Пожарная безопасность технологических процессов. Лабораторный практикум

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ 

ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ  

СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ 

 
 

ФГБОУ ВО СИБИРСКАЯ ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ 

ГПС МЧС РОССИИ 

 
 




 
 

И.Н. Пожаркова, Е.Ю. Трояк, А.В. Антонов 

 
 
 
 

ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 

 

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ 

 

Учебное пособие  

 
 
 
 

Допущено Ученым советом ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная 
академия ГПС МЧС России в качестве учебного пособия для обучающихся 

 
 
 
 

 

 
 
 

Железногорск 

2023 
 

УДК 614.832+614.838+614.841 
ББК 38.96 
П46 
 
 

Авторы: Пожаркова Ирина Николаевна, кандидат технических наук, доцент  

Трояк Евгений Юрьевич, кандидат педагогических наук 

Антонов Александр Викторович, кандидат технических наук 

 

 

Рецензенты: 

Назаров Владимир Петрович, доктор технических наук, профессор, 

профессор кафедры пожарной безопасности технологических процессов 

(в составе учебно-научного комплекса пожарной безопасности объектов защиты) 

(ФГБОУ ВО Академия ГПС МЧС России) 

 

Штеба Татьяна Валерьевна, кандидат технических наук, доцент, 

доцент кафедры пожарной безопасности технологических процессов и производств 

(ФГБОУ ВО Уральский институт ГПС МЧС России) 

 
 
 

Пожаркова, 
И. 
Н. 
Пожарная 
безопасность 
технологических 
процессов. 

Лабораторный практикум [Текст]: учебное пособие / И. Н. Пожаркова, Е. Ю. Трояк, 
А. В. Антонов. – Железногорск : ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия 
ГПС МЧС России, 2023. – 114 с. : ил. 

 
 
Учебное пособие предназначено для использования в образовательном процессе 

при изучении дисциплины «Пожарная безопасность технологических процессов», 
предусмотренной учебными планами подготовки обучающихся по специальностям 
20.05.01 
Пожарная 
безопасность, 
40.05.03 
Судебная 
экспертиза, 
направлению 

20.03.01 Техносферная безопасность. 

Учебное пособие разработано в соответствии с утвержденными рабочими 

программами дисциплины «Пожарная безопасность технологических процессов» ФГБОУ 
ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России по указанным 
специальностям (направлениям) подготовки. Предназначено для использования на 
лабораторных занятиях, а также углубления обучающимися теоретических знаний по 
разделам дисциплины в рамках самостоятельной работы. 

 

УДК 614.832+614.838+614.841 

ББК 38.96 

 
 

 

 
 

 
 
 
© ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2023 
© Пожаркова И.Н., Трояк Е.Ю., Антонов А.В., 2023 
 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 
ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 6 

ИНСТРУКТАЖ ПО ОХРАНЕ ТРУДА И ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ 

ПРИ РАБОТЕ В ЛАБОРАТОРИИ ......................................................................... 8 

1. ИССЛЕДОВАНИЕ 
ПОЖАРНОЙ 
ОПАСНОСТИ 
ГОРЮЧИХ 

ЖИДКОСТЕЙ ........................................................................................................ 11 

1.1. Исследование изменения давления паров легковоспламеняющихся и 

горючих жидкостей в закрытом аппарате .......................................................... 13 

1.1.1. Краткие теоретические сведения .................................................... 14 

1.1.2. Техника безопасности и пожарная безопасность при выполнении 

лабораторной работы .................................................................................. 18 

1.1.3. Лабораторная установка ................................................................... 19 

1.1.4. Порядок выполнения лабораторной работы .................................. 22 

1.1.5. Требования к оформлению отчета по лабораторной работе ........ 24 

1.1.6. Контрольные вопросы ...................................................................... 24 

1.2. Исследование пожарной опасности повышения давления в нагреваемом 

аппарате, заполненном горючей жидкостью...................................................... 26 

1.2.1. Краткие теоретические сведения .................................................... 27 

