Обеспечение пожарной безопасности технологического процесса пироватекса

Для обеспечения безопасности помещений большое значение имеют эффективно действующая вентиляция (в том числе аварийная), а также наличие специальных систем, обеспечивающих защиту от образования взрывоопасных концентраций паров и газов в воздухе.

Работа производственного оборудования в каждом цехе и отделении, нормы межремонтного пробега, нормы его загрузки и основные параметры процесса должны соответствовать требованиям утвержденного технологического регламента.

Нарушения установленных норм давления, температуры и других параметров технологического регламента подвергаются тщательному рассмотрению.

Все аварии, взрывы, пожары и загорания расследуются с целью выяснения причин и принятия мер, предупреждающих повторение подобных случаев.

Повреждения аппаратов и трубопроводов могут носить местный, т.е. локальный характер (образование трещин, свищей, сквозных отверстий от коррозии, прогары теплообменной поверхности и т.п.), но может, происходит и полное разрушение. В первом случае через образовавшиеся отверстия почти под постоянным давлением продукт в виде струй пара, газа или жидкости будет выходить наружу. Во втором случае все содержимое аппарата сразу выйдет наружу, и, кроме того, будет продолжаться истечение жидкости из соединенных с ним трубопроводов.

Чтобы решить какой вид повреждения является наиболее специфичным для данного производства, и какой из аппаратов будет являться наиболее опасным при разрушении, необходимо исходить из результатов анализа возможных причин повреждений и аварий.

Повреждения аппаратов от механических воздействий.

Повышенное давление - причина повреждения аппаратов.

Механическая прочность технологического оборудования является необходимым условием для обеспечения его безопасной эксплуатации. Под механической прочностью понимают способность материала воспринимать усилия рабочих нагрузок, не разрушаясь и не образуя пластических деформаций сверх предельно установленных величин.

Прочность технологического оборудования обеспечивается правильным подбором материала с учетом характера и величин внешних нагрузок, действующих на аппарат. При этом всегда исходят из самых неблагоприятных условий работы аппарата.

При проектировании и изготовлении аппаратов принимают все меры к тому, чтобы предотвратить возможность их повреждения вследствие недостаточной механической прочности. Вместе с тем на промышленных предприятиях нередко наблюдаются повреждения аппаратов и трубопроводов.

Это происходит по многим причинам, в т.ч. и в результате воздействия не предусмотренных расчетом нагрузок, наличие скрытых внутренних дефектов материала, отсутствия или неисправности эффективных средств защиты аппаратов от перегрузок, а также некачественного технического надзора за оборудованием в процессе его эксплуатации. В результате не предусмотренного расчетом механического воздействия материал корпуса аппарата или трубопровода может испытывать чрезмерно высокие внутренние напряжения, способные вызвать не только образование неплотностей в швах и разъемных соединениях, но и полное разрушение аппарата или трубопровода по наиболее слабому сечению.

Причинами появления высоких внутренних напряжений могут являться завышенные против нормы внутренние давления в аппаратах (от нарушения материального баланса, т.е. масса исходных веществ процесса должна быть равна массе его конечных продуктов, независимо от того, каким изменениям оно подвергается в данном аппарата, теплового расширения веществ, прекращения конденсации паров и т.п.) и нагрузки динамического характера, на которые аппарата не рассчитан.

Повреждение аппаратов и трубопроводов от температурных воздействий.

При эксплуатации производственного оборудования неплотности и повреждения могут появиться в результате образования не предусмотренных расчетом температурных напряжений в материале стенок аппаратов и трубопроводов, а также в результате изменения механических свойств металлов под воздействием температуры.

Опасные температурные напряжения в материале возникают при резких изменениях рабочей температуры аппарата или окружающей среды, под влиянием неравномерного воздействия температуры на конструктивные, элементы аппарата, а также при действии изменяющейся или неодинаковой температуры на жестко закрепленные конструкции и узлы аппаратов. Общее внутреннее напряжение, появляющееся в материале от действия полезной нагрузки и от температурных воздействий, может превысить пределы текучести, прочности и вызвать появление необратимых деформаций, разрывы стенок аппарата, трубопровода.

