Добавление ацетона в бензин результат и последствия: последствия, отзывы. Можно ли добавлять ацетон в бензин Какой марки ацетон лучше добавлять в бензин

Сравнение смешения этанола и метанола с бензином с помощью моделирования двигателя

1. Введение

В последние годы возникла проблема истощения запасов сырой нефти. Были проведены интенсивные исследования для поиска альтернативы ископаемым видам топлива. Альтернативные виды топлива получают из ресурсов, отличных от нефти. При использовании в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) эти виды топлива образуют меньше загрязнителей воздуха по сравнению с бензиновым топливом, и большинство из них более экономически выгодно по сравнению с ископаемым топливом.Они также возобновимы. Наиболее распространенными видами топлива, которые используются в качестве альтернативных видов топлива, являются природный газ, пропан, метанол, этанол и водород. Что касается двигателя, работающего на смешанном топливе, об этих смешанных топливах было написано много статей; но в небольшом количестве работ сравниваются некоторые из этих видов топлива в одном двигателе [1, 2, 3, 4]. Низкое содержание этанола или метанола добавляли в бензин, по крайней мере, с 1970-х годов, когда произошло сокращение поставок нефти и ученые начали поиск альтернативных энергоносителей, чтобы заменить бензин.Вначале этанол и метанол считались наиболее привлекательными спиртами для добавления в бензин. Этанол и метанол можно производить из натуральных продуктов или отходов, тогда как бензин, который является невозобновляемым энергоресурсом, не может быть произведен [5, 6]. Важной особенностью является то, что метанол и этанол можно использовать без каких-либо значительных изменений в конструкции двигателя. Этанол и метанол, входящие в состав различных спиртов, известны как наиболее подходящие топлива для двигателей с искровым зажиганием (SI).

Использование смешанных топлив имеет решающее значение, поскольку многие из этих смесей могут использоваться в двигателях с целью улучшения их характеристик, эффективности и выбросов. Оксигенаты — одна из важнейших топливных присадок для повышения эффективности использования топлива (органические кислородсодержащие соединения). Некоторые оксигенаты использовались в качестве добавок к топливу, такие как этанол, метанол, метил-трет-бутиловый спирт и трет-бутиловый эфир [7]. Процесс использования оксигенатов делает больше кислорода доступным в процессе сгорания и имеет большой потенциал для снижения выбросов выхлопных газов двигателей SI.

Что касается процесса сгорания, температура вспышки и температура самовоспламенения метанола и этанола выше, чем у чистого бензина, что делает его более безопасным для хранения и транспортировки. Скрытая теплота испарения этанола в три-пять раз выше, чем у чистого бензина; это приводит к увеличению объемного КПД, поскольку температура впускного коллектора ниже. Теплотворная способность этанола ниже, чем у бензина. Следовательно, для достижения такой же выработки энергии требуется в 1,6 раза больше спиртового топлива.Стехиометрическое соотношение воздух-топливо этанола составляет около двух третей чистого бензина; следовательно, для полного сгорания этанола требуется меньше воздуха [8]. Этанол имеет ряд преимуществ по сравнению с бензином, например, снижение выбросов несгоревших углеводородов, CO и гораздо лучшие антидетонационные характеристики [9]. Этанол и метанол имеют намного более высокое октановое число по сравнению с чистым бензиновым топливом [10]. Это обеспечивает более высокую степень сжатия двигателя и, как следствие, увеличивает его тепловой КПД [11].Метанол можно производить из природного газа без больших затрат, и его легко смешивать с бензиновым топливом. Эти свойства метанола делают его привлекательной добавкой. Метанол агрессивен по отношению к некоторым материалам, таким как пластмассовые детали и некоторые металлы в топливной системе. При использовании метанола необходимо соблюдать меры предосторожности при обращении с ним [12].

Есть много публикаций с различными смесями спиртов и бензинового топлива. Например, Палмер [13] исследовал влияние смесей этанола и бензина на двигатель с искровым зажиганием.Полученные результаты показали, что добавление этанола (10%) приводит к увеличению мощности двигателя на 5% и увеличению октанового числа на 5% на каждые добавленные 10% этанола. Результат показал, что добавление 10% этанола к бензиновому топливу приводит к снижению выбросов CO до 30%. В другом исследовании Bata et al. [9] исследовали различные смеси этанола и бензина и обнаружили, что этанол снижает выбросы UHC и CO. Пониженные выбросы CO вызваны характеристикой насыщения кислородом и высокой воспламеняемостью этанола.Другие исследователи [14] изучили, что потенциальные возможности производства этанола эквивалентны примерно 32% от общего потребления бензина во всем мире при использовании 85% этанола в бензине для легковых автомобилей. В другом исследовании Shenghua et al. [15] исследовали бензиновый двигатель с различным процентным содержанием метанольных смесей (от 10 до 30%) в бензине. Результаты показали, что крутящий момент двигателя и мощность снизились, тогда как термический КПД тормозов улучшился с увеличением процентного содержания метанола в топливной смеси.Другие авторы [16] изучали влияние смесей метанол-бензин на характеристики бензинового двигателя. Результаты показали, что самое высокое среднее эффективное давление торможения (BMEP) было получено для смеси 5% метанола и бензина. В другом исследовании Altun et al. [17] исследовали влияние смеси 5 и 10% метанола и этанола в бензиновом топливе на характеристики двигателя и выбросы. Лучший результат по выбросам показал смешанные топлива. Выбросы углеводородов E10 и M10 снижаются на 13 и 15%, а выбросы CO — на 10.6 и 9,8% соответственно. Наблюдался повышенный выброс CO ₂ для E10 и M10. Добавление метанола и этанола к бензину показало увеличение удельного расхода топлива на тормоз (BSFC) и снижение термического КПД торможения по сравнению с бензином.

Из обзора литературы видно, что выбросы выхлопных газов для смесей этанол-бензин и метанол-бензин ниже, чем у чистого бензинового топлива [9, 13, 14, 17]. Характеристики двигателя и выбросы выхлопных газов при использовании смесей этанол-бензин напоминают характеристики смесей метанол-бензин.

Из проанализированной литературы был сделан вывод о том, что выбросы выхлопных газов и характеристики двигателя различных смесей метанола и этанола в бензиновых двигателях исследованы недостаточно. Таким образом, целью данной работы является исследование влияния топливных смесей метанол-бензин и этанол-бензин на производительность и выбросы выхлопных газов бензинового двигателя при различных оборотах двигателя, сравнивая их с таковыми для чистого бензина.

Инструменты моделирования являются наиболее часто используемыми в последние годы из-за постоянного увеличения вычислительной мощности.Использование моделирования двигателя позволяет оптимизировать сгорание двигателя, геометрию и рабочие характеристики в направлении улучшения удельного расхода топлива и выбросов выхлопных газов, а также сокращения времени и затрат на разработку двигателя. Следовательно, можно ожидать, что использование моделирования двигателя во время строительства двигателя будет продолжать расти. Моделирование двигателей — плодотворная область исследований, и поэтому многие лаборатории имеют собственные термодинамические модели двигателей разной степени сложности, объема и простоты использования [18].

Компьютерное моделирование становится важным инструментом экономии времени и средств при разработке двигателей. Результаты моделирования сложно получить экспериментально. Использование вычислительной гидродинамики (CFD) позволило исследователям понять поведение потока и количественно оценить важные параметры потока, такие как массовый расход или падение давления, при условии, что инструменты CFD были должным образом проверены на соответствие экспериментальным результатам. Многие процессы в движке трехмерны; однако это требует больших знаний и большого времени вычислений.Таким образом, иногда используется упрощенное одномерное моделирование. Следовательно, моделирование сложных компонентов с помощью трехмерного кода и моделирование остальной системы с помощью одномерного кода — правильный выбор для экономии времени вычислений, то есть каналов. Таким образом, необходима методология связи между одномерным и трехмерным кодами в соответствующих интерфейсах, что стало целью многих авторов [19, 20, 21].

2. Методология исследования

Целью данной главы является разработка одномерной модели бензинового двигателя с четырехтактным впрыском топлива (PFI) для прогнозирования влияния смеси метанол-бензин (M0 – M50) и этанол-бензин. бензин (E0 – E50) добавка к бензину для выхлопных газов и производительности бензинового двигателя.Для этого использовалось моделирование бензинового двигателя SI (откалиброванного) в качестве основного рабочего условия и ламинарная корреляция скоростей горения смесей метанол-бензин и этанол-бензин для расчета измененной продолжительности горения. Сравнивались и обсуждались мощность двигателя, удельный расход топлива и выбросы выхлопных газов [22, 23].

2.1. Установка для моделирования

Одномерная модель двигателя SI создается с помощью программного обеспечения AVL BOOST и используется для исследования характеристик и выбросов при работе с бензином, смесями этанол-бензин и метанол-бензин.

На рисунке 1 PFIE символизирует двигатель, а C1 – C4 — количество цилиндров двигателя SI. Цилиндры являются основным элементом этой модели, потому что им нужно установить множество очень важных параметров: внутреннюю геометрию, диаметр отверстия, ход, шатун, длину и степень сжатия, а также смещение поршневого пальца и среднее давление в картере. Точки измерения обозначены MP1 – MP18. PL1 – PL4 символизирует пленум. Граница системы обозначает SB1 и SB2. CL1 представляет уборщика.R1 – R10 обозначают ограничения потока. CAT1 символизирует катализатор и топливные форсунки — I1 – I4. Подающие трубы пронумерованы 1–34.

Рисунок 1.

Схема модели бензинового двигателя PFI.

Калиброванная модель бензинового двигателя была описана Илиевым [23], ее компоновка показана на рисунке 1, а технические характеристики двигателя представлены в таблице 1.

В таблице 2 представлено сравнение свойств бензина, этанола и метанола.Как показано в таблице 2, по сравнению с бензином и этанолом, метанол имеет более высокое содержание элементарного кислорода и более низкую теплотворную способность, молекулярную массу, содержание элементарного углерода, водорода и стехиометрическое соотношение воздух / топливо (AFR).

Таблица 2.

Сравнение свойств топлива.

2.2. Описание модели горения

В данном исследовании для моделирования и анализа горения была выбрана двухзонная модель Vibe.Камера сгорания была разделена на две области: область несгоревшего газа и область сгоревшего газа [17]. Для сгоревшего заряда и несгоревшего заряда применяется первый закон термодинамики:

E1

dmuuudα = −pcdVudα − ∑dQWudα − hudmBdα − hBB, udmBB, udαE2

, где dmure представляет собой изменение внутренней энергии цилиндра. pcdVda — работа поршня, dQFdast — тепловложение топлива, dQWda — потеря тепла стенкой, hudmbd — поток энтальпии из несгоревшей зоны в зону сгорания из-за преобразования свежего заряда в продукты сгорания.Тепловым потоком между двумя зонами пренебрегают. hBBdmBBda — поток энтальпии из-за прорыва газа, u и b в нижнем индексе — несгоревший и сгоревший газ.

Причем сумма объемов зоны должна быть равна объему цилиндра, а сумма изменений объема должна быть равна изменению объема цилиндра:

dVbdα + dVudα = dVdαE3

Vb + Vu = VE4

Количество сгоревшей смеси при каждой настройке определяется функцией Vibe. По всем остальным параметрам, например, теплопотери стен и т. Д., используются модели, аналогичные однозонным моделям с соответствующим распределением по двум зонам [24].

2.3. Описание модели выбросов выхлопных газов

В AVL BOOST модель образования NOx основана на AVL List Gmbh [24], которая включает механизм Зельдовича [25]. Скорость производства NOx была получена с использованием уравнения. (5):

rNO = CPPMCKM2,0.1 − α2.r11 + αAK2 + r41 + AK4.E5

, где α = CNO.actCNO.equ.1CKM, AK2 = r1r2 + r3, AK4 = r4r5 + r6.

В приведенном выше уравнении CPPM представляет множитель постобработки, CKM означает кинетический множитель, C означает молярную концентрацию в равновесии, а ri представляет скорости реакции механизма Зельдовича.

Модель образования NOx в AVL Boost основана на Onorati et al. [26]:

rCO = CConstr1 + r2.1 − αE6

, где α = CCO.actCCO.equ.

В уравнении. (6), Cre представляет молярную концентрацию в равновесии, а ri представляет скорости реакции на основе модели.

Несгоревшие УВ имеют разные источники. Полное описание образования УВ по-прежнему не может быть дано, а достижению надежной модели в рамках термодинамического подхода определенно препятствуют фундаментальные допущения и требование сокращения времени вычислений.Тем не менее, может быть предложена феноменологическая модель, которая учитывает основные механизмы формирования и способна фиксировать тенденции УВ как функцию рабочего параметра двигателя. В двигателях SI [21] можно выделить следующие важные источники несгоревших углеводородов:

1. Во время такта впуска и сжатия пары топлива поглощаются масляным слоем и откладываются на стенках цилиндра. Следующая десорбция происходит, когда давление в цилиндре снижается во время такта расширения и полное сгорание больше не может происходить.

2. Часть заряда попадает в щели и не сгорает, так как пламя гаснет на входе.

3. Иногда случаются полные пропуски зажигания или частичное сгорание при низком качестве сгорания.

4. Слои гашения на стенках камеры сгорания, которые остаются, когда пламя гаснет, прежде чем достигнет стенок.

5. Поток паров топлива в выхлопную систему при перекрытии клапанов в бензиновых двигателях.

Первые два механизма и, в частности, образование щелей считаются наиболее важными и должны быть учтены в термодинамической модели. Эффект частичного выгорания и закалочного слоя не может быть физически описан в квазимерном подходе, но может быть учтен путем принятия настраиваемых полуэмпирических корреляций.

Образование несгоревших углеводородов в щелях описывается в предположении, что давление в цилиндре и в щелях одинаково и что температура массы в объемах щелей равна температуре поршня.

Масса в щелях в любое время описывается уравнением. (7):

mcrevice = pVcreviceMRTpistonE7

В уравнении. (7) mcrevice представляет собой массу несгоревшего заряда в щели, p обозначает давление в цилиндре, Vcrevicestands для общего объема щели, M представляет собой несгоревшую молекулярную массу, Tpiston — температуру поршня, а R обозначает газовую постоянную.

