Основы пожарной безопасности технических процессов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Технологический процесс - это процесс, который совершается под контролем и с участием человека, и предназначенный для переработки сырья в готовые изделия и предметы потребления.

Наука, изучающая технологические процессы, называется технологией.

Любой технологический процесс ведется при строго определенных параметрах и в определенном порядке, указанных в технологическом регламенте.

Технологический регламент является основным документом ведения технологического процесса.

Технологический регламент разрабатывается проектировщиками при разработке проекта, а при изменении технологии на существующем производстве - разрабатывается технологами.

В технологическом регламенте изложены свойства веществ, обращающихся в процессе, оборудование процесса и параметры его работы, порядок загрузки и выгрузки веществ, контроль за производством и т.д.

Охрана труда - это система законодательных актов, социально-экономических, организационно-технических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека.

Техника безопасности - это система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих воздействие на работающих опасных производственных факторов.

Техника безопасности связана с пожарной безопасностью при решении следующих основных вопросов:

- организация безопасности труда;

- выявление причин возникновения пожаров, взрывов;

- определение пожаро-взрывобезопасности веществ и материалов;

- классификация помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной опасности;

- определение безопасности зданий и сооружений;

- определение безопасности технологического оборудования;

- электробезопасность.



Термины и определения

Горение - экзотермическая реакция окисления вещества, сопровождающаяся свечением или (и) выделением дыма.

Пламенное горение - горение веществ и материалов, сопровождающееся пламенем.

Самостоятельное горение - горение материала без внесенного источника зажигания.

Взрыв - быстрое неконтролируемое горение газо-, паро-, пылевоздушной смеси с образованием сжатых газов.

Пламя - зона горения в газовой фазе с видимым излучением.

Свечение - Беспламенное горение материала в твердой фазе, характеризующееся видимым излучением.

Тление - беспламенное горение материала.

Дым - аэрозоль, образуемый жидкими, газообразными и твердыми продуктами горения.

Обугливание - образование карбонизированного остатка в результате пиролиза или неполного горения веществ.

Сжигание - Контролируемое целесообразное горение внутри или вне специального очага.

Пожар - Неконтролируемое горение вне специального очага, приводящее к ущербу.

Очаг пожара - место первоначального возникновения пожара.

Развитие пожара - процесс увеличения зоны горения и образования опасных факторов пожара.

Распространение пожара - распространение горения по поверхности пожара и внутри строительных элементов, конструкций и горючей нагрузки, а также с одного здания (сооружения) на другое.

Опасный фактор пожара - фактор пожара, воздействие которого приводит к травме, отравлению или гибели человека, а также к материальному и экологическому ущербу.

Горючая среда - совокупность веществ, материалов, оборудования и конструкций, способных гореть.

Источник зажигания - средство энергетического воздействия, инициирующее возникновение горения данной горючей среды.

Взрывоопасная смесь - смесь горючей пыли, газа или пара с воздухом либо другим окислителем, способная взрываться.

Пожарная опасность объекта - состояние объекта, характеризуемое вероятностью возникновения пожара и величиной ожидаемого ущерба.

Пожарная опасность изделия - свойство изделия, характеризующее возможность образования опасных факторов пожара в случае его отказа либо при нарушении режима эксплуатации.

Пожарная опасность веществ (материалов) - совокупность свойств, характеризующая способность веществ (материалов) к возникновению и распространению горения, образованию опасных факторов пожара.

Горючесть - способность веществ и материалов к горению.

Группа горючести - классификационная характеристика способности веществ и материалов к горению.

Воспламенение - возникновение горения горючей среды под действием источника зажигания, сопровождающееся пламенем.

Воспламеняемость - способность веществ и материалов к воспламенению.

Самовоспламенение - самовозгорание, сопровождающееся пламенем.

Самовозгорание - горение горючей среды в результате самоинициируемых экзотермических процессов.

Пожарная безопасность - состояние объекта, при котором с регламентируемой вероятностью исключается возможность возникновения и развития пожара, а также обеспечивается защита людей и материальных ценностей от воздействия его опасных факторов.

Опасные факторы пожара, воздействующие на людей и материальные ценности:

- пламя и искры;

- повышенная температура окружающей среды;

- токсичные продукты горения и термического разложения;

- дым;

- пониженная концентрация кислорода.

Вторичные опасные факторы пожара, воздействующие на людей и материальные ценности:

- осколки, части разрушившихся аппаратов, агрегатов, установок, конструкций;

- радиоактивные и токсичные вещества и материалы, вышедшие из разрушенных аппаратов и установок;

- электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие части конструкций, аппаратов, агрегатов;

- опасные факторы взрыва по ГОСТ 12.1.010, происшедшего вследствие пожара;

- огнетушащие вещества.



Выбор и обоснование расчетного варианта

В основу метода определения категорий помещений положено несколько критериев.

В качестве расчетного выбирают наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором во взрыве участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий взрыва.

Количество поступивших в помещение веществ, которые могут образовать взрывоопасные газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется исходя из следующих предпосылок:

1. Происходит расчетная авария одного из аппаратов и в помещение поступает всё содержимое;

2. Все содержимое аппарата поступает в помещение;

3. Происходит одновременно утечка веществ из питающих и отводящих трубопроводов в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов.

