэффициента Z от массы газа, рассчитанные для температуры +20Т и направлениям потока пропан-бутановой смеси вверх и вниз, а также изменения коэффициента Z, рассчитанные по методике НП?> 105-03, представлены на рис.4.

Анализ зависимостей на рис.4 показывает, что при подаче га?а вверх до определённой достаточно значительной массы пропан-бутановой смеси взрывоопасная концентрация не образуется. Однако, после достижения этой массы, коэффициент 7. резко увеличивается по закону близкому к линейному, достигая значения единицы, это означает, что вся масса пропан-бутана, поступившая в помещение, будет находиться при взрывоопасной концентрации. Поэтому в этом случае предлагаются два варианта определения коэффициента участия пропан-бутановой смеси во взрыве:

08 06 04

02

tipOéIJM-O/IJhJ. M

015 03 045 06 075 09 1 06 12 135 15 ií t.» ti tj расчет по формуле (8) для подачи газа вниз Расчет по НЛБ 105-03 Приложение 1 •< - Расчет по формуле (9) для подачи газа вверх

Рис.4. Зависимое!и изменения коэффициента Z oí массы нронан-бушновой смеси для помещения с объёмом 44 м\ вычисленными по методике, припиши в МПБ 105-03 и по выражениям (8-9)

1-й вариант Расчёт Z производив по мредлашемой методике с использованием выражений (6, 9).

2-й вариант: - Рассчитать минимальную массу нропан-бутановой смеси, при которой в помещении может образоваться взрывоопасная концентрация по выражению

т = (10) 233,3 v

где р, - плотность пропан-бутановой смеси, кг/м1; Vn - свободный объём помещения, м3.

-Если масса пропан-бутановой смеси, которая иоаунш в помещение при аварии, превышает массу газа, рассчшаиную по (10), значение коэффициента Z принимать равным 0,8.

На основании полученных выражений для распространении пропан-бутановой смеси в закрытых помещениях paipa6oiana методика определения оптимального количес!ва датикоь газоанализаторов для помещений с газобаллонными автомобилями. Основные положения методики:

-для исключения образования взрывоопасной смеси в помещениях с ГБА достаточно реагировать на массу ироиан-бутаиовой смеси, составляющей 10% о г массы газа, при взрыве которой образуе!ся избыточное давление 5 кНа;

-радиус действия датчиков газоанализаторов не постоянен, а является функцией, зависящей от объёма помещения

Л „ , = 0.7 L In

530 m'

+ 1.8

0.4

,M, (11)

где ni\ масса пропан-бутановой смеси, при взрыве которой образуется давление I кПа, кг; Л - ширина помещения, м.

Для определения плошали, защищаемой одним датчиком газоанализатора при известном радиусе действия, принято выражение для наименьшей площади растекания газа, которое соответствует утечке т аза у середины стены помещения

=0.5-л- Х„\ м2, (12)

Тогда оптимальное количество датчиков будет определяться выражением

/ - Я

• (13)

<i

Минимальное количество датчиков в помещении должно быть не менее двух или одно пробоотборнос устройство.

Датчики довзрывных концентраций следует располагать от стен и углов на расстоянии меньшем радиуса действия датчика, так, чтобы поля действия датчиков перекрывались между собой, не оставляя «свободного» пространства на полу помещения.

Высота расположения датчиков не должна превышать 0,1 м Ol уровня пола.

На основе проведённого комплексного анализа пожарной опасности Iазобаллонных автомобилей при их эксплуатации, хранении и техническом обслуживании, делается вывод о возможных способах снижения пожарной опасности этих процессов. Среди них можно выделить три группы:

I группа: организационные мероприятия, направленные на предотвращение утечки газового топлива при хранении, эксплуатации и техническом обслуживании газобаллонных автомобилей;

II группа: инженерно-технические решения, направленные на поддержание безопасной концентрации пропан-бутановой смеси в помещениях при аварии на газобаллонных автомобилях;

Ш группа: применение средств противопожарной защиты.

К 1-й группе относятся мероприятия но усилению ответственности владельцев газобаллонных автомобилей к их эксплуатации и обслуживанию.

Ко 11-й группе относятся мероприятия: -объёмно-планировочные решения, увеличивающие свободный объём помещений с газобаллонными автомобилями; -использование сие Iем контроля воздуха; -использование систем аварийной и общеобмеиной веншлиции.

К Ш-ей группе относится использование автомашческих установок пожаротушения.

Пятая глава. Обоснование категорий помещений для хранения и ремонта газобаллонных автомобилей но взрывоножарной и пожарной опасности. Рассмотрен наиболее неблагоприятный вариант аварии в помещении с газобаллонными автомобилями. Проведены расчёты давления взрыва пропан-бутановой смеси при наиболее неблагоприятном вариашс аварии для помещений автотранспортных предприятий, эксплуатирующих грузовые и легковые авюмобили, гю ипнжым проектам, а также расчёт величины пожарной нагрузки для лих помещений.

Наиболее неблагоприятным варианюм аварии и помещениях с газобаллонными автомобилями следуо принимшь аварию, при которой буде! происходить у1ечка пропан-бушновой смеси из Iазового оборудования с массовой скоростью 0,06 К|/с и направлением ноюка газа вниз. При лих условиях проиан-бутановам смесь «стели 1ся» по поверхности пола, нечначии'лыю смешиваясь с воздухом. Это способствует образованию локального взрывоопасного объёма даже при небольшой массе газа, поступившей в помещение.

На основании разработанной методики и проведённых расчётов показано, чю при свободном объёме помещения автостоянки более 7400 м1 при аварии на ле1 ковом газобаллонном автомобиле с ёмкостью газового баллона 50 литров избы ючное давление взрыва не лревысш 5 кПа.

Из проведённых расчётов пожарной нагрузки помещений автотранспортных предприятий показано, что удельная пожарная нафузка помещений автотранспортных предприятий,

эксплуатирующих грузовые автомобили, автобусы и легковые автомобили, не превышает 400 МДж/м2. Без учёта возможности образования взрывоопасных объёмов паро и газовоздушных смесей, помещения автотранспортных предприятий соответствуют категориям В2-ВЗ по пожарной опасности.