Вторым важным источником углеводородов является наличие смазочного масла в топливе или на стенках камеры сгорания.Во время такта сжатия давление паров топлива увеличивается, поэтому по закону Генри абсорбция происходит, даже если масло было насыщено во время впуска. Во время сгорания концентрация паров топлива в сгоревших газах стремится к нулю, поэтому поглощенные пары топлива будут десорбироваться из жидкого масла в сгоревшие газы. Растворимость топлива является положительной функцией молекулярной массы, поэтому слой масла вносит вклад в выбросы углеводородов в зависимости от разной растворимости отдельных углеводородов в смазочном масле.

Предположения, сделанные при разработке абсорбции / десорбции углеводородов, следующие:

1. Топливо состоит из одного вида углеводорода, полностью испарившегося в свежей смеси.

2. Температура масляной пленки такая же, как у стенки цилиндра.

3. Поперечный поток через масляную пленку незначителен.

4. Масло представлено скваланом (C ₃₀ H ₆₂ ), характеристики которого напоминают характеристики смазки SAE5W20.

5. Диффузия топлива в масляной пленке является ограничивающим фактором для постоянной диффузии в жидкой фазе, которая в 104 раза меньше, чем соответствующее значение в газовой фазе.

Радиальное распределение массовой доли топлива в масляной пленке может быть определено путем решения уравнения диффузии. (8):

∂wF∂t − D∂2wF∂r2 = 0E8

В уравнении. (8), wF представляет массовую долю топлива в масляной пленке, это время, r обозначает радиальное положение в масляной пленке (расстояние от стенки) и относительный коэффициент диффузии Dis (топливо-масло).

3. Результат и обсуждение

Настоящее исследование сосредоточено на рабочих характеристиках и характеристиках выбросов смесей метанол и этанол-бензин. Различные концентрации смесей 0% метанола (этанола) M0 (E0), 5% метанола (этанола) M5 (E5), 10% метанола (этанола) M10 (E10), 20% метанола (этанола) M20 (E20), 30 % метанола (этанола) M30 (E30), 50% метанола (этанола) M50 (E50) и 85% метанола (этанола) M85 (E85) по объему.

3.1. Тактико-технические характеристики двигателя

Результаты тормозной мощности и удельного расхода топлива для смеси этанол-бензин при различных оборотах двигателя показаны на рисунках 2 и 3.

Рис. 2.

Влияние топливной смеси этанол-бензин на тормозную мощность.

Рис. 3.

Влияние смесей этанола и бензина на удельный расход топлива на тормозах.

Тормозная мощность — один из важных факторов, определяющих производительность двигателя. Изменение тормозной мощности в зависимости от скорости было получено в условиях полной нагрузки для E5, E10, E20, E30, E50 и чистого бензина E0. Содержание этанола в смешанном топливе увеличивалось, а тормозная мощность снижалась для всех оборотов двигателя.Мощность бензиновых тормозов была выше, чем у E5 – E50 для всех оборотов двигателя. Теплота испарения этанола выше, чем у бензинового топлива, что обеспечивает охлаждение топливно-воздушной смеси и увеличивает ее плотность. Смешанное топливо приводит к тому, что соотношение эквивалентности смеси приближается к стехиометрическому состоянию, что может привести к лучшему сгоранию. Однако теплотворная способность этанола ниже по сравнению с бензином, и это может нейтрализовать предыдущие положительные эффекты. Следовательно, получается более низкая выходная мощность.

На Рисунке 3 показаны изменения BSFC для смесей этанол-бензин при различных оборотах двигателя. На рисунке показано, что BSFC увеличивался с увеличением процентного содержания этанола. Теплотворная способность и стехиометрическое соотношение воздух-топливо являются наименьшими для этих двух видов топлива, что означает, что для определенного отношения эквивалента воздуха и топлива требуется больше топлива. Наибольший удельный расход топлива получен на смеси этанол-бензин Е50.

Более того, существует небольшая разница между BSFC при использовании чистого бензина и при использовании смесей (E5, E10 и E20).Более низкое содержание энергии в топливных смесях вызывает некоторое увеличение BSFC двигателя.

На рис. 4 показано влияние смеси метанол-бензин на мощность торможения двигателем. Изменение тормозной мощности в зависимости от скорости было получено в условиях полной нагрузки для M5, M10, M20, M30, M50 и чистого бензина M0. Когда содержание метанола в смешанном топливе было увеличено (M10, M20 и M30), не было значительного увеличения мощности торможения двигателем.

Рис. 4.

Влияние смеси метанол-бензин на тормозную мощность.

Мощность торможения двигателем может быть связана с увеличением указанного среднего эффективного давления для смесей с более высоким содержанием метанола. Теплота испарения метанола выше, чем у бензина, что обеспечивает охлаждение топливно-воздушной смеси и увеличивает плотность заряда. Следовательно, получается более высокая выходная мощность. Мощность торможения двигателем была выше при работе на бензине по сравнению с M50 на всех оборотах двигателя.

На рис. 5 показаны вариации BSFC для смесей метанол-бензин при различных оборотах двигателя.Как показано на этом рисунке, BSFC увеличивалась по мере увеличения процентного содержания метанола. Это можно описать с помощью теплотворной способности, а стехиометрическое соотношение воздух-топливо является наименьшим для этих двух видов топлива, что означает, что для определенного отношения эквивалента воздуха и топлива требуется больше топлива. Удельный расход топлива смеси метанол-бензин M50 был самым высоким по сравнению с расходом бензина для всех оборотов двигателя.

Рисунок 5.

Влияние смесей метанол-бензин на мощность торможения двигателем.

Кроме того, существует небольшая разница между BSFC при использовании бензина и при использовании топлива, смешанного с метанолом и бензином (M5 – M30). Когда частота вращения двигателя увеличилась до 2000 об / мин, BSFC снизилась до минимального значения.

Результаты тормозной мощности и удельного расхода топлива для смесей этанола и метанола с бензином при разных оборотах двигателя представлены на рисунках 6 и 7.

Рисунок 6.

Влияние смесевых топлив на мощность торможения двигателем.

Рисунок 7.

Влияние смесевых топлив на расход топлива двигателем.

При увеличении содержания этанола в смешанном топливе тормозное усилие уменьшалось для всех оборотов двигателя. Тормозная мощность бензинового топлива была выше, чем у E5 – E50. Теплотворная способность этанола ниже, чем у чистого бензинового топлива, а теплота сгорания смесей уменьшается с увеличением процентного содержания этанола. Следовательно, получается меньшая выходная мощность [22, 23].

За счет увеличения процентного содержания метанола в смесях (M5 и M10) тормозная мощность немного увеличилась, что можно объяснить более высокой полнотой сгорания кислородсодержащих топлив. При увеличении содержания метанола в смесях (M30 и M50) тормозная мощность двигателя снижалась для всех оборотов двигателя. Теплотворная способность смешанного топлива уменьшается с увеличением процентного содержания метанола. Это приводит к снижению выходной мощности. Бензиновая тормозная мощность была выше по сравнению с купажной М50.

На рисунке 7 показаны изменения BSFC для смешанных топлив при различных оборотах двигателя. BSFC увеличивался по мере увеличения процентного содержания этанола и метанола. Причина известна — теплотворная способность и стехиометрическое соотношение воздух-топливо являются наименьшими для этого топлива, а это означает, что требуется больше топлива для определенного отношения воздух-топливо. Наибольший удельный расход топлива получен при смешанном топливе E50 (M50).

Более того, существует небольшая разница между BSFC при использовании чистого бензина и смешанного топлива (E5 (M5), E10 (M10) и E20 (M20)).Более низкое содержание энергии в топливе, смешанном с этанолом, дает некоторый прирост в BSFC.

3.2. Характеристики выбросов

Влияние топлива на смеси этанола на выбросы CO показано на Рисунке 8.

Рисунок 8.

Влияние топлива на смеси этанола и бензина на выбросы CO.

Вывод, который можно сделать из рисунка 8, заключается в том, что при увеличении содержания этанола выброс CO уменьшается. Причина этого может быть объяснена обогащением кислородом за счет этанола, в котором увеличение доли кислорода будет способствовать дальнейшему окислению CO во время процесса выхлопа двигателя.Еще одна важная причина этого сокращения заключается в том, что этанол (C ₂ H ₅ OH) имеет меньше углерода, чем бензин (C ₈ H ₁₈ ).

Результат смесей этанола и бензина на выбросы углеводородов показан на рисунке 9. Рисунок показывает, что, когда процентное содержание этанола увеличивается, концентрация углеводородов уменьшается. Выбросы углеводородов снижаются с увеличением относительной воздушно-топливной смеси. Уменьшение концентрации HC можно объяснить аналогично тому, как это было описано выше.

Рис. 9.

Влияние топливной смеси этанол-бензин на выбросы углеводородов.

Влияние смесей этанола и бензина на выбросы NOx для различных скоростей двигателя показано на рисунке 10. Когда процесс сгорания приближается к стехиометрическому, температура пламени увеличивается. В результате выбросы NOx увеличиваются.

Рис. 10.

Влияние топливной смеси этанол-бензин на выбросы NOx.

Влияние смесей метанола и бензина на выбросы CO при различных оборотах двигателя показано на Рисунке 11.Когда процентное содержание метанола увеличивается, концентрация CO уменьшается. Это можно объяснить обогащением кислорода метанолом и меньшим количеством углерода в метаноле, чем в бензине.

Рис. 11.

Влияние топливной смеси метанол-бензин на выбросы CO.

Влияние смесей метанол-бензин на выбросы углеводородов видно на рисунке 12. Когда процентное содержание метанола увеличивается, концентрация углеводородов уменьшается. Концентрация выбросов углеводородов снижается с увеличением относительной воздушно-топливной смеси.Причина снижения концентрации УВ напоминает причину этанола.

Рис. 12.

Влияние смесей метанол-бензин на выбросы углеводородов.

Влияние смесей метанол-бензин на выбросы NOx можно увидеть на Рисунке 13. Когда процентное содержание метанола увеличивается, концентрация NOx увеличивается. Когда процесс сгорания приближается к стехиометрическому, температура пламени увеличивается, а также увеличиваются выбросы NOx.

Рис. 13.

Влияние смесей метанол-бензин на выбросы NOx.

Влияние смесей этанол и метанол-бензин на выбросы CO можно увидеть на Рисунке 14. За счет увеличения содержания метанола и этанола в смешанном топливе выбросы CO уменьшаются. Причиной может быть обогащение кислородом этанола и метанола, в котором увеличение доли кислорода будет способствовать дальнейшему окислению CO во время процесса выхлопа двигателя. Другой важной причиной этого сокращения является то, что этанол (C ₂ H ₅ OH) и метанол (CH ₃ OH) содержат меньше углерода, чем бензин (C ₈ H ₁₈ ).Самый низкий уровень выбросов CO достигается при использовании смешанного топлива, содержащего метанол (M50).

Рис. 14.

Влияние смесей этанола и метанола с бензином на выбросы CO.

Влияние смесей этанол, метанол и бензин на выбросы углеводородов видно на рисунке 15. Когда процентное содержание этанола и метанола увеличивается, концентрация углеводородов уменьшается.

Рис. 15.

Влияние топливных смесей на выбросы УВ и NOx.

Когда относительное соотношение воздух-топливо увеличивается, концентрация выбросов углеводородов уменьшается.Причина уменьшения выбросов УВ аналогична описанной выше причине СО. Сравнение уменьшения выбросов углеводородов и смешанных топлив показывает, что метанол более эффективен, чем этанол. Самые низкие выбросы углеводородов достигаются при использовании топлива, содержащего метанол (M50). Когда больше сгорает, это приведет к снижению выбросов углеводородов.

На рисунке 15 показано влияние смешанных топлив на выбросы NOx. Примечательно, что когда процентное содержание метанола и этанола увеличивается до 30% E30 (M30), выброс NOx увеличивается, после чего он уменьшается с увеличением процентного содержания метанола (этанола).

Причина в том, что улучшенное сгорание приводит к повышению температуры в камере сгорания. Более высокое содержание метанола (этанола) в смесях снижает температуру в камере сгорания. Более низкая температура обусловлена:

1. Скрытой теплотой испарения спиртов, которая снижает температуру в камере сгорания во время испарения.

2. Чем больше образуется трехатомных молекул: тем выше теплоемкость газа и тем ниже будет температура газа сгорания.Однако низкая температура в камере сгорания также может привести к увеличению количества несгоревших продуктов сгорания.

4. Выводы

Цель данной главы — продемонстрировать влияние добавок этанола и метанола к бензину на характеристики двигателя с искровым зажиганием и характеристики выбросов. Обобщенные результаты этого исследования следующие:

С увеличением процентного содержания этанола в смешанном топливе мощность торможения двигателем снижалась для различных оборотов двигателя.

С увеличением процентного содержания метанола в смесях M5 и M10 тормозная мощность несколько увеличивалась, а с увеличением процентного содержания метанола в смесях M30 и M50 тормозная мощность снижалась.

По мере увеличения процентного содержания этанола (метанола) BSFC увеличивался. Смешанные топлива показывают более высокий BSFC и более низкую тормозную мощность двигателя, чем чистый бензин. Кроме того, существует небольшая разница между BSFC при сравнении бензина и смешанного топлива с бензином (E5, E10, E20 и M5, M10 и M20).

Когда процентное содержание этанола и метанола увеличивается, концентрация CO и HC снижается. Самый низкий уровень выбросов CO и HC достигается при использовании смешанного топлива, содержащего метанол (M50).

Увеличение процентного содержания этанола и метанола приводит к значительному увеличению выбросов NOx.

Когда происходит увеличение процентного содержания этанола и метанола до 30% E30 (M30), происходит увеличение концентрации NOx с последующим уменьшением, после чего она уменьшается с увеличением процентного содержания этанола (метанола).Самые низкие выбросы NOx получаются с бензином.

Благодарности

Настоящая глава написана при финансовой поддержке проекта № 2018-RU-07. Мы также бесконечно благодарны AVL-AST, Грац, Австрия, за предоставление возможности использования AVL BOOST в рамках университетской партнерской программы.

