Шпаргалка: Защита от пожара и взрывов на производстве

а)использование аппаратов без паровоздушного пространства (аппараты с плавающими крышами и понтонами);

б)оборудование дыхательных линий резервуаров с ЛВЖ дыхательными клапанами, работающими под небольшим избыточным давлением;

в)улавливание паров, выбрасываемых через дыхательные устройства, абсорберами или адсорберами;

г)окраску внешней поверхности резервуаров и емкостей светлыми лучеотражающими составами.

Загрузка аппаратов периодического действия жидкими и твердыми горючими веществами и выгрузка сопряжены с необходимостью открывания люков крышек, загрузочных приспособлений и выходом наружу горючих веществ. К таким аппаратам относятся смесители, клеемешалки, экстракторы, фильтр-прессы и т. п.

Для снижения пожаровзрывоопасности процессов, схемы которых включают в себя периодически действующие аппараты, необходимо:

а)во всех случаях, где это осуществимо по условиям технологического процесса, заменять периодически действующие аппараты аппаратами непрерывного действия;

б)максимально герметизировать загрузочные и разгрузочные устройства;

в)оборудовать аппараты системами местных отсосов газов, паров и пылей;

г)продувать аппараты инертным газом при их остановке на длительный срок;

д)оборудовать аппараты с открытыми процессами загрузки и выгрузки горючих веществ стационарными установками пожаротушения локального действия.

При эксплуатации закрытых аппаратов, находящихся под давлением, происходят утечки горючих веществ через прокладки и разъемные соединения.

Для ориентировочного определения количества газов и паров, выходящих из аппарата, можно использовать формулу Репина:

(кг/ч)

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

С -- коэффициент, зависящий от давления газов и паров в аппарате;

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

М-- молекулярная масса газов или паров, находящихся под давлением в аппаратах;

Т_раб -- температура газов или паров, К.

Ниже приведены значения коэффициента С в зависимости от рабочего давления в аппарате:

Количество газов и паров, выходящих из аппаратов, работающих под давлением, учитывают при расчетах приточно-вытяжной вентиляции.

Из аппаратов с сальниковыми уплотнениями возможна утечка газов, паров, жидкостей.

В целях снижения пожаровзрывоопасности при перекачке ЛВЖ и сжиженных газов применяют бессальниковые насосы. При использовании сальниковых насосов применяют торцевые уплотнения или сальниковые уплотнения с противодавлением.

Насосы и компрессоры с обычными сальниковыми уплотнениями, при работе которых наблюдаются утечки взрывоопасных и ядовитых веществ, оборудуют местными отсосами. Электропривод местных отсосов блокируют с пусковым устройством машин -- пуск насоса или компрессора может быть осуществлен только после пуска системы вентиляции. Надежными и более безопасными являются бессальниковые насосы, например мембранные насосы, жидкостные и газовые эжекторы, приводы с экранированными электродвигателями и т. п.

Количество жидкости, просачивающейся через сальниковые уплотнения, примерно можно определить по эмпирическим формулам:

(г/ч)

где G -- количество жидкости, просачивающейся через сальник штока (г/ч) на 1 мм периметра штока;

А -- коэффициент (для высоко летучих жидкостей принимают А = 5,0; для керосина А = 2,5);

р -- давление, создаваемое насосом, атм.

Утечка через сальники центробежных насосов при перекачке легких углеводородов может быть определена по формуле:

(кг/ч)

где G --количество жидкости, просачивающейся через сальники насоса, кг/ч;

d - диаметр вала насоса, м;

y -- плотность жидкости, кг/м³;

К -- коэффициент испаряемости жидкости;

H -- рабочий напор насоса, м вод. ст.

Тепловыми источниками зажигания горючих смесей могут быть открытый огонь, раскалённые продукты горения, нагретые поверхности, разряды статического электричества, молнии.

Источниками открытого огня в производственных условиях являются технологические нагревательные печи, реакторы огневого действия, регенераторы с выжиганием органических веществ из негорючих катализаторов, печи для сжигания и утилизации отходов; факельные устройства для сжигания отходящих газов, аппараты для газовой резки и сварки металлов.

Открытый огонь может воспламенить во всех случаях горючие смеси газов и паров с воздухом, так как температура пламени (более 1000 °С) всегда превышает температуру самовоспламенения газов и паров.

Основной мерой противопожарной защиты от стационарных источников открытого огня является их изоляция от горючих газов и паров при авариях и повреждениях. Поэтому аппараты огневого действия располагают на открытых площадках на определённом расстоянии от потенциальных объектов воспламенения. При газосварочных работах необходимы специальные меры, применение защитных экранов для предотвращения разлета раскаленных частичек металла и т. п.

Нагретые поверхности технологического оборудования

Правила техники безопасности предусматривают установление допустимой температуры поверхности такого оборудования.

Предельно допустимая температура безопасного нагрева неизолированных поверхностей технологического (электрического) оборудования составляет 80 % от величины стандартной температуры самовоспламенения газов или паров жидкостей и не должна быть выше минимальной температуры самовоспламенения.

В технологических процессах с использованием горючих пылей и волокон температура поверхности оборудования, на которую могут осесть горючие пыли или волокна, должна быть не менее чем на 50°С ниже температуры тления пылей (для тлеющих пылей):

t_{пов. оборуд} = t_{тления пыли} - 50^оС

Для нетлеющих пылей:

t_{пов. оборуд} ? 2/3 t_{самовоспл}

Фрикционные искры (искры удара и трения).