Механические свойства металла могут измениться в худшую сторону при действии на аппарат не предусмотренных расчетом как высоких, так и низких температур. При этом даже нормальные рабочие нагрузки могут привести к появлению необратимых деформаций и повреждению аппаратов или трубопроводов.

Действие предельных температур на оборудование.

Всякое изменение рабочей температуры или температуры внешней среды приводит к изменению температуры материала аппаратов, трубопроводов, а, следовательно, к изменению размеров отдельных элементов, узлов или конструкции в целом. Если конструктивное устройство узлов или конструкции в целом не препятствует свободному изменению их линейных размеров при изменении температуры, то дополнительных внутренних напряжений в материале не возникает. При отсутствии таких возможностей в материале возникают дополнительные температурные напряжения, величина которых зависит от многих факторов, в том числе от свойств материала, размеров конструкции и характера заделки ее концов, величины перепада температуры.

Повреждение аппаратов и трубопроводов в результате коррозии.

Под химическим износом понимают уменьшение толщины или прочности стенок аппаратов в результате химического взаимодействия материала с обрабатываемыми веществами или с внешней средой;

Находящиеся в аппаратах и трубопроводах вещества, имеющиеся в них химические примеси, используемые катализаторы, инициаторы или ингибиторы, а также среда, окружающая аппараты, могут химически взаимодействовать с материалом корпуса, вызывая его разрушение.

Разрушение металла от действия на него соприкасающейся с ним среды называется коррозией.

За последние четверть века борьба с коррозией приобрела особо важное значение, так как вое шире и шире применяются высокие температуры и давления, большие скорости, агрессивные среды и т. п. Защита производственной аппаратуры от коррозии имеет большое народнохозяйственное значение и. кроме того, является своего рода инженерно-техническим мероприятием, снижающим пожарную опасность процесса.

Сущность протекающих химических процессов при коррозии металла не везде одинакова. Поэтому кратко рассмотрим основные виды коррозии.

Виды коррозии и характер коррозионных разрушений.

Коррозия производственной аппаратуры, трубопроводов и прокладочных материалов чаще всего происходит при получении и использовании азотной, серной и соляной кислот, при производстве уксусной кислоты и уксусного альдегида, в результате переработки и хранения сернистых нефтей, при процессах электролиза, в соляных термических ваннах. во время обработки жидкостей и газов, в составе которых находятся хотя бы в небольшом количестве галлоидоводороды, кислоты, щелочи, а также хлористые и сернистые соли. Значительная коррозия наблюдается у поверхностей, омываемых пламенем. у подземных, подводных аппаратов, а также аппаратов, находящихся во влажной среде.

Разрушающему действию коррозии подвержены наиболее слабые места производственной аппаратуры - швы, разъемные соединения, прокладки, места изгибов и поворотов труб и т.п.

Установлено, что в коррозионной среде при недостаточной защите уже после 8--10 лет эксплуатации в стенках подземного трубопровода толщиной 8 мм появляются первые проржавления, т. е. скорость местного разрушения металла коррозией составляет 1 мм/год.

Особенно опасны участки, где обнаруживается действие блуждающих токов. Скорость коррозии трубопровода в этом случае может достигать 2--4 мм/год.

В практике наблюдались случаи сквозных проржавлений стенок аппаратов. магистральных и подводящих продуктопроводов.

Наряду с ущербом, наносимым коррозией в результате потери металла, очень велики убытки, связанные с порчей и выходом из строя аппаратов и установок, машин и механизмов. Значительные убытки наносятся также в результате потерь жидкостей и газов при коррозии магистральных трубопроводов, резервуаров, стенок газгольдеров и т. п.

Процесс коррозии может протекать двумя путями; прямым химическим взаимодействием и в результате электрохимических реакций, сопровождающихся протеканием электрического тока между отдельными участками металла.

Химическая коррозия наблюдается в среде жидких диэлектриков или газов, нагретых до высоких температур. Это окислительно-восстановительный химический процесс, не связанный с протеканием электрического тока, к которому относят кислородную, сероводородную, серную, а также водородную коррозии в аппаратах с температурными режимами от 200°С и выше.

Электрохимическая коррозия происходит в том случае, когда поверхность металла соприкасается с каким-либо электролитом. Контакт металла с электролитом вызывает появление многочисленных микрогальванических пар. в результате действия которых возникает электрический ток и один из металлов переходит в раствор.

