Горіння - це екзотермічна реакція окислювання речовини, що протікає в умовах її прогресивного самоприскорення, та супроводжується принаймні одним із трьох факторів: полум'ям, світінням, виділенням диму. Умовою виникнення горіння є одночасне з’явлення та взаємний контакт трьох складових: окислювача, горючої речовини (матеріалу) та джерела запалювання. (ГОСТ 12.1.044-89 Пожаровзрывоопасность веществ и материалов).
Наслідком горіння, залежно від його швидкості й умов протікання, можуть бути пожежа (дифузійне горіння) або вибух (дефлаграційне горіння попередньо перемішаної суміші пального з окислювачем).
Пожежа – це неконтрольоване горіння, що приводить до людських жертв та(чи) матеріальних збитків.
Вибух – це неконтрольоване горіння, що супроводжується виділенням енергії та утворенням стиснених газів та може призвести до людських жертв та(чи) матеріальних збитків.
При виконанні технологічних процесів можливе одночасне з’явлення складових: окислювача (кисень атмосферного повітря), горючих речовин (матеріалів), джерел запалювання (природних, виробничих, вогневих).
Джерелами запалювання можуть бути:
відкрите полум'я, розпечені поверхні;
електричні розряди;
теплові прояви хімічних реакцій і механічних впливів;
іскри від удару й тертя;
ударні хвилі;
електромагнітні й інші випромінювання.
В процесі експлуатації технологічного обладнання можливе:
утворення вибухонебезпечного середовища усередині обладнання (резервуарах, цистернах, трубопроводах);
утворення вибухонебезпечного та пожеженебезпечного середовища в приміщеннях де знаходяться апарати, ємності, де прокладені продуктопроводи;
утворення вибухонебезпечного та пожеженебезпечного середовища в наслідок небезпечних властивостей горючих речовин (матеріалів) та характеру технологічних процесів;
пошкодження обладнання та технологічних комунікацій з виходом з них горючих речовин (матеріалів) чи пари горючих речовин та створення небезпечного середовища в технологічних приміщеннях;
виникнення та контакт вибухонебезпечного середовища (рідких та парових фаз горючих речовин) з виробничими, природними джерелами запалювання, а також від джерел необережного поводження з вогнем; особливо велика небезпека виникнення пожежі при проведенні ремонтних робіт, зупинках, пусках обладнання, при аваріях;
Пилоповітряні суміші характеризуються концентрацією пилу в суміші, властивостями цього пилу, усередненими газотермодинамічними параметрами системи (температура пилоповітряної суміші, тиск, щільність, швидкість окремих елементів системи) і показниками її вибухопожежонебезпеки.
Небезпека пилу полягає в здатності до окислювання з виділенням теплової енергії (згоряння). Згоряння пилоповітряної суміші є стрімким та призводить до надлишкового тиску – вибуху. Локальне загоряння пилу, яке не було вчасно локалізоване, може призвести до набагато більшої пожежі, зважаючи на велику швидкість розповсюдження, та ланцюжку вибухів пилоповітряної суміші як у обладнанні, так і приміщеннях.Температура згоряння пилу пшеничного борошна сягає 1000°С, а максимальний надлишковий тиск при вибуху - 800 кПа. Аварії повязані з вибухом та згорянням пилу при найбільш сприятливих умовах перебігу можуть призвести до масштабних руйнувань приміщень і обладнання.
Умовою виникнення пожежі є одночасне з’явлення та взаємний контакт трьох складових: окислювача, горючого матеріалу та джерела запалювання. Окіслювачем є кисень атмосферного повітря, горючим матеріалом – частки пилу в аерозолі або аерогелі. Джерелами запалювання можуть бути числені фактори в залежності від технологічного процесу виробництва: несправне обладнання, нагріте обладнання, статична електрика, вогневі работи, природні явища та ін.
Загоряння та горіння пилоповітряної суміші можливі лише в певному діапазоні концентрації часток пилу у суміші, за певної дисперсності часток та достатній потужності джерела запалення.
Перебіг згоряння пилу органічного походження є наступним. При запаленні аерозолі частки пилу, які знаходяться безпосередньо поблизу джерела запалення нагріваються до температури розпаду. Продукти газифікації, які виникають при цьому, нагріваються до температури запалення та згоряють. Тепло від згоряння передається прилеглим часткам пилу, які запалюються в свою чергу та стають джерелом подальшого запалення. Таким чиним виникають умови розвитку ланцюгового, лавиноподібного процесу згоряння.
Розрізнють такі види горіння пилоповітряної суміші:
спалах – горінні перебігає без підвищення тиску, не виділяються стиснені гази, здатні виконувати механічну роботу;
вибухове – при горінні виділяються стиснені гази, здатні виконувати механічну роботу;
локальний вибух – вибух в об
ємі
технологічного апарату чи обмеженій зоні виробничого приміщення при якому тиск підвищується незначно, не утворюється руйнувань та горіння не розповсюджується на суміжні дільниці;
поодинокий вибух – вибух, який призводить до руйнувань, але не розповсюджується далі.
Основними параметрами вибуху
пилоповітряної
суміші є:
максимальний тиск;
швидкість зростання тиску;
швидкість розповсюдження
полум
я;
температура продуктів згоряння.
Значення параметрів суттєво залежать від фізико-хімічних характеристик пилу та умов його згоряння. Якщо концентрація пилу є нижчою або вищою за певні значення, то стійкого самопідтриманого процесу згоряння може не виникнути. В першому випадку розповсюдженню заважає велика відстань між частками, в другому – нестача кисню. При оптимальному співвідношенні горючої речовини та окислювача горіння у замкнутому обємі призводить до підвищення тиску до максимального. У незамкнутому – тиск залежить від площі відкритої поверхні.