Что такое октан? — Как работает бензин

Если вы читали «Как работают автомобильные двигатели», то знаете, что почти все автомобили используют четырехтактные бензиновые двигатели. Один из тактов — это такт сжатия , когда двигатель сжимает цилиндр, полный воздуха и газа, в гораздо меньший объем, прежде чем воспламенить его свечой зажигания. Степень сжатия называется степенью сжатия двигателя. Типичный двигатель может иметь степень сжатия 8: 1. (Подробнее см. Как работают автомобильные двигатели.)

Октановое число бензина показывает, насколько топливо может быть сжато, прежде чем оно самовоспламеняется. Когда газ воспламеняется от сжатия, а не от искры от свечи зажигания, это вызывает детонацию в двигателе. Стук может повредить двигатель, поэтому вы не должны этого допустить. Газ с более низким октановым числом (например, «обычный» бензин с октановым числом 87) может выдержать наименьшее количество сжатия перед воспламенением.

Степень сжатия вашего двигателя определяет октановое число газа, который вы должны использовать в автомобиле.Один из способов увеличить мощность двигателя с заданным рабочим объемом — увеличить степень сжатия. Таким образом, «высокопроизводительный двигатель» имеет более высокую степень сжатия и требует более высокооктанового топлива. Преимущество высокой степени сжатия заключается в том, что она дает вашему двигателю более высокую мощность в лошадиных силах для данного веса двигателя — это то, что делает двигатель «высокопроизводительным». Минус в том, что бензин для вашего двигателя стоит дороже.

Название «октан» происходит от следующего факта: когда вы берете сырую нефть и «расщепляете» ее на нефтеперерабатывающем заводе, вы получаете углеводородных цепей разной длины.Эти цепи различной длины затем можно отделить друг от друга и смешать с образованием различных видов топлива. Например, метан, пропан и бутан — все углеводороды. Метан имеет один атом углерода. Пропан имеет три связанных вместе углеродных атома. Бутан имеет четыре связанных вместе углеродных атома. Пентан имеет пять, гексан — шесть, гептан — семь, а октан — , восемь атомов углерода связаны вместе.

Оказывается, гептан очень плохо переносит сжатие. Слегка сожмите его, и он самовозгорится.Octane очень хорошо справляется со сжатием — можно сильно сжимать, и ничего не происходит. Восемьдесят семь-октановый бензин — это бензин, который содержит 87 процентов октана и 13 процентов гептана (или некоторую другую комбинацию топлива, которая имеет те же характеристики, что и комбинация 87/13 октана / гептана). Он самовоспламеняется при заданном уровне сжатия и может использоваться только в двигателях, которые не превышают эту степень сжатия.

Детская городская поликлиника №2 Токсикомания у подростков

Боясь привыкнуть к наркотикам, не имея доступа к покупке алкоголя, подростки открыли для себя страшное увлечение токсикоманией. Беда пришла не внезапно.

На Западе с ней столкнулись еще в прошлом столетии. У нас сначала замалчивалась опасность явления среди несовершеннолетних, отмечалось отсутствие профилактики, а теперь пожинаем плоды, обсуждая вред токсикомании в обществе. В чем коварство данного явления должны знать дети, их родители, психологи, школьные учителя, воспитатели.

Сначала привычка нюхать бензин, ацетон, лаки, лекарства кажется безвредной, постепенно перерастает в привычку, становится зависимостью, быстро вызывает перемены личности, сказывается на психическом, физическом здоровье токсикомана. Последствия токсикомании весьма коварны. Сложно возвратиться к нормальной жизни, начав злоупотреблять психотропными препаратами.

Токсикомания, отличаясь от наркомании с точки зрения юридической, вред организму наносит огромный. Развивающуюся зависимость легко скрывать от окружающих. Дети не просят денег на приобретение токсических веществ, находя их в стенах собственного дома, в гаражах, мастерских. Купить освежители, лаки просто в ближайшем магазине. Запрета на покупку не существует, стоимость невысокая.

Для организма ребенка любого возраста вредны наркомания и токсикомания. Выявив наличие зависимости необходимо немедленно обратиться к специалистам.

Запрет на нюхание бензина, клея, прочих одурманивающих веществ, не даст результатов. Всякое запрещение рождает в душах подростков выраженный протест. В силу возраста они не замечают в страшном пристрастии заболевания, поэтому продолжают убивать организм.

Токсикомания газом, бензином, лаком ранее встречалась чаще среди подростков из детских домов, лиц, склонных к бродяжничеству, ведущих асоциальный образ жизни. Позже заболевание коснулось семей с достатком, положением в обществе.

Занятые родители, не успевающие поговорить вечером с ребенком, спешащие вечно по делам, случайно узнают, что любимые дети – токсикоманы. Чтобы подобное не случилась важно вести профилактическую работу, рассказывая о тяжести последствий заболеваний, о фатальных случаях, встречающихся довольно часто.

Причины токсикомании

Многие несовершеннолетние находится в постоянном поиске неизведанного. Хочется все попробовать, одновременно самоутвердиться.

К токсикомании ведут разные причины. У одних проявляется любопытство, у других — желание выглядеть крытым, у третьих – скука, охота поймать «кайф», обида на взрослых, возможность уйти от проблем.

Чаще увлечению поддаются те, кто попадает в компании, где подобного рода занятия практикуются. Очевидна зависимость в случаях, когда ребенок начинает вдыхать пары, оставшись один, увеличивая дозы.

Психологические

В переходном возрасте хочется казаться взрослее. Особенно чувствительны дети к запретам родителей. Действуя назло, добиваясь авторитета среди сверстников, мальчишки, реже девочки, начинают нюхать клей, ацетон, аэрозоли, пользуются не по назначению освежителем.

К психологическим причинам относятся:

1. неуравновешенность и неустойчивость характера;
2. эмоциональные срывы;
3. юношеский инфантилизм;
4. желание демонстрировать поступки;
5. жизненная пассивность.

К числу социальных причин психологи относят:
-отсутствие здоровых интересов, хобби;
-скука в семье;
игнорирование ребенка в коллективе.
Иные причины

Токсикомания у подростков может развиваться и по другим причинам. Сюда относят нездоровое любопытство, желание подражать кому-то авторитетному, отсутствие жизненной позиции. Случается, что ряды зависимых пополняют больные дети. Желая заглушить боль, они получают мнимое удовольствие.

Фазы токсического опьянения

Эффект токсического опьянения наступает постепенно и проявляется в три этапа.

ее симптоматика сходна с легкой формой алкогольного опьянения: у человека улучшается настроение, появляется немотивированная веселость, беспечность, приятное расслабление, нередко шум в голове.

2 фаза: дальнейшее вдыхание токсинов приводит к нарастанию веселости, нередко сопровождающейся возникновением беспричинного смеха, ослаблением контроля со стороны сознания.

3 фаза: сопровождается яркими зрительными и слуховыми галлюцинациями, на жаргоне токсикоманов — мультиками. Она длится до 2 часов. На выходе из этого состояния возникают ощущения слабости, вялости и бессилия. Последствия токсикомании на этой фазе проявляется в общем угнетенном состоянии.

Виды токсикомании

Говоря о токсикоманиях, их видах, акцент делается на используемых веществах.

Предлагается простая классификация зависимостей:

1. химическая: используется освежитель, растворитель, клеящие и моющие средства, вдыхаются пары газа, бензина;
2. лекарственная: прием без назначения врача снотворного, стимуляторов, нейролептиков, транквилизаторов, холинолитиков.

Нередко зависимые принимают несколько веществ сразу, усиливая получаемый эффект «кайфа».

Бензиновая

Развивается токсикомания бензином при вдыхании паров, содержащих толуол, ксилол, бензол. В бензине смачивают тряпку, прикладывают к носу, глубоко вдыхают.

В результате получают чувство эйфории, а попутно поражение дыхательных путей. Появляются галлюцинации, отключается сознание.

Ацетоном

Достаточно сильная зависимость.

Ацетон

При нескольких вдохах токсикоманом паров ацетона быстро возникает эйфория. При передозировке моментально впадает в кому.

Клей

Самой безобидной многим подросткам кажется токсикомания клеем. Однако это ошибочное суждение. Желая получить удовольствие, зависимый наливает клея в пакет, надевает его на голову, плотно зажимая вокруг.

Супер-клей

В результате легкая радость от вдыхания выделяемых паров (газов) быстро сменяется тошнотой, удушьем головной болью. Нередки летальные случаи.

Растворители нитрокрасок

В растворителях нитрокрасок присутствует толуол, вызывающий помутнение сознания.

Растворитель нитрокрасок

Вначале ощущается оживление, хочется активно двигаться, затем настроение резко меняется. Появляется агрессия, расстройства. Тело ослабевает, возможна рвота.

Симптомы токсикомании

Не у всех одинаково проявляются признаки заболевания. Наличие симптомов обуславливает вид используемого ингалянта, стаж токсикоманов, доза вещества. Однако общие черты выделить несложно.

К симптомам заболевания на начальном этапе относятся: шумы в ушах, усиленное слюноотделение, першение в горле.

Если к больному присмотреться, заметно расширение зрачков, рассеянность взгляда. Резко начинается рвота, появляется общая слабость.

На поздней стадии болезни симптомы становятся иными:

• -эмоциональное перевозбуждение;
• -бессвязная речь;
• -двигательные расстройства;
• -галлюцинации.

Токсикомана со стажем отличает тревожный взгляд, излишняя худоба, бледный цвет кожных покровов.

Ногти начинают слоиться, волосы ломаться. Поведение становится агрессивным при малейшем замечании в его сторону.

О наличии стойкой тяги и необходимости лечения говорят при наличии симптомов:

1. замкнутость;
2. постоянная раздражительность;
3. появление от человека специфического запаха;
4. жалобы на постоянное плохое самочувствие;
5. изоляция от семьи;
6. ухудшение памяти, развитие слабоумия;
7. рассеянность внимания;
8. отсутствие интереса к прежним увлечениям;
9. замедление речи.

Лечение и профилактика

О вреде употребления токсических веществ говорят много, но это не останавливает. Если зависимость получена, только лечение токсикомании в специализированном центре способно спасти подростка.

Амбулаторному лечению не стоит отдавать предпочтение. Оно не позволяет изменить психику, оказывается малоэффективным.

Чаще всего токсикоманы встречаются среди несовершеннолетних.

Самостоятельно они не отправляются в клинику, а поступают вместе с родителями, дающими письменное согласие на проведение курса терапии, включающей:

• -интоксикацию организма с использованием витаминных и медикаментозных комплексов;
• -стабилизацию психологического здоровья зависимого;
• — реабилитацию, включающую мероприятия по профилактике.

Лечением зависимостей обязательно занимаются психологи. Необходимы консультации психотерапевтов при наличии психических расстройств. Семья тоже проходит курс семинаров, тренингов, формирующих стереотипы поведения в отношении бывшего токсикомана после его возвращения из реабилитационной клиники.

Победить последствия токсикомании, вызванные потреблением токсических и психотропных веществ, сложно. Гораздо проще их не допустить.

Профилактика токсикомании включает:

1. просветительную работу среди молодежи в учебных заведениях;
2. проведение мероприятий, формирующих ЗОЖ;
3. посещение реабилитационных учреждений с подростками, стоящими на учетах;
4. контроль семьей круга общения ребенка, мир увлечений, организацию свободного времени.

Взрослые обязаны уберечь здоровье детей. Это несложно, не в тягость, если любить того, кто тебе доверяет.

Что делать, если заправился плохим бензином :: Autonews

Фото: Global Look Press

Заправка плохим бензином или некачественным дизелем — это всегда опасно. Такое топливо может нарушить работу двигателя и основных систем автомобиля. Эту проблему можно определить по повышенному расходу бензина или дизеля, снижению мощности мотора, а также если машина постоянно глохнет. Разбираемся, как быть в такой ситуации.

Как понять, что бензин плохой

Большое количество свинца, ацетона, металлосодержащих присадок, воды и других лишних примесей в бензине и дизельном топливе может стать причиной быстрой поломки даже нового мотора. Залитый некачественный бензин может проявить себя не сразу — все зависит от уровня топлива в баке. Бывают ситуации, что двигатель глохнет практически мгновенно после посещения АЗС. А иногда плохой продукт добирается до топливопровода только после 20-30 километров. И уже потом мотор начинает троить и отказывается заводиться.

В таких случаях водители не сразу связывают возникшие проблемы двигателя с качеством топлива. Автомобилисты теряют чеки, забывают, где заправлялись в последнее время. Когда экспертиза вскрывает причины, может оказаться уже поздно. Поэтому одно из главных правил автовладельца — всегда хранить чеки с заправок. Так будет проще предъявить претензии АЗС в случае проблем.

Что делать, если мотор сломался из-за плохого топлива

Если мотор начал вести себя странно, не набирает обороты, слышен металлический стук — немедленно прекращайте движение. Чем меньше двигатель проработает на плохом бензине или дизеле, тем лучше. Если вы заправлялись недавно, немедленно возвращайтесь на АЗС и сообщите о проблеме. Также позвоните на горячую линию топливной компании. Сообщите время, количество залитого топлива, номер станции, которой вы пользовались.

Руководство автозаправки должно обеспечить вызов эксперта лицензированной лаборатории, который возьмет пробы топлива из колонки АЗС и из бака вашего автомобиля. Забор продукта должен обязательно проходить в присутствии представителя заправки и свидетелей. У крупных топливных брендов в распоряжении обычно есть собственные передвижные лаборатории. Анализ с их помощью можно провести очень быстро — в течение 15–20 минут. Если бензин окажется некачественным, стоимость ремонта должна возмещать сама заправка.

Как пожаловаться на АЗС

«Автомобилист заправился на АЗС, там ему продали товар — топливо. Если оно некачественное, вступает в силу действие закона «О защите прав потребителей, — объяснил автоюрист Александр Кравченко. — Уведомить АЗС о проблеме нужно как можно скорее. Также параллельно стоит направить жалобу в Росстандарт, который занимается проверкой работы заправок. Так шансы выявить некачественное топливо будут выше. Если технический эксперт в дилерском центре выявит проблему с двигателем именно из-за топлива, вы должны получить на руки экспертизу с этими выводами. На ее основе нужно отправить претензию в адрес заправочной стации. К ней приложить счет на оплату работ по ремонту или квитанции об оплате, если ремонт уже выполнен. И потребовать в течение десяти дней возместить все убытки, связанные с починкой. Претензию нужно обязательно отправлять с отметкой о получении».