Скорость химической коррозии при обычных температурах (порядка 25°С) невелика. В растворах электролитов благодаря возникновению на поверхности металла коррозионных гальванических элементов, помимо химической, коррозии, протекает электрохимический процесс. Скорость разрушения, определяемая эффективностью работы возникших гальванических элементов, значительно превышает скорость прямого химического взаимодействия металла с молекулами электролита. Поэтому для основной массы металлов, эксплуатирующихся во влажной атмосфере, в растворах солей в почве и т. п., приходится считаться главным образом с процессами электрохимической коррозии.

Коррозия приводит к уменьшению толщины стенки, способной воспринимать рабочие нагрузки, или к изменению механических свойств металла. Интенсивность коррозии зависит от качества металла, химической активности обрабатываемых веществ, количества агрессивных примесей, режима работы аппарата и т. п. Наибольший износ металла коррозией наблюдается в тех местах аппаратов и трубопроводов, где имеется значительная турбулентность, ударное действие или меняется направление потока жидкости, газа. В этом случае нерастворимые продукты коррозии уносятся потоком, причем все новые и новые слои металла становятся доступными для химического взаимодействия с агрессивной средой.

4. Обеспечение возможного безопасного проведения технологического процесса необходимыми приборами автоматики для контроля технологических параметров

Автоматизация - это внедрение технических средств, управляющих процессами без непосредственного участия человека. В настоящее время эта отрасль развивается очень динамично и проникает во все сферы деятельности человека. Автоматика - отрасль науки и техники, охватывающую теорию автоматического управления. 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.

Автоматизация позволяет добиться увеличения производительности труда при одновременном улучшении качества продукции. Автоматические устройства состоят из отдельных элементов, выполняющих какую-либо конкретную задачу в автоматизации производственного процесса. Состоит из объекта автоматизации и автоматических устройств, взаимодействующих друг с другом во время совместной работы. Классифицируются по назначению на: системы автоматического контроля и сигнализации; автоматической защиты и блокировки; автоматического управления; автоматического регулирования. Теперь подробнее о каждом.

Системы автоматического контроля и сигнализации:

обеспечивают наблюдение за состоянием параметров технологического процесса производства: температуры, давления уровня, расхода, концентрации и т.д. Приборы контроля извещают обслуживающий персонал о состоянии контролируемых объектов и дают возможность своевременно принять необходимые меры, исключающие их отклонение от опасных пределов. На основе приборов автоматического контроля в условиях производства применяют три вида технологической сигнализации: контрольную, предупредительную и аварийную.

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, подачу сырья или теплоносителя, стравливают избыток паров и газов в атмосферу. Автоматическая защита широко применяется для предотвращения переполнения горючими жидкостями технологических аппаратов, для локализации перехода самоускоряющихся реакций во взрыв и т.п. автоматическая блокировка относится к особому виду автоматической защиты и предупреждает возможность неправильных или несвоевременных включений и отключений машин и аппаратов, могущих привести к авариям, пожарам или взрывам. Применяется блокировка 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.

Системы автоматического управления:

предназначены для автоматической схемы 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, состоящих из несколько последующих циклов. В процессе управления выполняются следующие операции: 1) получение информации о состоянии объекта управления с помощью средств и систем автоматического контроля; 2) обработка и анализ полученной информации, благодаря которым формируется решение о характере воздействия на управляемый объект; 3) реализация принятого решения за счет устройств, непосредственно воздействующих на объект.

Автоматические системы регулирования:

используют для поддержки 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:

1) объект регулирования;

2) регулятор.

При производстве пироватекса ЦП технологический процесс также регулируется автоматическими системами. На первом этапе производства пироватекса ЦП, то есть при конденсации диметилфосфита с акриламидом используются следующие автоматические системы управления:

1.- автоматическое регулирование температуры в аппарате5.

2.- автоматическое регулирование вакуума в аппарате 5.

3.- сигнализация повышения температуры в аппарате 5.

4.- автоматическое управление загрузкой в аппарат 2.

5.- дозирование метанола в аппарат 5.

6.- автоматическое управление загрузкой в аппарат 3.

