Пожарная опасность аппаратов с газами меры профилактики. Оценка возможности образования горючей среды внутри технологического оборудования. Обеспечение пожарной безопасности технологических процессов повышенной опасности

Прочитайте: IV. ОСОБЕННОСТИ ВЕНОЗНОГО ОТТОКА ОТ ОРГАНОВ ГОЛОВЫ И ШЕИ LgE-опосредованные заболевания. Принципы диагностики заболеваний. Особенности сбора анамнеза. Наследственные аспекты аллергический заболеваний V2: Кости нижней конечности, их соединения. Особенности строения стопы человека. Рентгеноанатомия суствов нижней конечности. Разбор лекционного материала. V2:Анатомо-физиологические особенности зубов и слизистой оболочки полости рта. Эмбриогенез полости рта и зубов VI. Особенности влияния различных факторов на фармакологический эффект ЛС. Алиментарное ожирение, этиопатогенетические механизмы, клинико-эпидемиологические особенности, лечение и профилактика. Алкогольная зависимость. Причины. Патогенез. Эпидемиология. Особенности у женщин и подростков. Профилактика. Препараты для лечения алкогольной зависимости.

В условиях производства получаются, подвергаются обработке или участвуют в технологическом процессе как вспомогательные материалы разнообразные ЛВЖ в холодном, и нагретом состоянии, при различном давлении и в различных по устройству аппаратах. На современных производствах технологические процессы герметизированы, т.е. вещества заключены в аппараты или трубопроводы, внутреннее пространство которых может послужить местом возникновения пожара.

Аппараты с неподвижным уровнем жидкости.

Внутри закрытого аппарата с неподвижным уровнем жидкости горючая среда может образоваться только при наличии в аппарате свободного от жидкости объема (газового пространства), который сообщается с атмосферой и в той или иной степени насыщается парами жидкости.

Предотвращение образования горючей среды в закрытых аппаратах с неподвижным уровнем жидкости способствуют следующие технические решения:

1. Ликвидация газового пространства достигается:

· предельным заполнением аппарата или емкости жидкостью. При этом могут быть следующие аварийные ситуации:

· перелив;

· разрушение аппарата;

· перелив при повышении температуры.

· хранением жидкости под защитным слоем воды; (напр. Н 42 0S);

· применением резервуаров с плавающей крышей; применением резервуаров со стационарной крышей и плавающим понтоном;

· применением емкостей с гибкими внутренними оболочками.

2. Поддержанием безопасного температурного режима. Это достигается посредством систем контроля и регулирования. Рабочая температура поддерживается ниже нижнего или выше верхнего температурного предела распространения пламени жидкости.

3.Снижение концентрации паров горючей жидкости при заданной температуре ниже нижнего концентрационного предела распространения пламени. Это достигается:

* применением высокостойких пен, эмульсий и полых микро-шариков, плавающих на поверхности жидкости и препятствующих ее испарению;

Тема:
Пожарная опасность выхода
горючих веществ из
нормально работающих
технологических аппаратов
1

Учебные вопросы:
1. Образование горючей среды при эксплуатации
аппаратов с дыхательными устройствами
2. Образование горючей среды при эксплуатации
аппаратов с открытой поверхностью испарения,
аппаратов периодического действия и герметичных
аппаратов,
работающих
под
избыточным
давлением
2

Литература
Основная:
1. Пожарная безопасность технологических
процессов. Учебное пособие/ Хорошилов О.А, Пелех
М.Т., Бушнев Г.В. и др.; Под общ. ред. В.С.Артамонова –
СПБ: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС
России, 2012.- 300 с.
Дополнительная:
2.В.Р. Малинин, О.А. Хорошилов. Методика
анализа пожаровзрывоопасности технологий: Учебное
пособие. - СПб: Санкт-Петербургский университет МВД
России, 2000.-274с.
3

1.
2.
3.
4.
5.
Нормативные документы:
Федеральный закон №123-ФЗ от 22.07.2008г.
«Технический регламент о требованиях пожарной
безопасности», в ред. 117-ФЗ.
ГОСТ Р 12.3.047-2012. Пожарная безопасность
технологических процессов. Общие требования.
Методы контроля.
СП 12.13130.2009. Определение категорий помещений,
зданий и наружных установок по взрывопожарной и
пожарной опасности.
ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие
требования.
ГОСТ 12.1.044-89. Пожаровзрывоопасность веществ и
материалов. Номенклатура показателей и методы их
4
определения.