На основании проведённых расчётов можно сделан вывод, что часть помещений будет соответствовать взрывоопасной катсюрии Л, а другая часть пожароопасным категориям В2-ВЗ.

Однако определение взрывопожароопасной категории Л для помещений автотранспортных предприятий с газобаллонными автомобилями означает установление заранее невыполнимых требований. Ото связано с тем, что невозможно создать взрыво защищенный автомобиль.

Из анализа статистических данных о пожарах на газобаллонных автомобилях следует, что количество пожаров с взрывом и разрушением строительных конструкций незначительно. Все зафиксированные пожары произошли в индивидуальных гаражах при бтсутствии какого-либо контроля за эксплуатацией т аэобаллонных автомобилей. Ни одного пожара с взрывом в помещениях автотранспортных предприятий не зафиксировано. Это подтверждает то, что при организации хранения газобаллонных автомобилей в закрытых автостоянках при выполнении требований пожарной безопасности можно исключить возникновение пожаров с серьёзными последствиями от них.

Анализ экспериментальных данных о механизме распределения пропан-бутановой смеси в закрытых помещениях показывает, в помещениях автотранспортных предприятий, будет наблюла 1ься «размывание» локальных взрывоопасных объёмов, образующихся при аварии, и частичный вынос смеси за пределы помещения через неплотности и систему вентиляции. Доля участия пропан-бутановой смеси во взрыве будет составлять в среднем О, I -0,4.

Проведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что при наличии постоянного анализа воздушной срсды с помощью аварийной вентиляции любая возможность образования взрывоопасных объёмов пропан-бутановой смеси в

помещениях автотранспортных предприятий может быть исключена.

Поэтому нахождение легковых газобаллонных автомобилей на сжиженном углеводородном газе в надземных чакры 1 их автостоянках манежного типа предлагается счшагь обоснованным при условии оборудования их системами кош роля воздушной среды с функциями включения аварийной вентиляции, аварийного освещения, отключения общеобменной вентиляции и обесточивания аварийного и смежных с ним помещений.

Кшешрии помещений с газобаллонными автомобилями при выполнении этих условий, будут соогветсжоваи, каториям В2-ВЗ.

Шести глава. Разработка рекомендаций но обеспечению пожарной безопасное! и процессов хранения и ремонта ■ азобаллонных автомобилей. Представлены рекомендации но обеспечению пожарной безопасности I азобаллонных автомобилей при их хранении, эксплуатации и ремонте.

Приложения. Представлены экспериментальные данные концешраций пронан-бутановой смеси при её поступлении в закрьиые помещения. Данные содержался в фёх приложениях: координа! ючек замера концентраций, 1 шраме1ров и условий проведения экспериментов, значений концентраций нропан-бутановой смеси.

Выводы

1. Требования нормативно-технических докуменюн в обласш обеспечения пожарной безопасности объектов хранения и технического обслуживания газобаллонных авюмобилей на сжиженном углеводородном газе требуки дальнейшего совершенс I вования.

2.Количество пожаров с взрывом в помещениях с газобаллонными автомобилями незначительно (0,18% в юд). Основной причиной пожаров на газобаллонных автомобилях является негерметичность газового оборудования. Пожарная опасность газобаллонных автомобилей не превышает пожарную опасность автомобилей на жидком топливе.

Р,ьл(П) = 91/4-10, = 3-10-4. Р,.ЖТ(П)= 19184/22-106 = 8-10'4 .

3. Помещения хранения и технического обслуживания легковых газобаллонных автомобилей на сжиженном углеводородном газе следует относить к пожароопасным категориям В2-ВЗ при условии выполнения компенсирующих мероприятий.

4. Разработана модель распространения пропан-бутановой смеси в закрытых помещения, учитывающая влияние температуры окружающего воздуха. При повышении температуры воздуха доля участия пропан-бутановой смеси во взрыве уменьшается. Значения коэффициента участия пропан-бутанопой смсси во взрыве для: а) температуры воздуха не выше +17°С - 7, 0,4; б) температуры воздуха выше +18"С - Z=0,3.

5. Получена модель образования взрывоопасных объёмов пропан-бутановой смеси при её поступлении в закрытые помещения, учитывающая влияние направления потока газа. Показано, что до значительной массы газа взрывоопасная концентрация не образуется, но после превышения определённой массы газа сразу большой объём помещения становится взрывоопасным

6. Обоснована методика определения массы пропан-бутановой смсси. находящейся во взрывоопасном объёме, учитывающая сложный характер распределения пропан-бутановой смеси во взрывоопасном объёме и количество газа, находящееся при концентрации выше верхнего концентрационного предела распространения пламени.

7. Рафаботана методика определения оптимального количества датчиков газоанализаторов ловзрывных концентраций для помещений с газобаллонными автомобилями на сжиженном ут леводородном газе. Методика основана на полученных моделях образования взрывоопасных объёмов пропан-бутановой смсси в закрытых помещениях.

8. В помещениях с газобаллонными автомобилями рекомендовано использовать термокаталитичсские датчики ловзрывных концентраций, которые предложено размещать в специальных корпусах, схема которого предложена в диссертации.

9. Предложены мероприятия по обеспечению пожарной безопасности газобаллонных автомобилей при их храпении, эксплуашции и техническом обслуживании, коюрые можно разделить на три группы: 1 группа - организационные мероприятия; II группа - инженерно-технические решения; 111 группа - применение средств противопожарной защшы.

10. Результаты работы использованы при разработке «Рекомендаций но обеспечению пожарной безопасное! и газобаллонных авюмобилей» (ФГУ ВНИИПО МЧС России при участи адьюнюа Академии ГПС МЧС России Васюкова Г.В. -2006).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1.Васюков Г.В., Рубцов В.В., Воронов С.II. Совершенствование порядка статистического учёта пожаров в части пожаров на газобаллонных автомобилях // Вестник Академии Государственной противопожарной службы МЧС России. - 2004. - №2. С.137-145.

2. Васюков Г.В. Проблемы обеспечения пожарной безопасности гаражей стоянок aBioipaneiiopia на (азовом топливе // Промышленное и гражданское сгрожельство. 2004. -№10. С.44-46.