Расчетное время отключения трубопроводов следует принимать равным:

времени срабатывания системы автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;

120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;

300 с - при ручном отключении.

Не допускается использование технических средств для отключения трубопроводов, для которых время отключения превышает приведенные выше значения.

Под «временем срабатывания» и «временем отключения» следует понимать промежуток времени от начала возможного поступления горючего вещества из трубопровода (перфорация, разрыв, изменение номинального давления и другие случаи) до полного прекращения поступления газа или жидкости в помещение. Быстродействующие клапаны-отсекатели должны автоматически перекрывать подачу газа или жидкости при нарушении электроснабжения.

В исключительных случаях в установленном порядке допускается превышение приведенных выше значений времени отключения трубопроводов специальным решением соответствующих органов центрального управления (министерств или ведомств) по согласованию с центральным органом государственного пожарного надзора.

3. Происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости; площадь испарения при разливе на пол определяется (при отсутствии справочных данных), исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих 70% и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,5 м², а остальных жидкостей - на 1 м² пола помещения.

Происходит также испарение жидкости из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей.

Длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.

4. Количество пыли, которое может образовать взрывоопасную смесь, определяется из следующих предпосылок:

Расчетной аварии предшествовало пыленакопление в производственном помещении, происходящее в условиях нормального режима работы (например, вследствие пылевыделения из негерметичного производственного оборудования) между плановыми уборками пыли, определяемое экспериментально технологами. При отсутствии экспериментальных данных технологов допускается принимать пыленакопление равное 5% от расчетного количества пыли, выделившейся из технологического оборудования при аварии.

В момент расчетной аварии произошла плановая (ремонтные работы) или внезапная разгерметизация одного из технологических аппаратов, за которой последовал аварийный выброс в помещение всей находившейся в аппарате пыли.

Классификация систем автоматики в обеспечении пожарной безопасности технологических процессов

Автоматизация - это внедрение технических средств, управляющих процессами без непосредственного участия человека. В настоящее время она развивается особенно динамично и проникает во все сферы человеческой деятельности.

Автоматика - отрасль науки и техники, охватывающая теорию автоматического управления, а также принципы построения автоматических систем и образующих их технических средств. Автоматические устройства обеспечивают заданный режим работы машин и установок. Поддерживая в нужных пределах технологические параметры, автоматические устройства не только контролируют и регулируют производственные процессы, но и обеспечивают пожарную безопасность технологических процессов производств.

Поэтому одним из наиболее перспективных направлений совершенствования работы органов государственного пожарного надзора следует считать широкое использование возможностей производственной автоматики (КИПиА) и электронно-вычислительной техники.

Это особенно актуально для производств химии, нефтехимии, нефтепереработки и других отраслей народного хозяйства, где технологические процессы в своем большинстве являются потенциально пожаровзрывоопасными. Такие технологические процессы требуют для их регламентного ведения применения средств автоматизации, одновременно решающих и задачи предупреждения пожаров и взрывов путем исключения возможности образования горючей среды, источников зажигания и путей распространения пожаров и взрывов в результате нарушений технологического процесса. Это достигается поддержанием автоматикой в заданных пределах пожароопасных параметров - температуры, давления, уровня расхода и соотношения легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и горючих газов.

Автоматические устройства состоят из отдельных элементов, выполняющих какую-либо конкретную задачу в автоматизации производственного процесса.

Автоматическая система состоит из объекта автоматизации и автоматических устройств, взаимодействующих друг с другом во время совместной работы.

По назначению автоматические системы классифицируются на:

системы автоматического контроля и сигнализации;

автоматической защиты и блокировки;

автоматического управления;

автоматического регулирования.

Системы автоматического контроля и сигнализации обеспечивают наблюдение за состоянием параметров технологического процесса производства: температуры, давления, уровня, расхода, концентрации и т.п. Приборы контроля извещают обслуживающий персонал о состоянии контролируемых объектов и дают возможность своевременно принять необходимые меры, исключающие их отклонение от опасных пределов.

Основными элементами систем автоматического контроля являются:

- измерительный преобразователь (датчик);

- канал связи (медные, стальные, алюминиевые или полиэтиленовые трубки, электропровода);

- вторичный прибор;

- сигнальные лампы-звонки

На основе приборов автоматического контроля в условиях производства применяют три вида технологической сигнализации:

Контрольная сигнализация - извещает о состоянии контролируемых объектов: открыты или закрыты регулирующие органы, включены или отключены насосы, воздуходувки и т.п.;

Предупредительная сигнализация - извещает о возникновении опасных изменений технологического режима, т.е. о достижении крайних, предельных значений технологических параметров, дальнейшее отклонение которых может привести к аварии, пожарам и взрывам;

Аварийная сигнализация - извещает о недопустимых отклонениях технологических параметров или о внезапном, аварийном отключении оборудования.

Системы автоматической защиты и блокировки обеспечивают сигнализацию об опасных, аварийных отклонениях технологических параметров в процессах, где авария может привести к тяжелым последствиям, частично или полностью останавливают процесс, прекращают подачу сырья или теплоносителя, стравливают избыток паров и газов в атмосферу.