7.- дистанционный контроль и сигнализация уровня в аппарате 1.

8.- дистанционное с центрального щита управление насосами, мешалкой в аппарате 5, и сигнализация их работы на центральном щите.

9.- местный контроль температуры в тепловом контуре аппарата 5.

Автоматические системы регулирования технологического процесса и сигнализации необходимы при осуществлении такого сложного процесса как производство пироватекса ЦП. Они позволяют сделать процесс производства более быстрым и безопасным. Но необходимо обеспечивать сервисное обслуживание аппаратуры, чтобы она работала в нормальном режиме, и исключить аварийные ситуации по вине автоматики.

5. Разработка мероприятий по обеспечению пожарной безопасности заданного технологического процесса

Одним из способов обеспечения пожарной безопасности технологического процесса являются решения, снижающие количество горючих веществ в производстве.

Уменьшение количества горючих веществ и материалов, одновременно находящихся в технологическом процессе производства, не только создает условия для ограничения возможности распространения пожара, но и снижает вероятность его возникновения.

Задача уменьшения, количества горючих веществ в производстве решается на всех стадиях проектирования, начиная с выбора метода производства, разработки технологической схемы и проектных материалов, а также в период эксплуатации предприятия.

Естественно, что такие решения не должны отрицательно влиять на производительность и качество выпускаемой продукции.

Количество обращающихся в производстве горючих веществ во многом зависит от выбора метода осуществления технологического процесса и его технологической схемы. Известно, что одно и тоже конечное вещество можно получить из различного сырья и различными способами. При обосновании предполагаемого нового метода производства какого-либо вещества учитывают не только его эффективность и экономичность, но и вопросы пожаро - взрывобезопасности.

Так, например, производство пентафена можно осуществлять, применяя большое количество толуола в качестве растворителя, но если изменить технологию производства и вместо амида натрия использовать едкий натрий, то толуол будет полностью исключен из технологического процесса производства, и оно станет экономичнее и безопаснее.

В результате этого отпадет потребность в ксилоле и необходимость ректификации. Процесс при той же или даже более благоприятной экономике будет менее пожароопасным, так как количество горючих веществ, образующихся в производстве, значительно уменьшится.

Из сказанного вытекает, что при всех прочих равных условиях для детальной разработки принимают такой метод производства, при котором будет использоваться менее пожаро - взрывоопасное сырье, когда расход сырья и других пожароопасных веществ на единицу получаемой продукции будет меньше, технологический процесс будет состоять из меньшего числа производственных операций, если снижается необходимость использования большого числа вспомогательных операций и уменьшается количество образующихся побочных продуктов и отходов производства.

Примерную оценку пожаро - взрывоопасности технологического процесса рассматриваемых вариантов можно сделать, сравнив пожароопасные свойства веществ и определив для каждого из вариантов количество горючих веществ, приходящееся на единицу выпускаемой продукции. Чем меньше будет эта величина и ниже пожароопасные свойства веществ, тем предпочтительнее, данный вариант по условиям пожарной безопасности.

Во всех случаях вместо периодически действующих аппаратов и процессов целесообразно применять непрерывно действующие, так как при одной и той же производительности в непрерывно действующих аппаратах содержится меньшее количество горючих веществ, и сами аппараты занимают меньшую площадь.

Большие возможности имеют проектные и научно - исследовательские организации для положительного решения вопроса об уменьшении количества горючих веществ не только при выборе способа производства, но и на стадии разработки принципиальной технологической схемы.

Параллельно с разработкой технологической схемы производства выполняются основные технологические расчеты.

Технологическая схема, как правило, должна исключать наличие таких аппаратов, как напорные баки, промежуточные емкости, емкостные мерники, рефлексные емкости и подобные им емкостные аппараты с горючими, легковоспламеняющимися жидкостями и сжиженными газами. Вместо указанных аппаратов используют автоматические регуляторы давления и расхода, мерники-дозаторы непрерывного действия, автоматические питатели и т. п. При невозможности полного исключения из технологической схемы аппаратов емкостного типа их количество и объемы сводят до минимума.

В некоторых случаях имеется возможность заменить горючие и легковоспламеняющиеся поглотители и растворители, а также теплоносители и хладагенты менее пожароопасными или совсем негорючими веществами.