Выход веществ при
нормальной работе
технологического
оборудования
При
«большом»
дыхании
При
«малом»
дыхании
С
открытой
поверхности
испарения
При
эксплуатации
аппаратов
периодического
действия
из
герметичных
закрытых
аппаратов,
работающих под
повышенным
давлением
5

Вопрос 1. Образование горючей
среды при эксплуатации аппаратов с
дыхательными устройствами
6

Аппараты с дыхательными устройствами -
закрытые емкости, внутренний объем
которых сообщается с ок ружающей средой
через дыхательные устройства (дыхательные
трубы, клапана и т.п.).
К таким аппаратам относятся резервуары,
мерники, дозаторы и другие емкости, работа
которых по условиям технологии требует
изменения уровня жидкости.
7

8

Нижний температурный предел
распространения пламени (НТПР) и
верхний температурный предел
распространения пламени (ВТПР)- это
температурные пределы, в рамках
которых, в замкнутом объеме, смесь
паров жидкости с окислителем способна
воспламеняться от источника зажигания.
Измеряются в градусах по Цельсию °С
9

Образование горючей среды у дыхательных
уст ройств возможно, если рабочая температура
жидкости в аппарате больше или равна НТПР:
t p tн
Размер зоны горючих концентраций у
дыхательных устройств за висит от количества
выходящих паров, их свойств, конструкции ем
кости и самого дыхательного устройства и
многих других факторов.
10

«Большое» дыхание технологических
аппаратов с горючей испаряющейся
жидкостью - вытеснение паров при
значительном
изменении
уровня
жидкости в аппарате
«Малое» дыхание - выход паров горючей
испаряющейся жидкости при изменении
температуры окружающей среды
11

выходящих наружу при “малом дыхании”
аппаратов:
VСВ
m VСВ МАС
3
м
свободный объём резервуара,
МАС - разность массовых концентраций
3
кг
м
паров вещества ночью и днём,
12

МАС
Р ПАР М
Р VМ
где Рпар - перепад давления
насыщенных паров при изменении
температуры окружающей среды, кПа;
М – молярная масса вещества, кг кмоль-1;
Р - рабочее давление, кПа
Vм – молярный объём паров, м3 кмоль-1
13

Р РSД РSН
где РSД, РSН – давление насыщенных
паров при дневной и ночной
температурах, кПа.
14

Р0 V0 Т
VМ
Т
Р
0
где Р – атмосферное
давление,
0
кПа;
Т0 – температура окружающей
среды
при начальных условиях, К;
Т - рабочая температура, К.
15

Определение массы горючих паров,
выходящих наружу при большом
дыхании аппаратов:
VП М
m
VМ
Vп – объём паров находящихся в резервуаре, м3
VРЕЗ ОБ где Vрез- объём резервуара, м3
VП
ОБ - объёмная концентрация
100
ОБ
РS
100%
Р
паров внутри резервуара,
% об
16

Герметизация аппаратов
путем установки
дыхательных
клапанов
Применение
газоуравнительных
систем
Устройство систем
улавливания и утилизации
выходящих через дыхательные устройства горючих
паров
Способы предупреждения образования горючей среды снаружи
аппаратов при использовании на них дыхательных устройств
Ликвидация паровоздушного пространства в
резервуарах
Окраска
аппаратов
в светлые
тона
Снижение количества
выбросов от
"малых дыханий"
Орошение
аппаратов
водой
Устройство
теплоизоляции
Вывод дыхательных
труб за пределы
помещения
Хранение
горючих
жидкостей в
подземных
емкостях
17

Вопрос 2.
Образование горючей среды при
эксплуатации аппаратов с открытой
поверхностью испарения, аппаратов
периодического действия и
герметичных аппаратов,
работающих под избыточным
давлением
18

При нормальных режимах работы
оборудования горючая среда на
технологических участках может
образовываться в том случае, если по
условиям технологии применяются:
1. Аппараты с открытой поверхностью
испарения
2. Аппараты, периодически открываемые
для выгрузки и загрузки веществ
3. Герметичные аппараты, работающие
под избыточным давлением
19