Автоматическая защита широко применяется:

- для предотвращения переполнения горючими жидкостями технологических аппаратов;

- для предотвращения переполнения газгольдеров газом;

- защиты компрессорных установок от перегрева и избыточных давлений, для локализации перехода самоускоряющихся реакций во взрыв и т.п.

Основными элементами системы автоматической защиты являются:

измерительный преобразователь (датчик)

- канал связи

- вторичный прибор

- сигнальные лампы-звонки

- исполнительный механизм

- регулирующий орган

Автоматическая блокировка относится к особому виду автоматической защиты и предупреждает возможности неправильных или несвоевременных включений и отключений машин и аппаратов, могущих привести к авариям, пожарам и взрывам.

Автоматическая блокировка применяется для предупреждения образования взрывоопасных концентраций в технологических установках, в которых имеются клапаны переключения коммуникаций; в производственных помещениях, в которых выделяются ядовитые и взрывоопасные пары и газы (блокировка газоанализаторов с вентиляционными установками) и т.п.

Системы автоматического управления предназначены для автоматической смены предусмотренных операций в технологическом, процессе производства. Они действуют по заранее разработанной программе и не только обеспечивают повторение циклов с определенным комплексом мероприятий, но и могут управлять более сложным ходом производства, состоящим из нескольких последующих циклов.

Повсеместное решение объективно необходимых задач управления становится возможным на основе разработки и применения АСУ с широким использованием электронно-вычислительных машин.

В процессе управления производством выполняются следующие операции:

- получение информации о состоянии объекта управления с помощью средств и систем автоматического контроля;

- обработка и анализ полученной информации, формирование решения о характере воздействия на управляемый объект;

- реализация принятого решения с помощью устройств, непосредственно воздействующих на объект.

Системы автоматического регулирования используют для поддержания заданных физических величин, характеризующих протекание технологического процесса или изменения их по определенному закону (программе).

Автоматическое регулирование является наиболее совершенным видом автоматики и выполняет одновременно функции контроля и управления. Всякая автоматическая система регулирования состоит из двух взаимодействующих между собой частей: объекта регулирования и регулятора.

Существует большое число разнообразных типов регуляторов, однако все они представляют собой совокупность некоторых элементов, выполняющих определённые функции.

Измерительный преобразователь (датчик) производит непрерывное измерение текущего значения регулируемой величины в объекте управления, который испытывает возмущающие воздействия и преобразует эту величину в соответствующий сигнал (например, электрический или пневматический).

Автоматическое регулирование технологических процессов нашло применение на всех пожарно- и взрывоопасных объектах.

Основные элементы систем автоматики. Первичные измерительные преобразователи

преобразователь автоматика пожарный безопасность

Первичные измерительные преобразователи (датчики) систем автоматики предназначены для восприятия, измерения и преобразования определенных величин параметров в технологическом процессе производства.

Они качественно изменяют входную величину и преобразуют ее в другой вид сигнала. Наибольшее распространение получили датчики, преобразующие неэлектрические величины в электрические. В некоторых системах автоматики используются датчики, которые преобразуют один вид неэлектрических сигналов в другой, например, в пневматический, гидравлический, линейное расширение твердого тела.

По роду измеряемой величины различают первичные измерительные преобразователи температуры, давления, уровня, расхода, состава, концентрации и т.п.

Первичные измерительные преобразователи температуры: термометры расширения, манометрические термометры, термометры сопротивления и термопары.

Термометры расширения. Принцип действия основан на свойстве твердых и жидких тел изменять свою длину или объем под влиянием температуры окружающей среды. Эти приборы можно разделить на биметаллические, дилатометрические, жидкостные стеклянные.

Принципиальная схема биметаллического термометра: две тонкие металлические пластинки из материалов с различными температурными коэффициентами линейного расширения жестко соединены между собой (сварены, спаяны и т.п.). При изменении температуры произойдет деформация (изгиб) биметаллического элемента. Например, если температура повысится, то изгиб элемента произойдет в сторону пластины с малым температурным коэффициентом. Чтобы повысить чувствительность элемента, ему придают форму спирали.

В качестве материала с большим температурным коэффициентом линейного расширения применяют никель, латунь, сталь, а для пластин с малым коэффициентом линейного расширения чаще применяют инвар. Биметаллические термометры используются для измерения температуры в пределах от - 150 до 700°С.

Дилатометрический термометр состоит из трубки, выполненной из металла с большим температурным коэффициентом и стержня - из металла с малым температурным коэффициентом. Стержень прикреплен к дну трубки жестко, а сама трубка помещена в контролируемую среду, причём правый конец её закреплён неподвижно. При повышении температуры разность в удлиненьях между трубкой и стержнем передается с помощью рычага на стрелку, указывающую на шкале температуру измеряемой среды.

Принцип действия манометрических термометров основан на зависимости между температурой и давлением рабочего вещества, которое заключено в замкнутую систему.

Замкнутую систему составляют: термобаллон, трубчатая пружина и капиллярная трубка.

