Электротех. Лекция 14. Электробезопасность. Пожарная безопасность. 14 Электробезопасность
 Скачать 1.24 Mb.
|
|
2 , N 2 ). Минимальное взрывоопасное содержание кислорода при флегматизации и ингибировании газовых смесей (МВСК) - это такая концентрация кислорода в газо- или паровоздушной смеси, ниже которой воспламенение и горение смеси становится невозможными при любом содержании горючего в; этой г смеси. Мощность источника и минимальная энергия зажигания. С изменением мощности источника зажигания может изменяться область воспламенения. Особенно это характерно для диэлектрических разрядов. Так, увеличение мопщости искры приводит к расширению пределов воспламенения горючей смеси, причём наиболее сильно увеличивается ВКПРП. Однако расширение области воспламенения происходит до определённого предела. Искры, которые не вызывают дальнейшего расширения области воспламенения, называются насыщенными. Допустимая энергия искрового разряда не должна превышать 40 % минимальной энергии зажигания. Минимальной энергией зажигания называется наименьшее значение энергии электрического разряда, способное воспламенить наиболее легковоспламеняющуюся смесь газа (пара или пыли) с воздухом. Температурные пределы распространения пламени (воспламенения) - такие температуры вещества, при которых его насыщенный пар образует в окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему (НТПРП) и верхнему (ВТПРП) концентрационным пределам распространения пламени. Для обеспечения безопасности технологический процесс проводят при температуре ниже НТПРП на 10 °С или выше ВТПРП на 15°С. На температурные пределы распространения пламени оказывает влияние начальное давление; уменьшение начального давления по сравнению с атмосферным приводит к снижению этого показателя, повышение - к увеличению. Защита ТП и оборудования от аварий и взрывов Действующей системой стандартов безопасности труда установлено, что производственные процессы и производственное оборудование должны быть пожаро- и взрывобезопасными (ГОСТ12.3.0002-75, ГОСТ 12.2.003-74). Стандарты предусматривают систему контроля и управления те5шологическим процессом, обеспечивающую защиту работающих и аварийное отключение производственного оборудования. В комплекс пожаровзрывозащиты должен входить ряд вариантов запщты, связанных с исключением из процесса горючей (взрывоопасной) системы или возможных источников зажигания, а также с использованием способов ограничейия и подавления взрывов. Следует учитывать, что мероприятия по запщте от взрывов лучше всего оеуществляются в оборудовании наименьшего объёма. Распространённым способом снижения вероятности взрыва является установление безопасного технологического регламента, когда даже при резких возмущениях процесса его «опасные» параметры (температура, давление) не могут приблизиться к границе устойчивости. Снижение скорости протекания процесса достигается уменьшением скорости подачи исходных компонентов, варьированием температурного режима и применением специальных разбавителей. Осуществление технологического процесса в среде инертного разбавителя (N 2 , СО 2 , Н 2 О) позволяет снизить вероятность взрыва смеси, однако добавки инертного компонента (70... 110% об. от горючей смеси) затрудняют отделение от них конечного продукта, требуют использования дополнительного технологического оборудования и контрольно измерительной аппаратуры. Инертные разбавители целесообразно использовать также на некоторых стадиях технологического процесса. Значительное сужение концентрационных пределов воспламенения и подавление взрывов достигается при комбинированном действии химических ингибиторов (фторбромсодержащих углеводородов) с диоксидом углерода, азота, диэтиламином. Предотвратить взрыв можно регулированием и поддержанием такого состава смеси, при котором содержание горючего компонента находится вне концентрационных пределов воспламенения. Поскольку НКПРП большинства горючих газов, используемых при получении полимеров, сравнительно невелик, переработка таких газов при концентрациях, меньших НКПРП, малоэффективна. Для взрывоопасных смесей с верхним концентрационным пределом воспламенения до 15...30% целесообразно переобогаш;ение смеси горючим и поддержание такой концентрации на заданном уровне в течение всего технологического цикла. Однако если процесс осуществляется в вакууме, то в случае нарушения герметичности аппарата возможны подсос воздуха и образование взрывоопасных концентраций и, как следствие, взрыв и разрушение технологического оборудования. Технологическим способом снижения опасности является также перевод периодического или полунепрерывного технологического процесса в непрерывный. Вследствие уменьшения объёма