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

,

где  - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;  - число атомов С, H, О и галоидов в молекуле горючего.

Молекулярная формула метанола - CH4O

Отсюда:

 , тогда

 %

Рассчитываем избыточное давление взрыва:

∆Р=(кПа),

Расчётное избыточное давление ∆Р=15,95кПа превышает давление Р = 5 кПа, а также учитывая температуру вспышки метанол-яда Твсп = 6°С, определяем для данного помещения производства пироватекса категорию «А» по взрывопожарной и пожарной опасности.

1.9 Классификация технологических сред по пожаровзрывоопасности и пожарной опасности

. Технологические среды по пожаровзрывоопасности подразделяются на следующие группы:

) пожароопасные;

) пожаровзрывоопасные;

) взрывоопасные;

) пожаробезопасные.

. Среда относится к пожароопасным, если возможно образование горючей среды, а также появление источника зажигания достаточной мощности для возникновения пожара.

. Среда относится к пожаровзрывоопасным, если возможно образование смесей окислителя с горючими газами, парами легковоспламеняющихся жидкостей, горючими аэрозолями и горючими пылями, в которых при появлении источника зажигания возможно инициирование взрыва и (или) пожара.

. Среда относится к взрывоопасным, если возможно образование смесей воздуха с горючими газами, парами легковоспламеняющихся жидкостей, горючими жидкостями, горючими аэрозолями и горючими пылями или волокнами и если при определенной концентрации горючего и появлении источника инициирования взрыва (источника зажигания) она способна взрываться.

. К пожаробезопасным средам относится пространство, в котором отсутствуют горючая среда и (или) окислитель.

пожарный горючий контроль сигнализация

2. Разработка мероприятий и технических решений по обеспечению пожарной безопасности технологических процессов

.1 Разработка мероприятий, направленных на предотвращение пожара

) Применение устройств защиты производственного оборудования, исключающих выход горючих веществ в объем помещения, или устройств, исключающих образование в помещении горючей среды [9], [10];

) Поддержание безопасной температуры нагрева веществ, материалов и поверхностей, которые контактируют с горючей средой [9];

) Применение способов и устройств ограничения энергии искрового разряда в горючей среде до безопасных значений [10];

) Устройство молниезащиты зданий, сооружений, строений и оборудования [9];

) Применение электрооборудования, соответствующего классу пожароопасной и (или) взрывоопасной зоны, категории и группе взрывоопасной смеси [2], [9];

) Механизация и автоматизация технологических процессов, связанных с обращением горючих веществ [9];

) Установка пожароопасного оборудования в отдельных помещениях или на открытых площадках [9];

) Применение оборудования и режимов проведения технологического процесса, исключающих образование статического электричества [9], [10].

.2 Разработка мероприятий, направленных на противопожарную защиту

Способы противопожарной защиты следующие:

)        Устройство аварийного слива пожароопасных жидкостей и аварийного стравливания горючих газов из аппаратуры;

)        Устройство на технологическом оборудовании систем противовзрывной защиты;

)        Применение средств, обеспечивающих ограничение распространения пожара за пределы очага.

.3 Расчет инженерно-технических решений, направленных на обеспечение пожарной безопасности технологического процесса

Расчет размеров сливных отверстий

По заданным исходным данным определить начальные расходы Qi, м3/с, жидкости из аппарата через отверстия, равные сечению трубопроводов, расположенных на аппарате, по формуле:

м3/с

где j = 0,65 - коэффициент истечения жидкости через отверстие;

s i - площадь сечения i-го трубопровода м2

g - ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с2,

Нi - высота уровня жидкости над i-м трубопроводом.

По наибольшему из вычисленных начальных расходов Qм выбрать площадь отверстия в аппарате s и высоту уровня жидкости над ним H0.

Из конструктивных соображений выбрать площадь поддона Fп, м2.

Вычислить объем жидкости, поступающей в поддон в единицу времени от установки пожаротушения (с учетом выгорания горючей жидкости) Q0, м3/с, по формуле:

 м3/с

где r - плотность огнетушащей жидкости, кг/м3.

При отсутствии данных по скорости выгорания W следует положить равной нулю.

Интенсивность утечек паров и газов, выходящих из работающих под давлением герметичных аппаратов используется формула:

 кг/с

где IР - интенсивность выхода паров или газа из аппарата, кг/с;

К - коэффициент, учитывающий степень износа производственного оборудования, принимается в пределах от 1 до 2;

С - коэффициент, зависящий от давления паров или газов ;

V - внутренний (свободный объем аппаратов и коммуникаций, находящихся под давлением, м3;

М - молекулярный вес газов или паров, находящихся под давлением в аппаратах;

Траб - температура паров или газов, находящихся в аппаратах, К.

При т  1 порядок расчета f следующий:

Определить напор, создаваемый сжатыми газами в аппарате:

где r - плотность воды, кг/м3.

Вычислить значение параметра:

где Qmax-максимальный расход жидкости из аппарата, определяемый по п. 1.2

По b необходимо найти а=18.313

.7.4 Рассчитать площадь сливного отверстия f, м3, по формуле:

м2

3. Рекомендации по обеспечению технологического оборудования приборами автоматики

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.