В зависимости от вида заключенного в замкнутой системе вещества они разделяются на жидкостные, газовые и паровые.

Для заполнения жидкостных манометрических термометров используют кремнийорганическую жидкость ПМС-5; для газовых-нейтральные газы (азот, аргон); для паровых - низкокипящие жидкости (фреон, хлористый метил, ацетон и др.).

При повышении температуры рабочее тело расширяется и приводит в действие трубчатую пружину, которая перемещает стрелку относительно шкалы, градуированной в единицах температуры.

Недостатком таких приборов является сравнительно большая тепловая инерция, обусловленная низким коэффициентом теплообмена между стенками термобаллона и наполняющим его газом, а также малой теплопроводностью газа.

Принцип действия электрических термометров сопротивления основан на свойстве проводниковых и полупроводниковых материалов изменять свое электрическое сопротивление при изменении температуры окружающей среды.

В качестве проводников используется медная или платиновая проволока, намотанная на каркас из диэлектрика и заключенная в защитный кожух (рис. 2.7). Концы проводника включены в электрическую цепь вторичного прибора.

С повышением температуры электрическое сопротивление металлов возрастает.

Для измерения температуры термометр сопротивления погружают в контролируемую среду. При изменении сопротивления проводника изменяется величина проходящего по нему электрического тока, что регистрируется вторичным прибором.

Медные термометры сопротивления используются для измерения температуры от -50 до 180°С, платиновые-для измерения температуры от -200 до +620°С.

Полупроводниковые терморезисторы (ПТР) представляют собой термометры сопротивления, выполненные из полупроводников с большим, обычно отрицательным, температурным коэффициентом. При повышении температуры увеличивается количество «свободных» электронов и электропроводимость полупроводника.

Чувствительность полупроводниковых термосопротивлений в 5 - 10 раз больше металлических. Изготавливаются они из окислов различных металлов: титана, меди, кобальта, железа, никеля, урана и др. или из смеси этих окислов, используются для измерения температуры до 400°С.

Полупроводниковые терморезисторы позволяют измерять температуру с высокой точностью и имеют малые размеры. Недостатком ПТР является малая температурная стойкость, значительное отличие градуировочных характеристик друг от друга, что затрудняет их взаимозаменяемость.

Принцип термопар основан на явлении термоэлектрического эффекта. Возникновение термоэлектродвижущей силы (термоЭДС) происходит вследствие того, что концентрация свободных электронов в металлах термоэлектродов термопар при одной и той же температуре различна для разных металлов.

Термопара представляет собой разнородные металлические проводники (рис. 2.8), с одного конца спаянные между собой, который называется горячим спаем. Проводники на другом конце, который называется свободным концом или холодным спаем, остаются свободными и предназначены для присоединения к измерительному прибору.

При нагревании горячего спая, вследствие разности температур горячего и холодного спаев, возникает термоЭДС, изменение которой передается в схему измерительного прибора. При измерении температуры горячего спая температуру холодного спая стабилизируют, т.е. относят в зону с постоянной температурой. Для этого применяют так называемые компенсационные провода, соединяющие холодные концы термопары с измерительным прибором.

В промышленности применяют различные термопары с термоэлектродами, изготовленными как из чистого металла, так и из их сплавов. Материалы термоэлектродов имеют индивидуальные градуировочные характеристики - зависимость термоЭДС от температуры спая и предельную измеряемую температуру. Наиболее употребляемые термоэлектродные пары образуют стандартные термопары: хромель-копель (градуировка ХК) с предельной температурой 600°С, хромель-алюмель (ХА) с предельной температурой 1100°С, платинородий-платина (ПП) с предельной температурой 1600°С. Для длительного измерения температур до 2000°С применяют вольфрам-молибденовые и вольфрам-иридиевые термопары.

Электроды термопар размещаются в защитных металлических чехлах, изолированы между собой и от чехла фарфоровыми изоляторами. На головке чехла указывается марка термопары, например, ПП, ХА, ХК.

Справка: Алюмель, сплав Ni (основа) с Al, Mn, Si, Co, Zn (в сумме ок. 6%). Высокий коэффициент термоэлектродвижущей силы, постоянство термоэлектрических свойств. Изготовляют термопары хромель-алюмель (на рабочие температуры до 1000°C), компенсационные провода.

Копель, сплав Cu (основа) с Ni (43%) и Mn (0,5%). Изготовляют термопары (хромель - темп-копель и железо - копель), компенсационные провода, реостаты, детали нагревательных устройств. Максимальная рабочая температура 600°С.

Хромель (от хром и никель), сплав Ni (основа) с Cr (8,5 - 10%). Изготовляют термопары (хромель - алюмель, хромель - копель), компенсационные провода. Максимальная рабочая температура 1000°С.

Автоматические приборы для контроля взрывоопасных концентраций в воздухе помещений

Для контроля за накоплением в воздухе производственных помещений горючих газов и паров и созданием взрывоопасных сред используют приборы газового анализа - газоанализаторы, газосигнализаторы и индикаторы.

Наиболее широкое применение среди них для контроля взрывоопасности производственной атмосферы получили термохимические, термокондуктометрические, оптические и ионизационные приборы.