реактора непрерывного действия, по сравнению с объёмом реактора периодического действия, п р и , той же производительности снижается общий объём реакционной массы, находящейся в цехе. Тем самым облегчаются возможные последствия аварии, однако вероятность возникновения самой аварии и взрыйа не уменьшается. Технологический режим {t,p) при непрерывном процессе поддерживается постоянным, что существенно облегчает автоматизацию технологического процесса и снижает его опасность. Для производств, связанных с применением мелкодисперсных материалов (пылей), одной из задач является снижение летучести пыли. Для этого пыль увлажняют в местах её образования или в местах, где возможно увеличение содержания пыли в воздухе. Увлажнение проводят до такого состояния пыли, при котором не образуется аэрозоль. Замена пылесборников с^убберами с увлажнением помогает решить эту задачу. Для улучшения смачивания к воде добавляют ПАВ. Достаточно эффективными мерами, обеспечивающими безопасность процесса, являются своевременное удаление скоплений пыли, обеспечение надёжной герметизации соответствующего оборудования, применение вакуумного транспортирования пылевидных материалов, снижающего содержание кислорода в горючей смеси, взамен транспортирования под давлением воздуха. Для уменьшения опасности взрыва очень часто оборудование для опасных операций или выносят на открытый воздух, или размещают в небольших обособленных зданиях. Одним; из важных мероприятий по предотвращению действия давления взрыва в системе является сброс давления через вышибаемые проёмы, к которым относятся остеклённые части здания, двери, распашные ворота, легкопанельные стены,; лёгкие сбрасываемые крыши. Ограничение и подавление взрывов. Механизм ограничения и подавления взрывов, как й в случаях тушения пожаров, основан на охлаждении, инертизации и ингибировании горения. Устройство, служащее для подавления взрыва, включает в себя три основных элемента: • чувствительный датчик, реагирующий на определённый параметр взрыва (давление, температуру, тепловую радиацию); • исполнительный механизм, который под влиянием начального импульса обеспечивает срабатывание устройства и диспергирование г вещества, тушащего пламя. Скорость срабатывания устройства должна быть больше максимальной скорости нарастания давления взрыва; • тушащее средство. Период между моментами воспламенения и достижения разрушающего давления составляет примерно 30-^40 мс, поэтому автоматическая ^ блокировка с тушапщм средством должна срабатывать в течение более короткого времени. Широкое применение в химической промышленности нашли автоматические системы взрывозащиты, которые подразделяются на системы предупреждения, локализации и подавления взрывов. Системы предупреждения аварий и взрывов могут быть дв)эс видов; • основные защитные воздействия первого вида, возвращающие процесс в режим нормального функционирования: подача «жёсткого» хладагента - она применяется в случае, когда развитие аварийной ситуации приводит к нарушению температурного режима, а резкое охлаждение не вызывает полного прекращения процесса; прекрагцение подачи одного или нескольких компонентов, когда причиной возникновения аварийной ситуации является нарушение расхода или соотношения исходных компонентов или когда нарушается температурный режим в сторону увеличения опасности; стравливание избыточного давления из аппарата - применяется, когда предаварийное состояние характеризуется повышением давления; подключение дополнительного технологического оборудования, нацример через ловушку, когда защитные воздействия первого вида приводят к временному замедлению процесса; • прекращение процесса- осуществляется запщтными воздействиями второго вида; сброс реакционной массы в специальную ёмкость, заполненную разбавителем; подача в реактор разбавителя, резко затормаживающего процесс и делающего невозможным дальнейшее использование реакционной массы; подача «жёсткого» хладагента, если последовавшее за этим снижение температуры вызывает такие необратимые реакции, которые приводят к невозможности дальнейшего использования реакционной массы. Системы локализации взрывов. Системы приводятся в действие; при возникновении ; загораний и угрозе разрушения технологического оборудования и здания от избыточного давления. Принцип действия систем локализации заключается в обнаружении аварийного состояния датчиком - преобразователем, подаче исполнительной команды на срабатывание устройства разгерметизации, инертизации и пожаротушения. После срабатывания устройств разгерметизации (предохранительной мембраны) в очаг возгорания подаётся флегматизирующий инертный разбавитель или (через насадки - распылители) огнетушащее вещество