3.Васюков Г.В., Рубцов В.В., Воронов С.П. Горш ли автотранспорт, работающий на газовом моюрном юпливе? // 11ожарное дело. - 2004. -№11. С.40-41.

4.Васюков Г.В., Корольченко А.Я., Рубцов В.В. Проблемы пожарной безопасности объектов хранения, 1ехнического обслуживания и ремонта автомобилей на газовом топливе // Пожаровзрывобезопасность. - 2004. - №4. С.59-66.

5.Васюков Г.В., Корольченко А.Я., Рубцов В.В. Пожарная опасность газобаллонных автомобилей // Пожаровзрывобезопасность. - 2005. - №1. С.33-38.

6.Васюков Г.В., Корольченко А.Я., Рубцов В.В. О 1еории образования локальных взрывоопасных объёмов пропан-бутана при его поступлении в помещения с газобаллонными автомобилями // Пожаровзрывобезопасность. - 2005. - №4. С.23-29.

7.Васюков Г.В., Корольченко А.Я., Рубцов В.В. Пожарная безопасность помещений с АТС, работающими на газовом топливе // Автомобильная промышленность. - 2005. - №6. С.24-26.

8.Васюков Г.В. О некоторых проблемах в обеспечении пожарной безопасности газобаллонных автомобилей // Вестник Академии государственной противопожарной службы, №3 / Академия ГПС МЧС России. -М.: 2005. - С.183-188.

9.Васюков Г.В., Корольченко А.Я., Рубцов В.В. Влияние температуры и влажности воздуха на формирование локальных взрывоопасных объёмов пропан-бутана при его поступлении в закрытые помещения с газобаллонными автомобилями // Пожаровзрывобезонасность. - 2005. - №5. С.68-74.

Ю.Васкжов Г.В. Пожарная безопасность автомобилей на газовом топливе // «Каталог пожарной безопасности №1(7)-2006». -2005. С.256-257.

11 .Васюков Г.В. О категорировании объектов хранения и техническою обслуживания газобаллонных автомобилей // Технологии безопасности. - 2005. - №5. С.67-69.

12.Васюков Г.В.. Корольченко А.Я., Рубцов В.В. Образование взрывоопасных объёмов при аварийном поступлении пропан-бутановых смесей в помещение // Пожаровзрывобезопасность. - 2005. - №6. С.39-42.

13. Васюков Г.В., Корольченко А.Я., Рубцов В.В. К вопросу о категорировании помещений для хранения и технического обслуживания газобаллонных автомобилей II Пожаровзрывобезопасность. - 2006. - №1. С.25-29.

Н.Васюков Г.В. Где хранить автотранспорт на газовом топливе? // Пожарное дело. - 2006.. - №1. С. 12-13.

15.Васюков Г.В., Корольченко А.Я., Рубцов В.В. О пожарной опасности газобаллонных автомобилей // Автомобильная промышленность. - 2006. - №2. С.22-24.

Академия ГПС МЧС России. Тираж 100 экз. Заказ № ...

„

/

т

il

л

il ¡.

¿006 (у

- 7 1 Ов

Введение

Глава 1. Состояние вопроса. Цели и задачи исследования

1.1. Пожары газобаллонных автомобилей. Причины возникновения и условия развития

1.2. Особенности процессов хранения и технического обслуживания газобаллонных автомобилей

1.3. Требования нормативных документов к обеспечению пожарной безопасности при хранении и ремонте газобаллонных автомобилей

1.4. Метод оценки взрывопожароопасности помещений с газобаллонными автомобилями

1.5. Цели и задачи исследования

Глава 2. Анализ развития аварий при хранении и ремонте газобаллонных автомобилей

2.1. Пожароопасные свойства моторного топлива

2.2. Условия образования взрывоопасных смесей при разгерметизации топливной системы автомобиля

2.3. Выводы

Глава 3. Экспериментальные исследования

3.1. Методика проведения эксперимента

3.2. Экспериментальные исследования полей концентраций пропан-^ бутановых смесей при их поступлении в закрытые помещения объёмом 44 и 382,2 м

Глава 4. Оценка пожарной опасности процессов хранения и ремонта газобаллонных автомобилей

4.1. Модель распределения горючих газов в закрытых помещениях при разгерметизации топливной системы автомобиля

4.2. Разработка методики расчёта коэффициента участия пропан-бутановой смеси во взрыве

4.3. Оценка влияния температуры и влажности воздуха на формирование локального взрывоопасного объёма пропан-бутановой смеси

4.4. Оценка влияния направления потока газа на формирование локального взрывоопасного объёма пропан-бутановой смеси

4.5. Разработка методики определения оптимального количества датчиков газоанализаторов довзрывных концентраций для защиты производственных помещений с газобаллонными автомобилями

4.6. Способы снижения пожарной опасности помещений для хранения и ремонта газобаллонных автомобилей

4.7. Выводы

Глава 5. Обоснование категорий помещений для хранения и ремонта газобаллонных автомобилей по взрывопожарной и пожарной опасности

5.1. Оценка наиболее неблагоприятного варианта аварии

5.2. Расчёт избыточного давления взрыва

5.3. Оценка величины горючей нагрузки

5.4. Выводы

Глава 6. Разработка рекомендаций по обеспечению пожарной безопасности процессов хранения и ремонта газобаллонных автомобилей

6.1 Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности при хранении газобаллонных автомобилей

6.2 Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности при эксплуатации газобаллонных автомобилей

6.3 Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности при техническом обслуживании газобаллонных автомобилей

С начала девяностых годов прошлого столетия в нашей стране наблюдается неуклонный рост цен на бензин. Спрос на него неуклонно повышается как у нас в стране, так и за рубежом. Это связано с быстро увеличивающимся количеством автотранспорта, постепенной выработкой используемых месторождений нефти и необходимостью разработки новых месторождений. Такая тенденция будет сохраняться и в будущем. Поэтому в ближайшем будущем проблема обеспечения автотранспорта топливом будет актуальной. Вместе с этим, рост количества автомобилей ведёт к ухудшению, и без того плохой, экологической ситуации. Автомобиль стал одним из основных источников загрязнения окружающей среды. В крупных городах его вредные выбросы в несколько раз превышают загрязнение воздуха промышленными предприятиями. Загрязнение воздуха вредными выбросами автомобилей в конце XX века стало одной из глобальных экологических проблем. В этой связи в нашей стране и за рубежом всё большее внимание уделяется использованию в качестве моторного топлива сжиженных пропан-бутановых смесей (СУГ) и сжатого природного газа (КПГ). В 1996 году Правительствами г.Москвы, Московской области и правительствами ряда других регионов России приняты программы перевода автотранспорта на газовое топливо. По оценкам специалистов, в ближайшие десятилетия будет наблюдаться резкое увеличение количества автотранспорта, использующего газовое топливо [1-10].