Действие термохимических газоанализаторов основано на каталитическом окислении горючих примесей в воздухе в специальной камере, включенной в мост Уинстона. Выделение тепла при окислении ведет к повышению сопротивления плеча, разбалансу моста и появлению ЭДС в измерительной диагонали моста.

К важным достоинствам термохимических приборов относится возможность непосредственного определения с их помощью взрывоопасности анализируемой среды, так как они могут быть отградуированы в процентах от НКПР.

Такая градуировка прибора возможна в связи с тем, что при концентрациях различных горючих примесей, равных НКПР или определенной доле от НКПР, выделяемое при окислении тепло и величина ЭДС в измерительной диагонали моста будут одинаковыми.

Прибор может фиксировать взрывоопасное содержание индивидуальных веществ и суммарное взрывоопасное содержание нескольких горючих примесей. При этом нет необходимости знать не только НКПР этих веществ, но и их природу.

Отечественная промышленность выпускает следующие термохимические приборы:

- Переносные газоанализаторы и индикаторы.

ГБ-3 предназначен для периодического определения паров этилированных бензинов. Изготавливается во взрывонепроницаемом исполнении, диапазоны измерений 0 - 30 и 0 - 150 г./м3, применяется при температурах от - 20 до 30°С;

ИВК-1 предназначен для индикации довзрывных концентраций паров нефтепродуктов в воздухе. Изготавливается в искробезопасном исполнении со взрывонепроницаемыми элементами, диапазон температур - 10 - 50°С (разрешается пользоваться при - 40°С);

ПИВ-1 предназначен для контроля и сигнализации концентраций паров растворителей, равных 5 - 50% НКПР. Изготавливается во взрывонепроницаемом исполнении, диапазон температур - 10 - 50°С;

ПГФ2М1 предназначен для периодического определения концентраций горючих паров и газов в воздухе. Изготавливается во взрывозащищенном исполнении, диапазон температур - 20 - 40°С;

ИВП-1 предназначен для периодической индикации концентрации горючих газов, паров и их смесей, выдает сигнал при достижении 5 - 50% НКПР. Изготавливается во взрывозащищенном исполнении, диапазон температур - 20 - 50°С.

Стационарные автоматические сигнализаторы

СГГ2М предназначен для определения горючих паров, газов и их смесей, выдает сигнал при достижении содержания в воздухе горючих веществ в количестве, эквивалентном 20% НКПР. Изготавливается во взрывозащищенном исполнении в виде модификаций СГГ2М-В2Б, СГГ2М-ВВГ и СГГ2М-В4Б (отличаются категорией взрывозащиты), диапазон температур - 10 - 40°С, влажность до 80%.

СВК-3М1 предназначен для непрерывного контроля содержания горючих веществ в воздухе закрытых помещений, выдает сигнал при достижении 5 - 50% НКПР, диапазон температур 5 - 40°С, влажности 30 - 90%, запаздывание сигнала 30 с.

Кроме перечисленных выпускают также близкие к ним приборы: СГП-1ХЛ4, СТХ-144, СТХ-3, ЩИТ-144, «Турбулент». К недостаткам термохимических приборов относятся большая инерционность и непригодность для анализа серо-, хлорсодержащих и некоторых других веществ, являющихся каталитическими ядами.

Ионизационно-пламенные приборы

Принцип их действия основан на повышении злектропроводимости газа, ионизированного в среде, создаваемой диффузионным пламенем водорода и горючими примесями в анализируемом воздухе. Эти приборы лишены недостатков, присущих термохимическим приборам. Промышленностью освоены следующие пламенно-ионизационные приборы:

СДК-2 - сигнализатор довзрывных концентраций; предназначен для определения широкого круга органических (в том числе хлорсодержащих) веществ. Выдает сигнал при суммарных концентрациях 5 - 45% НКПР, диапазон температур 5 - 50° С, инерционность 10 - 20 с.

Газоанализатор «Гамма-М» предназначен для определения концентраций примесей органических веществ.

Термокондуктометрические приборы. Их действие основано на зависимости теплопроводности анализируемой среды от содержания анализируемого компонента. Этот принцип приемлем лишь для контроля веществ, теплопроводность которых существенно отличается от теплопроводности воздуха. В основном приборы используются для определения водорода, теплопроводность которого почти на порядок выше, чем воздуха. К ним относятся:

ТП1116М стационарный автоматический газоанализатор, предназначенный для непрерывного измерения концентраций водорода в многокомпонентных смесях, диапазон измерений 0 - 6% (об.), инерционность до 1 мин, диапазон температур 5 - 40°С, влажность до 98%.

Переносной газоанализатор ТП123 предназначен для эпизодического измерения содержания водорода в воздухе производственных помещений, диапазон измерений 0 - 4% (об.), продолжительность замера до 2 мин, диапазон температур - 10 - 55°С.

Оптические приборы. Из приборов этого типа наибольшее распространение получили газоанализаторы, принцип действия которых основан на измерении разности в преломлении света (интерферометрии) анализируемой среды и чистого воздуха. Среди освоенных промышленностью интерференционных газоанализаторов для контроля за взрывоопасностью газовых сред применяются следующие приборы.