Заправка может согласиться с доводами автомобилиста и урегулировать конфликт в досудебном порядке, чтобы история не получила огласки. Но есть шанс получить отказ — тогда следует обращаться в суд. Водителю придется подтвердить, что он заправлялся на этой АЗС: нужно будет предъявить чеки, имеющиеся экспертизы. Возможно, в соцсетях получится найти других водителей, которые пользовались этой же АЗС и попали в такую же ситуацию.

Если чек потерян, ищите свидетелей или попробуйте получить записи с видеокамер, на которых виден процесс заправки. Суд обязательно назначит проведение новой экспертизы двигателя. Если автомобилист сможет доказать факт продажи ему некачественного топлива, АЗС придется компенсировать все расходы, включая стоимость ремонта и экспертиз.

Юристы предупреждают: иногда поломки могут быть связаны не с плохим бензином, а с самим двигателем. А если проблема проявилась давно, на АЗС уже могли залить всю неудачную партию топлива по другим автомобилям. Тогда выявить некачественный бензин при помощи проверки может не получиться. В таком случае стоимость судебной экспертизы и ремонт двигателя придется оплачивать самому водителю.

% PDF-1.6 % 1336 0 obj> эндобдж xref 1336 85 0000000016 00000 н. 0000005591 00000 н. 0000005760 00000 н. 0000005889 00000 н. 0000006953 00000 п. 0000007098 00000 н. 0000007241 00000 н. 0000007353 00000 п. 0000007540 00000 н. 0000007654 00000 н. 0000010748 00000 п. 0000010930 00000 п. 0000013738 00000 п. 0000013880 00000 п. 0000034189 00000 п. 0000036637 00000 п. 0000037913 00000 п. 0000040629 00000 п. 0000042210 00000 п. 0000045356 00000 п. 0000064392 00000 н. 0000064518 00000 п. 0000064642 00000 н. 0000067392 00000 п. 0000070008 00000 п. 0000088527 00000 н. 0000108520 00000 н. 0000109787 00000 н. 0000112378 00000 н. 0000113958 00000 н. 0000116402 00000 н. 0000119121 00000 н. 0000119247 00000 н. 0000119504 00000 н. 0000119868 00000 н. 0000119933 00000 н. 0000122966 00000 н. 0000123270 00000 н. 0000123566 00000 н. 0000123863 00000 н. 0000124166 00000 н. 0000124466 00000 н. 0000126820 00000 н. 0000126896 00000 н. 0000126972 00000 н. 0000127048 00000 н. 0000127077 00000 н. 0000127153 00000 н. 0000127572 00000 н. 0000129365 00000 н. 0000129625 00000 н. 0000129654 00000 н. 0000129914 00000 н. 0000130196 00000 п. 0000130266 00000 н. 0000130496 00000 п. 0000130579 00000 н. 0000130635 00000 н. 0000133297 00000 н. 0000133560 00000 н. 0000133630 00000 н. 0000133988 00000 н. 0000135278 00000 н. 0000135541 00000 н. 0000135611 00000 п. 0000135850 00000 н. 0000136975 00000 н. 0000140741 00000 н. 0000140811 00000 н. 0000140887 00000 н. 0000331432 00000 н. 0000331460 00000 н. 0000331941 00000 н. 0000331969 00000 н. 0000332534 00000 н. 0000332562 00000 н. 0000332975 00000 н. 0000333003 00000 п. 0000336548 00000 н. 0000361099 00000 н. 0000385650 00000 н. 0000407889 00000 н. 0000412067 00000 н. 0000005391 00000 п. 0000001996 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 1420 0 obj> поток xX {te3ICK4UPwKA «$ (R \ ($ iҖ & Lk & i’ȣ | EE qz | LIsw ~

Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Влияние соотношения смеси ацетон и бензин на характеристики горения и выбросов в двигателе с искровым зажиганием

Автор (ы): Юаньсюй Ли, Сянью Мэн, Картик Нитьянандан, Чиа-Фон Ли, Чжи Нин

Филиал: Пекинский университет Цзяотун, Даляньский технологический университет, Иллинойский университет, Иллинойский университет; Пекинский технологический институт

Страниц: 11

Событие: WCX ™ 17: опыт Всемирного конгресса SAE

ISSN: 0148-7191

e-ISSN: 2688-3627

Сжатые газы — Опасности — Опасности: Ответы по охране труда

Воспламеняющиеся газы

Воспламеняющиеся газы, такие как ацетилен, бутан, этилен, водород, метиламин и винилхлорид, могут гореть или взорваться при определенных условиях:

Концентрация газа в диапазоне воспламеняемости: концентрация газа в воздухе (или в контакт с окисляющим газом) должен находиться между его нижним пределом воспламеняемости (LFL) и верхним пределом воспламеняемости (UFL) [иногда называемым нижним и верхним пределами взрываемости (LEL и UEL)].Например, LFL газообразного водорода в воздухе составляет 4 процента, а его UFL — 75 процентов (при атмосферном давлении и температуре). Это означает, что водород может воспламениться, если его концентрация в воздухе составляет от 4 до 75 процентов. Концентрация водорода ниже 4 процентов слишком «бедная», чтобы гореть. Уровень газообразного водорода выше 75 процентов слишком «богат», чтобы его можно было сжечь.

Диапазон воспламеняемости газа включает все его концентрации в воздухе между LFL и UFL. Диапазон воспламеняемости любого газа расширяется в присутствии окисляющих газов, таких как кислород или хлор, а также за счет более высоких температур или давлений.Например, диапазон воспламеняемости водорода в газообразном кислороде составляет от 4 до 85 процентов, а диапазон воспламеняемости водорода в газообразном хлоре составляет от 4,1 до 89 процентов.

Источник воспламенения: Для воспламенения горючего газа в пределах его воспламеняемости в воздухе (или окисляющем газе) должен присутствовать источник воспламенения. На большинстве рабочих мест существует множество возможных источников возгорания, включая открытое пламя, искры и горячие поверхности.

Температура самовоспламенения (или воспламенения) газа — это минимальная температура, при которой газ самовоспламеняется без каких-либо очевидных источников воспламенения.Некоторые газы имеют очень низкие температуры самовоспламенения. Например, температура самовоспламенения фосфина 100 ° C (212 ° F) достаточно низка, чтобы его можно было воспламенить от паровой трубы или зажженной лампочки. Некоторые сжатые газы, такие как силан и диборан, являются пирофорными — они могут самовоспламеняться на воздухе.

Воспламенение может происходить с горючими газами. Многие горючие сжатые газы тяжелее воздуха. Если баллон протекает в плохо вентилируемом помещении, эти газы могут оседать и собираться в канализации, ямах, траншеях, подвалах или других низких местах.Газовый след может распространяться далеко от баллона. Если газовый след соприкасается с источником возгорания, возгорание может вернуться в цилиндр.

Окисляющие газы

Окисляющие газы включают любые газы, содержащие кислород в концентрациях выше атмосферных (более 23-25 ​​процентов), оксиды азота и газообразные галогены, такие как хлор и фтор. Эти газы могут быстро и бурно реагировать с горючими материалами, такими как:

• органические (углеродсодержащие) вещества, такие как большинство легковоспламеняющихся газов, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, масла, смазки, многие пластмассы и ткани
• мелкодисперсные металлы
• прочие окисляемые вещества, такие как гидразин, водород, гидриды, сера или соединения серы, кремний и аммиак или соединения аммиака.

Это может привести к пожару или взрыву.

Нормальное содержание кислорода в воздухе — 21 процент. При немного более высоких концентрациях кислорода, например 25 процентов, горючие материалы, в том числе ткани для одежды, легче воспламеняются и горят намного быстрее. Пожары в атмосфере, обогащенной окисляющими газами, очень трудно потушить, и они могут быстро распространяться.

Опасно реактивные газы

Некоторые чистые сжатые газы химически нестабильны. При незначительном повышении температуры или давления или механическом ударе они могут легко подвергаться определенным типам химических реакций, таких как полимеризация или разложение.Эти реакции могут стать бурными и привести к пожару или взрыву. В некоторые опасно реактивные газы добавляются другие химические вещества, называемые ингибиторами, для предотвращения этих опасных реакций.

Обычными опасными реактивными газами являются ацетилен, 1,3-бутадиен, метилацетилен, винилхлорид, тетрафторэтилен и винилфторид.

Двуокись углерода как средство пожаротушения: изучение рисков

Также доступна версия этого отчета в формате PDF.

Заявление об ограничении ответственности

Этот документ был проверен на соответствие U.S. Политика Агентства по охране окружающей среды и одобрено для публикации и распространения. Упоминание торговых наименований или коммерческих продуктов не означает одобрения или рекомендации для использования.

Предисловие

В соответствии с поправками к Закону о чистом воздухе 1990 года Агентство по охране окружающей среды США (EPA) имеет законодательные полномочия устанавливать сроки поэтапного отказа от озоноразрушающих веществ (ОРВ) и оценивать потенциальные риски, связанные с предлагаемыми заменителями ОРВ. В соответствии с положениями Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой, Агентство по охране окружающей среды приняло постановления о поэтапном прекращении производства галона 1301.В ответ на постепенный отказ от галонов с 1 января 1994 года противопожарная промышленность искала альтернативы. Был предложен ряд альтернативных технологий, включая системы с диоксидом углерода (CO2). Этот отчет был написан, чтобы предоставить пользователям систем полного затопления галонов, которые могут быть незнакомы с системами полного затопления двуокиси углерода, информацию о потенциальных опасностях, связанных с системами двуокиси углерода. Перед переходом на системы тушения углекислого газа необходимо принять соответствующие меры предосторожности, и в этом отчете Агентство по охране окружающей среды пытается повысить осведомленность и продвигать ответственное использование систем пожаротушения с двуокисью углерода.Авторы этого отчета консультировались с экспертами отрасли на этапе сбора информации для разработки отчета. Предварительный вариант документа был зачитан членами Комитета по техническим вариантам замены галонов (HTOC) Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП). Многие эксперты в области противопожарной защиты предоставили данные об инцидентах. Предпоследний документ был прорецензирован в сентябре 1999 г. на предмет технического содержания выдающейся группой экспертов, в том числе:

• Рич Хансен (директор по испытаниям), Береговая охрана США — Центр исследований и разработок
• Мацуо Исияма, член HTOC, корпоративный советник и аудитор, Комитет по переработке галонов и банковской поддержке, Япония
• Джозеф А.Сенекал, доктор философии, директор по разработке систем подавления помех, Kidde-Fenwal, Inc.
• Чарльз Ф. Уиллмс, физический директор, технический директор, Ассоциация систем пожаротушения
• Thomas Wysocki, P.E., президент и старший консультант, Guardian Services, Inc.
• Рой Янг, член HTOC, Великобритания

Комментарии были получены от всех рецензентов. Некоторые рецензенты выразили обеспокоенность по поводу того, что документ должен быть написан достаточно четко, чтобы описать связанные риски таким образом, чтобы не поощрять и не чрезмерно препятствовать использованию систем пожаротушения на основе двуокиси углерода, и во введение были внесены изменения для решения этой проблемы.Рецензент охарактеризовал этот документ как «очень ценный вклад в обеспечение безопасности и … должен использоваться поставщиками систем с двуокисью углерода в качестве положительного инструмента для содействия обучению, техническому обслуживанию и соблюдению проверенных стандартов». Все рецензенты были довольны подготовкой отчета о рисках, связанных с системами с углекислым газом.

Один рецензент обнаружил, что отчет точно отражает текущие «наземные» требования, но добавил информацию, относящуюся к важности обучения как нового экипажа, так и нанятых по контракту рабочих по обслуживанию морским приложениям.Выводы отчета были изменены, чтобы отразить этот комментарий. Один рецензент заметил, что заявление в отчете было чрезмерно умозрительным. Язык отчета был отредактирован, чтобы четко указать, что заявление является умозрительным. Конкретные технические определения и информация, относящиеся к происшествию, были предоставлены одним рецензентом, который также обеспечил соответствие между языком отчета и правильной технической терминологией, используемой в стандартной документации Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA).По совету одного из рецензентов в разделы «Механизмы тушения двуокиси углерода» и «Соображения безопасности жизнедеятельности при помощи двуокиси углерода» были внесены обширные изменения. Большинство других комментариев были незначительными редакционными замечаниями, как правило, для разъяснения. Все комментарии были учтены в окончательном документе.

EPA выражает признательность всем, кто участвовал в написании этого отчета, и благодарит всех рецензентов за потраченное время, усилия и рекомендации экспертов. EPA считает, что рецензенты предоставили информацию, необходимую для того, чтобы сделать этот документ технически надежным.Без участия рецензентов и представителей отрасли этот отчет был бы невозможен. EPA принимает на себя ответственность за всю представленную информацию и любые ошибки, содержащиеся в этом документе.

Введение

В этом документе представлена ​​информация об использовании и эффективности углекислого газа в системах противопожарной защиты, а также описаны инциденты, связанные с непреднамеренным воздействием газа на персонал. Поскольку в некоторых приложениях системы пожаротушения с использованием двуокиси углерода, вероятно, будут использоваться вместо систем на основе галона, в этой статье делается попытка повысить осведомленность о потенциальных опасностях, связанных с использованием двуокиси углерода.EPA признает экологические преимущества использования диоксида углерода, но обеспокоено тем, что персонал, привыкший к использованию систем пожаротушения с использованием галонов, может не быть должным образом предупрежден об особой опасности диоксида углерода. Были исследованы правительственные, военные, гражданские и промышленные источники для получения информации о смертях и травмах, связанных с использованием углекислого газа в качестве средства пожаротушения. Также представлен анализ рисков, связанных с системами пожаротушения двуокисью углерода.