1.2.2. Техника безопасности и пожарная безопасность при выполнении 

лабораторной работы .................................................................................. 29 

1.2.3. Лабораторная установка ................................................................... 29 

1.2.4. Порядок выполнения лабораторной работы .................................. 32 

1.2.5. Требования к оформлению отчета по лабораторной работе ........ 35 

1.2.6. Контрольные вопросы ...................................................................... 35 

2. ИСТОЧНИКИ ЗАЖИГАНИЯ .......................................................................... 37 

2.1. Исследование узла трения как источника зажигания ................................ 38 

2.1.1. Краткие теоретические сведения .................................................... 38 

2.1.2. Техника безопасности и пожарная безопасность при выполнении 

лабораторной работы .................................................................................. 41 

2.1.3. Лабораторная установка ................................................................... 42 

2.1.4. Порядок выполнения лабораторной работы .................................. 44 

2.1.5. Требования к оформлению отчета по лабораторной работе ........ 47 

2.1.6. Контрольные вопросы ...................................................................... 47 

2.2. Исследование электрических искр как источника зажигания .................. 49 

2.2.1. Краткие теоретические сведения .................................................... 49 

2.2.2. Техника безопасности и пожарная безопасность при выполнении 

лабораторной работы .................................................................................. 52 

2.2.3. Лабораторная установка ................................................................... 53 

2.2.4. Порядок выполнения лабораторной работы .................................. 56 

2.2.5. Требования к оформлению отчета по лабораторной работе ........ 58 

2.2.6. Контрольные вопросы ...................................................................... 59 

3. ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПОЖАРА ........................... 60 

3.1. Исследование эффективности противовзрывных предохранительных 

мембран .................................................................................................................. 61 

3.1.1. Краткие теоретические сведения .................................................... 62 

3.1.2. Техника безопасности и пожарная безопасность при выполнении 

лабораторной работы .................................................................................. 65 

3.1.3. Лабораторная установка ................................................................... 66 

3.1.4. Порядок выполнения лабораторной работы .................................. 70 

3.1.5. Требования к оформлению отчета по лабораторной работе ........ 72 

3.1.6. Контрольные вопросы ...................................................................... 73 

4. ПОЖАРНАЯ 
ОПАСНОСТЬ 
ТИПОВЫХ 
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ 

ПРОЦЕССОВ ......................................................................................................... 74 

4.1. Исследование теплового и материального баланса теплообменных 

аппаратов ................................................................................................................ 74 

4.1.1. Краткие теоретические сведения .................................................... 75 

4.1.2. Техника безопасности и пожарная безопасность при выполнении 

лабораторной работы .................................................................................. 80 

4.1.3. Лабораторная установка ................................................................... 80 

4.1.4. Порядок выполнения лабораторной работы .................................. 83 

4.1.5. Требования к оформлению отчета по лабораторной работе ........ 86 

4.1.6. Контрольные вопросы ...................................................................... 86 

4.2. Исследование пожарной опасности типовых способов сушки сыпучих 

материалов ............................................................................................................. 87 

4.2.1. Краткие теоретические сведения .................................................... 88 

4.2.2. Техника безопасности и пожарная безопасность при выполнении 

лабораторной работы .................................................................................. 89 

4.2.3. Лабораторная установка ................................................................... 90 

4.2.4. Порядок выполнения лабораторной работы .................................. 93 

4.2.5. Требования к оформлению отчета по лабораторной работе ........ 96 

4.2.6. Контрольные вопросы ...................................................................... 97 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ............................................. 98 

ПРИЛОЖЕНИЕ A ............................................................................................... 101 

ПРИЛОЖЕНИЕ Б ................................................................................................ 103 

ПРИЛОЖЕНИЕ В ............................................................................................... 104 

ПРИЛОЖЕНИЕ Г ................................................................................................ 105 

ПРИЛОЖЕНИЕ Д ............................................................................................... 106 

ПРИЛОЖЕНИЕ Е ................................................................................................ 108 

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж .............................................................................................. 109 

ПРИЛОЖЕНИЕ И ............................................................................................... 110 

ПРИЛОЖЕНИЕ К ............................................................................................... 111 

ПРИЛОЖЕНИЕ Л ............................................................................................... 112 

 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

 
 

 
В настоящее время обеспечение безаварийной работы промышленных 

предприятий невозможно без учета пожарной и взрывопожарной опасности 

технологических процессов. Знание основ безопасности технологических 

процессов базируется не только на нормативных документах, но и на 

понимании 
физической 
сущности 
явлений, 
происходящих 
при 

функционировании оборудования пожаро- взрывоопасных производств. 