Переносный газоотделитель (интерферометр) ГИК-1 предназначен для периодического определения содержания в воздухе метана, водорода и диоксида углерода, диапазоны измерения 0 - 3% СН4, 0 - 2% Н2 и 0 - 1% СО2, продолжительность замера 1 мин.

Интерференционный газоанализатор ИГА, предназначен для эпизодического определения концентраций метана, диоксида углерода и кислорода в воздухе, диапазоны измерения 0 - 6% СН4, 0 - 6% СО 2 и 5 - 20% 0 2.

Для контроля за содержанием в воздухе горючих примесей предназначен также автоматический стационарный газоанализатор МН3001М, принцип действия которого основан на измерении кислорода, израсходованного на сжигание горючих веществ, содержащихся в анализируемом воздухе. В анализируемой смеси могут быть вещества с температурой самовоспламенения не выше 500°С. Для измерения кислорода используются его термомагнитные свойства, которыми он сильно отличается от других газов.

Термомагнитные газоанализаторы кислорода. Их широко применяют в химической промышленности для контроля взрывоопасности газовых сред по содержанию кислорода. Газоанализаторы ГТМК-11М и ГТМК-12М, предназначены для определения кислорода в газовых смесях в широком диапазоне концентраций при температурах 5 - 50°С.

МН-5121 - 5126, МН-5130 и МН130-Т - автоматические газоанализаторы типа МН, предназначенные для определения кислорода в широком диапазоне концентраций при температурах 5 - 50°С, выпускаемые Вырусским заводом газоанализаторов.

Помимо приборов контроля газовых сред наша промышленность выпускает следующие комплексные системы и устройства, обеспечивающие не только контроль загазованности, но и защиту от нее:

устройство аварийной защиты и сигнализации «Логика», предназначенное для локализации или предотвращения аварий, работает совместно с электроконтактными датчиками, блоком промежуточных реле и исполнительными механизмами (выпускается Воронежским филиалом ОКБА в трех модификациях), осуществляет прием аварийного сигнала, оповещение об аварийной ситуации и выдачу командного сигнала на исполнительные механизмы;

система АЗИС, предназначенная для непрерывного контроля воздушной среды производственных помещений и предотвращения аварий, связанных с загазованностью взрывоопасными веществами, использует в качестве датчиков СВК-ЗМ1, а исполнительными механизмами являются электрозадвижки и пневмоотсекатели. Выпускается Дзержинским филиалом ОКБА. Этим же целям служат системы «ГА3-2», «Пропан-1» и АМТ-З.

Сигнализатор взрывоопасных концентраций СВК представляет собой автоматический стационарный прибор, предназначенный для непрерывного определения и сигнализации наличия в воздухе закрытых помещений довзрывоопасных концентраций горючих газов, паров и их смесей.

Сигнализатор включает в себя блок датчика и блок электропитания. Блок датчика (рис. 2.28) состоит из датчика, ротаметра, побудителя расхода воздуха эжекторного типа, воздушного фильтра, редуктора давления. Датчик представляет собой литой корпус, состоит из крана-переключателя, взрывозащитных устройств, измерительного и сравнительного элементов, имеет взрывонепроницаемое исполнение В3Г-В4А. Блок датчика устанавливают в помещении, где необходимо контролировать наличие в воздухе довзрывоопасных концентраций.

Блок электропитания смонтирован на шасси коробчатого типа с передней панелью, на которой расположены выключатель сети, кнопка «Пуск», лампа 220 В, сопротивление «Установка нуля» и «Калибровка», микроамперметр. Блок электропитания устанавливают в невзрывоопасных помещениях. Принцип действия сигнализатора основан на определении теплового эффекта сгорания горючих газов и паров ров, а также их смесей на каталитически активной g-окиси алюминия.

Электрическая схема блока датчика представляет собой измерительный четырехплечный мост. Измерительный элемент-это цилиндр из окиси алюминия, на который уложена платиновая нить. Для получения каталитической активности окись алюминия пропитана раствором хлористого палладия. Сравнительный элемент выполнен так же, как и измерительный, но химически не обработан палладием. Измерительный элемент закрыт металлической сеткой, а сравнительный элемент защищен от контакта с анализируемым газом. Мост питается от стабилизированного источника постоянного тока.

При установке крана-переключателя в положение «Анализ» в датчик поступает воздух, содержащий горючие компоненты, которые окисляются на каталитически активном измерительном элементе, вследствие чего сопротивление платиновой спирали увеличивается и на вершинах измерительной диагонали моста возникает разность потенциалов, величина которой пропорциональна концентрации горючего компонента. Напряжение постоянного тока, пропорциональное контролируемой концентрации горючих газов и паров, преобразуется в переменное напряжение и усиливается. Усиленный сигнал поступает на стрелочный индикатор И.