Количество газобаллонных автомобилей на конец 2004 года в нашей стране составило около четырёхсот тысяч, тридцать шесть тысяч из них составляют газобаллонные автомобили на сжатом природном газе (по данным Государственного научно-исследовательского института автомобильного транспорта). В настоящее время требования пожарной безопасности к объектам хранения и технического обслуживания газобаллонных автомобилей регламентируются системой нормативно-технических документов, среди которых основополагающими являются ГОСТ 12.1.004-91, СНиП 21-01-97*,

НПБ 105-03 и СНиП 21-02-99 [11-14]. В свою очередь, СНиП 21-02-99 имеет ссылки на отраслевые и ведомственные руководящие документы и нормы проектирования ОНТП 01-91, ВСН 01-89, РД-3112199-98 [15-17]. Причём, требования ВСН 01-89 не распространяются на объекты хранения легковых автомобилей (из разъяснения вопросов применения требований СНиП 21-02-99 и ВСН 01-89 Управлением технормирования Госстроя России и ГУГПС МВД России от 30.10.00).

Анализ требований этих документов показывает, что производственные помещения с газобаллонными автомобилями, как правило, соответствуют категории А по взрывопожарной опасности. Эти помещения могут быть отнесены к пожароопасной категории В при условии выполнения компенсирующих мероприятий (оборудования помещения системой автоматического контроля воздушной среды с функциями включения аварийной вытяжной вентиляции, звуковой сигнализации и аварийного освещения, отключения электроэнергии при возникновении аварийных ситуаций, электроснабжение этих систем по первой категории электроснабжения). Перечисленные компенсирующие мероприятия допускается использовать для производственных помещений с газобаллонными автомобилями всех типов, кроме легковых газобаллонных автомобилей, использующих пропан-бутановые смеси. Для помещений с этими автомобилями пожароопасная категория В может быть определена только в случае очень большого объёма помещения (более 9,2 тыс. м3). Это положение касается объектов хранения легковых автомобилей, наиболее распространённых в крупных городах - многоуровневых автостоянок. Объём этажа таких автостоянок, как правило, не превышает 5000 м3. Соответственно, при условии нахождения в них газобаллонного автомобиля, все они должны относиться к взрывопожароопасной категории А. Поэтому нахождение легковых газобаллонных автомобилей на пропан-бутановой смеси в закрытых автостоянках нормативными документами запрещено. Местами хранения легковых газобаллонных автомобилей могут быть только открытые площадки и автостоянки открытого типа. Это создаёт значительные трудности для автотранспортных предприятий, а также для владельцев газобаллонных автомобилей в крупных городах. Эти проблемы особенно сильно проявляются в зимний период, когда для нормальной эксплуатации автомобиля требуется закрытое отапливаемое помещение. Таким образом, требуется скорейшее решение этой проблемы.

В отличие от газобаллонных автомобилей, взрывопожароопасные производственные помещения с автомобилями на бензине допускается относить к пожароопасной категории В1-В4 (п.5.4 [14]). Причиной существующего положения в вопросе обеспечения пожарной безопасности объектов хранения и технического обслуживания газобаллонных автомобилей является оценка их пожарной опасности как повышенной. Однако данное отношение к газобаллонным автомобилям возникло на основе субъективных факторов, так как каких-либо количественных данных для оценки пожарной опасности газобаллонных автомобилей опубликовано не было. Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности определяются по НПБ 105-03 [13]. Критерием категорирования помещений является расчётное избыточное давление взрыва (АР), которое возникнет при взрыве горючего газа, поступившего в помещение при аварии. Расчётное избыточное давление взрыва, в значительной степени зависит от того, какая доля горючего газа будет участвовать во взрыве. Это характеризует коэффициент Z участия горючего газа во взрыве. Методика определения коэффициент Z определена в Приложении к НПБ 105-03 [13], и одинакова для всех горючих газов, в том числе для пропан-бутана, являющегося наиболее распространённым топливом для газобаллонных автомобилей. Эта методика имеет следующие особенности: 1. Методика основана на экспериментальных данных измерения концентраций трёх газов - пропилена, этилена и метана [19]. Процесс распределения пропан-бутана в помещении будет иметь некоторые особенности, отличные от газов с которыми проводились опыты, что может значительно повлиять на величину избыточного давления взрыва. Данная методика этот фактор не учитывает.

2. При расчёте массы газа, сосредоточенной в локальном взрывоопасном объёме, не учитывается сложный характер распределения в нём горючего газа (по принятой в Приложении НПБ 105-03 [13] модели, это нормальный закон распределения). Принимается допущение, что взрывоопасный объём имеет форму полуэллипсоида, внутри которого равномерно распределена некая среднеобъёмная концентрация.

3. Данная методика не учитывает особенности распределения пропан-бутановой смеси при разных температурах окружающего воздуха и разных направлениях потока газа при его поступлении в помещение. Однако эти факторы могут оказывать существенное влияние на величину расчётного избыточного давления взрыва и соответственно на категорию помещения с газобаллонными автомобилями.

Изложенные выше проблемы свидетельствуют о том, что существующие способы обеспечения пожаровзрывобезопасности объектов хранения и технического обслуживания газобаллонных автомобилей, работающих на сжиженном углеводородном газе, нуждаются в уточнении и совершенствовании при условии минимизации затрат на достижение нормируемого уровня безопасности, что является целью диссертации. Возможным путём решения этой проблемы являются: комплексная оценка пожарной опасности газобаллонных автомобилей, проведённая путём анализа статистических данных о пожарах на газобаллонных автомобилях и исследовании условий образования взрывоопасных смесей пропан-бутана с воздухом при разгерметизации газового оборудования; разработка методики оценки уровня пожаровзрывоопасности процессов хранения и технического обслуживания газобаллонных автомобилей; разработка рекомендаций по обеспечению пожаровзрывобезопасности процессов хранения и технического обслуживания газобаллонных автомобилей.