для ликвидации или локализации загорания. Чтобы предотвратить распространение пламени на смежные аппараты, применяют устройства блокирования - огнепреградители различных типов и пламеотсекатели. По способу устройства огнепреградители могут быть сухими, орошаемыми, с водяным статическим затвором. По конструкции они делаются с насадкой из гранулированных материалов, пластинчатые, сетчатые, металлокерамические или металловолокнистые. Огнепреградители используют также для оборудования «дыхательных», продувочных и сбросных линий аппаратов и ёмкостей с ЛВЖ, газопаровоздушных линий со взрывоопасными концентрациями смесей, коммуникаций с газами, способными к взрывному разложению. Пламегасягций эффект огнепреградителей определяется в основном диаметром пламегасящих каналов, поскольку длина и материал стенок этих каналов мало влияют на теплоотвод из зоны горения. При з^еньшении диаметра пламегасящего канала увеличивается его поверхность на единицу массы реагирующей смеси, вследствие этого возрастают потери тепла из зоны горения.' При критическом диаметре скорость реакции горения резко уменьшается, так что дальнейшее распространение пламени полностью прекращается. , Для локализации пламени в трубопроводах, транспортирующих различные горючие вещества (газы, пыли), применяют форсуночные пламепреградители. Принцип их действия заключается в создании огнетушащей зоны впереди движущегося фронта пламени специальными устройствами, которые обеспечивают высокоскоростную подачу жидкого или газообразного огнепреградителя в полость защищаемого трубопровода. В качестве пламеотсекателей, предотвращающих распространение огня по газопроводу, используют изолирующие клапаны, а также гидрозатворы, которые обеспечивают механическое перекрытие рабочего сечения газопровода шиберами или заслонками и одновременную подачу внутрь газопровода огнетушаш;ей жидкости. Устройства разгерметизации предназначены для обеспечения необходимого по условиям взрывозащиты проходного сечения для сброса избыточного давления, возникающего при взрыве внутри аппарата. При этом давление в аппарате не должно превышать допустимого значения. Для обеспечения необходимой площади разгерметизирующих разгрузочных отверстий наибольшее применение нашли предохранительные устройства - клапаны и разрушающиеся мембраны. Разгрузка противовзрывных устройств должна быть организована таким образом, чтобы избежать выброса пламени в рабочее помещение и повторного взрыва. Для этого рекомендуется противовзрывные устройства снабжать трубами, площадь сечения которых должна быть не менее площади разгрузочного отверстия, а длина - не более 3 м. Трубы выводят наружу, причём они должны быть по возможности прямыми. Пожаровзрывоопасность электроустановок. Во взрыво- и пожароопасных производствах, особенно при работе с взрывоопасными газами, парами, пылями (ацетиленом, оксидом этилена, ацетоном, диэтиловым эфиром), электроустановки могут быть источниками воспламенения. Так, при неправильной эксплуатации или неисправности электрооборудования возможны его перегрев или появление искровых разрядов, которые могут вызвать пожар или взрыв горючей среды, наносящий большой материальный , ущерб. Поэтому электрооборудование, работающее во взрывоопасных средах, выполняется по специальным правилам и может эксплуатироваться без опасности их воспламенения. Электрическая искра является одним из наиболее мощных источников воспламенения. Большая температура (около 10 ООО °С) в канале искрового ; разряда способствует протеканию интенсивных окислительно восстановительных реакций. Возникновение электрических , искр в производственных условиях возможно при замыкании и размыкании электрических цепей в выключателях, рубильниках, пусковой и другой аппаратуре, а также при коротком замыкании, плохих электрических контактах. Основными способами борьбы с воспламенением от электрооборудования являются правильный выбор и надлежащая эксплуатация этого оборудования во взрыво- и пожароопасных производствах. В связи с этим все помещения (цехи, участки), наружные установки, согласно «Правилам устройства; электроустановок» (ПУЭ), классифицируют на взрывоопасные (В-1, В-1а, В- 16, В-1г, В-П, В-Па) и пожароопасные (П-1, П-П, П-Па, П-Ш) зоны. Взрывоопасная зона - это пространство, в котором имеются или могут i появиться взрывоопасные смеси и в пределах которого на исполнение электрооборудования накладываются ограничения с целью уменьшения вероятности возникновения взрыва, вызванного электрооборудованием. К классу В-1 относятся зоны производственных помещений, в которых, выделяются горючие газы и пары в таком количестве и обладают такими свойствами, что они могут образовывать с воздухом или другими