 
Рабочие учебные планы ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная 

академия ГПС МЧС России по программам специалитета 20.05.01 Пожарная 

безопасность, 40.05.03 Судебная экспертиза и бакалавриата 20.03.01 

Техносферная 
безопасность 
предусматривают 
практическое 
освоение 

обучающимися в рамках лабораторных занятий по дисциплине «Пожарная 

безопасность технологических процессов», с одной стороны, методик 

экспериментальных 
исследований 
процессов, 
связанных 
с 
трением, 

образованием искр, теплообменом, сушкой, обращением горючих и 

легковоспламеняющихся жидкостей, которые возникают при эксплуатации 

технологических аппаратов, с другой стороны – изучение инженерно-

технических мероприятий по обеспечению противопожарной защиты 

типовых технологических процессов. 

 
Актуальным является создание учебной литературы, отражающей 

факторы 
риска 
и 
способы 
обеспечения 
безопасности 
современных 

производств, с учетом свойств применяемых в технологических процессах 

веществ 
и 
материалов, 
а 
также 
позволяющей, 
в 
соответствии 
с 

утвержденными 
рабочими 
программами 
дисциплины, 
обеспечить 

закрепление обучающимися теоретических положений изучаемых тем, 

формирование 
навыков 
работы 
с 
лабораторным 
оборудованием 
и 

контрольно-измерительной 
аппаратурой, 
самостоятельного 
анализа 
и 

обобщения 
данных, 
составления 
высококачественных 
инженерно-

технических отчетов. 

Учебное пособие «Пожарная безопасность технологических процессов. 

Лабораторный практикум» включает в себя, помимо теоретического 

материала, детальное описание методик выполнения лабораторных работ с 

использованием оборудования ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная 

академия ГПС МЧС России, в том числе установок и стендов, разработанных 

научно-педагогическим составом кафедры инженерно-технических экспертиз 

и криминалистики. Кроме того, отдельные разделы пособия дополнены 

видеоматериалами, иллюстрирующими последовательность выполнения 

натурных экспериментов. 

 
Каждый раздел учебного пособия содержит краткие теоретические 

сведения, описание лабораторной установки и используемого оборудования, 

руководство по выполнению лабораторной работы, задание на лабораторную 

работу по теме раздела и цель ее выполнения, журнал проведения 

испытаний, требования к оформлению отчета, контрольные вопросы по 

разделу, необходимые таблицы справочных и исходных данных.  

 
 

ИНСТРУКТАЖ 
ПО 
ОХРАНЕ 
ТРУДА 
И 
ПОЖАРНОЙ 

БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ В ЛАБОРАТОРИИ 

 

 
1. Общие положения. 

 
1.1. Лица, работающие в лаборатории, обязаны знать пожарную 

опасность применяемых химических веществ и материалов и соблюдать 

меры пожарной безопасности при работе с ними. 

 
1.2. Все работы в лаборатории, связанные с возможностью выделения 

токсичных и пожаровзрывоопасных паров и газов, должны проводиться 

только в вытяжных шкафах. Вытяжные шкафы надлежит поддерживать в 

исправном состоянии. Пользоваться вытяжными шкафами с разбитыми 

стеклами или неисправной вентиляцией запрещено.  

 
1.3. Запрещается уходить с рабочего места и оставлять без присмотра 

зажженные горелки и другие нагревательные приборы.  

