Материал: Обеспечение пожарной безопасности технологического процесса производства пироватекса ЦП (стадия конденсации диметилфосфита с акриламидом)

.3.2 Анализ возможности образования горючей среды снаружи аппаратов

Таблица 3. Свойства горючей среды снаружи аппаратов

1.4 Анализ возможности образования источников зажигания в горючей среде

Таблица 4. Наиболее вероятные источники зажигания

1.5 Анализ возможных путей распространения пожара

Таблица 5. Пути распространения пожара (аварии)

.6 Анализ возможных причин повреждений аппаратов

Рис. 3 Причины повреждения технологического процесса

.7 Расчет критериев пожарной опасности технологического процесса

Расчет размеров зон, ограниченных нижним концентрационным пределом распространения пламени газов и паров

1)Найдем С0 при отсутствии подвижности воздушной среды для паров легковоспламеняющихся жидкостей

где Сн - концентрация насыщенных паров при расчетной температуре tp, 0С, воздуха в помещении, %. Концентрация Сн может быть найдена по формуле:

где Рн - давление насыщенных паров при расчетной температуре (находится по справочной литературе), кПа;

Р0 - атмосферное давление, равное 101 кПа;

rп - плотность паров, кг/м3;

2)Найдем С0 при подвижности воздушной среды для паров легковоспламеняющихся жидкостей

Расчет концентрации паров ЛВЖ и ГЖ при выходе из аппаратов, периодически открывающихся для загрузки веществ

) Количество горючих паров, выходящих из периодически действующего аппарата, открываемого на загрузку и выгрузку продуктов, определяют по формуле:

кг/цикл , м3;

С - концентрация насыщенных паров жидкости, об. доли;

М - молекулярная масса газа или пара, кг/моль:

,31 - универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль∙К)

Концентрация насыщенного пара рассчитывается по формуле:

=21513/108005=0,199 ед.

где : РS - давление насыщенного пара жидкости при рабочей температуре, Па;

РР - рабочее давление в аппарате, Па.

Величину РS определяем по уравнению Антуана:

=  =21513 Па

где А, В, СА - константы, зависящие от свойств жидкости, приведенные в справочной литературе

tр - температура газа или пара, находящегося в аппарате, ˚С.

) Объем зоны взрывоопасных концентраций VВОК, м3:

=0,385*100/1,29*5=5,97м

 кг/м3

3) Определяем условие образования взрывоопасной концентрации:

не соответствует 5,97 ≥ 1296

Вывод: Условие не выполняется поэтому горючая среда в аппаратах не образуется.

Анализ возможности образования горючей среды при аварийном режиме работы

Взрывоопасная концентрация паров жидкости при аварийной ситуации может определяться расчетным путем [6,11].

) Масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива:

,

где т - масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;

W - интенсивность испарения жидкости, кг/с∙м2;

Fи - площадь испарения, м2;

Т - время испарения, с.

u = =,

Т =3600с

m= 290,4*10-6*90*3600=94,09 кг

) Интенсивность испарения рассчитывается по формуле:

,

где η - коэффициент, учитывающий влияние скорости и температуры воздушного потока на процесс испарения жидкости (принимается по таблице А.2 [7]).

кг/с∙м2

н =7,3527-1660,454/(245,818+30)=1,33

Рн= 101,33= 21,38кПа

) Плотность паров жидкости рассчитывается по формуле:

,

 кг/м3

где ρ - плотность газа или пара при расчетной температуре tр, кг/м3;

V0 - мольный объем, равный 22,413 м/кмоль.

) Средняя рабочая концентрация паров жидкости в помещении:

,

где Ср - концентрация паров жидкости в помещении при аварийной ситуации, % (об.);

Vсв - свободный объем помещения, м3.

) Если Ср≤0,5СНПРП, то объем зоны взрывоопасных концентраций при аварийной ситуации будет занимать локальный объем помещения.

Результаты анализа необходимо свести в таблицу 4.

Таблица 6. Свойства горючей среды при аварии

/3600*3*18=0.015м/с-скорость воздушного потока.

=100*94,09/1,29*2592=2,81%

Vсв=

,5СНПРП =0.5*5=2,5%

Ср≤0,5СНПРП => неравенство не выполняется, следовательно, объем зоны взрывоопасных концентраций будет занимать все помещение.

Таблица 7. Допустимые отклонения концентрации d при заданном уровне значимости

Уровень значимости  выбирают, исходя из особенностей технологического процесса. Допускается принимать  равным 0,05.

Расстояния ХНКПР, YНКПР и ZНКПР рассчитывают по формулам:

,

,

где К1 - коэффициент, принимаемый равным 1,1314 для горючих газов и 1,1958 для легковоспламеняющихся жидкостей;

К2 - коэффициент, равный 1 для горючих газов;

 - для легковоспламеняющихся жидкостей;- коэффициент, принимаемый равным 0,0253 для горючих газов при отсутствии подвижности воздушной среды; 0,02828 для горючих газов при подвижности воздушной среды; 0,04714 для легковоспламеняющихся жидкостей при отсутствии подвижности воздушной среды и 0,3536 для легковоспламеняющихся жидкостей при подвижности воздушной среды;- высота помещения, м;

d - допустимые отклонения концентраций при задаваемом уровне значимости , приведенные в табл. 7;, b - длина и ширина помещения, соответственно, м;

При отрицательных значениях логарифмов расстояния ХНКПР, YНКПР и ZНКПР принимаются равными 0.

3) Рассчитаем расстояния при подвижности воздушной среды:

б) Рассчитаем расстояния при неподвижности воздушной среды:

.8 Расчет категории производственного помещения по взрывопожарной и пожарной опасности

Избыточное давление взрыва ∆Р для индивидуальных горючих веществ, а также для смесей выполняется по формуле [7]:

∆Р=,

где Рmax - максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме. При отсутствии данных допускается принимать Рmax равным 900 кПа; Р0 - начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа); m - масса паров легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение равна 2393,97; Z - коэффициент участия горючего во взрыве, принимаем согласно таблице А.1 [7] равным 0,3; VСВ - свободный объем помещения, м3, принимаем как 80% от всего общего объёма помещения(по заданию объем помещения равен произведению длины помещения на ширину помещения и высоту помещения), КН - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать КН равным 3, ρг,п - плотность газа или пара при расчетной температуре tр, кг м-3, вычисляемая по формуле:

где М - молярная масса, кг кмоль-1 (для метанола 32,04); VО - мольный объем, равный 22,413 м3 кмоль-1; tР - расчетная температура, ОС (по заданию 24 ОС); ССТ - стехиометрическая концентрация паров ЛВЖ, %, вычисляемая по формуле: