пожарная безопасность технологических процессов. Противопожарная защита цеха с краскоприготовительным отделением
 Скачать 0.59 Mb.
|
|
2. Анализ пожаровзрывоопасных свойств веществ, обращающихся в производстве Анализ пожаровзрывоопасных свойств веществ, обращающихся в производстве, производится на основании ГОСТ 12.1.044-89* «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов, номенклатура показателей и методы их определения». Под пожаровзрывоопасностью веществ и материалов понимается совокупность свойств, характеризующих их способность к возникновению и распространению горения. Следствием горения, в зависимости от его скорости и условий протекания, могут быть пожар или взрыв. Исходным сырьем в рассматриваемом мной процессе является легковоспламеняющаяся жидкость бензол и полуфабрикат краски, из которых производится приготовление краски используемой для окраски изделий. Химический состав бензола С6Н6 . Бензол является бесцветной ЛВЖ, с плотностью по воздуху 873,68кг/м3; концентрационные пределы распространения пламени (минимальное (максимальное) содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания) составляют 1,43-8% (об.); с температурой самовоспламенения (наименьшей температурой окружающей среды, при которой в условиях специальных испытаний наблюдается самовоспламенение вещества) равной 560°С, и теплотой сгорания — 3169,4 кДж/моль. В качестве полуфабриката краски примем краску ХВ-161 (МР ТУ 6-10-908-70) - легковоспламеняющаяся жидкость с температурой самовоспламенения 550°С, температурой вспышки 21°С, температурой воспламенения 41°С, температурные пределы распространения пламени 21-50°С 3. Оценка пожаровзрывоопасности среды внутри аппаратов при их нормальной работе В технологической схеме могут быть аппараты с горючими жидкостями, причём уровень жидкости может изменяться при наполнении или расходе продукта. Могут быть аппараты, полностью заполненные жидкостью (например, насосы, трубопроводы), аппараты с горючими газами и аппараты, внутри которых находятся одновременно горючая жидкость и газ. Поэтому вначале следует выяснить, есть ли аппараты с переменным уровнем горючей жидкости. Это обычно резервуары, вертикальные и горизонтальные ёмкости, мерники и другие подобные им аппараты. В таких аппаратах над поверхностью жидкости всегда есть паровоздушное пространство, концентрация паров в котором может быть ниже нижнего предела распространения пламени (воспламенения) или в пределах воспламенения (взрыва), или выше верхнего предела распространения пламени (воспламенения). Чтобы установить, какая концентрация паров будет в паровоздушном объеме аппарата при нормальной рабочей температуре, нужно сравнить эту температуру с температурными пределами распространения пламени и сделать соответствующие выводы.
Данная таблица записана с условием.  где ТР — расчетная температура жидкости; Тнпв, Твпв — соответственно нижний и верхний температурные пределы воспламенения жидкости (с учетом давления среды в аппарате). Оценив пожарную опасность аппаратов при их нормальной работе мы пришли к следующим выводам. Паровоздушное пространство имеется в окрасочной камере, т.к в нем имеется свободное и свободный доступ воздуха. Так как по условиям технологического процесса рабочая температура в камере неизвестна, то заключение о горючести смеси в аппарате дать невозможно. Предлагаю следующие мероприятия: -в ведение негорючих (инертных) газов в паровоздушное пространство аппарата в течение всего периода работы. -поддержание безопасного температурного режима посредством систем контроля и регулирования, рабочую температуру необходимо поддерживать ниже нижнего или выше верхнего температурного предела самовоспламенения. -установить датчики контроля концентрации паров бензола. -оборудовать окрасочную камеру системой приточно-вытяжной вентиляции, для исключения возможности образования взрывоопасной концентрации паров бензола. Произведем расчет концентрации горючего в точке флегматизации (СГ) и минимальной флегматизирующей концентрации флегматизатора(СФ) для продувки окрасочной камеры. По ГОСТ Р 12.3.047-98 Приложение П. Для обеспечения взрывобезопасности технологического оборудования и производственных помещений осуществляют флегматизацию горючих парогазовых смесей в указанных объемах с помощью различных газообразных добавок. Количественно флегматизация характеризуется минимальной флегматизирующей концентрацией флегматизатора Сф. Расчет концентрации горючего Сг и разбавителя Сф в экстремальной точке области воспламенения при флегматизации бензола  азотом. Разность  , равная 34,9 кДж/моль, берут из таблицы П.1. По формуле вычисляют Vфсучетом того, что теплота образования бензола — 82,9 кДж/моль:  Vф — число молей флегматизатора, приходящееся на один моль горючего в смеси, соответствующей по составу точке флегматизации.  — стандартная теплота образования горючего газа, кДж/моль.Разность энтальпий флегматизатора определяют в соответствии с приведенными в таблице П.1 данными.Находим Сг и Сф по формулам: где С г — концентрация горючего в точке флегматизации, % об. (С г = 100 / ([1 + 2,42(mc + 0,5mн — m0) + Vф]; Сг = 100/[1 + 2,42 (6 + 3) + 15,04] = 2,64 % (об.); Сф, (% об.), для горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, рассчитывают по формуле Сф=СгVф, Сф = 2,64•15,04 = 39,7 % (об.) Предельно допустимую взрывобезопасную концентрацию флегматизатора Срф, (% об.), рассчитывают по формуле Срф = СфК =39,7•1,2 = 47,6 % (об.) где  4. Пожаровзрывоопасность аппаратов, при эксплуатации которых возможен выход горючих веществ наружу без повреждения их конструкции. Горючие газы, пары и жидкости выходят в производственное помещение или на открытую площадку, если технологические аппараты имеют открытую поверхность испарения или дыхательные устройства, а также при использовании аппаратов периодического действия, с сальниковыми уплотнениями и т. п. При этом размеры образующихся наружных пожаровзрывоопасных зон определяются свойствами обращающихся в технологическом процессе веществ и их количеством, которое может выходить наружу за определенный промежуток времени, условиями выброса, растекания и рассеивания в окружающей среде. Количество паров жидкости, которое теряется в атмосферу при дыхании аппаратов, можно определить расчетом. Пожароопасная загазованность прилегающей местности может возникнуть преимущественно при больших дыханиях, когда происходит мощный выброс смеси в атмосферу при значительной концентрации горючих паров. Определяем количество паров, выходящих из смесителя за 1 цикл большого дыхания:  где Gб- количество выходящих из заполненных аппаратов паров, кг/цикл; V - объем заливаемой в аппарат жидкости, 2,4•0,8 м3; Тр - рабочая температура жидкости в аппарате, 328 К; s - объемная доля насыщенных паров; Мп, Мв - молекулярная масса паров и воздуха; Рр - рабочее давление в герметичном аппарате или барометрическое давление в аппарате, сообщающемся с атмосферой, 120000 Па; R - универсальная газовая постоянная. Объемную долю насыщенных паров находим по формуле  где Рs - давление насыщенных паров при рабочей температуре жидкости, Па.  где А, В, Са - постоянные уравнения Антуана; tp - температура паров жидкости, С; Вещество бензол t=60C; A=6,10906; B=1252,776;  Вблизи дыхательных патрубков резервуара образуются местные зоны ВОК, объем которых оценивают по формуле:  где:  - объем местной зоны ВОК;m – масса горючих веществ, кг;  - коэффициент запаса надежности, обычно принимаемый равным 2 - нижний концентрационный предел распространения пламени, кг/м3; где:  - концентрация, об.доли; - молярный объем пара или газа (м3/кмоль) при рабочих условиях, определяемый по формуле: где: V0 = 22,41 м3/кмоль – молярный объем паров или газов при нормальных условиях; Р0=101325 Па – давление при нормальных физических условиях.   об. доли кг/м3 м3.Такой объем взрывоопасной концентрации не очень велик и вызван в основном большим дыханием (это вытеснения паров наружу или подсос воздуха во внутрь аппарата вызванный изменением уровня жидкости в аппарате). В целях сокращения потерь паров жидкости и снижения пожаровзрывоопасности в окрестностях дышащих аппаратов целесообразно осуществлять следующие технические и организационные мероприятия: Ликвидировать паровоздушное пространство в резервуарах; Обеспечить постоянство объема газового пространства; Осуществить термоизоляцию резервуаров; Окрасить резервуары светлыми лучеотражающими составами. Серебристая (алюминиевая) краска почти в два раза снижает потери по сравнению с черной окраской; Орошать резервуары водой посредством распылителей; Осуществить герметизацию газового пространства резервуаров дыхательными клапанами; Осуществить устройство систем улавливания и утилизации паров; Вывести дыхательные трубы за пределы помещения. 