 
1.4. Приточно-вытяжная вентиляция во всех помещениях лаборатории 

включается за 30 минут до начала работы и выключается по окончании 

рабочего дня. 

 
1.5. В лабораторных помещениях или в коридорах рядом со входом 

должны находиться первичные средства пожаротушения. Каждый работник 

должен знать место их нахождения и уметь ими пользоваться.  

 
1.6. В помещениях лаборатории запрещается: 

 загромождать и захламлять проходы, а также подходы к средствам 

пожаротушения; 

 мыть полы и столы керосином, бензином и другими органическими 

растворителями; 

 сушить какие-либо предметы на отопительных приборах; 

 убирать случайно пролитые горючие жидкости при включенных 

электронагревательных приборах; 

 оставлять на рабочем месте промасленные тряпки и бумагу; 

 хранить в рабочих помещениях какие-либо вещества неизвестного 

происхождения; 

 курить на рабочем месте. 

 
1.7. В процессе работы необходимо содержать рабочее место в порядке. 

 
1.8. При 
работе 
в 
лаборатории 
должен 
использоваться 

хлопчатобумажный халат. 

 
1.9. Лаборатория должна быть укомплектована медицинской аптечкой 

с набором необходимых медикаментов и перевязочных средств. 

 
1.10. После проведения инструктажа обучаемым выдается журнал 

инструктажей по ТБ и ПБ, где они ставят свою подпись. 

 
1.11. Лица, допустившие невыполнение или нарушение инструкции по 

охране 
труда, 
привлекаются 
к 
дисциплинарной 
ответственности 
в 

соответствии с правилами внутреннего трудового распорядка и, при 

необходимости, подвергаются внеочередной проверке знаний норм и правил 

охраны труда. 

 
2. Требования охраны труда перед началом работы. 

 
2.1. Включить освещение помещения и убедиться в исправной работе 

светильников. 

 
2.2. Подготовить к работе необходимый инструмент и оборудование. 

 
2.3. При использовании в работе электрических приборов и аппаратов 

необходимо убедиться в их исправности и целостности подводящих кабелей 

и электровилок. 

 
3. Требования охраны труда во время работы. 

 
3.1. Запрещается проводить работы, не связанные с заданием или не 

предусмотренные рабочими инструкциями.  

 
3.2. Необходимо поддерживать установленный режим освещенности и 

вентиляции. 

 
3.3. При работе с электроприборами необходимо соблюдать меры 

безопасности от поражения электрическим током. 

3.4. После завершения работы электрооборудование необходимо 

обесточить. 

3.5. При получении травмы обучаемый должен доложить об этом 

преподавателю. 

 
4. Требования охраны труда в аварийных ситуациях. 

 
4.1. В случае появления неисправности при работе с электроприборами 

немедленно отключить его электросети и сообщить об этом руководству. 

 
4.2. Категорически запрещено выполнять или продолжать работу на 

неисправном оборудовании (при появлении искрения, специфического 

запаха нагретой изоляции и т.д.). 

 
4.3. При возникновении пожара следует немедленно вызвать пожарную 

охрану, 
приступить 
к 
гашению 
огня 
имеющимися 
средствами 

пожаротушения и поставить в известность дежурного по Академии и 

начальника кафедры. 

 
4.4. При получении травмы немедленно обратиться за медицинской 

помощью и сообщить об этом руководству. 

 
5. Требования охраны труда по окончании работы. 

 
5.1. Привести в порядок рабочее место.  

 
5.2. Проветрить помещение, закрыть окна, фрамуги, выключить свет. 

 
5.3. Отключить от электросети электрические приборы. 

 
 

1. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ГОРЮЧИХ 

ЖИДКОСТЕЙ 

 
 

 
Пожарная опасность жидкостей оценивается по температуре вспышки, 

температуре 
воспламенения, 
температуре 
самовоспламенения, 

концентрационным и температурным пределам распространения пламени, а 

также другим параметрам [9]. 