Вместо горючих сжиженных газов и легковоспламеняющихся жидкостей (пропана, аммиака, изопентана и т. п.), используемых для целей охлаждений аппаратов, целесообразно, если позволяют технологические требования, применять негорючие фреоны и рассолы. Стремятся использовать также менее пожароопасные катализаторы и инициаторы.

В некоторых случаях осуществление химической реакции требует разбавления реагирующих веществ каким-либо газом или паром для того, чтобы обеспечить течение химической реакции в нужном направлении, увеличить выход конечного продукта или уменьшить образование побочных продуктов. Нередко в качестве такого разбавителя используют водород.

Рекомендации при размещении аппаратов технологического процесса производства

Учитывая вопросы экономики и возможность снижения пожаро - взрывоопасности производства, технологические аппараты и сооружения стремятся размещать на открытых площадках и этажерках во всех случаях, когда это возможно по климатическим условиям и по условиям эксплуатации технологического оборудования. Размещая аппараты, как в зданиях, так и на открытых площадках, добиваются таких решений, чтобы производственные коммуникации между аппаратами, сооружениями, установками и цехами были как можно проще, меньшей длины, с меньшим количеством встречных потоков и т. п. Рациональное размещение производственных аппаратов и трубопроводов снижает количество горючих газов, а также требуемую мощность насосов и компрессоров. При необходимости использования в технологической схеме емкостей со сжиженными газами их, как правило, не размещают в зданиях, а выносят на открытые площадки или на промежуточные склады.

Одним из направлений, используемых для ограничения масштабов возможного пожара, является ограничение производственных площадей зданий и открытых установок.

Площадь отдельно стоящих открытых установок также ограничивается в зависимости от максимальной высоты оборудования или этажерки и вида обрабатываемого продукта.

Склады для хранения горючих материалов разделяют противопожарными стенами на отсеки, позволяющие в случае возникновения пожара ликвидировать его с минимальным ущербом.

Несмотря на наличие технических мер защиты, и контроля за состоянием аппаратов и трубопроводов все же могут быть повреждения и аварии. При авариях и повреждениях аппаратов и трубопроводов с горючими жидкостями они растекаются по территории объекта, по полу производственных помещений, стекают из верхних этажей в нижележащие, с площадки на площадку этажерок затекают в приямки, траншеи, каналы и т.д. Подобного рода опасность можно снизить за счет использований технических средств, позволяющих быстро отключать поврежденные участки, тем самым снижать количество выходящих наружу веществ, а также за счет устройства различного рода препятствий, ограничивающих свободное растекание жидкостей.

Аварийное отключение поврежденных аппаратов и трубопроводов.

Своевременность и быстрота принимаемых мер по локализации повреждения зависят от возможностей быстрого обнаружения факта и места повреждения, а также от наличия устройств и приспособлений, позволяющих быстро прекратить поступлений горючего веществ, а к месту аварии.

Повреждение на том или ином участке технологического процесса обнаруживается находящимся там обслуживающим персоналом или оператором из помещения КИП по резким отклонениям процесса от заданных параметров. Так, например повреждение трубопровода или аппарата можно установить по резкому снижению давления, увеличению скорости движения продукта, резкому увеличению расхода продукта в линии, а при наличии стационарных газоанализаторов по нарастанию концентраций горючих паров или газов в воздухе сверх допускаемых величин.

Выявленные места повреждений быстро отключают с помощью задвижек ручного и дистанционного действия, а также автоматически действующими задвижками, отсекателями потока, обратными клапанами и т. п. Большое значение имеет хорошо продуманное расположение отключающих устройств и выбор способа приведения их в действие. Этому вопросу уделяют серьезное внимание при разработке планов ликвидации аварий на предприятиях. Для каждого цеха составляется схема основных коммуникаций с указанием мест расположения задвижек, рубильников и других устройств, предназначенных для ликвидации аварии, с нумерацией очередности их использования.