окислителями взрывоопасные смеси при нормальных недлительных режимах работы, например: при загрузке и разгрузке технологических аппаратов, хранении или переливании ЛВЖ, находящихся в открытых сосудах. К классу В-1а относятся зоны производственных помещений, в которых взрывоопасная концентрация газов и паров возможна только в результате аварии или неисправностей. К классу В-16 относятся те же зоны, что и к классу В-1а, но имеющие одну из ; следующих особенностей: ■ • горючие газы в этих зонах обладают высоким нижним концентрационным пределом воспламенения (>15% об.) и резким запахом при ПДК; • при аварии в этих зонах возможно создание только местной' взрывоопасной концентрации, распространяемой на объём не более 5 % общего объёма зоны; • горючие газы и жидкости используются в небольших количествах без применения открытого пламени, в вытяжных шкафах или под вытяжными зонтами. К классу В-1г относятся наружные установки, содержапще взрывоопасные газы, пары, жидкости, причём взрывоопасная концентрация может создаться только в результате аварии или неисправностей. К классу В-П относятся зоны производственных помещений, в которых возможны образования взрывоопасных концентраций пылей или волокон с воздухом или другим окислителем при нормальных, недлительных режимах работы. К классу В-Па относятся зоны, аналогичные зонам класса В-П, в которых взрывоопасные концентрации пылей и волокон могут образоваться только в результате аварий или неисправностей. Пожароопасная зона - это открытое пространство, в котором могут находиться горючие вещества как при нормальном технологическом процессе, так и при возможных его нарушениях. к классу П-1 относятся зоны производственных помещений, в которых применяют или хранят жидкости с температурой вспышки выше 61 °С. к классу П-П относятся зоны производственных помещений, в которых при проведении технологического процесса выделяются горючая пыль или частицы волокон с нижним концентрационным пределом воспламенения более 65 г/м^к объёму воздуха или взрывоопасные пыли, содержание которых в воздухе производственных помещений по условиям эксплуатации , не достигает взрывоопасных концентраций. К классу П-Па относятся зоны производственных и складских помещений, в которых содержатся или перерабатываются твёрдые или волокнистые горючие вещества; горючие пыли и волокна здесь не выделяются. К классу П-Ш относятся наружные установки, в которых йрименяются или хранятся горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 61 °С, а также твёрдые горючие вещества. Применяемые в означенных помещениях электроустановки должны обеспечивать как необходимую степень защиты их обмоток от воздействия окружающей среды, так и необходимую безопасность в отношении пожара или взрыва по причине их неисправности. В соответствии с ПУЭ в пожароопасных зонах используется электрооборудование закрытого типа, внутренняя полость которого отделена от внешней среды оболочкой. Аппаратуру управления, зашиты и светильники рекомендуется применять в пыленепроницаемом исполнении. Вся электропроводка должна быть обеспечена надёжной изоляцией. Во взрывоопасных зонах и наружных установках необходимо использовать взрывозащищённое электрооборудование, изготовленное в соответствии с ГОСТ12.2.020-76 «Электрооборудование взрывозащищённое». В соответствии с ним всё электрооборудование по уровню взрывозапщты, т. е. степени взрывозащиты, подразделяется на три класса: • класс 2 - повышенной надёжности против взрыва, в котором взрывозашита обеспечена только при нормальном режиме работы; • класс 1 - взрывобезопасное, в котором взрывозащита обеспечивается и при признанных вероятных повреждениях, кроме повреждений средств взрывозащиты; • класс О - особо взрывобезопасное, в котором по отношению к взрывобезопасному приняты дополнительные средства взрывозащиты. Взрывозащита обеспечивается взрывонепроницаемой оболочкой, искробезопасными .электрическими цепями, недопущением появления опасных нагревов, искр, дуг; продувкой внутренних полостей чистым воздухом и л и : инертным газом; заполнением токоведущих полостей минеральным маслом, любым жидким негорючим диэлектриком; кварцевым заполнением оболочек; заполнением эпоксидными смолами, имеющими оболочку под постоянным избыточным давлением воздуха или инертного газа. I , I : - • Пусковую аппаратуру (выключатели, магнитные пускатели) в классах В-1 и В-И необходимо выносить за пределы взрывоопасных помещений и снабжать устройством дистанционного управления. Провода внутри взрывоопасных помещений следует прокладывать в стальных трубах или использовать для этих целей бронированный кабель. Светильники для классов В-1, В-П и В-1а также должны быть взрывозащищёнными. |