1. Аппараты с открытой поверхностью
испарения
Горючая концентрация паров жидкости в смеси с
воздухом над поверхностью аппаратов с открытой
поверхностью испарения будет образовываться в
том случае, если рабочая температура жидкости tр
будет выше ее температуры вспышки:
t p t всп
20

Способы предупреждения
образования горючей
среды при использовании
аппаратов
с открытой поверхностью
испарения
Замена
аппаратов с
открытой
поверхностью
испарения на
закрытые
герметизиров
анные
аппараты
Замена ЛВЖ
и ГЖ на
пожаробезопасные
жидкости
и составы
Поддержание
рабочей
температуры
горючей
жидкости
ниже
температуры
вспышки
Рациональны
й выбор
формы
открытого
аппарата
Устройство
местных
отсосов и
систем
улавливания
паров
21

2. Аппараты, периодически открываемые для
выгрузки и загрузки веществ
Оценка возможности образования горючей среды
в объеме помещений или локальных зонах в общем
случае может быть произведена путем сравнения
фактической концентрации горючих веществ ф со
значением нижнего концентрационного предела
распространения пламени н.
Горючая среда будет образовываться в том случае,
если выполняется условие
ф н
22

Способы предупреждения образования
горючей среды в помещениях при
использовании аппаратов
периодического действия
Замена
аппаратов
периодического действия на
герметичные
аппараты
непрерывного
действия
Герметизация
загрузочных и
разгрузочных
устройств
аппаратов
Устройство
систем
аспирации у
мест
сосредоточенного выхода
горючих газов,
паров и пылей
из аппаратов
Устройство
систем
аспирации из
внутреннего
объема
аппаратов с
открытой
выгрузкой
веществ
Очистка аппаратов от остатков продукта,
продувка инертным газом или
заполнение
водой при их
остановке на
длительный срок
23

Способы предупреждения образования горючей среды при
использовании аппаратов, работающих под избыточным давлением
Применение
сварки, пайки,
развальцовки
для
обеспечения
герметичности
неразъемных
соединений
Использование
легкодеформи-
руемых и из-
носоустойчи-
вых прокладок
для
герметизации
разъемных
соединений
Применение
оборудования
без
сальниковых
уплотнений
Устройство
отсосов паров
и газов
у мест
установки
сальниковых
уплотнений
Проверка
оборудования
на
герметичность
Развальцовка - круговая пластическая деформация пустотелого предмета
- расширение изнутри одного торца трубы, для того чтобы
придать ему форму небольшого раструба. В получившееся
развальцованное отверстие помещается труба с первоначальным
диаметром, и т. о. создается наиболее герметичное соединение

Страница 8 из 10

Образование горючей среды внутри производственного оборудования.

Горючая среда – совокупность веществ, материалов, оборудования и конструкций, способных гореть.

Вещества и материалы, обращающиеся в технологических процессах производств, по агрегатному состоянию делятся на жидкие, газообразные и твердые. Каждая из этих групп веществ имеет свои особенности, которые влияют на условия образования горючей среды в аппаратах.

Знание физико-химических и взрывопожароопасных свойств веществ, обращающихся в производстве, позволяет правильно охарактеризовать горючую среду.

При оценке опасности горючих газов необходимо учитывать следующие свойства:

1. пределы воспламенения;
2. плотность газа;
3. состав газа;
4. температуру воспламенения;
5. склонность к электризации;
6. коррозирующую способность;
7. токсичность;
8. растворимость в воде.

При оценке опасности легковоспламеняющихся и горючих жидкостей необходимо учитывать следующие свойства:

1. температурные пределы воспламенения (Тнпв и Твпв);
2. концентрационные пределы воспламенения (φ н и φ в);
3. температуру вспышки паров (Твсп);
4. температуру самовоспламенения (Тсвп);
5. склонность к электризации;
6. склонность к самовозгоранию;
7. однородность состава и др.

При оценке опасности твердых веществ необходимо учитывать следующие свойства:

1. горючесть;
2. состояние;
3. нижний концентрационный предел воспламенения (φ н);
4. температуру воспламенения;
5. температуру самовоспламенения;
6. влажность;
7. склонность к электризации;
8. склонность к самовозгоранию.