Автоматический газоанализатор-сигнализатор СТХ представляет собой стационарный, непрерывно действующий прибор, предназначенный для контроля довзрывоопасных концентраций горючих газов, паров и их смесей в воздухе производственных помещений и выдачи сигнализации в диапазоне концентраций 5-50% Снпв. Сигнализатор СТХ имеет две модификации:

- сигнализатор, состоящий из датчика с конвекционной подачей контролируемой среды и блока питания. Датчик представляет собой разъем, на контакты которого с помощью пайки установлены пружинные гнезда и регистраторы. Чувствительные элементы в пружинных гнездах защищены металлокерамическим колпачком, который навинчивается на разъем. Анализируемую среду доставляют к чувствительному элементу конвекционными потоками воздушной среды производственных помещений;

- сигнализатор, состоящий из датчика с принудительной подачей анализируемой смеси и блока питания. Датчик в сигнализаторах этого типа состоит из двух пластмассовых оснований, в которых выполнены каналы газового тракта. На основании установлены воздушный эжектор, пневмотумблер. редуктор, ротаметр и блок чувствительных элементов.

Согласно пневматической схеме (рис. 2.30) сжатый воздух подают на редуктор, где давление снижают до определенного значения, и воздушный эжектор. С помощью воздушного эжектора на входе датчика создают разрежение, и анализируемая среда проходит через него. При установке пневмотумблера в положение «Установка нуля» воздух с редуктора поступает на пневмотумблер, блок чувствительных элементов, ротаметр и на выход, при этом за счет увеличения давления в газовом тракте, несколько превышающем атмосферное, анализируемая среда в него не поступает.

Блок питания для обеих модификаций однотипен и состоит из шасси, которое вставляется в стальной корпус. На передней панели расположены сигнальные лампы «Концентрация», «Неисправность - 220 В», «Тумблер 220 В» и углубление, где находятся элементы электронной схемы.

Условия эксплуатации и правила установки газоанализаторов

Установку и обслуживание газоанализаторов осуществляют в соответствии с монтажно-эксплуатационными инструкциями, прилагаемыми к каждому прибору. Кроме того, существуют общие положения, которыми руководствуются при установке, монтаже и эксплуатации автоматических газоанализаторов.

Автоматические приборы для контроля в воздухе довзрывоопасных концентраций устанавливают во всех помещениях, где возможно выделение горючих паров, датчики газоанализаторов во взрывозащищенном исполнении - во взрывоопасных помещениях.

Исполнение соответствует категориям и группам взрывоопасных смесей, которые могут образоваться в помещении.

Датчики сигнализаторов довзрывоопасных концентраций устанавливают:

- в помещениях для компрессоров - по одному датчику на каждый компрессор с отбором проб воздуха в месте установки сальников;

- в насосных-не менее одного датчика на каждые 100 м² помещения или один датчик на 6 насосов с отбором проб от каждого насоса;

- для прочих взрывоопасных производственных помещений по одному датчику в месте наиболее возможных источников выделения горючих газов и паров.

Датчики газоанализаторов устанавливают на прочном основании и защищают от вибраций и сотрясений.

Пробоотборные устройства газоанализаторов довзрывоопасных концентраций располагают по высоте помещения с учетом относительной плотности паров и газов:

- при выделении легких газов с плотностью по воздуху менее 1 - на высоте 0,5-0,7 м над источником;

- при выделении газов и паров с плотностью по воздуху 1-1,5 - на уровне источника или ниже источника не более чем на< 0,6-0,7 м;

- при выделении газов и паров с плотностью по воздуху более 1,5 - на высоте не более 0,5 м от пола.

Пробоотборные трубки в месте отбора проб воздуха заканчиваются обращенными вниз воронками диаметром не менее 100 мм.

Подводимую к газоанализатору смесь очищают от хлоро-, серо-, фосфоро-, цианосодержащих соединений и механических примесей (пыль, сажу, смолу и др.).

Противопожарные требования к контрольно-измерительным приборам и средствам автоматизации

При выборе средств автоматизации следует иметь ввиду, что приборы контроля и средства автоматизации подразделяются на следующие группы: механические, пневматические, гидравлические, электрические.

Большое распространение получили электрические приборы и устройства с электрическим приводом, применение которых требует строгого соблюдения ПУЭ.

По степени пожарной опасности приборы и средства автоматизации разделяются на две группы:

- механические приборы без применения электрической энергии;

- приборы с применением электрической энергии.

К механическим приборам и средствам автоматизации относятся контролирующие и регулирующие приборы (манометры, ртутные термометры, поплавковые уровнемеры, регистрирующие приборы с механическим приводом, пневматические, гидравлические регуляторы и т.д.).

Все приборы автоматического контроля и регулирования без применения электроэнергии безопасны в пожарном отношении.

Во взрывоопасных зонах могут устанавливаться первичные измерительные преобразователи (термометры сопротивления, термопары, фотоэлементы и т.д.):

- не имеющие собственного источника тока;

- не обладающие индуктивностью или емкостью;

- если они присоединены к искробезопасной цепи вторичного прибора;

- электрические приборы в соответствующем взрывозащищенном или искробезопасном исполнении.

Контрольно-измерительные регулирующие приборы, не отвечающие требованиям ПУЭ для данной зоны, а также не имеющие соответствующей маркировки о виде и уровне взрывозащищенности, устанавливают в изолированных от взрывоопасной среды помещениях.