 
Температура вспышки – самая низкая температура горючего вещества, 

при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью 

образуются пары или газы, способные вспыхивать от источника зажигания, 

но скорость их образования еще не достаточна для возникновения 

устойчивого горения. 

 
Температура воспламенения – самая низкая температура горючего 

вещества, при которой в условиях специальных испытаний вещество 

выделяет горючие пары или газы с такой скоростью, что после их зажигания 

возникает устойчивое пламенное горение. 

 
Температура самовоспламенения – самая низкая температура горючего 

вещества, при которой в условиях специальных испытаний происходит 

резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающихся 

пламенным горением. 

 
Нижний и верхний концентрационные пределы распространения 

пламени (НКПР и ВКПР) – минимальное и максимальное содержание 

горючего в смеси, при котором возможно распространение пламени по смеси 

на любое расстояние от источника зажигания. 

 
Температурные пределы распространения пламени – температуры 

вещества, при которых его насыщенные пары образуют в конкретной 

окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему 

(нижний температурный предел) и верхнему (верхний температурный 

предел) концентрационным пределам распространения пламени. 

Горючая жидкость (ГЖ) – жидкость, способная самостоятельно гореть 

после удаления источника зажигания и имеющая температуру вспышки 

выше 61 °С при испытаниях в закрытом тигле. 

 
Из горючих жидкостей выделяют группы легковоспламеняющихся и 

особо опасных легковоспламеняющихся жидкостей, воспламенение паров 

которых происходит при низких температурах, определенных нормативными 

документами по пожарной безопасности [1]. 

 
Легковоспламеняющаяся жидкость (ЛВЖ) – жидкость, способная 

самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющая 

температуру вспышки не выше 61 °С при испытаниях в закрытом тигле. 

 
Особо опасная ЛВЖ – жидкость с температурой вспышки не выше 

28 °С. 

 
Эксплуатация аппаратов различного типа с горючими жидкостями 

сопровождается выделением наружу веществ, которые могут образовывать 

пожаро- и взрывоопасные зоны в производственных помещениях и на 

открытых площадках. Размеры образующихся зон определяются с одной 

стороны 
условиями 
выхода 
горючих 
веществ 
из технологического 

оборудования, с другой стороны – количеством и свойствами жидкостей и их 

паров. 

 

 
 

1.1. Исследование 
изменения 
давления 
паров 

легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в закрытом аппарате 

 

 
При испарении жидкости в закрытом пространстве спустя некоторое 

время устанавливается динамическое равновесие – состояние системы, при 

котором количество жидкости, которая испаряется, равняется количеству 

сконденсированного пара. Пар, находящийся в состоянии динамического 

равновесия с жидкостью, называется насыщенным паром. 

 
Основным показателем испаряемости ЛВЖ и ГЖ является давление 

насыщенных паров 
sp  – это давление, которое оказывают пары на стенки 

сосуда при испарении жидкости в замкнутом пространстве. Эта величина не 

может превышать определенного максимального значения, которое зависит 

от природы жидкости и ее температуры.  

 
Давление насыщенных паров определяется их концентрацией и зависит 

от температуры жидкости. Численные значения 
sp  ЛВЖ и ГЖ используют 

при расчете количества испарившейся жидкости, определении степени 

пожарной опасности насыщенного пара горючей жидкости, расчете 

критических 
температур 
жидкости 
в 
закрытом 
технологическом 

оборудовании.  

 
В промышленности расчет давления насыщенных паров, необходим 

для определения пусковых качеств топлива для двигателей внутреннего 

сгорания. Также данная характеристика позволяет судить о склонности 

нефтей и нефтепродуктов к образованию паровых пробок, например в 

трубопроводе, потерях при испарении и хранении в резервуарах и т.д., и 

является 
основным 
показателем 
испаряемости 
и 
стабильности 

нефтепродуктов [11]. 

 
В пожарно-технических расчетах величина 
sp  является необходимым 

параметром для вычисления интенсивности испарения жидкости и 

используется при определении массы облака горючего, испаряющегося через 

дыхательную систему аппарата, или образующегося в случае возникновении