Все вышеизложенные свойства газов, жидкостей и твердых веществ определяются по технологическому регламенту, по справочной литературе или могут быть определены экспериментально в лабораторных условиях. При этом необходимо помнить, что свойства веществ могут изменяться в зависимости от температуры и давления, поэтому для определения точных свойств веществ необходимо выяснить параметры ведения технологического процесса.

Аппараты с жидкостями. В производственных условиях аппараты с жидкостями обычно не заполняются полностью и, следовательно, над зеркалом жидкости имеется определенный свободный объем (рис. 1), который постепенно насыщается парами жидкости.

Рис.1. Аппарат с жидкостью:

1 - патрубок для подачи жидкости; 2 - жидкость; 3 - паровозлушное пространство; 4 - патрубок дыхательной линии; 5 - патрубок для отвода жидкости; 6 - патрубок дренажной линии

При таких условиях количество паров в свободном пространстве может быть достаточным для образования в смеси с воздухом или другим окислителем горючей концентрации. С некоторым допущением (главным образом для неоднородных высококипящих жидкостей) можно условиться, что концентрация в паровоздушном пространстве аппаратов с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями при неподвижном их уровне близка к концентрации насыщенного пара φ s . Эта концентрация определяется давлением насыщенного пара Рs и общим давлением Робщ в свободном объеме аппарата:

φ s= Рs/Робщ.(1.1)

φ s– концентрация насыщенного пара;

Ps – давление насыщенного пара;

Pобщ - общее давление в свободном объеме аппарата.

Давление насыщенного пара Ps жидкости может быть найдено из справочной литературы или определено расчетным путем по уравнению Антуана.

(1.2)

А,В и Са – константы, зависящие от свойств горючей жидкости;

tр – рабочая температура жидкости, К.

Давление насыщенного пара Ps жидкости зависит только от её температуры. Поэтому и концентрация насыщенных паров является также функцией температуры, т.е.

В связи с этим опасность образования горючей концентрации в закрытом аппарате может быть оценена путем проверки двух условий:

а) наличия над зеркалом жидкости паровоздушного объема;

б) выполнения зависимости

Tнпв£T£Tвпв (1.4)

где Т - рабочая температура жидкости;

Тнпв и Твпв - соответственно нижний и верхний температурные пределы воспламенения (распространения пламени).

Температурные пределы воспламенения для жидкостей приведены в справочниках. Они могут быть также определены экспериментально или расчетным путем.

Рабочая температура жидкости определяется различными путями. Так, при пожарно-техническом обследовании действующего производства ее можно определить по технологическому регламенту или непосредственно по показаниям приборов в цехе, при пожарно-технической экспертизе проектных материалов - по пояснительной записке технологической части проекта. Если температура жидкости в аппарате при этом изменяется во времени, то в зависимость (1.4) вместо рабочей температуры T следует подставлять интервал изменения температуры.

Условие опасности (1.4) применяется для оценки возможности образования горючей концентрации в аппаратах с неподвижным уровнем жидкости, а также в аппаратах с подвижным уровнем жидкости при наполнении, так как насыщенная концентрация паровоздушной смеси над зеркалом жидкости не изменяется. Однако при опорожнении таких аппаратов состояние насыщения газового пространства парами жидкости нарушается за счет поступления дополнительного количества воздуха через дыхательную арматуру. Концентрация при этом уменьшается и для богатых (выше Tвпв), насыщенных смесей, она может стать опасной. В таком случае оценку горючести среды по температурным пределам воспламенения, т. е. по условию (1.4), проводить нельзя. Поэтому ее осуществляют по соотношению

φн £ φ £ φв (1.5)

где φ - рабочая, действительная для данного момента времени, концентрация паров жидкости;

φн и φв - соответственно нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения жидкости (распростанения пламени).

Действительную рабочую концентрацию φ можно определить экспериментально или расчетом, в частности, исходя из того, что для данной рабочей температуры жидкости всегда справедливо неравенство φ < φ s, за счет разбавления насыщенной концентрации φs при поступлении в газовое пространство аппарата через дыхательную арматуру воздуха, равного по количеству объему откачанной (слитой) жидкости.