На вводах в цехи трубопроводов с горючими сжатыми и сжиженными газами обязательно устанавливают запорную арматуру с дистанционным управлением, а на вводах трубопроводов для легковоспламеняющихся и горючих жидкостей при диаметре труб более 400 м устанавливают арматуру с дистанционным управлением, при меньшем диаметре - может быть ручное управление задвижками. На внутрицеховых обвязочных трубопроводах количество и размещение запорной арматуры выбирают с таким расчетом, чтобы обеспечивать возможность надежного отключения каждого отдельного агрегата или аппарата. Необходимость применения дистанционного управления запорной арматуры или применение автоматически действующих отключающих устройств определяют исходя из условий технологического процесса и обеспечения его пожаро- и взрывобезопасности.

Если дистанционное управление размещают в производственном помещении или на открытой этажерке и площадке, то его необходимо дублировать из безопасного места. Контрольно - измерительные приборы, фиксирующие снижение давления в системе ниже установленной величины, как и при увеличении давления сверх установленного, должны обеспечивать автоматическую остановку насосов или компрессоров. Это снизит количество выходящего наружу продукта за тот период времени, пока выявляется место аварии и производится отключение поврежденного участка. Повторное включение насоса или компрессора до выяснения и устранения причин его остановки может привести к тяжелым последствиям.

На одном из магистральных нефтепроводов произошла автоматическая остановка насоса при резком падении давления продукта в линии. Оператор насосной станции предположил, что падение давления произошло за счет уменьшения подачи продукта с предыдущей станции, поэтому включил насос повторно и подключил к линии второй насос, забирающий нефть из пристанционного резервуарного парка. Давление в линии удалось поднять, но через некоторое время оно снова упало. При выяснении обстоятельств оказалось, что на линии за насосной станцией произошло повреждение трубопровода. Когда жидкость стала выходить наружу, линейное сопротивление уменьшилось, давление в трубопроводе упало, и насос автоматически остановился. Повторное включение первого насоса и подключение к линии дополнительного насоса, питающегося из самостоятельного источника, усугубил аварию. В результате нефтью была залита большая территория вследствие чего возник пожар.

В некоторых случаях для отключения при аварии аппарата и трубопроводов используют автоматически действующие движки и отсекатели потока. Импульсом для их срабатывания является также резкое снижение давления или увеличение скорости движения продукта в трубопроводе.

Устройства против растекания жидкости.

Характер растекания жидкости при авариях аппаратов и трубопроводов, а также величина залитой жидкостью площади определяются многими факторами: количеством излившейся жидкости, ее вязкостью, температурой жидкости и среды, интенсивностью излива жидкости, высотой падения струи, наличием уклона площадки или пола, состоянием поверхности и т. п. Естественно, что учесть все это и расчетным путем определить возможную площадь растекания жидкости весьма трудно.

Практика показала, что, например, разливаясь по бетонной горизонтальной площадке, 1 л авиационного топлива марки Т-1 при температуре 18^СС занимает площадь 0,8 м~ а то же количество минерального масла (вязкость при 18°С равна 30 сл^/сек) заливает площадь 0,2 м².

Отсюда видно, что при значительных количествах выходящей наружу жидкости могут быть залиты большие участки территории. При уклонах местности жидкость будет распространяться преимущественно в одном направлении и на большую длину.

На одной из нефтебаз разрыв вновь смонтированного резервуара с бензином емкостью 600 м" привел к растеканию жидкости по склону местности на расстояние более 700 м.

Для ограничения свободного растекания горючей жидкости при повреждениях и авариях аппаратов устраивают обвалования, стенки, бортики, пороги, лотки и т. п.

В соответствии с правилами пожарной безопасности отдельно стоящие наземные или полуподземные резервуары и группы резервуаров с огнеопасными жидкостями и сжиженными газами ограждаются с учетом рельефа местности сплошным земляным валом высотой по расчету, но не менее 1 м и шириной в верхней части не менее 0,5 м или сплошной несгораемой стенкой высотой также не менее 1 м. Вал и стенка рассчитываются на гидростатическое давление разлившихся жидкостей. В местах перехода людей через вал или стенку устраивают стационарные лестницы-переходы, а места прохода трубопроводов уплотняют глиняными замками.

Группы аппаратов емкостного типа (электродегидраторы, отстойники и т. п.) также ограждаются валом или стенкой.