Двуокись углерода в качестве огнетушащего вещества

Применения противопожарной защиты обычно можно разделить на две основные категории: 1) применения, которые позволяют использовать спринклеры на водной основе и 2) особые опасности, требующие использования некоторых других средств пожаротушения, таких как двуокись углерода, галоны, заменители галонов, сухие химикаты, влажные химикаты или пена. Согласно отраслевому консенсусу, приложения с особыми опасностями составляют примерно 20 процентов от общего числа приложений противопожарной защиты.Приблизительно 20 процентов рынка особо опасных применений (в пересчете на доллары) защищено средствами тушения двуокиси углерода. Двуокись углерода широко используется в течение многих лет во всем мире в сфере защиты от пожаров для особых опасностей. Между 1920-ми и 1960-ми годами углекислый газ был единственным газообразным агентом пожаротушения, который применялся в той или иной степени, но системы на основе галона широко использовались, начиная с 1960-х годов. Углекислый газ по-прежнему используется во многих областях по всему миру для тушения пожаров горючих жидкостей, газов, возгораний под действием электричества и, в меньшей степени, пожаров, связанных с обычными целлюлозными материалами, такими как бумага и ткань.Двуокись углерода может эффективно подавлять возгорание большинства материалов, за исключением активных металлов, гидридов металлов и материалов, содержащих собственный источник кислорода, таких как нитрат целлюлозы (Wysocki 1992). Использование углекислого газа ограничено, прежде всего, факторами, влияющими на способ его применения, и его внутренней опасностью для здоровья.

Двуокись углерода используется во всем мире в морских применениях в машинных отделениях, шкафчиках для покраски, транспортных средствах на грузовых судах и в зонах хранения легковоспламеняющихся жидкостей (Willms 1998).Для больших систем судового машинного отделения может потребоваться до 20 000 фунтов углекислого газа на систему. Системы пожаротушения с двуокисью углерода в настоящее время используются ВМС США и в коммерческих судах.

Сталелитейная и алюминиевая промышленность также в значительной степени полагаются на противопожарную защиту с помощью двуокиси углерода. Например, в алюминиевой промышленности для прокатного стана необходимо использовать керосиноподобные смазочные и охлаждающие жидкости. В этом приложении часто возникают пожары, которые происходят в среднем 1 раз в неделю на типичном алюминиевом заводе (Wysocki 1998, Bischoff 1999).Одна конкретная компания, занимающаяся переработкой алюминия, производит в среднем около 600 разрядов системы в год во всех сферах применения противопожарной защиты с использованием углекислого газа, таких как прокатные станы, диспетчерские и печать на алюминиевых листах (Stronach 1999). Многие системы углекислого газа в металлообрабатывающей промышленности представляют собой локальные системы быстрого сброса. В этих применениях контейнеры для хранения диоксида углерода расположены рядом с выпускными соплами, так что жидкий диоксид углерода начинает выходить из сопла (сопел) менее чем за 5 секунд (Wysocki 1998, Stronach 1999).Размеры этих систем двуокиси углерода для местного применения варьируются от 800 до 10 000 фунтов сжатого углекислого газа (Bischoff 1999, Stronach 1999).

Системы углекислого газа также используются в компьютерных залах (черный пол), на стендах для влажной химии, измельчителях древесностружечных плит, пылеуловителях оборудования, печатных машинах, кабельных лотках, электрических помещениях, центрах управления двигателями, местах переключения передач, покрасочных камерах, промышленных фритюрницах с капюшоном. , высоковольтные трансформаторы, ядерные энергетические установки, хранилища отходов, грузовые площадки для самолетов и стоянки транспортных средств (Willms 1998, Wysocki 1998).В небольших системах с углекислым газом, таких как защищающие шкафчики с краской или фритюрницы, используется около 50 фунтов углекислого газа. Другие системы используют в среднем от 300 до 500 фунтов углекислого газа (Willms 1998), но могут использовать и до 2500 фунтов (Ishiyama 1998).

Несколько свойств углекислого газа делают его привлекательным огнегасящим средством. Он негорючий и, следовательно, не производит собственных продуктов разложения. Двуокись углерода обеспечивает собственное повышение давления для выгрузки из контейнера для хранения, устраняя необходимость в повышении давления.Он не оставляет следов и, следовательно, исключает необходимость очистки от агента. (Разумеется, в случае пожара очистка от образовавшихся при пожаре обломков все равно будет необходима.) Двуокись углерода относительно не реагирует с большинством других материалов. Он обеспечивает трехмерную защиту, поскольку в условиях окружающей среды является газом. Он не проводит электричество и может использоваться в присутствии электрического оборудования, находящегося под напряжением.

Механизм тушения двуокиси углерода

Тушение пламени углекислым газом происходит преимущественно за счет теплофизического механизма, при котором реагирующие газы не могут достичь температуры, достаточно высокой для поддержания популяции свободных радикалов, необходимой для поддержания химического состава пламени.Для инертных газов, используемых в настоящее время в качестве средств пожаротушения (аргон, азот, двуокись углерода и их смеси), концентрация при тушении (измеренная методом чашечной горелки (NFPA 2001)) линейно связана с теплоемкостью смесь агента с воздухом (Senecal 1999).

Хотя двуокись углерода имеет второстепенное значение для тушения пожара, она также снижает концентрацию реагирующих частиц в пламени, тем самым уменьшая частоту столкновений реагирующих молекулярных частиц и замедляя скорость выделения тепла (Senecal 1999).

Эффективность тушения двуокиси углерода

Углекислый газ является наиболее часто используемым «инертным» газовым огнетушащим агентом, за ним следует азот (Friedman 1992). По объему двуокись углерода примерно вдвое эффективнее азота (например, при пожарах этанола минимальные требуемые объемные отношения двуокиси углерода и азота к воздуху составляют 0,48 и 0,86 соответственно). Однако, поскольку углекислый газ в 1,57 раза тяжелее азота [44 и 28 молекулярных масс (ММ) соответственно] для данного объема, эти два газа имеют почти эквивалентную эффективность в пересчете на массу.

Эквивалент объема газа (GVEq) = об. отношение N2 / об. соотношение для CO2 = 1,8
Весовой эквивалент = GVEq x MWN 2 / MWCO2 = 1,1

Количество углекислого газа, необходимое для снижения уровня кислорода до точки, при которой предотвращается возгорание различных видов топлива, относительно велико, а также находится на уровне, при котором люди будут страдать от нежелательных последствий для здоровья. В таблице 1 представлены минимальные требуемые отношения диоксида углерода к воздуху (об. / Об.), Соответствующая концентрация кислорода, которая предотвратит сжигание различных парообразных топлив при 25 ° C, теоретическая минимальная концентрация диоксида углерода и минимальная расчетная концентрация диоксида углерода. для различных видов топлива.

Таблица 1 относится только к газам или парам; однако эти данные также относятся к жидкостям или твердым веществам, поскольку они горят при испарении или пиролизе. Как правило, за некоторыми исключениями, такими как водород или сероуглерод, уменьшение содержания кислорода до 10 процентов по объему сделало бы пожары и взрывы невозможными.

Использование систем пожаротушения двуокисью углерода

Системы пожаротушения двуокисью углерода полезны для защиты от опасностей пожара, когда инертный, электрически непроводящий трехмерный газ необходим или желателен и где очистка от агента должна быть минимальной.Согласно NFPA, некоторые из типов опасностей и оборудования, которые защищают системы двуокиси углерода, включают «горючие жидкие материалы; электрические опасности, такие как трансформаторы, переключатели, автоматические выключатели, вращающееся оборудование и электронное оборудование; двигатели, использующие бензин и другие воспламеняющиеся жидкости. топливо; обычные горючие вещества, такие как бумага, дерево и текстиль; и опасные твердые вещества »(NFPA 12).

Таблица 1. Требуемые соотношения (об. / Об.) И минимальные концентрации углекислого газа для предотвращения возгорания

^a Friedman 1989.
^b Coward and Jones 1952

Безопасность жизнедеятельности углекислого газа

Воздействие на здоровье

Воздействие углекислого газа на здоровье парадоксально. При минимальной проектной концентрации (34 процента) для его использования в качестве средства пожаротушения полного затопления углекислый газ является смертельным. Но поскольку углекислый газ является физиологически активным газом и нормальным компонентом газов крови при низких концентрациях, его эффекты при более низких концентрациях (ниже 4 процентов) могут быть полезными при определенных условиях воздействия.(В Приложении B обсуждаются летальные эффекты диоксида углерода при высоких уровнях воздействия (Часть I) и потенциально полезные эффекты диоксида углерода при низких концентрациях воздействия, а также использование добавленного диоксида углерода в специализированных системах затопления с использованием инертных газов (Часть II). ))

При концентрациях более 17 процентов, например, при использовании углекислотного средства для подавления огня, потеря контролируемой и целенаправленной активности, потеря сознания, судороги, кома и смерть наступают в течение 1 минуты после первоначального вдыхания углекислого газа (OSHA 1989, CCOHS 1990 , Dalgaard et al.1972, CATAMA 1953, Lambertsen 1971). Было показано, что при экспозиции от 10 до 15 процентов углекислый газ вызывает потерю сознания, сонливость, сильные мышечные подергивания и головокружение в течение нескольких минут (Wong 1992, CATAMA 1953, Sechzer et al. 1960). В течение от нескольких минут до часа после воздействия концентраций от 7 до 10 процентов наблюдались бессознательное состояние, головокружение, головная боль, нарушение функции зрения и слуха, психическая депрессия, одышка и потливость (Schulte 1964, CATAMA 1953, Dripps and Comroe 1947, Вонг 1992, Sechzer et al.1960, OSHA 1989). Воздействие углекислого газа на 4–7 процентов может вызвать головную боль; нарушения слуха и зрения; повышенное артериальное давление; одышка или затрудненное дыхание; психическая депрессия; и тремор (Schulte 1964; Consolazio et al.1947; White et al.1952; Wong 1992; Kety and Schmidt 1948; Gellhorn 1936; Gellhorn and Spiesman 1934, 1935; Schulte 1964). В Части I Приложения B более подробно рассматриваются последствия воздействия высоких концентраций двуокиси углерода на здоровье человека.

У людей, подвергшихся воздействию низких концентраций (менее 4 процентов) углекислого газа в течение до 30 минут, наблюдалось расширение церебральных кровеносных сосудов, усиление вентиляции легких и увеличение доставки кислорода к тканям (Gibbs et al.1943 г., Паттерсон и др. 1955 г.). Эти данные предполагают, что воздействие углекислого газа может помочь в противодействии эффектам (то есть нарушению функции мозга) воздействия атмосферы с дефицитом кислорода (Гиббс и др., 1943). Эти результаты использовались регулирующим сообществом Соединенного Королевства, чтобы различать системы инертного газа для пожаротушения, содержащие углекислый газ, и системы без него (HAG 1995). Однако во время аналогичных сценариев воздействия низкой концентрации на людей другие исследователи зафиксировали небольшое повышение артериального давления, потерю слуха, потоотделение, головную боль и одышку (Gellhorn and Speisman 1934, 1935; Schneider and Truesdale 1922; Schulte 1964).В Части II Приложения B эти результаты обсуждаются более подробно.

Меры безопасности

Как и в случае с другими системами противопожарной защиты, ряд регулирующих агентств или компетентных органов (AHJ) администрируют проектирование, установку, испытания, техническое обслуживание и использование систем двуокиси углерода. Полномочия, регулирующие систему, зависят от ее расположения, предполагаемого сценария и типа системы. Многие AHJ, которые регулируют промышленные, коммерческие и неморские применения, используют согласованный стандарт NFPA, охватывающий системы тушения двуокиси углерода (NFPA 12).Хотя сам стандарт не имеет силы закона, правительства и местные власти принимают его в качестве основного кодекса пожарной безопасности. Морские применения регулируются в зависимости от того, плавают ли суда во внутренних или международных водах. Правила береговой охраны США (USCG) относятся к судам, плавающим во внутренних водах, и опубликованы в Своде федеральных правил (46 CFR Part 76.15). Суда, зарегистрированные на международном уровне, подпадают под действие Международной морской организации по охране человеческой жизни на море (СОЛАС) (IMO 1992).На рабочих местах, находящихся на суше, Управление по охране труда (OSHA) регулирует воздействие углекислого газа в целях обеспечения безопасности работников.

Конструкция, технические характеристики и одобрение компонентов

Обычно процесс получения разрешения на систему пожаротушения начинается с того, что производитель «перечисляет» свои компоненты через такие организации, как Underwriters Laboratory или Factory Mutual в США. Частью процесса составления списка является разработка инструкции и руководства по техническому обслуживанию, которое включает в себя описание всей работы системы вместе с чертежами системы.Спецификации или планы для системы с диоксидом углерода готовятся под наблюдением опытного и квалифицированного специалиста, обладающего знаниями в области проектирования систем с диоксидом углерода, и с учетом рекомендаций AHJ. Затем проекты передаются в AHJ до начала установки.

Установка и тестирование

Монтаж системы углекислого газа обычно выполняется представителями производителей или дистрибьюторов. Хотя установщики не получают официальной аккредитации или сертификации, они проходят обучение у производителя относительно правильной установки компонентов системы.Завершенная система проверяется и тестируется соответствующим персоналом на предмет соответствия требованиям утверждения AHJ. Часто эти требования включают:

(A) Проведение испытания на полный сброс всего расчетного количества через трубопровод в намеченную опасную зону для каждой опасной зоны, если система защищает более одной. Проверка для подтверждения того, что расчетная концентрация достигается и поддерживается в течение указанного времени выдержки, применяется только к системам с полным заводнением.
(B) Операционные проверки всех устройств, необходимых для правильного функционирования системы, включая обнаружение, сигнализацию и срабатывание.
(C) Проверяет наличие надлежащей маркировки устройств и защищенных зон, предупреждая жителей о возможном выбросе углекислого газа. Кроме того, должны быть установлены вывески, предупреждающие персонал покинуть территорию при срабатывании сигнала тревоги. (Американские AHJ не предъявляют никаких требований к иностранным языкам (например, испанскому) для вывесок. В идеале все этикетки и предупреждающие знаки должны быть напечатаны как на английском, так и на основном языке рабочих, не читающих по-английски (NIOSH 1976))
(D ) Выполните проверки системы и опасной зоны, чтобы убедиться, что система соответствует спецификациям и соответствует типу пожарной опасности.