Диссертация состоит из введения, шести глав, списка использованной литературы и приложений.

10. Результаты работы использованы при разработке «Рекомендаций по обеспечению пожарной безопасности газобаллонных автомобилей» (ФГУ ВНИИПО МЧС России при участии адъюнкта Академии ГПС МЧС России Васюкова Г.В. - 2006).

Заключение

На основании проведённой работы, можно сделать следующие выводы:

1. Требования нормативно-технических документов в области обеспечения пожарной безопасности объектов хранения и технического обслуживания газобаллонных автомобилей требуют дальнейшего совершенствования. В частности это относится к объектам хранения легковых газобаллонных автомобилей на сжиженном углеводородном газе. Эти объекты могут быть отнесены к пожароопасной категории В только при условии большого объёма помещения (более 9200 м3 для автомобилей с газовым баллоном ёмкостью 50 литров). Это создаёт значительные трудности для организации хранения и технического обслуживания газобаллонных автомобилей в крупных городах, где многоуровневые автостоянки являются основным способом хранения автомобилей.

2. Проведён анализ статистических данных пожаров на газобаллонных автомобилях и причин их возникновения. Показано, что основной причиной пожаров на газобаллонных автомобилях является негерметичность газового оборудования. Рассчитаны значения вероятности возникновения пожаров на газобаллонных автомобилях Ргба(П) и проведено её сравнение с вероятностью возникновения пожаров на автомобилях на жидком топливе Рав.ж.т(Ц)- Показано, что пожарная опасность газобаллонных автомобилей не превышает пожарную опасность автомобилей на жидком топливе.

Ргба(П) = 91/4-105 = 3-10"4 .

Рав.ж.т(П) = 19184/22-106 = 8-Ю-4 .

3. Показана возможность относить помещения хранения и технического обслуживания легковых газобаллонных автомобиле на сжиженном углеводородном газе к пожароопасным категориям В2-ВЗ при условии выполнения компенсирующих мероприятий.

4. Разработана модель образования взрывоопасных объёмов пропан-бутановой смеси при её поступлении в закрытые помещения, учитывающая влияние температуры окружающего воздуха. Показано, что при повышении температуры воздуха доля участия пропан-бутановой смеси во взрыве уменьшается. Значения коэффициента участия во взрыве для пропан-бутановой смеси: а) при температуре воздуха не выше +17°С - Z=0,4; б) при температуре воздуха выше +18°С - Z=0,3.

5. Разработана модель образования взрывоопасных объёмов пропан-бутановой смеси при её поступлении в закрытые помещения, учитывающая влияние направления потока газа. Показано, что механизмы образования взрывоопасных объёмов пропан-бутановой смеси с воздухом при потоке газа вверх и вниз значительно отличаются друг от друга. При потоке газа вверх он л распространяется в большем объёме помещения и поэтому его концентрация стремится к среднеобъёмной. До значительной массы газа взрывоопасная концентрация не образуется, но после определённой массы газа сразу большой объём помещения становится взрывоопасным.

6. Разработана методика определения массы пропан-бутановой смеси, находящейся во взрывоопасном объёме. Методика учитывает сложный характер распределения пропан-бутановой смеси во взрывоопасном объёме и количество газа, находящееся при концентрации выше верхнего концентрационного предела распространения пламени.

7. Разработана методика определения оптимального количества датчиков газоанализаторов довзрывных концентраций для оснащения помещений с газобаллонными автомобилями на сжиженном углеводородном газе. Методика основана на полученных моделях образования взрывоопасных объёмов пропан-бутановой смеси в закрытых помещениях. Основные положения методики — а) радиус действия датчика не постоянен, а зависит от объёма помещения; б) в помещении с газобаллонными автомобилями система анализа воздушной среды должна реагировать на массу газа, составляющую 10% от массы газа, при взрыве которой образуется избыточное давление 5 кПа.

8. На объектах хранения и технического обслуживания газобаллонных автомобилей рекомендовано использовать термокаталитические датчики довзрывных концентраций. Для их размещения в этих помещениях необходимо использовать специальные корпуса, защищающие датчики от механического повреждения и воздействия воды. Предложен один из вариантов корпусов датчика.

9. Разработаны мероприятия по обеспечению пожарной безопасности газобаллонных автомобилей при их хранении, эксплуатации и техническом обслуживании, которые можно разделить на три группы:

I группа: организационные мероприятия, направленные на предотвращение утечки газового топлива при хранении, эксплуатации и техническом обслуживании газобаллонных автомобилей;

II группа: инженерно-технические решения, направленные на поддержание безопасной концентрации пропан-бутановой смеси в помещениях при аварии на газобаллонных автомобилях;

III группа: применение средств противопожарной защиты.

1. Боровский Е.Э. Экологические проблемы автомобильного топлива // Химия. 1998.-N46. С.1-4.

2. Долгова Т.В. Анализ экологической ситуации в России и методы оценки состояния окружающей среды. М.: Ин-т макроэкономических исслед., 2004. - 89 с.

3. Церцек Н.Ф., Жирнов А.В. Об экологической обстановке в России // Химия в школе.-1998.-N4. С.4.

4. Райков И .Я., Жабин В.М., Яркин Ю.К. Перспективы применения систем газотурбинного наддува на двухтопливных газобензиновых автомобилях // Сб. науч. тр.: ВНИИ прир. газов и газ. техн., 1993. С.3-21.

5. Использование природного газа в качестве моторного топлива для автотранспортных средств на 2001-2005 годы. Межгосударственная программа. Утв. Экон. советом СНГ от 16.03.2001.

6. Основные направления развития автомобильной промышленности России на период до 2005 года. Постановление Правительства РФ от 15.03.1999. М.: №286.

7. Об основных направлениях топливной политики и структурной перестройки топливно-энергетического комплекса Российской Федерации на период до 2010 года. Указ Президента РФ от 07.05.1995. М.: №472.

8. Топливо и энергия. Федеральная целевая программа на 1996-2000 годы. Утверждена постан. Правительства РФ от 06.03.1996. М.: №263.