Концентрационные пределы воспламенения для жидкостей приведены в справочной литературе при температуре 298 К (25ºС), а при необходимости могут быть определены экспериментально или расчетным путем.

Значения величин φн и φв при температуре паровоздушной смеси, отличной от 298 К, можно по формулам

, (1.6)

, (1.7)

Таким образом, соотношение (1.5) также представляет собой условие опасности для образования горючей среды в закрытом аппарате. Однако оно справедливо не только при опорожнении аппарата, но и при наполнении и неподвижном уровне жидкости в аппарате. Поэтому это соотношение является более общим по сравнению с условием (1.4), но из-за больших трудностей при определении рабочей концентрации оно менее удобно для практического использования.

Если хотя бы одно из условий (а и б) в аппарате не соблюдается, то горючая среда в нем образоваться не может. Это положение заложено в основу тех технологических решений, которые направлены на предупреждение образования горючей среды.

Аппараты с газами (рис. 4). Их работа чаще связана с некоторым избыточным давлением, и обычно аппараты и трубопроводы при нормальной работе заполнены горючим газом (или смесью газов) без примеси окислителя.

Горючая концентрация внутри таких аппаратов образоваться не может из-за отсутствия окислителя (рабочая концентрация в них φ =100 % об.).

Рис.2. Аппарат с газом:

1 - корпус; 2 - наполнительная линия; 3 - манометр; 4 - расходная линия; 5 - предохранительный клапан; 6 - газ.

Реже по технологическому регламенту в аппарат подается смесь горючего газа с воздухом или кислородом (например, при производстве водорода конверсией метана, ацетилена - термоокислительным пиролизом природного газа). Возможность образования горючей смеси в этом случае может быть оценена по соотношению:

φн £ φ £ φв(1.8)

где φ - рабочая концентрация горючего газа в аппарате;

φн и φв - нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения газа.

Рабочую концентрацию определяют по технологическому регламенту исходя из соотношения компонентов, подаваемых в аппарат, или путем взятия проб смеси газов из аппарата и проведения газового анализа на соответствующих приборах.

Аппараты с пылями. Многие технологические процессы (дробление, размол, разрыхление, сепарация, пневмотранспорт и т. п.) связаны с получением, переработкой или выделением в качестве побочного продукта пылевидных материалов (пылей), которые представляют собой твердые вещества в состоянии тонкого измельчения.

В зависимости от размеров частиц и скорости движения воздуха пыль может находиться во взвешенном (аэрозоль) или осевшем (аэрогель) состояниях. Минимальную скорость движения воздушного потока (скорость витания), при которой твердая частичка данного размера начнет оседать, определяют расчетным путем.

Взвешенная в воздухе пыль может образовывать взрывоопасную концентрацию. Концентрационные пределы воспламенения пылевоздушных смесей зависят от химического состава вещества, его измельченности (дисперсности), влажности и зольности. Для оценки возможности образования горючей концентрации пыли в смеси с воздухом внутри технологического оборудования на практике используют чаще только нижний концентрационный предел воспламенения φн, так как верхний предел очень высок и практически труднодостижим. Кроме того, пылевоздушные смеси в большей степени, чем паровоздушные, склонны к расслоению. Поэтому в оборудовании даже при очень высоких концентрациях всегда могут образоваться локальные объемы (зоны) с концентрацией ниже верхнего предела воспламенения φв. В связи с этим условие, при котором внутри аппарата или трубопровода может образоваться горючая концентрация, имеет следующий вид:

φ ³ φн (1.9)

Рабочая концентрация в аппарате φ определяется по максимуму с учетом взвешенной и осевшей пыли.

Повышенную опасность для технологического оборудования представляет также осевшая пыль, образующаяся в виде отложений на внутренних стенках аппаратов и воздуховодов систем пневмотранспорта. Обладая развитой поверхностью контакта с окислителем (чаще с воздухом), она в отложившемся состоянии может самовозгораться, а при взвихрении - образовывать горючую концентрацию.

Это обстоятельство обуславливает характерную особенность циклического протекания пылевых взрывов.

1. Сначала, как правило, происходит первичный взрыв (вспышка) небольшой мощности в локальной зоне технологического оборудования.