Использование элементов управления

Несмотря на то, что концентрация углекислого газа в пожаротушении превышает его смертельную концентрацию, NFPA 12 не ограничивает его использование в населенных пунктах. Стандарт призывает к мерам безопасности, таким как сигнализация перед сбросом и временные задержки, чтобы обеспечить быструю эвакуацию до сброса, предотвратить проникновение в районы, где произошел выброс углекислого газа, и предоставить средства для быстрого спасения любого попавшего в ловушку персонала.

Стандарт также требует, чтобы персонал был предупрежден о возможных опасностях, а также прошел обучение по сигналу тревоги и процедурам безопасной эвакуации.Кроме того, NFPA 12 требует, чтобы была обеспечена контролируемая «блокировка» для предотвращения случайного или преднамеренного разряда системы, когда люди, не знакомые с системой и ее работой, находятся в защищенном помещении (NFPA 12) .4 Приложение к В NFPA 12 перечислены следующие шаги и меры предосторожности, которые могут быть использованы для предотвращения травм или смерти персонала в зонах выброса углекислого газа: (Степень соответствия рекомендациям, приведенным в NFPA 12, варьируется в зависимости от учреждения.Издание NFPA 12 2000 г. будет включать дополнительное положение об обязательной эвакуации из защищенной зоны перед проведением каких-либо испытаний, обслуживания или технического обслуживания системы двуокиси углерода (Willms 1999))

(A) Обеспечение подходящих проходов и маршрутов выхода. Эти области всегда должны быть чистыми.
(B) Обеспечение необходимого дополнительного или аварийного освещения, или того и другого, и указателей для обеспечения быстрой и безопасной эвакуации.
(C) Обеспечение сигнализации в таких областях, которая будет действовать сразу же после активации системы при обнаружении пожара, при этом выброс углекислого газа и активация автоматического закрывания дверей откладываются на время, достаточное для эвакуации из области до начала разряда.(В следующем издании стандарта NFPA 12 это положение будет изменено, чтобы указать, что следует использовать временные задержки и аварийные сигналы перед разрядом, которые срабатывают перед разрядом (Willms 1999)).
(D) Обеспечение только открывающихся наружу самозакрывающихся дверей. на выходах из опасных зон, а там, где такие двери заперты, обеспечение аварийной аппаратурой.
(E) Обеспечение непрерывной сигнализации на входе в такие зоны до восстановления нормальной атмосферы.
(F) Положение о добавлении запаха к диоксиду углерода, чтобы можно было распознать опасную атмосферу в таких местах.
(G) Предоставление предупреждающих и инструктивных знаков на входах в такие зоны и внутри них.
(H) Положение о быстром обнаружении и спасении персонала, который может потерять сознание или потерять сознание в таких местах. Этого можно добиться, проведя обыск таких участков сразу после прекращения выброса углекислого газа обученным персоналом, оснащенным надлежащим дыхательным оборудованием. Тех, кто потерял сознание из-за углекислого газа, можно восстановить без серьезных травм с помощью искусственного дыхания, если их быстро удалить из опасной атмосферы.Автономное дыхательное оборудование и персонал, обученный его использованию и методам спасения, включая искусственное дыхание, должны быть легко доступны.
(I) Предоставление инструкций и учений для всего персонала, находящегося поблизости от таких зон, в том числе для обслуживающего или строительного персонала, который может быть введен в зону для обеспечения их правильных действий при срабатывании защитного оборудования от углекислого газа.
(J) Предоставление средств для быстрой вентиляции таких участков. Часто бывает необходима принудительная вентиляция.Следует позаботиться о том, чтобы действительно рассеять опасную атмосферу, а не просто переместить ее в другое место. Углекислый газ тяжелее воздуха.
(K) Предоставление таких других шагов и мер безопасности, необходимых для предотвращения травм или смерти, о чем свидетельствует тщательное изучение каждой конкретной ситуации.
(L) Положение об обязательной эвакуации из защищенной зоны перед проведением любых испытаний, обслуживания или ремонта системы CO2.

Industrial Risk Insurers (IRI), одна из страховых компаний, которая обеспечивает страхование имущества и перерыва в работе крупных компаний из списка Fortune 500, таких как Ford, General Motors и Chrysler (IRI 1994), использует NFPA 12 в качестве основы для процесса страхования и подготовил руководство по толкованию стандарта NFPA 12 (IM 13.3.1). IM 13.3.1 интерпретирует NFPA 12, а также определяет использование «блокировки системы». Блокировка системы — это устройство, которое механически или электрически предотвращает разряд системы. Примеры блокировки системы включают в себя клапаны с ручным управлением, которые блокируют поток агента через трубопровод, расположенный ниже по потоку. Точно так же IRI также предполагает, что для обычно незанятых территорий, где могут возникать быстрорастущие пожары, может быть желательна «контролируемая прерывистая временная задержка». Такие устройства работают только тогда, когда персонал находится в защищенной зоне, и позволяют системе выпускать газ только после продолжительной задержки, таким образом позволяя персоналу покинуть зону до разгрузки.

В международном судоходстве системы пожаротушения с двуокисью углерода широко используются. Противопожарная защита в этих приложениях регулируется правилами и требованиями, изложенными в СОЛАС Международной морской организации (IMO 1992). Как и NFPA 12, СОЛАС не препятствует использованию углекислого газа в обычно населенных местах. Также аналогично NFPA, СОЛАС требует, чтобы «были предусмотрены средства для автоматической подачи звукового предупреждения о выбросе огнетушащего вещества в пространство, в котором обычно работает персонал или к которому он имеет доступ.»Сигнализация должна срабатывать в течение подходящего периода времени до выпуска газа. Подобно NFPA 12, СОЛАС требует, чтобы двери для доступа в места, где хранится огнетушащее вещество, имели двери, открывающиеся наружу. Эти требования не дифференцируются. для систем с диоксидом углерода, галогенированными углеводородами или инертными газами. В отличие от NFPA, СОЛАС требует, чтобы «автоматический выпуск газообразной огнетушащей среды не разрешался», за исключением местных систем применения.

USCG для систем двуокиси углерода на пассажирских судах задокументированы в 46 CFR Part 76.15. В отдельных подразделах описываются различные типы судов. Подобно СОЛАС, 46 CFR Часть 76.15 предусматривает ручное управление активацией цилиндров. (Следует отметить, что 46 CFR Part 76.15-20 предусматривает, что «Системы … состоящие не более чем из 300 фунтов углекислого газа, могут иметь баллоны, расположенные в защищенном пространстве. Если хранение баллонов находится в защищенном пространстве, система должна быть устроена одобренным образом для автоматического управления тепловым приводом в помещении в дополнение к обычным дистанционным и местным органам управления.») 46 CFR Part 76.15 также требует, чтобы системы, использующие более 300 фунтов углекислого газа, были оснащены» утвержденным отсроченным сбросом «, устроенным таким образом, чтобы при срабатывании сигнала тревоги углекислый газ не выделялся в течение как минимум 20 секунд. Это требование также может относиться к системам массой менее 300 фунтов в зависимости от количества защищенных уровней и конфигураций выходных путей. Чтобы свести к минимуму возможность непреднамеренных срабатываний, USCG указывает, что для выброса двуокиси углерода должны использоваться два отдельных ручных элемента управления, тем самым требуя два независимых срабатывания, которые должны произойти до выброса углекислого газа в защищаемое пространство.Кроме того, весь персонал должен быть эвакуирован из защищенного помещения перед проведением любых испытаний или технического обслуживания системы углекислого газа (Willms 1999). (Издание 2000 года стандарта NFPA 12 включает главу о морских приложениях, требующую эвакуации пространства перед испытаниями и другими видами деятельности (Willms 1999))

На наземных рабочих местах OSHA регулирует использование углекислого газа. Эти правила изложены в разделах 29 CFR Parts 1910.160 и 1910.162, в которых изложены требования к общим и стационарным системам пожаротушения на газовой основе, соответственно.Несмотря на то, что концентрация углекислого газа, необходимого для тушения пожаров, превышает смертельный уровень, OSHA не препятствует использованию углекислого газа в обычно населенных местах. (Тем не менее, OSHA явно ограничивает использование хлорбромметана и четыреххлористого углерода в качестве средств пожаротушения в тех случаях, когда сотрудники могут подвергаться воздействию (29 CFR Part 1910.160 (b) (11)). Для систем с двуокисью углерода OSHA требует наличия предупредительной сигнализации перед выпиской для предупреждения сотрудников неизбежный выброс диоксида углерода, когда расчетная концентрация превышает 4 процента (что, по сути, верно для всех систем с диоксидом углерода, см. Таблицу 1).Этот предупредительный сигнал перед разрядом должен обеспечивать достаточную задержку по времени, чтобы персонал мог безопасно покинуть зону перед разрядом. Хотя это предположительно, вполне вероятно, что эти правила предоставят адекватную защиту только в случае запланированного сброса, а не случайного сброса. Однако имели место случайные разряды, соблюдение правил которых обеспечило защиту персонала, тогда как некоторые запланированные сбросы привели к травмам персонала.

Назначение сигнала тревоги перед разрядом, требуемого OSHA, NFPA и SOLAS, состоит в том, чтобы дать жильцам время для эвакуации из зоны, в которую будет происходить выброс углекислого газа.Однако обеспечение выхода из пространств, которые либо очень большие, либо имеют препятствия или сложные проходы, оказалось трудным. Эвакуация особенно затруднена после начала разряда из-за ограниченной видимости, громкого шума разряда и дезориентации, вызванной физиологическим воздействием углекислого газа.

В ряде нормативных актов уделяется внимание возможности утечки углекислого газа или его попадания в соседние, низко расположенные пространства, такие как ямы, туннели и проходы.В этих случаях углекислый газ может непреднамеренно создать удушающую атмосферу, которую невозможно увидеть или обнаружить.

Два примера идеального сценария пожара и того, как, как ожидается, будут работать системы / меры защиты от углекислого газа, описаны ниже для двух приложений (автостоянки в Японии и судовое машинное отделение). Системы углекислого газа используются в Японии на автостоянках (известных в Соединенных Штатах как автостоянки), таких как стоянка на высотах или стоянка для техники на полу, но не на обычно занятых автостоянках, где обычно используются чистые средства.Закрытый объем типичного гаража составляет от 1 000 м 3 до 1 500 м 3 [примерно от 35 000 футов 3 до 53 000 футов 3], где используется от 800 кг до 1 125 кг [1764 фунтов до 2480 фунтов] углекислого газа. Система работает за счет автоматической разгрузки с возможностью ручного управления. Типичный сценарий пожара для углекислотной системы на стоянке с вышкой или на стоянке для напольных механизмов показан на Рисунке 1 (Ishiyama 1998).

Морское оборудование, например машинное отделение, часто используется в системах с углекислотой.Типичный сценарий пожара для системы двуокиси углерода в большом судовом машинном отделении показан на рис. 2. Большинство этих систем функционируют посредством ручной активации (за исключением систем, содержащих менее 300 фунтов [136 кг] двуокиси углерода, что соответствует объемам корпуса. менее 6 000 футов 3 [170 м 3]). Типичное машинное отделение будет иметь площадь порядка 250 000 футов 3 [7 079 м 3] и будет использовать 10 000 фунтов [4536 кг] двуокиси углерода (Gustafson 1998). Несмотря на меры безопасности, которые требуются в соответствии с нормативными актами и предназначены для защиты от травм, связанных с системами пожаротушения двуокисью углерода, произошли несчастные случаи, приведшие к травмам и смертельному исходу, в первую очередь из-за несоблюдения установленных процедур безопасности.

Рисунки 1 и 2

Был проведен всесторонний анализ инцидентов, связанных с выбросами углекислого газа в противопожарной защите, путем поиска в государственных, военных, государственных и частных архивах документов. Различия в методах ведения документации в различных организациях повлияли на успех усилий по сбору данных.

Поиск записи об инциденте

Выполнено поисков в библиотеке / Интернете

Было проведено два литературных поиска.Первый литературный поиск (с 1975 г. по настоящее время) был проведен для сбора информации о сообщениях об инцидентах с травмами / смертельными исходами, связанными с углекислым газом в качестве средства защиты от огня. Ключевые слова, использованные при поиске, включали: смерть (я), инцидент (я), травма (я), авария (я), углекислый газ (или CO2), средство (а) пожаротушения, средство (а) пожаротушения, море, морской, судоходный, военный, гражданский, промышленность (-и), компания (-и), фирма (-а), люди, мужчины, работник (-и), служащий (-и), рабочий (-и). Были найдены все соответствующие статьи.Был произведен поиск в следующих базах данных:

• OSHA 1973–1997
• MEDLINE 1966–1997
• Токслайн 1965–1997
• Energy SciTec 1974–1997
• NTIS 1964–1997
• Справочный файл публикаций GPO
• База данных МАК по торговле и промышленности 1976-1997 гг.
• Коллекция наук о жизни 1982–1997 годы
• Ei Compendex 1970-1977
• Wilson Applied Science and Technology Abstracts 1983–1997
• База новостей химической безопасности 1981-1997 гг.
• Ежемесячный каталог GPO 1997

Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH) Поиск в библиотеке: Был проведен поиск в базе данных NIOSH в их библиотеке в Цинциннати, штат Огайо.

Поиск в Интернете: Поиск в Интернете с использованием тех же ключевых слов, которые использовались в библиотечном поиске, также был проведен в следующих электронных базах данных:

• Государственная типография
• FireDoc
• Онлайн-база данных NFPA

Профессиональные контакты

было предложено предоставить информацию об инцидентах, касающихся человеческих смертей и / или травм, связанных с случайным или преднамеренным выбросом систем противопожарной защиты диоксида углерода.(К случайным разрядам относятся разряды, происходящие во время операций по техническому обслуживанию системы углекислого газа или рядом с ними, при испытаниях, либо разряды, вызванные ошибкой оператора или неисправным компонентом системы. К преднамеренным разрядам, как правило, относятся разряды, возникающие при пожаре; однако они также включают некоторые разряды во время или из-за ложной тревоги.) Были запрошены детали инцидента (например, дата, название места и место инцидента), а также описание причины инцидента и количество людей, раненых или убитых. .Хотя эта информация была запрошена, объем доступной информации варьировался в зависимости от инцидента.