Отдельно стоящие резервуары с горючими жидкостями и сжиженными газами, а также резервуарные парки располагают преимущественно на более низких отметках территории по отношению к промышленным установкам, предприятиям и населенным пунктам. Если же резервуары размещены на более высоких отметках (уклон местности более 0,01%) по отношению к смежным объектам и находятся от них на расстоянии меньше 400 м, то предусматривают сооружение одного из следующих дополнительных защитных устройств, предотвращающих возможный разлив жидкостей при аварии:

второго земляного вала или ограждающей стены на расстоянии не ближе 20 м от основного обвалования, рассчитанного на удержание 50% объема жидкости наибольшего резервуара. В качестве второго обвалования можно использовать внутризаводские автодороги, приподнятые до необходимых отметок;

отводящих каналов (траншей) шириной по верху не менее 2 м, глубиной не менее 1 м на расстоянии не менее 20 м от основного обвалования. На противоположной по отношению к резервуару стороне канала устраивают небольшой вал; открытого земляного амбара емкостью не менее объема наибольшего резервуара в парке и шириной не более 40 м, на расстоянии не менее 20 м от основного обвалования. Для направления жидкости в амбар предусматривают дополнительное обвалование или кювет с валом.

Если производственные аппараты с огнеопасными жидкостями или сжиженными газами размещены на наружных этажерках или группы аппаратов установлены на открытой площадке (группы теплообменников, ректификационных и абсорбционных колонн, сепараторов и т. п.), то для защиты от растекания жидкостей при авариях по периметру площадок на расстоянии около 1 м от аппаратов устраивают бортики высотой не менее 0,2 м.

Междуэтажные площадки этажерок и промежуточные площадки помещений, где расположены емкостные аппараты со сжиженными газами. ЛВЖ. горючими жидкостями, а также проемы в междуэтажных площадках и в местах провисания аппаратов защищают от растекания жидкостей по периметру бортиками высотой не менее 0.15 м.

При отсутствии сплошного настила на площадках под аппаратами устраивать бортовое ограждение нет необходимости.

Если производственное помещение или открытая установка имеет значительную площадь и на ней сравнительно равномерно размещено большое количество аппаратов с огнеопасными жидкостями (поэтому устройство бортиков у каждого аппарата или для группы аппаратов нецелесообразно), то появляется необходимость разделения всей производственной площади бортиками на противопожарные отсеки. В пределах выделенного отсека ограничивается разлив жидкости и размер возможной площади горения.

Чтобы жидкость не попадала через дверные проемы из помещения наружу или в смежные помещения, устраивают пороги с пандусами высотой не менее 15 см. С такой же целью в туннелях для прокладки трубопроводов через 60 м устраивают пороги.

Растекание излившейся на территории жидкости может быть ограничено также устройством лотков, желобов и канав, располагаемых с учетом естественного уклона местности.

Устройства против растекания жидкостей следует содержать в исправности. Валы, бортики и пороги, поврежденные при производстве ремонта или монтажа оборудования, должны быть восстановлены до пуска оборудования в эксплуатацию.

Защита аппаратов от разрушения при взрыве.

Взрыв горючих смесей в аппаратах и трубопроводах может привести к их разрушению, при этом возможно повреждение соседних аппаратов, электрооборудования, а в некоторых случаях и строительных конструкций. По имеющимся данным, более 30% всех взрывов сопровождаются возникновением пожаров, а в некоторых случаях воздействие теплоты пожара является причиной взрыва аппаратов, баллонов, емкостей.

Разрушение и повреждение аппаратов, вызванные взрывом, способствуют быстрому распространению пожара, увеличению его масштабов. Взрывы осложняют действия подразделений по пожаротушению и ликвидации аварий, являются причиной травм людей. Все это обусловливает необходимость эффективной защиты аппаратов от разрушения при возможном взрыве.

Масштабы возможных разрушений при взрыве аппарата зависят от многих факторов, основными из которых являются химические свойства вещества, концентрация его в смеси с воздухом, объем аппарата, давление и температура смеси до взрыва.

Характерным признаком взрыва является быстрое нарастание давления в аппарате. Так, при горении паро- и газовоздушных стехиометрических смесей (без явления детонации) давление в сосудах по сравнению с начальным возрастает в 8-- 10 раз, а при горении пылевоздушных смесей -- в 4--6 раз.