2. Образующаяся при этом ударная волна приводит к взвихрению отложившейся пыли и образованию горючей пылевоздушной смеси в значительно большем объеме.

3. Происходит повторный взрыв, который часто приводит к разрушению оборудования и к образованию горючей концентрации уже в объеме производственного цеха. Мощность последнего взрыва оказывается достаточной для разрушения всего здания, в котором размещается производство.

Такое развитие процесса, представляющего собой следующие друг за другом взрывы с последовательно нарастающей мощностью, можно наблюдать во всех катастрофических по своим последствиям случаях пылевых взрывов, происшедших на элеваторах, сахарных заводах и других предприятиях, с «пылящими» технологическими процессами производства.

Осевшая пыль в машинах и аппаратах накапливается в застойных зонах (карманах, тупиковых линиях, при резком изменении диаметра трубопроводов и наличии острых сопряжений). Накапливанию осевшей пыли способствуют увеличенная влажность среды и конденсация влаги на внутренних стенках аппаратов и трубопроводов, повышенная их шероховатость.

Для некоторых пылей нижний предел воспламенения оказывается труднодостижимым в производственных условиях, а горение их в смеси с воздухом происходит относительно медленно. Поэтому пыли подразделяют на взрывоопасные и пожароопасные.

Пыли с пределом воспламенения менее 65г/м 3 считаются взрывоопасными.

Пыли с пределом воспламенения более 65г/м 3 считаются пожароопасными.

Оценка пожаровзрывоопасности среды внутри технологического оборудования

В полимеризаторе обращается пары пропилена, бензина Б-70 и циклогексана.

Процесс полимеризации происходит под избыточным давлением 0.38 МПа, при рабочей температуре в аппарате (полимеризаторе) = 78 0С. Рабочая концентрация газа в полимеризаторе пропилена составляет 100 %. Следовательно она выше верхнего концентрационного предела распространения пламени пропилена (11 %), то есть опасность взрыва (взрывоопасная концентрация отсутсвует. Однако она может образовываться в периоды запуска.

Условие горючей смеси газа с воздухом: ?н??р??в не выполняется.

Конечный сборник суспензии (бензин Б-70 + полимер):

В резервуаре над поверхностью суспензии всегда есть паровоздушное пространство. Для установления концентрации паров в паровоздушном объеме сборника при нормальной температуре, сравним ее с температурными пределами распространения пламине бензина:

Параметры работы аппарата: Темп. пределы Б-70:

Траб = 68 0 СТ нп = - 34 0 С

Т вп = -4 0 С

Условие Т нп? Траб? Т вп не выполняется, так как Траб >Т вп.

Взрывоопасная среда при нормальной работе сборника суспензии отсутствует. Однако она может образоваться при понижении уровня жидкости (в период расхода).

При нормальной работе насоса внутренний объем полностью заполнен жидкостью и поэтому горючая среда внутри насоса образовываться не может. Пожарная опасность может возникнуть в период остановки насоса на ремонт (профилактику).

№ аппарата	Наименование аппарата; жидкость	Рабочая температура в аппарате, 0 С	Наличие ПВС в аппарате	Температурные пределы воспламенения бензина Б-70	Заключение о горючести среды
	Конечный сборник суспензии					Среда не горючая, так как Траб >Т вп.
	Насос суспензионный					Отсутсвует паровоздушное пространство

Пожарная опасность выхода горючих веществ из нормально работающих технологических аппаратов

Особенностью технологического процесса полимеризации является то, что полимеризатор работает под избыточным давлением.

Из емкости полимеризатора выхода газа и паров не будет.

Сборник суспензии: при изменении уровня суспензии в аппарате возможен выход паровоздушной смеси через дыхательную линию. Проведем анализ является ли он пожаровзрывоопасным:

Т нпв? Т

Температура суспензии в сборнике 68 0 С, следовательно

68 0 С > -34 0 С

следовательно, выброс паровоздушной смеси через дыхательную систему пожаровзрывоопасен.

Количество горючих паров, выходящих из сборника за один цикл при «большом» дыхании равен:

G? = Vж * Рр/tр * ?s * М/8314,31

где, G? - количество выходящих паров из заполняемого жидкостью аппарата, кг/цикл; Vж - объем поступающей в аппарат жидкости, м куб.; Рр - рабочее давление в аппарате, Па.