Ассоциации / Частные компании / Государственные организации / Исследовательские лаборатории

Вся соответствующая информация была получена непосредственно со следующих сайтов и / или из контактов, указанных на них:

• Общество инженеров пожарной безопасности
• Национальная ассоциация дистрибьюторов пожарного оборудования
• Ассоциация систем пожаротушения
• Hughes Associates, Inc.
• Kidde International
• Ансул Противопожарная защита
• Fike Corporation
• Страховые компании, специализирующиеся на высокоэффективной защите от рисков
• Национальная оборона Канады
• Министерство военно-морского флота США
• Министерство энергетики США (DOE)
• USCG
• NIOSH — Отдел исследований безопасности
• Центр глобальных экологических технологий, Институт инженерных исследований Нью-Мексико (NMERI)
• Национальная пожарная лаборатория, Канадский исследовательский совет
• Агентство судовой поддержки Министерства обороны Соединенного Королевства
• Ассоциация инженеров по технике безопасности Германии
• Баварский земельный институт охраны труда
• Баварский земельный институт медицины
• Координационное бюро по охране труда
• Управление по делам пожарной охраны
• Департамент окружающей среды (Umweltbundesamt)
• Федеральная ассоциация труда
• Федеральный союз пожарных и монтажников
• Федеральный союз инженеров профессиональной безопасности
• Федеральный институт безопасности и гигиены труда
• Противопожарная промышленность
• Немецкое общество гигиены труда и опасностей
• Немецкий пожарный союз
• Министерство внутренних дел федеральной земли Баден-Вюртемберг
• Институт гигиены
• Научно-исследовательский институт пожарной безопасности (Universitaet Karlsruhe)
• Охрана труда и техническая безопасность
• МВД
• Управление по предотвращению ущерба
• Союз безопасности (Страхование)
• Управление морской безопасности Австралии
• Ричард Бромберг, представитель HTOC из Бразилии (Был проведен более подробный поиск в библиотеке для сбора подтверждающей информации об инциденте, предоставленной этим источником.)
• Мацуо Исияма, представитель HTOC из Японии
• Syncrude Canada Ltd.
• Совет по предотвращению потерь, Великобритания

Результаты поиска

Результаты этого всеобъемлющего обзора данных представлены в Приложении A. С 1975 года по настоящее время было обнаружено в общей сложности 51 запись о происшествиях с выбросами углекислого газа, в которых сообщалось в общей сложности о 72 погибших и 145 травмах в результате несчастных случаев, связанных с выбросом двуокиси углерода. системы пожаротушения.(Запрошена информация о любых случаях смерти или травм в результате использования систем пожаротушения с использованием двуокиси углерода. Запрошены данные как о происшествиях, связанных с возгоранием, так и не связанных с возгоранием; однако собрать информацию о происшествиях, связанных с пожарами, было значительно труднее . Травмы и гибель людей в результате пожаров обычно классифицируются только как связанные с пожарами и не устраняются с помощью использованного средства пожаротушения. Поэтому случаи смерти от углекислого газа и травм в результате пожаров могут быть неадекватно представлены.Кроме того, следует отметить, что любой выброс углекислого газа, который не привел к травмам и / или смертельному исходу, не был включен в анализ.) Все смерти, связанные с углекислым газом, были результатом удушья. Подробности травм в отчетах о происшествиях, как правило, не приводились, хотя некоторые инспекции OSHA указали асфиксию как характер травмы.

До 1975 года было обнаружено в общей сложности 11 записей об инцидентах, в которых сообщалось в общей сложности о 47 смертельных случаях и 7 травмах, связанных с углекислым газом.Двадцать из 47 смертей произошли в Англии до 1963 года; однако причина этих смертей неизвестна. В таблице 2 представлена ​​разбивка по категориям отчетов об инцидентах с углекислым газом и выявленных смертельных исходах / травмах.

Несмотря на то, что был проведен всесторонний обзор, следует отметить, что данные, полученные в ходе этого процесса, могут быть неполными, потому что: 1) дополнительные источники данных может быть трудно обнаружить (например, международные инциденты), 2) записи являются неполными, 3) агентствами не требуется сообщать, 4) анекдотическая информация отрывочна и трудна для проверки, и 5) смертельные случаи, связанные с пожарами, из-за СО2, как правило, плохо документируются.

Таблица 2. Результаты поиска

^a В общее число международных невоенных инцидентов, смертей и травм до 1975 года включены 20 смертей в результате использования углекислого газа в качестве средства пожаротушения в Англии с 1945 до середины 1960-х годов, причиной которых является неизвестный.

Все 13 военных инцидентов, о которых было сообщено примерно с 1948 года, имели отношение к морю. Только 11 из 49 гражданских (коммерческих, промышленных или государственных) инцидентов, зарегистрированных за тот же период времени, были связаны с морем. Остальные инциденты произошли в центрах обработки данных, атомных электростанциях, центрах обучения пилотов, самолетах, автобусных гаражах, центрах связи аварийных пунктов, хранилищах отходов, подземных гаражах, сталепрокатных заводах, линиях сборки автомобилей и других объектах.

Результаты, представленные в Приложении A, показывают, что случайное воздействие углекислого газа во время технического обслуживания или тестирования оказалось самой большой причиной смерти или травм. В некоторых случаях персонал не соблюдал требуемые процедуры безопасности, которые могли предотвратить травму или смерть и, возможно, даже само облучение. В нескольких случаях в результате инцидента были введены новые процедуры. Причины травм и / или смертей приведены в Таблице 3.

В некоторых случаях причиной аварийного разряда было техническое обслуживание других устройств, кроме самой системы пожаротушения.Самый последний зарегистрированный случай произошел в районе испытательного реактора, Национальная лаборатория инженерии и окружающей среды Айдахо (главный объект Министерства энергетики), где диоксид углерода случайно попал в здание электрического распределительного устройства во время планового профилактического обслуживания электрических выключателей. В другом недавнем инциденте на бразильском нефтеналивном танкере, пришвартованном в гавани, уборочная бригада случайно сбросила систему углекислого газа во время работы под палубой. Точно так же в Murray Ohio Manufacturing Company рабочие сбросили систему углекислого газа, выполняя установку рядом с детектором, который активировал систему.На нефтяной машине для пополнения запасов военно-морского флота рабочий по техническому обслуживанию потерял опору и наступил на активационный клапан, выполняя техническое обслуживание верхнего света. В этих инцидентах не было отмечено, соблюдались ли предварительные меры предосторожности, как указано в инструкциях OSHA, SOLAS или NFPA. Однако в некоторых других случаях необходимые меры предосторожности не соблюдались. Например, во время инцидента с авианосцем «Самтер» моряки выполняли плановое техническое обслуживание системы углекислого газа в шкафчике для краски, когда система разряжена.Позже было установлено, что этот персонал пропустил три из четырех предварительных шагов в Карте требований к техническому обслуживанию.

При испытаниях и тренировках разряды, приводящие к смерти или травмам, не всегда были случайными. В двух инцидентах, о которых сообщалось, система с диоксидом углерода была преднамеренно разряжена для целей тестирования, и газ улетучился в прилегающую территорию (Хранилище опасных отходов Университета Айовы, A.O. Smith Automotive Products Company). Во время инцидента в Японии в 1993 году СО2 был намеренно сброшен в открытый колодец в рамках учений.Впоследствии сотрудники вошли в яму, не подозревая о сбросе. Два человека погибли во время «затяжного» испытания системы углекислого газа на борту грузового судна Cape Diamond. Последующие расследования показали, что судовой персонал не был эвакуирован из машинного отделения во время испытания, как это должно было произойти в соответствии с установленными процедурами безопасности. Кроме того, главный выпускной клапан не был закрыт полностью, из-за чего выделялось больше углекислого газа, чем предполагалось.

Таблица 3.Причины травм и / или смерти, связанных с выбросами углекислого газа после 1975 года. ^a

^a Инциденты, при которых причина разряда не определена, в таблицу не включены.
^b Ссылки из Таблицы 3 перечислены в Приложении A.

Изучение рисков, связанных с системами пожаротушения с помощью двуокиси углерода

Риск, связанный с использованием систем с диоксидом углерода, основан на том факте, что уровень диоксида углерода, необходимый для тушения пожаров (и, таким образом, для защиты помещения), во много раз превышает смертельную концентрацию. Например, минимальная расчетная концентрация для тушения возгорания пропана составляет 36 процентов. Такая концентрация углекислого газа может вызвать судороги, потерю сознания и смерть в течение нескольких секунд.Поскольку складские помещения баллонов с углекислым газом часто относительно малы по сравнению с охраняемыми территориями, непреднамеренные выбросы в эти складские помещения также будут приводить к уровням, намного превышающим смертельный уровень. Поскольку последствия воздействия происходят быстро и без предупреждения, права на ошибку практически отсутствует.

Предполагается, что системы полного затопления двуокиси углерода должны быть спроектированы таким образом, чтобы облучение человека не происходило во время сценариев пожаротушения. Предразрядная сигнализация и временные задержки предписаны в рекомендациях NFPA 12, OSHA и SOLAS для предотвращения такого воздействия.Следовательно, во время пожаров происходит относительно небольшое количество аварий, связанных с системами углекислого газа; скорее, аварии чаще всего происходят во время обслуживания самой системы углекислого газа, во время обслуживания системы углекислого газа или, в более ограниченной степени, во время испытаний системы пожаротушения. Что касается случайных разрядов, произошедших во время технического обслуживания, результаты обследования показали, что смерть и / или травмы от воздействия углекислого газа были вызваны: 1) непреднамеренным приведением в действие системы из-за отсутствия надлежащих процедур безопасности для предотвращения таких разрядов, 2 ) несоблюдение процедур безопасности, или 3) низкая техническая подготовка персонала в непосредственной близости от системы двуокиси углерода.

Хотя риск, связанный с использованием углекислого газа для защиты от пожара в защищенных помещениях, достаточно хорошо понимается регулирующими органами, органами по стандартизации и страховщиками, риск углекислого газа может быть недостаточно понятен обслуживающим персоналом, выполняющим функции или вокруг систем с двуокисью углерода. Несоблюдение предписанных мер безопасности свидетельствует об отсутствии понимания и понимания опасностей, связанных с двуокисью углерода.Необходимо принять меры предосторожности для обеспечения строгого соблюдения персоналом инструкций, даже если этот персонал просто входит в складские помещения, где размещаются баллоны и компоненты системы двуокиси углерода.

Этот момент подтверждается немецким опытом использования углекислого газа в противопожарной защите. В Германии для защиты объектов и сооружений используется большое количество систем с двуокисью углерода. Большинство из них оборудованы автоматическим выпуском углекислого газа даже в людных помещениях.Несмотря на относительное изобилие систем с углекислым газом в Германии и исчерпывающий поиск в немецких записях об авариях, связанных с углекислым газом, было обнаружено только одно зарегистрированное событие, не связанное с возгоранием. Личное общение с рядом источников (Brunner 1998, Schlosser 1997, Lechtenberg-Autfarth 1998) подтверждает вывод о том, что в Германии произошло относительно небольшое количество несчастных случаев во время событий, не связанных с возгоранием, с углекислым газом. (Следует, однако, отметить, что происшествия во время пожаров было труднее обнаружить, поскольку в немецких источниках данных не проводилось различий между летальными исходами и травмами, вызванными пожаром, и смертями и травмами, вызванными использованием углекислого газа.) Хорошие показатели безопасности, полученные из опыта Германии, можно объяснить их подходом к установке и эксплуатации систем двуокиси углерода.

В Германии (и большей части Европы), в отличие от США, только сертифицированные установщики, специализирующиеся на диоксиде углерода, могут устанавливать системы диоксида углерода. После того, как система установлена, она проверяется и утверждается VdS Schadenverhütung (VdS), органом утверждения, во многом похожим на Factory Mutual. Правила работы системы строго соблюдаются и гарантируют, что задержки достаточны для выхода, что сигнализация работает должным образом, и что правила и предупреждения размещены поблизости от системы двуокиси углерода.Разрешение на использование системы предоставляется только в том случае, если она соответствует всем стандартам и требованиям. Кроме того, согласно Европейскому комитету гарантий (CEA) (CEA — это федерация ассоциаций национальных страховых компаний в странах с рыночной экономикой Европы), установка по производству углекислого газа и защищенный риск должны проверяться не реже одного раза в год специалистом эксперт AHJ (CEA 1997).

В дополнение к системе двойных и тройных проверок, введенных немецкими властями, распространенное использование углекислого газа в Германии могло способствовать повышению осведомленности и информированности о рисках и опасностях агента.

Из-за широкого использования галона 1301 в Соединенных Штатах, который более безопасен, чем углекислый газ при пожаротушении, может быть меньше осведомленности об опасностях, связанных с использованием углекислого газа. Опыт показал, что при использовании галона 1301 был достигнут относительно более высокий запас прочности по сравнению с диоксидом углерода. Этот высокий запас безопасности может усилить незнание опасностей, связанных с использованием систем с диоксидом углерода.

Заключение и рекомендации

Обзор случайных смертей или травм, связанных с использованием углекислого газа в противопожарной защите, показывает, что большинство зарегистрированных инцидентов произошло во время технического обслуживания системы защиты от пожара с двуокисью углерода или вокруг нее.Во многих ситуациях, когда воздействие углекислого газа приводило к смерти или травмам во время операций по техническому обслуживанию, разряд происходил в результате непреднамеренного прикосновения персонала, удара или нажатия на компонент системы. В некоторых случаях персонал не соблюдал предписанные меры предосторожности. В других случаях меры безопасности соблюдались, но возникали другие механизмы случайного выброса.