В зонах классов В-1а и ниже допускается установка электрических приборов автоматики нормального исполнения при условии размещения их в несгораемых, герметичных продуваемых воздухом или инертным газом кожухах, шкафах, камерах с постоянно поддерживаемым избыточным давлением не менее< 3,3 кПа (25 мм рт. ст) и выбросом газов в атмосферу. При этом предусматривается автоматическая блокировка, обеспечивающая аварийный сигнал и отключение приборов от сети в случае падения давления воздуха в камерах ниже допустимой величины.

Приборы автоматики с электрическими сигнальными и регулирующими приставками в продуваемые камеры не устанавливают, если они связаны импульсными трубками с технологическими аппаратами, в которых находятся горючие жидкости, пары или газы под давлением (манометры, дифманометры и т.п.<). Как исключение, их размещение допускается при условии оборудования импульсных линий, связывающих аппараты с приборами, разделительными сосудами, установленными снаружи, и автоматическими запорными устройствами, предупреждающими проникновение в камеры горючих паров и газов

Для пневматических приборов и средств автоматизации предусматривают специальные установки и отдельные сети сжатого воздуха и инертного газа, которые снабжают устройствами, сигнализирующими о падении давления в системе.

преобразователь автоматика пожарный безопасность

Размещение помещений для контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации

Щиты систем автоматизации, предназначенные для установки приборов автоматического контроля и регулирования, размещают в отдельно стоящих зданиях. В зависимости от технологического процесса и его компоновочного решения щитовые помещения встраивают в помещения с взрывоопасными зонами классов< В-1а и В-1б с легкими горючими газами и ЛВЖ и в помещения с взрывоопасными зонами классов В-II и B-IIа. Щитовые помещения систем автоматизации пристраивают к помещениям с взрывоопасными зонами классов В-I, В-Iа и В-I6 с легкими горючими газами и ЛВЖ и к помещениям с взрывоопасными зонами классов В-II и< B-IIa. Как исключение возможна пристройка щитовых помещений к помещениям с взрывоопасными зонами с тяжелыми или сжиженными горючими газами при условии, что уровень пола в щитовом помещении и дно кабельных каналов выполнены выше пола смежного помещения с взрывоопасной зоной и поверхности окружающей земли не менее, чем на 0,15 м.

Щитовые помещения не размещают:

- в подвальных и цокольных этажах;

- над и под помещениями c производствами категорий А и Б;

- под душевыми, санузлами, производственными помещениями с мокрыми технологическими процессами;

- над и под вентиляционными камерами общеобменной вентиляции.

Щитовые помещения отделяют от смежных помещений с взрывоопасными зонами любого класса пылегазонепроницаемыми стенами (без окон и дверей) с пределом огнестойкости 0,75 ч. В стенах, отделяющих щитовое помещение от помещений с пожароопасной зоной, допускается устройство дверных проемов, защищенных противопожарными самозакрывающимися дверями с пределом огнестойкости 0,6 ч.

Выходы из щитовых помещений непосредственно наружу предусматриваются через коридор или через помещение с нормальной средой или в лестничную клетку. Второй выход устраивают при длине щита более 7 м.

Расстояние по горизонтали и вертикали от наружных дверей и окон, встроенных и пристроенных щитовых помещений до наружных дверей и окон помещения с взрывоопасными зонами классов В-1, В-1а и В-II должно быть не менее 4 м до неоткрывающихся окон и не менее 6 м до дверей и открывающихся окон. Расстояние до оконных проемов, заполненных стеклоблоками толщиной 10 см и более, не нормируется.

Во встроенных и пристраиваемых щитовых помещениях должна быть собственная, независимая от помещений с взрывоопасными зонами, приточно-вытяжная вентиляция. В щитовых, пристраиваемых к помещениям с взрывоопасными зонами класса В-1, а также к помещениям с тяжелыми или сжиженными горючими газами, предусматривают приточную вентиляцию с пятикратным обменом воздуха, обеспечивающую в щитовой небольшое избыточное давление, исключающее попадание в него горючих паров и газов.

Импульсные трубки, заполненные горючими парами, газами и жидкостями, связанные с аппаратами и трубопроводами, находящимися под избыточным давлением, не вводятся в помещение КИП и А. Вводы кабелей и защитных труб электропроводки предусматривают через стены, отделяющие щитовые от помещений с взрывоопасными зонами классов В-1а и В-1б с легкими горючими газами и ЛВЖ и помещений с взрывоопасными золами классов В-II и В-IIа. Вводные отверстия плотно заделываются несгораемым материалом, а защитные трубы электропроводки в местах перехода через стену обеспечиваются разделительными уплотнениями. Ввод кабелей и защитных труб электропроводки в щитовое помещение из помещения с взрывоопасными зонами классов В-1 и из помещений с взрывоопасными зонами классов В-1а и В-1б с тяжелыми или сжиженными горючими газами выполняется через наружные стены.

Через щитовые помещения не прокладывают транзитные трубопроводы систем отопления, канализации, вентиляции, водопровода, технологические трубопроводы, газо- и трубопроводы с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями.

Для отопления щитовых помещений применяется воздушное, центральное водяное или паровое отопление. В качестве средств пожаротушения применяют газовые или аэрозольные огнетушители и установки.

Размещено на Allbest.ru