Величину Vж можно определить, зная геометрический объем аппарата Vан и степень его заполнения Vж = є*Vан

Vап = П Д?*H/4=3.14*2.3*28/4= 11.6 м куб.

Є- степень заполнения аппарата пример равным 0,9

Vж = 0,9*11,6= 10,5 м куб

Концентрация насыщеного пара при рабочей температуре 5 4

S = ps *pp = 5,12 * 10 /14 * 10 = 3,66

(А - В/(tр +Са)

(5,0702 - 682,876/(68+222,066)) 5

ps = 10?*10 = 5,12 * 10

pр = 0,14МПа = 14*10 Па

Количество выходящих паров из заполняемого жидкостью аппарата:

G? = 10,5 * 14*10 / (68+273) * 3,66 *100/8314,31 = 13,6 кг/цикл.

Размер зоны взрывоопасной зоны вблизи места выхода паров

V ВОК = m/?н * k ?

k ? - коэффициент запаса надежности, пример равным 2.

масса выделившихся паров

m = G*N*? / 3600 = 13,6*2*900/3600 = 6,8 кг

при N = 2 в час

Н = 0,79 % об.

V ВОК = 6,8*2 / 0,79 = 17,9 м куб.

В целях сокращения потерь паров бензина и снижения пожаровзрывоопасности в окрестности дышащего сборника целесообразно осуществить следующие мероприятия:

осуществить устройство сисстем улавливания и утилизации паров (для этой цели могут использоваться адсорбционные, абсорционные, холодильные и компрессорные установки);

либо, при экономической невыгодности, вывести дыхательную трубу за пределы помещения.

Горючие газы хранят или перерабатывают в герметичных аппаратах, часто работающих под повышенным давлением или под вакуумом. Внутри герметичных аппаратов с горючими газами (или перегретыми парами) ВОК образуются в том случае, если в них попадает воздух или по условиям ведения технологического процесса подается окислитель (кислород, воздух, хлор, окислы азота и др.) при выполнении соотношения (1.2).

Рабочую концентрацию горючего газа j р определяют по показаниям стационарных газоанализаторов, анализом отобранной пробы среды из аппарата в лаборатории или рассчитывают по формуле, используя данные материального баланса аппарата:

, (1.3)

где V г и V ок – объемы соответственно горючего газа и окислителя в аппарате, м 3 ; G г и G ок – объемные расходы компонентов, м 3 /с.

Значения j н и j в индивидуальных газов в воздухе при атмосферном давлении и температуре 25 о С приведены в справочнике «Пожаро-взрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения», а в других окислителях – в специальной литературе. При отсутствии данных, а также для индивидуальных газов, находящихся в аппаратах при условиях отличных от стандартных, или для смесей горючих газов и паров значения j н и j в можно определить расчетом по специальным методикам или экспериментально.

Если в технологическом процессе используется только горючий газ, смесь горючих газов или смесь горючих газов с негорючими газами, то ВОК в аппаратах не образуется, так как в них отсутствует окислитель и условие опасности (1.2) не выполняется.

В связи с тем, что в реальных условиях производства используются не химически чистые индивидуальные газы, физико-химические свойства которых приводятся в справочниках, а технические продукты с различным содержанием основного компонента и примесей (в зависимости от сорта продукта), происходят колебания расходов компонентов (и как следствие, состава смеси) в допускаемых технологическим регламентом пределах, а контрольно-измерительные приборы и газоанализаторы имеют погрешность измерения, то для определения безопасной концентрации горючего газа в смеси с окислителем вводится так называемый коэффициент безопасности , или коэффициент запаса надежности .

Взрывобезопасные условия эксплуатации аппаратов с горючими газами определяют из выражений:

(1.4)

, (1.5)

где и – взрывобезопасные рабочие концентрации горючего газа (или перегретого пара) в аппарате, об. доли.

Основные способы обеспечения взрывобезопасной эксплуатации герметичных аппаратов с горючими
газами.

1. Создание и поддержание взрывобезопасной концентрации горючего газа в смеси, для чего необходимо:

Использовать автоматические регуляторы расхода и давления горючего газа и окислителя;

Осуществлять автоматический контроль состава среды в аппарате с помощью стационарных газоанализаторов с сигнализацией об отклонениях от нормы;

Применять автоматическую блокировку отключения подачи одного из компонентов при прекращении подачи другого компонента с одновременным включением подачи в аппарат инертного газа.