Длительность горения смеси при взрыве, т. е. время достижения максимального давления, зависит от скорости горения смеси и объема аппарата, в котором происходит взрыв. Для аппаратов и емкостей сравнительно небольшого объема длительность взрыва газо- и паровоздушных смесей находится в пределах 0,05--0,3 сек, а пылевоздушных смесей 0,25--0,8 сек.

Для защиты аппаратов от разрушения при взрыве необходимо создать условия для своевременного стравливания из них образующихся продуктов горения.

Стравливание продуктов взрыва производят так, чтобы в аппарате не образовалось давление выше установленной величины. Устройство для стравливания избыточного давления, образующегося при взрыве, принципиально отличается от обычных предохранительных» клапанов, которые предназначены для защиты от повышенного давления, образующегося при нарушении технологического режима без взрыва. В последнем случае давление нарастает сравнительно медленно, предохранительный клапан успевает сработать и отвести избыток газов из аппарата.

При взрыве давление нарастает очень быстро, следовательно, так же быстро надо отводить газы. Чтобы давление при взрыве не было выше тех величин, на которые, рассчитаны стенки аппарата, применяют взрывные предохранительные клапаны мембранного типа иди взрывные клапаны в виде откидных дверец. Наиболее широко применяют взрывные мембранные клапаны. Ими защищают аппараты рекуперационных установок, аппараты производств, связанных с приготовлением пылевидного топлива и порошковой продукции, ацетиленовые генераторы и ацетиленопроводы. электрофильтры для улавливаний горючих пылей и очистки горючих газов и другие опасные по взрыву аппараты, емкости и трубопроводы.

Откидными клапанами защищают радиантные камеры печей, газогенераторы и т. п. Мембраны устанавливают на аппаратах и трубопроводах с учетом наиболее вероятного направления распространения взрывной волны. Исходя из характера разрушения, мембраны разделяются на следующие виды: разрывные, срезные, ломающиеся, выщелкивающие, отрывные.

Система мгновенного подавления химической реакции взрыва.

Несмотря на распространенность системы защиты аппаратов от разрушения при взрыве, ее нельзя назвать достаточно прогрессивной, так как в этом случае не предотвращается сам взрыв.

Второй способ защиты аппаратов от разрушения более активен. Он заключается в подавлении начавшейся химической реакции взрыва, т. е. взрывное горение прекращается до того, как давление повысится до опасного предела. Известно, что время достижения максимального давления при взрыве углеводородных смесей достигает 50--100 м/сек без учета периода индукции. Нарастание давления от начала его появления до 1 атм. длится 10--20 м/сек. В дальнейшем скорость нарастания давления быстро возрастает. Если уловить первоначальный момент нарастания давления, химическую реакцию можно затормозить и погасить быстрым введением какого-либо инертного вещества.

Подавляющее устройство состоит из пиропатрона и разрывного сосуда с огнегасительной жидкостью. После взрыва пиропатрона, при улавливании соответствующего импульса датчиком, огнегасительное или ингибирующее вещество под давлением распыляется внутрь защищаемого объема. В качестве таких веществ используют воду, четыреххлористый углерод, хлорбромметан, порошковые составы и другие вещества. Перспектива таких устройств защиты от взрыва бесспорна.

Список используемой литературы

1. Пожаро-взрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справ, изд.: в 2 книгах; кн. 2 А.Н. Баратов, А.Я. Корольченко. Г.Н. Кравчук и др. М.: Химия, 1990. 384 с.

2. Клубань B.C., Петров А.П., Рябиков B.C. Пожарная безопасность предприятий промышленности и агропромышленного комплекса: Учебник для пожарно-технических училищ. М.: Стройиздат. 1987. 477 с.

3. Ивановское производственное объединение «Химпром», Технологический регламент №5-26-81 производства пироватекса ЦП.

4. Основы пожарной профилактики в технологических процессах производств: М.В.Алексеев, Москва 1972 г.

5. Задания и методические указания по выполнению курсового проектирования по дисциплине «Пожарная безопасность технологических процессов» специальность 330400 «Пожарная безопасность»: кафедра пожарной профилактики.

6. НПБ 105-03: «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности», Москва 2003 г.

Размещено на Allbest.ru