Изучение записей об авариях показывает, что непропорционально большое количество аварий, связанных с углекислым газом, произошло на морских судах.В этих случаях может сыграть роль ряд факторов. Во-первых, ограниченное количество членов экипажа корабля имеет подготовку и имеет право активировать систему углекислого газа (Gustafson 1998). Эти несколько членов экипажа очень хорошо обучены работе с системой, однако оставшийся персонал не будет иметь такого же уровня сложных знаний. В частности, новые члены экипажа и нанятые по контракту работники по техническому обслуживанию могут быть незнакомы с конкретной судовой установкой, даже если они осведомлены о потенциальных опасностях, связанных с системами двуокиси углерода в целом.Это незнание может привести к непреднамеренному срабатыванию, и поэтому важно, чтобы операторы судов давали инструкции и требовали соблюдения процедур для конкретного судна (Hansen 1999). Отсутствие обучения может привести к тому, что определенный персонал прикоснется к компонентам системы, вскроет их или ударит, что затем вызовет активацию. Кроме того, необученный персонал может игнорировать предупреждающие знаки или сигналы тревоги, поскольку они не были должным образом проинформированы об опасностях. Кроме того, из-за конструкции многих судовых систем механизм ручного включения иногда представляет собой кабель, соединяющий рычаг с исполнительным устройством.В некоторых конструкциях кабель не заключен в защитный кожух, где он присоединяется к пилотным цилиндрам. Открытый характер этого устройства упрощает случайное развертывание. Однако в большинстве конструкций систем кабель проходит в кабелепроводе со шкивами, чтобы обеспечить повороты и изгибы кабельной трассы. Кроме того, необходимы два отдельных элемента управления, чтобы активировать одобренные USCG судовые системы весом более 300 фунтов, тем самым снижая риск случайного разряда из-за оголенных кабелей (Wysocki 1999).

Еще одним фактором, влияющим на показатели безопасности морских приложений, является характер нормативных требований, регулирующих использование систем с диоксидом углерода.Морские правила (46 CFR Part 76.15 и SOLAS) не содержат подробных требований по обеспечению безопасности персонала. Эти морские правила можно противопоставить стандарту NFPA, в котором есть более конкретные предложения по защите персонала от неблагоприятного воздействия углекислого газа. Улучшение морских правил, по крайней мере, обеспечило бы особые требования, которые предположительно помогли бы уменьшить аварийное облучение, которое происходит в морских применениях.

Кроме того, в некоторых случаях языковые барьеры могут представлять собой источник дополнительного риска.Например, если вывески и учебные пособия доступны только на английском языке, персонал, не владеющий английским языком, может не получить адекватное или своевременное предупреждение. Следовательно, предоставление этих материалов на преобладающем языке работников, не читающих по-английски, может помочь обучить персонал и тем самым снизить риски.

Список литературы

Бишофф, Берни. 1999. Chemetron Fire Systems, Matteson, IL, личное сообщение.

Бруннер, доктор Вальтер. 1998. envico AG, Gasometer Strasse 9, Ch 8031 ​​Zurich, Switzerland, личное сообщение.

КАТАМА. 1953. Авиационная токсикология — Введение в предмет и справочник данных.

Комитет по авиационной токсикологии, Авиамедицинская ассоциация. Blakiston Co .: Нью-Йорк, штат Нью-Йорк. С. 6-9, 31-39, 52-55, 74-79, 110-115.

CCOHS. 1990. Химическая инфограмма углекислого газа. Канадский центр гигиены и безопасности труда, Гамильтон, Онтарио. Октябрь.

CEA. 1997. Планирование и установка систем CO2. Европейский комитет по гарантиям: Париж, Франция.

29 CFR Часть 1910.160 (b) (11). 1994. Стационарные системы пожаротушения. Свод федеральных правил, 1 сентября.

29 CFR 1910.162. 1994. Стационарные системы пожаротушения, газообразный агент. Свод федеральных правил, сентябрь.

46 CFR Часть 76.15. 1997. Ch. I — Система пожаротушения углекислым газом, детали. Свод федеральных правил, 1 октября.

Consolazio, W.V .; Фишер, М.Б .; Pace, N .; Pecora, L.J .; Pitts, G.C .; Бенке, А. 1947. Воздействие на человека высоких концентраций углекислого газа по отношению к разному давлению кислорода в течение 72 часов.Являюсь. J. Physiol. 51: 479-503.

Coward, H.W .; Джонс, Г. 1952. «Пределы воспламеняемости газов и паров». Бюллетень 503, Горное бюро USDI: Питтсбург, Пенсильвания.

Dalgaard, J.B .; Dencker, G .; Fallentin, B .; Hansen, P .; Kaempe, B .; Steensberger, J .; Wilhardt, P. 1972. Отравление со смертельным исходом и другие опасности для здоровья, связанные с промышленным рыболовством. Br. J. Ind. Med. 29: 307-316.

Dripps, R.D .; Комро, Дж. Х .. 1947. Респираторная и циркуляторная реакция нормального человека на вдыхание 7.6 и 10,4 процента углекислого газа при сравнении максимальной вентиляции, произведенной тяжелыми мышечными упражнениями, вдыханием углекислого газа и максимальной произвольной гипервентиляцией. Являюсь. J. Physiol. 149: 43-51.

Фридман Р. 1989. Принципы химии противопожарной защиты, 2-е издание. Национальное агентство противопожарной защиты: Куинси, Массачусетс.

Фридман Р. 1992. Теория пожаротушения. Справочник по противопожарной защите, 17-е издание, под ред. А. Кот. Национальное агентство противопожарной защиты: Куинси, Массачусетс.

Gellhorn, E. 1936. Влияние недостатка O2, вариаций содержания углекислого газа во вдыхаемом воздухе и гиперпноэ на распознавание интенсивности зрения. Являюсь. J. Physiol. 115: 679-684.

Gellhorn, E .; Шписман И. 1934. Влияние колебаний давления O2 и углекислого газа во вдыхаемом воздухе на слух. Proc. Soc. Exp. Биол. Med. 32: 46-47.

Gellhorn, E .; Spiesman, I. 1935. Влияние гиперпноэ и колебаний давления O2 и CO2 во вдыхаемом воздухе на слух.Являюсь. J. Physiol. 112: 519-528.

Gibbs, F.A .; Gibbs E.L .; Lennox, W.G .; Нимс, Л.Ф. 1943. Значение углекислого газа в противодействии воздействию низкого содержания кислорода. J. Aviat. Med. 14: 250-261.

Густафсон, Мэтью. 1998. Штаб-квартира береговой охраны США, Вашингтон, округ Колумбия, личное сообщение.

HAG. 1995. «Обзор токсичных и удушающих опасностей, связанных с заменой чистых агентов для галона 1301», подготовленный Группой по альтернативам галонам (HAG) в Великобритании, февраль 1995 г.Как указано в письме от 9 мая 1995 г. от J.S. Николас, Ansul Inc., Карен Метчис, EPA.

Хансен, Ричард. 1999. Менеджер пожарной программы / менеджер проекта, Центр исследований и разработок USCG, Гротон, Коннектикут, личное общение.

IMO. 1992. Консолидированное издание СОЛАС, 1992 г., Объединенное испытание Международной конвенции по охране человеческой жизни на море, 1974 г., и Протокол к ней 1978 г.: статьи, приложение и свидетельства. Международная морская организация: Лондон, Англия.

IRI. 1994. Информационное руководство 13.3.1-Система двуокиси углерода. Июнь 1994 г. Страховые компании промышленных рисков: Чикаго, Иллинойс.

Исияма, М. 1998. Nohmi Bosai, Ltd., представитель HTOC из Японии, личное сообщение.

Кети, С.С., Шмидт, К.Г. 1948. Влияние измененного артериального давления углекислого газа и кислорода на мозговой кровоток и потребление кислорода в мозге у нормальных молодых людей. J. Clin. Инвестировать. 27: 484-492.

Lambertsen, C.J. 1971. «Лечебные газы — кислород, углекислый газ и гелий.»Фармакология Дрилла в медицине. Глава 55, Под ред. Дж. Р. ДиПальмы. Компания McGraw-Hill Book Co .: Нью-Йорк, штат Нью-Йорк,

Lechtenberg-Autfarth. 1998. Bundesanstalt Fur Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin. (Федеральный институт безопасности и гигиены труда), Дортмунд, Германия, личное сообщение. NFPA 12. Стандарт на системы пожаротушения двуокисью углерода. Издание 1998 г. Национальная ассоциация противопожарной защиты: Куинси, Массачусетс.

NFPA 2001. Стандарт по системам пожаротушения с чистым агентом. Издание 1996 г.Национальная ассоциация противопожарной защиты: Куинси, Массачусетс. Приложение А, разд. А-3-4.2.2.

NIOSH. 1976. Критерии для рекомендованного стандарта: Воздействие двуокиси углерода на рабочем месте. Публикация HEW № 76-194, Национальный институт охраны труда, август.

OSHA. 1989. Углекислый газ, промышленное воздействие и технологии контроля для опасных веществ, регулируемых OSHA, Том I из II, Вещество A — I. Администрация по охране труда. Вашингтон, округ Колумбия: У.S. Департамент труда, март.

Patterson, J.L .; Heyman, H .; Батарея, L.L .; Фергюсон, Р. В. 1955. Порог реакции сосудов головного мозга человека на повышение содержания углекислого газа в крови. J. Clin. Инвестировать. 34: 1857-1864.

Schlosser, Ингеборг. 1997. VdS Schadenverhütung GmbH. Кельн, Германия, личное сообщение.

Schneider, E.C .; Truesdale, E. 1922. Влияние увеличения содержания углекислого газа в крови человека на кровообращение и дыхание.Являюсь. J. Physiol. 63: 155-175.

Schulte, J.H. 1964. Закрытая среда по отношению к здоровью и болезням. Arch. Environ. Здоровье 8: 438-452.

Sechzer, P.H .; Egbert, L.D .; Linde, H.W .; Купер, Д.Ю .; Dripps, R.D .; Прайс, Х.Л. 1960. Влияние вдыхания СО2 на артериальное давление, ЭКГ, катехоламины плазмы и кортикостероиды 17-ОН у нормального человека. J. Appl. Physiol. 15 (3): 454-458.

Сенекал, Джозеф. 1999. Kidde-Fenwal, Inc., Ашленд, Массачусетс, личное сообщение.

Стронах, Ян.1999. ALCAN Aluminium LTD, Монреаль, Квебек, личное сообщение.

Белый, C.S .; Humm, J.H .; Армстронг, E.D .; Лундгрен, Н.П.В. 1952. Толерантность человека к острому воздействию углекислого газа. Отчет № 1: Шесть процентов двуокиси углерода в воздухе и кислороде. Aviation Med. С. 439-455.

Уиллмс, C. 1998. Технический директор FSSA, Балтимор, Мэриленд, личное сообщение.

Уиллмс, C. 1999. Технический директор FSSA, Балтимор, Мэриленд, личное сообщение.

Вонг, KL.1992. Углекислый газ. Внутренний отчет токсикологической группы Космического центра Джонсона. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства: Хьюстон, Техас.

Высоцкий, Т. Дж. 1992. Двуокись углерода и прикладные системы. Справочник по противопожарной защите. 17-е издание. Эд. А. Кот. Национальное агентство противопожарной защиты: Куинси, Массачусетс.

Высоцкий, Т. Дж. 1998. Guardian Services, Inc., личное сообщение.

Высоцкий, Т. Дж. 1999. Guardian Services, Inc., личное сообщение.

Возможный механизм плохой смазывающей способности дизельного топлива в полевых условиях на JSTOR

РЕЗЮМЕ Традиционно оборудование для впрыска дизельного топлива (FIE) часто полагалось на дизельное топливо для смазки движущихся частей.Когда в начале 80-х годов прошлого века дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы было впервые представлено на некоторых европейских рынках, быстро стало очевидно, что в процессе удаления серы также удаляются другие компоненты, которые придали смазывающие свойства дизельного топлива. Превалируют отказы дизельных топливных насосов. Индустрия топливных присадок быстро отреагировала, и на рынок были представлены смазочные присадки для дизельного топлива. Отрасли производства топлива, присадок и FIE потратили много времени и усилий на разработку методов и стандартов испытаний, чтобы избежать повторения этой проблемы.Несмотря на это, в последнее время появились сообщения о том, что топливо, поступающее к конечному потребителю, имеет смазочные характеристики ниже принятых стандартов. Недавние публикации также показали, что гидроксид натрия, используемый в нефтеперерабатывающей промышленности, нередко присутствует в топливе, поступающем в цепочку поставок после нефтеперерабатывающего завода. Из-за химической природы некоторых смазывающих присадок явно существует возможность взаимодействия. В этой статье кратко рассматривается потребность в присадках, улучшающих смазывающую способность дизельного топлива, предыдущие работы по таким добавкам и возможные взаимодействия.Затем в нем представлена ​​новая работа, выполненная для исследования того, как присутствие соединений натрия в топливе может повлиять на характеристики ряда смазывающих присадок различного химического состава. Это показывает, что присутствие гидроксида натрия может привести к реакциям и, следовательно, к истощению некоторых типов смазывающих присадок, что неизбежно может привести к снижению смазывающих характеристик и попаданию топлива, не отвечающего техническим требованиям, к потребителю.

Международный журнал горюче-смазочных материалов SAE — ведущий международный научный журнал, в котором публикуются отчеты об исследованиях в области топлива и смазочных материалов в автомобильной технике.Журнал призван стать основным источником информации для всесторонних и инновационных исследований в области топлива, смазочных материалов, добавок и катализаторов, предоставляя рецензируемую платформу для академиков, ученых и промышленных исследователей для презентации своей работы.

SAE International — это глобальная ассоциация, объединяющая более 128 000 инженеров и технических экспертов в аэрокосмической, автомобильной и коммерческой промышленности.Основные направления деятельности SAE International — обучение на протяжении всей жизни и разработка добровольных согласованных стандартов. Благотворительным подразделением SAE International является SAE Foundation, который поддерживает множество программ, включая A World In Motion® и Collegiate Design Series.

Агрегация, индуцированная эмиссионным поведением в системе олеиламин-ацетон и его применение для получения улучшенного фототока из квантовых точек In2S3.