9. Чаговец В.М., Казак В.Р., Орлов И.О. Природный газ как моторное топливо.

10. Перспективы использования на транспорте: Оперативная инф. VII

11. Междунар. конф. Нефть и газ 2003 / Ин-т газа НАН Украины. Киев.:2003.-4с.

12. Маленкина И.Ф., Белоусенко В.А., Поденок С.Е. Современное состояние, перспективы производства и использования газомоторного топлива в

13. Алтайском Крае. Обзорная инф. Природный газ в качестве моторного топлива. Использование газа. М.: ИРЦ Газпром. 2001. — 47с.

14. ГОСТ 12.1.004-91 Пожарная безопасность. Общие требования.

15. СНиП 21-01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений.

16. НПБ 105-03 Определение категорий зданий, помещений и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.

17. СНиП 21-02-99. Стоянки автомобилей.

18. ОНТТ1 01-91. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий автомобильного транспорта.

19. ВСН 01-89. Предприятия по обслуживанию автомобилей.

20. РД-3112199 -98. Требования пожарной безопасности для предприятий, эксплуатирующих автотранспортные средства на компримированном природном газе.

21. Перечень категорий помещений и сооружений автотранспортных предприятий по взрывопожарной и пожарной опасности и классов взрывоопасных и пожароопасных зон по правилам устройства электроустановок» (Утверждён Минавтотрансом РСФСР в 1989г.).

22. Смолин И.М. Закономерности формирования локальных скоплений горючих газов и паров при их аварийном поступлении в производственные помещения: Дис. канд.техн.наук. / ВНИИПО МВД СССР. М.: 1986 -222 с.

23. ВППБ 11-01-96. Правила пожарной безопасности для предприятий автотранспорта.

24. Васюков Г.В., Рубцов В.В., Воронов С.П. Совершенствование порядка статистического учёта в части пожаров на газобаллонных автомобилях // Вестник Академии ГПС МЧС России.-2004.-№2. С. 137-144.

25. Cattroll W. Propane powered auto explodes injuring owner // Fire Fight Can.1992.-36, №l.-C.4-6.

26. Таубкин И.С., Прохоров Д.В., Усманский M.A. Экспертный анализ причинвзрыва сжиженного углеводородного газа в авторемонтных мастерских.

27. Обзорная ннф. Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. / ВИНИТИ.-1999.-№5 .-С.76-87.

28. Пожары средств автомобильного транспорта / Alles uber Autobran. Blaulicht.-2001.-50, №5, С.8-11.

29. Логачёв Е.Н. Классификация пожаров на автомобильном транспорте // Системы безопасности: Материалы 11 Научно-технич. конф. / Академия ГПС МЧС России.-М.: 2002.-С.254-256.

30. Пеганов Н.И. И за инофирмами нужен контроль // Пожарное дело.-1992.-№9. С.24.

31. Рачевский Б.С. Обеспечение безопасности при транспорте и хранении СНГ.-М: ЦНИИТЭНефтехим, 1981.-65 с.

32. Молчанов В.П., Шебеко Ю.Н., Смолин И.М. Пожар на сырьевом парке сжиженных углеводородных газов (СУГ) АО «Синтезкаучук», г. Тольятти // Пожаровзрывобезопасность. 1997. - т.6, №2. С.23-27.

33. Herr K.S., Sauer G. // Brandshuts. 1987. - 41, №6. р.236-238.

34. Попов В.И. Классификация объектов по взрывопожарной опасности // Крупные пожары: предупреждение и тушение: Материалы 16 научно-практич. конф. / ВНИИПО МЧС России. -М.:2001. С.52-54.

35. Пелехов А.С. Пожары на автотранспорте // Строительные и дорожные машины. 1996. - №9. с.31.

36. Азаркин Н.М. Пожарная безопасность в гаражах // Механизированные средства. 1987. - №6. С.23-24.

37. Афонин С.Н. Газовое оборудование автомобилей. Легковые, грузовые. Устройство, установка, обслуживание. Практическое руководство. -Ростов на Дону.: «Пончик», 2001.-52 с.

38. Соколов Б.А., Фельдман М.А. Газовое топливо и газовое оборудование: Учебное пособие. -М.: Стройиздат, 2000.-94 с.

39. Соколов Б.А., Фельдман М.А. Газовое топливо и газовое оборудование: Учеб. пособие. 3-е изд., перераб. — М.: Стройиздат, 2002.-99 с.

40. Васильев Ю.Н. Повышение эффективности и надёжности газотранспортного оборудования // Газовые двигатели: Сб.научн.тр. / Всерос. НИИ природных газов и газовых технологий. 1993.-135 с.

41. Золотницкий В.А. Газобаллонный легковой автомобиль. М.: Патриот, 1994.-45 с.

42. Золотницкий В.А. Система питания газобензиновых автомобилей : Эксплуатация, техобслуживание, ремонт. М.: Третий Рим, 2000. - 80 с.

43. Сурин В.Н. Газобаллонная аппаратура на легковом автомобиле. М.: Трансп., 1995.-44 с.

44. Васильев Ю.Н., Золотаревский J1.C., Ксенофонтов С.И. Безопасность эксплуатации транспорта на газовом моторном топливе // Совершенствование газотранспортного оборудования: Сб. научн. тр. / ВНИИГАЗ. М.: 1989.-с. 17-26.

45. Ерохов В.И. Легковые газобаллонные автомобили: Устройство, переоборудование, эксплуатация, ремонт. -М.: Академкн., 2003.-238с.

46. Пожарная безопасность автомобилей на газовом топливе / Navesey F. Are vehicles fire safe? // Fire Prevention.-1995.-№280. C.24-27.

47. Каверин И.В., Берловский Ю.А. Повышение пожаробезопасности газобаллонных систем питания автомобилей // Безопасность труда в промышленности. 1989. - №10. С.48-49.

48. Каверин И.В., Берловский Ю.А. Повышение пожаробезопасности газобаллонных систем питания автомобилей // Промышленный транспорт. 1988. - №5. С.15-16.

49. СНиП II-M2-72. Производственные здания промышленных предприятий.