2. Создание и поддержание безопасного давления в аппарате ниже предельно допустимого значения, при котором исключается распространение пламени по смеси (смесь становится взрывобезопасной).

Известно, что концентрационные пределы распространения пламени зависят от давления смеси: при повышении давления область распространения пламени расширяется, а при снижении давления ниже атмосферного – сужается. При некотором давлении значительно ниже атмосферного наступает состояние, когда j н и j в становятся равными, что характеризует отсутствие области распространения пламени. Величину предельно допустимого давления определяют экспериментально, так как она зависит от физико-химических свойств горючего газа (пара), окислителя, а также от температуры смеси.

Условие взрывобезопасной эксплуатации аппарата при снижении в нем давления ниже предельно допустимого значения имеет вид:

р пр /K б.р, (1.6)

где – безопасное рабочее давление среды в аппарате; р пр – предельно допустимое остаточное давление смеси; K б.р – коэффициент безопасности (запаса надежности), обычно принимаемый в пределах 1,2–1,5.

3. Создание и поддержание безопасной концентрации флегматизатора в смеси.

На практике для флегматизации среды в аппаратах используют азот, диоксид углерода (углекислый газ), дымовые газы и водяной пар (при рабочей температуре среды в аппарате выше 80 о С). Сущность процесса флегматизации горючей смеси инертным газом рассматривалась в курсе «Физико-химические основы горения и тушения пожаров».

Предельно допустимую взрывобезопасную концентрацию флегматизатора можно найти по формуле

ПДВК ф = K б.ф j ф, (1.7)

где K б.ф – коэффициент безопасности (запаса надежности), без учета погрешностей газового анализа и неравномерности распределения концентраций, принимаемый следующим образом:

при j ф > 0,15 об. долей K б.ф = 1,2;

при j ф 0,15 об. долей K б.ф = 1,6;

j ф – минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора; для некоторых индивидуальных веществ значения j ф приведены в справочнике; при отсутствии данных, а также для смесей горючих газов или
паров величину j ф можно определить расчетом:

j ф = 1 – 4,774 , (1.8)

где – минимальное содержание кислорода в смеси (МВСК), об. доли; величину можно найти по справочнику, а при отсутствии данных –определить по формуле

где β – стехиометрический коэффициент при кислороде в уравнении сгорания 1 моля горючего газа.

Условие взрывобезопасной эксплуатации аппарата при флегматизации в нем горючей смеси имеет вид:

ПДВК ф, (1.9)

где – фактическая (рабочая) концентрация флегматизатора.

В зависимости от особенностей проведения некоторых технологических процессов их безопасность обеспечивают следующими техническими решениями:

а) при проведении технологических процессов под вакуумом:

Создают и поддерживают безопасное остаточное давление в аппарате ниже предельно допустимого значения по горючести смеси;

Осуществляют автоматический контроль состава выходящей среды из аппарата на кислород и кислородосодержащие соединения (СО и СО 2) с помощью стационарных газоанализаторов с сигнализацией о превышении предельно допустимого количества;

Применяют автоматическую блокировку включения подачи инертного газа при превышении содержания в аппарате кислорода или кислородосодержащих соединений выше предельно допустимого количества;

б) при использовании в процессе горючей смеси, которую по условиям технологии нельзя флегматизировать инертным газом (например, при производстве формалина окислением метанола, азотной кислоты – окислением аммиака и некоторых других химических продуктов):

Организуют процесс таким образом, чтобы горючий газ вводился в окислитель (или окислитель вводился в горючий газ) непосредственно в зоне реакции;

Предотвращают появление в горючей смеси источника зажигания;

Обеспечивают подачу горючей смеси в зону реакции со скоростью, превышающей скорость распространения пламени по горючей смеси;

Защищают производственные коммуникации огнепреграждающими устройствами;

Защищают аппарат автоматической системой взрывоподавления на случай выхода химической реакции из-под контроля или системой сброса избыточного давления среды из аппарата при взрыве горючей смеси.

Похожая информация.