Курсовая работа: Анализ пожарной опасности адсорбирования бензина А-72 из паровоздушной среды

М - молярная масса бензина АИ-72.

Величину давления насыщенного пара определяем по уравнению Антуана:

(3.5)

где А, В и С_A - константы, зависящие от свойств жидкости, приведены в справочной литературе [4], А=4,195; В=682,876; С_A=222,066;

t_p - рабочая температура, t_p =22?C

Тогда интенсивность испарения в кг/(м²?с) составит:

4) По формуле П 3.31[6] определяем расход паров ЛВЖ:

(3.6)

5) По формуле П 3.30 рассчитываем массу паров ЛВЖ испарившихся с поверхности разлива:

(3.7)

6) Определяем радиус и высоту зоны, ограничивающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени:

(3.8)

где с_П - плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре, кг/м³

(3.9)

Тогда

7) По формуле П 3.67[6] определяем радиус воздействия продуктов сгорания паровоздушного облака в случае пожара-вспышки:

(3.10)

Вывод: радиус воздействия продуктов сгорания паровоздушного облака в результате реализации детационного горения составит 45,06 м.

3.4 Расчет категории производственного помещения по взрывопожарной опасности

1) Рассчитаем объем жидкости, которая растечется при разгерметизации аппарата

(3.11)

где V_ж¹ - объем жидкости, выделившийся при разгерметизации аппарата, м³;

V_ж² - объем жидкости, выделившийся до того, как закрылась задвижка насоса, м³;

V_ж³ - объем жидкости, выделившийся из подводящей трубы, м³;

V_ж⁴ - объем жидкости, выделившийся при проливе из нагнетательной линии, м³;

(3.12)

где V_ап - объем аппарата, м³;

е - степень заполнения.

f_тр = 0,75 *d²= 0,785?d²?=0,785?0,075²=0,02 м³ (3.13)

Vж = 10*0,002+0,008*120=0,98 м³

где Q - производительность насоса, м³/мин 0,52 м³/мин = 0,008 м³/сек;

1) В соответствии с п А.1.2. [9] определяем площадь разлива жидкости, Sр, м².

Как видно из п А.1.2.(г) [9] площадь разлива жидкости зависит от процентного содержания растворителя в краске и принимается так, что 1 литр смесей и растворов, содержащих 70 % и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,5 м², а остальных жидкостей -- на 1 м² пола помещения. Отсюда площадь разлива жидкости составит

м²

2) Определяем площадь испарения жидкости Fи с поверхности разлива исходя из условия

,

где Fп - площадь пола производственного помещения (или площадь, ограниченная бортиками, за пределы которых не происходит разлив жидкости), м². м²

3) По уравнению Антуана определяем давление насыщенного пара при расчетной температуре, Рн, кПа:

где А, В, С_а - постоянные уравнения Антуана;

tp - температура паров жидкости, С;

кПа

4) Определяем интенсивность испарения W, кг/(с·м²), используя формулу А.13 [9].

кг/(с·м²)

5) Определяем длительность испарения жидкости с поверхности разлива, используя предпосылки, изложенные в пункте А.1.2.(е) [9].

При этом длительность испарения ф_и принимают равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с, то есть:

где m_ж - масса разлившейся жидкости, кг, зная объем разлившейся жидкости (Vр) и ее плотность:

=3600 с.

6) Определяем массу жидкости m_исп.р, испарившейся с поверхности разлива по формуле А.12 [9]:

кг

Так как в помещении имеется аварийная вентиляция согласно п А.2.3 СП 12.13130.2009 при определении массы паров, участвующих во взрыве m_уч, учитываем работу аварийной вентиляции.

При этом разделим массу паров, вычисленную в п.14 на коэффициент К, определяемый по формуле А.5 СП 12.13130.2009:

К=А•Т+1=6*1+1=7.

V_св = 0,8 • 3840 = 3072 м³.

Определяем плотность воздуха (кг/м³) при расчетной температуре, используя формулу (А.2) СП 12.13130.2009.

Так как бензин не индивидуальное вещество, а является смесью углеводородов, то избыточное давление взрыва рассчитывается по формуле А.4 СП 12.13130.2009 (как для смеси).

где Н_т -- теплота сгорания, Дж* кг-¹, для бензина принимаем 44094 кДж/кг (согласно приложения 2 [10];

_в -- плотность воздуха при начальной температуре Т₀, кг/м-³;

С_p -- теплоемкость воздуха, Дж*кг-¹*К-¹ (принимаем 1,01*10³, Дж*кг-^1*К-¹);

Т₀-- начальная температура воздуха, К.