5. Анализ возможных причин повреждения аппаратов, разработка необходимых средств защиты. Необходимым условием обеспечения эффективной и безопасной эксплуатации технологического оборудования является его прочность, под которой понимают способность конструкции воспринимать усилия рабочих нагрузок, не разрушаясь и не образуя пластических деформаций сверх установленных величин. Вид и толщину материала аппаратов подбирают (при проектировании и изготовлении) таким образом, чтобы они могли противостоять воздействию внутренней и внешней среды. Наблюдаемые на практике повреждения технологического оборудования происходят в результате недостатков конструктивного характера (неправильный расчет, неудачный выбор материала), дефектов изготовления (скрытые внутренние дефекты материала, некачественная подгонка и сварка), нарушения принятых режимов работы, отсутствия или неисправности средств защиты от перегрузок, некачественного технического обслуживания и ремонта. Возможны следующие основные комбинации нарушений, в результате которых возникают повреждения технологического оборудования: превышение расчетных нагрузок при сохранении расчетной прочности оборудования; снижение расчетной прочности оборудования при сохранении расчетных нагрузок; одновременное нарушение расчетных нагрузок и расчетной прочности оборудования. Причины повреждения технологического оборудования принято классифицировать следующим образом: повреждения в результате механических воздействий; повреждения в результате температурных воздействий; повреждения в результате химических воздействий. 5.1. Повреждения технологического оборудования в результате механических воздействий Под механическими воздействиями обычно понимают такие воздействия, которые возникают в результате превышения расчетных нагрузок на оборудование при сохранении его расчетной прочности. Наиболее характерным механическим воздействием является чрезмерное внутреннее давление, возникающее в аппарате при: 5.1.1. Переполнение технологического оборудования жидкостями или газами Такое явление может иметь место на производстве при нарушении технологического режима, при недостаточном контроле за "технологическим процессом, при неисправности контрольно-измерительных приборов и защитной автоматики. В рассматриваемой технологической схеме это явление возможно для мерников растворителя бензола, смесителей-растворителей и баков готовой краски. Для его предотвращения необходимо предусмотреть: счетчики количества поступающих в оборудование бензола и полуфабриката краски; пожаробезопасные уровнемеры, манометры; автоматические системы прекращения подачи продуктов при переполнении оборудования; системы сигнализации и связи между наполняемыми аппаратами и операторными, насосными; переливные трубы. 5.1.2. Подключение аппаратов с разным рабочим давлением друг к другу В технологической схеме к данным аппаратам можно отнести: мерник растворителя – смеситель. смеситель – бункер полуфабриката. фильтр – баки готовой краски. Для предотвращения возможных аварий на данных аппаратах необходимо производить следующие мероприятия: если аппарат работает под давлением, меньшим, чем давление питающего его источника, то на линии подключения аппарата к источнику давления должны быть, кроме запорной задвижки, автоматическое редуцирующее приспособление с манометром и предохранительный клапан на стороне меньшего давления. Запорная задвижка должна находиться между аппаратом и редуцирующим устройством, вблизи аппарата. При небольшом перепаде давления оба подключенных друг к другу аппарата следует рассчитывать на наибольшее давление. Для группы аппаратов, работающих при одинаковом давлении и подключенных к аппарату с большим давлением, достаточно одного редукционного и одного предохранительного клапанов (с манометром), установленных на общей магистрали до первого ответвления. |