50. Пчелинцев В.А., Никонова Е.В. Категорирование производственных помещений по взрывопожарной и пожарной опасности // Пожаровзрывобезопасность. 2000. - №4. С.27-28.

51. Баратов А.Н., Пчелинцев В.А., Никонова Е.В. Совершенствование системыкатегорирования помещений и зданий по взрывопожарной опасности // Пожаровзрывобезопасность. 2001. - №3. С.25-27.

52. Куров J1.H. Оценка пожаровзрывоопасности на предприятиях автомобильного транспорта // Объед. научный журнал. 2002. - №12. С.51-52.

53. Татаров В.Е. Система противопожарного нормирования в строительстве // Пожаровзрывобезопасность. 2001. - №4. С.21-25.

54. Шебеко Ю.Н., Болодьян И.А., Смолин И.М. Об одном подходе к категорированию зданий производственного и складского назначения // Пожаровзрывобезопасность. 2000. - №2. С.29-33.

55. Турков А.С., Тарасов В.Н., Фирсов А.Г. Совершенствование принципов категорирования помещений и зданий по пожарной опасности // Методологические проблемы обеспечения пожарной безопасности: Сб.науч.тр./ВНИИПО МВД СССР.-М.: 1991. С.28-33.

56. Корольченко А.Я., Шевчук А.П., Горшков В.И. Пожаровзрывобезопасностьтехнологических процессов. Концепция разработки стандарта «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования» // Пожаровзрывобезопасность. 1992. - №4. С. 17-19.

57. Петров А.П. Проблемы категорирования помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опавсности // Юбилейный сборник трудов Академии ГПС МЧС России / Академия ГПС МЧС России. -М.: 2003. -С.103-111.

58. Ветошкин А.Г. Принципы категорирования и классификации взрывопожароопасных производственных объектов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2002. - №8. С.41-44.

59. Пилюгин Л.П. Нагрузки, возникающие при взрывном горении газовоздушных смесей в помещениях взрывоопасных производств // Взрывобезопасность в строительстве. — 1983. С.77-87.

60. Kolbe F.H. Classification of hazardous areas // Chemsa. 1987. - № DEC. p.331332.

61. Arasi J.A. Classifying hazardous areas complicated by multiple standards // Oil.and Gas. 1991. - №1. p.64-72.

62. ПУЭ-99. Правила устройства электроустановок.

63. ГОСТ Р 12.3.047-98. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования, методы контроля.

64. Брушлинский Н.Н. О понятии пожарного риска и связанных с ним понятиях

65. Пожарная безопасность. 1999. - №3. С.83-84.

66. Корольченко А .Я., Орлов А.К. Учёт пожарных рисков при оценке недвижимости // Пожаровзрывобезопасность. 2000. - №1. С.54-58.

67. Шебеко Ю.Н., Гордиенко Д.М. Малкин B.JI. Анализ индивидуального рискапожаров и взрывов для автозаправочной станции с надземными резервуаром // Пожаровзрывобезопасность. 1998. - №4. С.31-38.

68. Ramachandran С. Risk of explosion from trains carrying LPC and other dangerous goods // Fire Survey. 1990. - 19, №3. p.8-12.

69. Шебеко Ю.Н., Гордиенко Д.М., Малкин И.М. Анализ индивидуального риска пожаров и взрывов для автозаправочной станции с поземным резервуаром //Пожаровзрывобезопасность. 1999. - №3. С.49-54.

70. Орлов А.К., Корольченко А.Я. Определение факторов, влияющих на величину пожарного риска многоэтажных автостоянок // Пожаровзрывобезопасность. 2003. - №1. С.57-60.

71. Pasquill F. Langrangian similarity and vertical diffusion from a source at groundlevel // Quart. J. Roy. Met. Soc. 1966. - vol.92, p. 185-195.

72. Buijtenen C.J.P. Van. Calculation of the amount of gas in the explosive region ofa vapour cloud released in the atmosphere // J. Hazardous Mater. 1980. -vol.3., №3. p.201-220.

73. Батунер JI.M., Позин М.Е. Математические методы в химической технологии. Л.: Госхимиздат, 1963. - 639 с.

74. ТУ-газ-86. Требования к установке сигнализаторов и газоанализаторов.

75. РД БТ 39-0147171-003 Требования к установке датчиков стационарных газоанализаторов в производственных помещениях и на наружных площадках предприятий нефтяной и газовой промышленности.

76. ГОСТ 27578-87. Газы углеводородные сжиженные для автомобильного транспорта.

77. ГОСТ 27577-2000 Газ природный топливный компримированный для двигателей внутреннего сгорания. Технические условия.

78. Берго Б. Г., Карпов Е. В. Технология производства сжиженного природногогаза // Потенциал. 2001. - N 1. С. 60-63.

79. Мал ков М.П. Справочник по физико-химическим основам криогеники. -М.:Энергия, 1973.-223 с.

80. ПБ 08-342-00. Правила безопасности при производстве, хранении и выдачесжиженного природного газа на газораспределительных станциях магистральных газопроводов (ГРС МГ) и автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях (АГНКС).

81. Стаскевич Н.Л., Майзельс П.Б., Вигдорчик В.Я. Справочник по сжиженнымуглеводородным газам. Ленинград.: Недра, 1964.-225 с.

82. ГОСТ 12.1.007-76. Вредные вещества. Классификация и общие требованиябезопасности.

83. ГОСТ 27540-87. Сигнализаторы горючих газов и паров термохимические. Общие технические условия.

84. ГОСТ 1510-84. Нефть и нефтепродукты. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение.

85. ГОСТ 2084-77. Бензины автомобильные. Технические условия.

86. ГОСТ 511-82. Топлива для двигателей. Моторный метод определения октанового числа.

87. ГОСТ 12.1.044-89. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения.

88. ГОСТ 12.1.005-89. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

89. ГОСТ 1115860-84. Баллоны стальные сварные для сжиженных углеводородных газов под давление до 1,6 МПа. Технические условия.

90. ОСТ 37.001.653-99. Газобаллонное оборудование для транспортных средств,использующих газ в качестве моторного топлива. Общие технические требования и методы испытаний.

91. Комаров А.А., Чиликина Г.В. Условия формирования взрывоопасных облаков в газифицированных жилых помещениях // Пожаровзрывобезопасность. 2002. - №4. С.24-28.