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). Всякая автоматическая система регулирования состоит из двух взаимодействующих между собой частей:

) объект регулирования;

) регулятор.

На данном технологическом процессе рекомендуется для обязательного использования следующие системы автоматического регулирования и дистанционного управления:

1.   Сигнализатор контроля содержания паров в рабочей зоне. [5]

2.      Звуковая и световая сигнализация при достижении максимального уровня в аппаратах. [5]

.        Непрерывная запись и автоматическое регулирование температуры в аппаратах. [5]

.        Системы автоматического регулирования для поддержания заданных физических величин.[5]

.        Системы автоматической защиты и блокировки при аварийных отклонениях технологических параметров в процессах, где авария может привести к тяжёлым последствиям.[5]

.        Автоматические установки пенного пожаротушения.[5]

.        Приточно-вытяжная вентиляция.[5]

8.   Автоматическая пожарная сигнализация.[5].

4. Составление карты пожарной опасности

Карта пожарной опасности представляет собой план помещения с нанесенной на нем информацией в виде условных обозначений о пожарной нагрузке, источниках зажигания, строительных конструкциях, технологических аппаратах, категории помещения. Карта пожарной опасности концентрирует в себе основную информацию о пожарной опасности объекта и позволяет наглядно оценить реальную опасность возникновения пожара или взрыва, места сосредоточения пожарной нагрузки, источников зажигания, систем сигнализации и пожаротушения. С целью унификации формы карты пожарной опасности и минимизации заполнения полей карты следует использовать условные обозначения, принятые в строительстве, противопожарной службе и технологии.

На карту наносится план помещения или этажа рассматриваемого объекта с указанием их площади, высоты, объема и категории взрывопожарной и пожарной опасности. Внутренне поле помещения заполняется квадратами, обозначающими блоки с указанием их порядковых номеров, энергетических потенциалов (для взрывоопасных блоков) или пожарной нагрузки (для пожароопасных блоков). Блоки с максимальным энергетическим потенциалом затушевываются красным цветом, блоки с опасность взрыва заштриховываются красным цветом, а блоки с опасностью пожара помечаются желтым цветом. Потенциальные источники зажигания наносятся на карту в виде флажков красного цвета. На карте отмечаются также взрывоопасные зоны в виде кругов синего цвета с центром в технологическом блоке, выделяющем взрывоопасную смесь.

После составления карты пожарной опасности осуществляется ее проверка, которая заключается в следующем.

. В круге, ограничивающем взрывоопасную зону, не должно находиться красных флажков, обозначающих источник зажигания.

. Удельная величина энергетического потенциала блока, расположенного в помещении категории В или Д, в м/Дж на 1 м3 объема не должна превышать 5. В противном случае следует более тщательно проверить правильность установления категории помещения.

. Если на карте пожарной опасности помещение имеет категорию А или Б (независимо от его площади), то здесь же должен быть значок в виде ромба, обозначающий установку пожаротушения с автоматическим пуском.

. Огнетушители, обозначенные на карте треугольниками, должны находится вблизи блоков, отмеченных красным и желтым цветом.

. Пожарная сигнализация (прямоугольник) должна находиться на путях эвакуации, а сигнализация на базе газоанализаторов - вблизи блока, помеченного красным цветом.

. На вентиляционных трубопроводах, по которым транспортируются горючие газы, пары или пыль, должны быть автоматические или огнезадерживающие клапаны.

Заключение

При рассмотрении вопроса обеспечения пожарной безопасности технологического процесса производства пироватекса ЦП (стадия конденсации диметилфосфита с акриламидом) были рассмотрены следующие вопросы: характеристика производства и веществ, обращающихся в производстве, пожарная опасность технологического процесса, анализ наступления опасных факторов пожара и взрыва, предложение системы пожарной безопасности для предотвращения возникновения пожара, тушения пожара и эвакуация людей и имущества при пожаре.

В результате анализа возможности образования горючей среды было установлено, что внутри аппарата образование взрывоопасной смеси (ГС) происходить не будет в связи с тем, что рабочая температура не лежит в пределах распространении пламени. Данное условие полностью соответствует безопасной эксплуатации установки в нормальном режиме работы. При аварийном режиме работы ГС образуется, поэтому необходимо обеспечить мероприятия, способствующие исключению образования источников зажигания в горючей среды (внутри помещения при аварии).

По результатам анализа процесса производства были предложены мероприятия по обеспечению пожарной безопасности технологического процесса. Данные мероприятия включают в себя: систему предотвращения пожара (исключение образования горючей среды, исключение источников зажигания в горючей среде), систему противопожарной защиты (первичные средства тушения, автоматические установки пожаротушения и пожарной сигнализации), организационно - технические мероприятия (снижение последствий теплового воздействия на производственное оборудование и строительные конструкции).

Курсовая работа позволила определить степень пожарной опасности технологического процесса, предложить мероприятия направленные на предотвращение и снижение последствий от возможной аварии.