Отсюда избыточное давление взрыва составит:

Вывод: Результаты расчетов критериев взрывопожарной опасности показывают, что при расчетном варианте аварии выполняются необходимое (наличие в помещении ЛВЖ с температурой вспышки не более 28^оС) и достаточное (расчетное избыточное давление при сгорании газовоздушной смеси превышает 5 кПа) условие для отнесения данного помещения к категории А.

4. Разработка мероприятий по повышению пожарной безопасности адсорбирования паров бензола из паровоздушной среды

Линии для подачи ГГ: линии для подачи ЛВЖ и ГЖ: В производственных цехах и на отдельных установках должна быть вывешена схема трубопроводов с указанием расположения задвижек, которыми отключают поступление продукта при пожаре [5, п. 4.14.2].

Обслуживающему персоналу необходимо знать расположение трубопроводов, задвижек и их назначение, а также уметь четко и быстро переключать задвижки при авариях и пожарах [5, п. 4.14.3].

Трубопроводы из керамики, стекла и пластических масс не разрешается использовать для транспортирования горючих жидкостей и газов без специального обоснования [5, п. 4.14.4].

Необходим ) следить за тем, чтобы отверстия в местах прохождения трубопроводов через глухие стены были герметично заделаны [5, п. 4.14.5].

При прокладке межцеховых трубопроводов с горючими жидкостями и газами в каналах и траншеях (открытых и закрытых) надо следить за тем, чтобы в местах перехода траншей и каналов из одного помещения в другое через пожарную стену имелись исправные газонепроницаемые перемычки (диафрагмы) из несгораемых материалов [5, п. 4.14.6].

Во избежание образования пробок в наружных трубопроводах, по которым транспортируются вязкие и легкозастывающие горючие продукты (с температурой застывания, близкой к нулю и выше), необходимо постоянно контролировать обогрев этих трубопроводов и арматуры, а также исправность их теплоизоляции [5, п. 4.14.7].

В закрытых лотках и туннелях, где имеются трубопроводы с пожаро- и взрывоопасными веществами, в местах наиболее вероятного скопления горючих паров и газов необходимо устанавливать газоанализаторы, автоматически сигнализирующие о создании опасных концентраций [5, п. 4.14.8]. Не допускается применять заглушки для отключения трубопровода, останавливаемого на длительное время, от другого трубопровода, находящегося под давлением. В таких случаях необходимо предусматривать съемный участок трубопровода, а на концах действующих трубопроводов устанавливать заглушки [5, п. 4.14.9].

Установку и снятие заглушек на линиях с пожаровзрывоопасными веществами необходимо отмечать в журнале за подписью лица, установившего или снявшего заглушку. Все заглушки должны быть пронумерованы и рассчитаны на требуемое давление [5, п. 4.14.10].

При транспортировании по трубопроводам веществ и смесей, воспламеняющихся при контакте с водой и водными растворами, следует обеспечить тщательную осушку коммуникаций от влаги после ремонта [5, п. 4.14.11]. Следует постоянно контролировать исправность и чистоту теплоизоляции на горячих трубопроводах. Не допускается эксплуатировать горячие трубопроводы с поврежденной теплоизоляцией и при попадании на нее горючих жидкостей [5, п. 4.14.17]. При значительном прорыве газа или жидкости из поврежденных трубопроводов, а также при возникновении пожара на межцеховых коммуникациях вызвать пожарную команду и газоспасательную службу. Одновременно должны быть приняты меры к локализации аварии и прекращению подачи продукта в поврежденный трубопровод [5, п. 4.14.18].

Адсорбер угольный для улавливания паров бензина: Пуск и остановку адсорбционной установки следует осуществлять после согласования с теми цехами, из которых производится отсос паров горючих растворителей [5, п. 4.7.1]. Адсорбционная установка должна обеспечивать непрерывный и полный отсос выделяющихся паров горючих растворителей от рабочих мест, оборудованных системами капсюляции [5, п. 4.7.2].

Запрещается подключать новые рабочие места, участки и цеха к линиям адсорбционной установки, если ее мощность не рассчитана на такое подключение. Подключение дополнительных объектов приведет к снижению эффективности действия работающих местных отсосов [5, п. 4.7.3]. Концентрацию паро- и газовоздушной смеси, поступающей к адсорберам, необходимо систематически контролировать. Величину рабочей концентрации и пределы ее колебаний следует указать в технологических инструкциях [5, п. 4.7.4].

Нельзя допускать загрязнения внутренней поверхности трубопроводов твердыми горючими отложениями или жидким конденсатом. Фильтры или циклоны для улавливания из транспортируемой смеси твердых примесей должны быть исправны и регулярно очищаться. Участки линий, где наблюдается образование конденсата, должны быть утеплены и иметь уклон для стекания жидкости [5, п. 4.7.5].

Линии паро- или газовоздушной смеси необходимо надежно защищать огнепреградами. Число огнепреградителей, их вид и размеры огнегасящей насадки должны соответствовать проектным данным. Не разрешается эксплуатировать установку без огнегасителей или с огнепреградителями, не соответствующими проекту [5, п. 4.7.6].

Адсорберы должны исключать возможность самовозгорания находящегося в них активированного угля [5, п. 4.7.8]. Воздушная труба, позволяющая выбрасывать транспортируемую смесь в атмосферу при аварии или пожаре в адсорбционном цехе, не должна заглушаться. Следует систематически проверять ее готовность к работе [5, п. 4.7.9]\ При перерыве в работе нельзя оставлять адсорберы с поглощенными горючими веществами, а также с разогретым углем. В этом случае необходимо отогнать из угля горючее вещество и охладить уголь [5, п. 4.7.10]. Необходимо проверять наличие и исправность стационарной системы подачи воды для тушения горящего угля в адсорберах, наличие первичных средств пожаротушения, а также исправность имеющихся стационарных систем пожаротушения в помещениях рекуперационной станции [5, п. 4.7.11].

Сепаратор: При подготовке к работе необходимо тщательно проверить исправность контрольно-измерительных приборов, предохранительных клапанов. Эксплуатация с отключенными или неисправными контрольно-измерительными приборами, а также с отключенными или неисправными защитными устройствами запрещается [5, п. 4.5.2]. Для улавливания жидкости, которая может быть выброшена вместе с парами и газами через предохранительный клапан наружу, на линии за предохранительным клапаном следует иметь сепаратор. Уровень жидкости в сепараторе не должен превышать установленного предела [5, п. 4.6.8]. При отключении процесса от нормального режима работы приборы контроля и регулирования должны подавать предупредительные и аварийные сигналы [5, п. 8.1.3]. Чтобы не допустить причин, способных вызвать повреждения и пожар, необходимо следить за параметрами процесса и режимом работы аппаратов [5, п. 4.5.15].

Насос для подачи бензина: Для перекачки сжиженных газов и легковоспламеняющихся жидкостей следует применять бессальниковые насосы, а также насосы с торцовыми уплотнениями или другими конструкциями уплотняющихся устройств повышенной надежности [5, п. 4.13.1]. Для смыва и выпаривания пролившегося продукта и масла в помещении насосной станции должны быть краны со шлангами для подачи воды и водяного пара [5, п. 4.13.3].

В насосных для перекачки легковоспламеняющихся или горючих жидкостей необходимо обеспечить бесперебойную и исправную работу системы приточно-вытяжной вентиляции. Пускать насосы в работу при неисправной или выключенной вентиляции не разрешается [5, п. 4.13.4].

При работе насосов необходимо следить за смазкой трущихся частей, а также температурой подшипников и сальников насосов. Не должно быть растекания, разбрызгивания и скопления под насосами смазочных материалов [5, п. 4.13.5]. Во время работы насосов не допускается утечка жидкости через сальники. В случае пропуска сальника насос следует остановить, снизить давление жидкости до атмосферного, подтянуть или заменить набивку сальникового уплотнения. Не допускается подтягивать набивку, а также крепить сальники и фланцы у работающих насосов [5, п. 4.13.6]. При обнаружении неисправностей, нарушающих нормальный режим работы насоса, его необходимо остановить и устранить неисправность. Не допускается ремонтировать насосы, агрегаты и трубопроводы [5, п. 4.13.7]. Нельзя резко увеличивать или уменьшать частоту вращения центробежных насосов, а также число ходов поршня поршневых насосов во избежание гидравлических ударов в линиях [5, п. 4.13.8]. При расположении насосов под этажерками должна быть предусмотрена возможность дистанционной остановки их с помощью устройств, установленных вне этажерки в безопасном месте [5, п. 4.13.9]. Насосы для сжиженных газов и ЛВЖ, имеющих местные отсосы паров от сальников, должны пускаться в работу при работающих местных отсосах [5, п. 4.13.12].

Хранение ЛВЖ в насосной не допускается. Смазочные материалы (в размере суточной потребности) разрешается хранить в специальной металлической таре с плотно закрывающимися крышками [5, п. 4.13.13].

Емкость с бензином: Технологическое оборудование при нормальных режимах работы должно быть пожаробезопасным, а для случаев неисправностей и аварий необходимо предусматривать защитные меры, ограничивающие масштаб и последствия пожара [5, п. 3.3.2]. За герметичностью аппаратов и трубопроводов с пожаровзрывоопасными веществами необходимо осуществлять систематический контроль [5, п. 3.3.6]. Запрещается выполнять производственные операции на неисправном оборудовании (установках и станках), а также при неисправных или отключенных контрольно-измерительных и защитных приборах, так как это может привести к пожарам или загораниям [5, п. 3.3.7].