Являются наиболее распространенными источниками зажигания горючих смесей во взрывоопасных производствах. Они образуются при трении или соударении рабочих органов технологических машин и механизмов, а также при выполнении обслуживающим персоналом некоторых технологических операций. При обработке абразивные частицы могут разогреваться до температуры видимого свечения. Такие частицы принято называть фрикционными искрами.

Фрикционные искры металлов в определенных условиях разогреваются до температуры, при которой происходит воспламенение частиц. В этом случае за очень малый промежуток времени выделяется количество тепла, достаточное для прогревания прилегающего к частице объема горючей газовой смеси до температуры самовоспламенения.

При окислении металлических частиц кислородом воздуха на поверхности частиц образуются оксидные плёнки.

Все металлы можно разделить на две группы.

К первой группе относятся металлы Li, Na, Mg, К и др., у которых отношение объемов оксида и металла меньше единицы.

Ко второй группе относятся Fе, Аl, Тi, Сu и др., у которых отношение объемов оксида и металла больше единицы.

Основное влияние на скорость окисления таких частиц оказывает диффузия кислорода внутрь кристаллической решетки оксида.

Рассмотрим разогрев частиц металлов первой группы.

Частицы Mg размером 10 мкм разогреваются за счет реакции окисления до температуры 1381 К. Над поверхностью частицы появляется диффузионное пламя, которое существует до полного сгорания металла.

При трении и соударении частиц металлов второй группы, например пары сталь -- сталь, максимальная температура отрывающихся частиц определяется температурой плавления железа или его оксидов, что приводит к поверхностному горению до полного сгорания металла.

Растворённые в металлах и образующиеся при горении углерода газы раздувают пузырёк жидкого оксида, в результате чего после выгорания всего металла и охлаждения оксида образуется полый пузырёк.

Схема окисления фрикционных частиц стали приведена на рис. ниже.

Определяющее влияние на разогрев частиц оказывает содержание кислорода в газовой среде. При увеличении содержания кислорода в 3 раза в смеси с азотом температура фрикционных частиц углеродистых сталей возрастает с 2100 К до 2600 К.

Схемы искрообразующих установок на производстве.

Исследования процессов искрообразования и поджигания горючих газовоздушных смесей проводят на экспериментальных установках, моделирующих реально существующие условия во взрывоопасных помещениях.

1 -- установка копрового типа для испытания материалов;

2 -- установка обстрела для испытания материалов, работающих в режиме одиночного соударения при больших скоростях относительного перемещения;

3 -- маятниковый копер для испытания материалов, работающих в режиме одиночных скользящих соударений;

4 -- установка для испытания материалов, работающих в режиме непрерывного трения;

5 -- установка для испытания материалов, работающих в режиме быстрочередующихся ударов.

Исследования процессов искрообразования и поджигания, горючих газопаровоздушных смесей проводятся на экспериментальных установках, моделирующих реально существующие условия во взрывоопасных помещениях на рис. установка 5: монтируется во взрывной камере, продуваемой горючей смесью. Стол камеры служит для крепления пластин, изготовленных из исследуемых материалов. Включается привод, и механизмом подъема закрепленная на столе пластина прижимается к вращающейся детали.

Скорость скольжения (V, м/с) определяется из уравнения:

где d -- диаметр вращающегося элемента,

f -- частота соударений, с^-1.

Число соударений n подсчитывается по формуле:

где S -- количество «ударников» на вращающемся элементе;

ф -- время работы механизма, с.

Вероятность Р воспламенения исследуемой горючей смеси при соударении различных материалов определяется как отношение количества поджиганий к количеству соударений n:

Испытываемые материалы считаются искробезопасными по отношению к данной горючей газовой смеси, если максимальное значение вероятности зажигания горючей смеси Р не превышает 10^-5 для любого состава горючей смеси.

В целях обеспечения фрикционной искробезопасности технологических процессов промышленность выпускает вентиляторы с применением защитных покрытий деталей проточной полости.

Во время проведения технологических операций и ремонтных работ во взрывоопасных зонах используется искробезопасный инструмент, выполненный из материалов, не дающих искр.

Наибольшее распространение получили искробезопасные бериллиевые бронзы. Ударные инструменты, выполненные из таких материалов не образуют искр, так как энергия соударения расходуется на пластическую деформацию материала инструмента.

Разряды статического электричества (СЭ)

Под СЭ принято понимать электрические заряды, находящиеся в состоянии относительного покоя, распределенные на поверхности или в объеме диэлектрика или на поверхности изолированного проводника.

Электризацией сопровождаются процессы, протекающие в аппаратах с интенсивным механическим воздействием: смесителях, дробилках, мельницах, пневмотранспортных системах и т. п.

Электризация отдельных частиц диспергированных материалов происходит при их соударении друг с другом и со стенками технологических аппаратов.

Основная опасность электризации -- возможность воспламенения горючей смеси искровыми разрядами СЭ.

Токи электризации, как правило, не превышают десятков микроампер. Они не могут вызвать поражение человека. Однако разряды СЭ между телом человека и заряженным объектом вызывают испуг, сопровождающийся непроизвольными некоординированными движениями, что может привести к несчастному случаю.

Искровой разряд СЭ воспламеняет горючую смесь, если выделяющаяся в разряде энергия равна или больше минимальной энергии зажигания горючей смеси.

Защита от СЭ должна осуществляться во взрывоопасных зонах, классификация которых приведена в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ). Вне взрывоопасных зон защита осуществляется в случае, если СЭ отрицательно влияет на здоровье человека, технологический процесс или качество продукции.

На предприятиях химической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслей промышленности широко используют и получают в больших количествах вещества и материалы, которые с воздухом могут образовать горючие смеси, способные воспламениться от искр замыкания и размыкания электрических цепей и нагретых частей электрооборудования.