92. Рабинков В.А. Условия образования взрывоопасных газовоздушных смесейв производственных помещениях промышленных зданий: Дис. канд.техн.наук / ВНИИПО МВД СССР. М.: 1982. - 260 с.

93. Белаш В.Д., Федотов М.Н. Образование локальных взрывоопасных пропановоздушных смесей // Газовая промышленность. 1980. - №8. С.55-57.

94. Орлов В.Я. Условия образования взрывоопасных паровоздушных смесей в промышленных зданиях больших объёмов: Дис. канд.техн.наук / ВНИИПО МВД СССР. -М.: 1975.- 199 с.

95. Стрельчук Н.А., Пчелинцев В.А., Никитин А.Г., Рабинков В.А. Взрывоопасность производств химической промышленности, связанных с образованием горючих газов // Ж. Всес. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева. -1982. -т.27,№1. С.57-60.

96. Steen Н. On the measurement of the propagation of explosive mixtures in free atmosphere // Conference on electrical safety in hazardous environment. 16-18 march 1971/- London, 1971.-p.64-67.

97. Пчелинцев В.А., Фёдоров А.В., Никитин А.Г., Орлов В.Я. Взрывоопасностьпредприятий химической промышленности // Ж. Всес. хим. о-ва. им. Менделеева Д.И. 1976. -т.21, №4. С.416-420.

98. Rozak J., Skarka J. Methods for the estimation of the effects of accidental releaseliquefied gases // 3 rd Int. Symp. Loss Prevent, and Safety Promot. Process Ind., Prepr., S.J., s.a. Basel, 1980. - vol.3. - p. 15/1173 - 15/1192.

99. Баратов A.H., Коротких Н.И. Исследования взрывоопасное™ локальных паровоздушных смесей в камере с различной герметичностью // Горючесть веществ и химические средства пожаротушения: Сб. науч. тр. ВНИИПО. — М.:1979. вып.6. -С.16-20.

100. Пчелинцев В.А., Орлов В.Я., Никитин А.Г. Факторы, определяющие взрывоопасность производств, связанных с применением легковоспламеняющихся жидкостей // Охрана труда в строительстве: Сб.научн.тр. М.: МИСИ, 1978. - №161. - С.5-12.

101. ГОСТ 12.1.017-80. Пожаровзрывоопасность нефтепродуктов и химическихорганических продуктов. Номенклатура показателей. М.: 1980.- 90 с.

102. Седов Л.И. Механика сплошной среды. М.: Наука, 1970. - Т.1. - 492 с.

103. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика сплошных сред. М.: Гостехиздат, 1954.-788 с.

104. Маршалл В. Основные опасности химических производств. М.: Мир, 1989.-671 с.

105. Бейкер У., Кокс П., Уэстайн П. Взрывные явления: оценка и последствия. -М.: Мир, 1986.-т. 1,2.

106. Макеев В.И. Закономерности горения газовых облаков // В кн.: «Юбилейный сборник трудов ВНИИПО» Под ред. А.Я. Корольченко / ВНИИПО МВД РФ. М.: 1997. - С.49-68.

107. Меры пожарной безопасности при обращении со сжиженным нефтяным газом / Foster R.V. The safe use and handling of LPG // Fire and Explos. Hazards: Energy Utilisat.: Conf. / Moreton-in-Marsh. London, 1991. - p. 169174.

108. Шевчук А.П., Гуринович JI.B. Истечение сжиженных газов при авариях резервуаров // Пожарная безопасность промышленных объектов: Сб. научн.тр. / ВНИИПО МВД СССР. М.: 1991. - С.21 -27.

109. Шебеко Ю.Н., Шевчук А.П., Смолин И.М. Пожаровзрывобезопасность перевозок сжиженных углеводородных газов железнодорожным транспортом // Пожаровзрывобезопасность. 1992. - №4. С.46-50.

110. Шебеко Ю.Н., Шевчук А.П., Смолин И.М. Расчёт поражающих факторов пожара и взрыва при разгерметизации цистерны с СУГ // Пожаровзрывобезопасность. 1993. - №1. С.39-45.

111. Корольченко А.Я., Шевчук А.П., Шебеко Ю.Н. Пожарная безопасность зданий, объектов и сооружений // Пожаровзрывобезопасность. — 1992. -№4. С.25-33.

112. Пожарная опасность при утечках природного газа в автобусных гаражах / Sforza P.M. Fox Н. Characteristics of natural gas leaks in bus garages // J. Appl. Fire Sci. 1995. - 5,№3. C.203-220.

113. Пожарная безопасность автобусов на газовом топливе / Forsythe T.J., Kerwin R. Background on facilities modification for natural gas fueled bus use: Part 2 // J. Appl. Fire Sci. 1995. - 5,№1. C.61-75.

114. Пожарные испытания легкового автомобиля, работающего на СНГ / Cutler D.P., Billinge К. Fire tests on LPG powered vehicle // Fire. - 1984. -76,№944. C.465-466.

115. Пискунов H.C. Дифференциальное и интегральное исчисления: Учеб. пособие для втузов. В 2-х т. Т-1: М.: Интеграл-Пресс, 1997. - 416 с.

116. Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления. В 2-х т. Т-2. 12-е изд. - М.: Наука, 1978. - 576 с.

117. Дьяконов В.П. Maple 9 в математике, физике и образовании. М.: COJIOH-Пресс, 2004. - 688 с.

118. Пособие по применению НПБ 105-95 «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности» при рассмотрении проектно-сметной документации / Шебеко Ю.Н., Смолин И.М., Молчадский И.С. и др. М.: ВНИИПО, 1998.-119 с.

119. ГОСТ 14254-96. Электрооборудование напряжением до 1000 В. Оболочки. Степени защиты.

120. Об утверждении документов по государственному учёту пожаров и последствий от них в Российской Федерации. Приказ МВД РФ от 30.07.1994.-М.: №332.

121. Шенк X. Теория инженерного эксперимента. М.: Мир, 1972. - 375 с.

122. Корольченко А.Я., Корольченко Д.А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средств их тушения: Справочник в 2-х т. М.: Пожнаука, 2004. — Т.1-2.