Анализ возможности образования ВОК в технологическом оборудовании при пуске его в работу и остановке на осмотр или ремонт и способы обеспечения

Пожарной безопасности

 

Анализ статистических данных показывает, что наибольшее число взрывов и пожаров на технологических установках возникает в периоды пуска оборудования в работу, остановки его на осмотр или ремонт и непосредственно во время проведения ремонта. Во многом это связано с образованием ВОК в технологическом оборудовании, что происходит вследствие двух причин:

1) наличия воздуха в аппаратах перед их заполнением горючими веществами во время пуска в работу нового или отремонтированного оборудования;

2) наличия остатков горючих веществ в открываемых для осмотра или ремонта аппаратах.

В технологических регламентах наиболее пожаровзрывоопасных производств имеются разделы, в которых изложены правила безопасной подготовки установок, линий, агрегатов, отдельных аппаратов и коммуникаций к эксплуатации при первоначальном пуске производства и после ремонта оборудования, правила остановки производства (плановой и аварийной), а также особенности пуска и остановки объектов в зимнее время.

Предотвращение образования ВОК в технологическом оборудовании при пуске его в работу достигается продувкой аппаратов и коммуникаций водяным паром или инертным газом. Продувку производят до тех пор, пока концентрация кислорода в отходящих на продувочную свечу газах не достигнет безопасного значения.

Оценить продолжительность продувки можно, решив уравнение материального баланса аппарата, исходя из предположения, что расход инертного газа является постоянным, в нем не содержатся посторонние примеси, давление в системе также постоянное, а компоненты газовой смеси распределяются во всем пространстве аппарата равномерно.

Уравнение материального баланса по инертному газу имеет вид:

 

, (1.21)

 

где q – расход инертного газа, м³/с; V – свободный объем аппарата, м³;

j – концентрация инертного газа, об. доли.

После разделения переменных имеем

 

.

Проинтегрируем левую и правую части уравнения, учитывая, что в начале продувки концентрация инертного газа в аппарате j_нач = 0, а на момент окончания продувки t_кон концентрация инертного газа в аппарате j_конравна:

 

,

 

.

 

Так как при окончании продувки среда в аппарате должна быть взрывобезопасной (), то окончательно имеем с учетом неравномерности распределения концентрации

, (1.22)

где K _н – коэффициент неравномерности распределения концентрации

K _н = а , (1.23)

где а = 0,48, в = 0,132 (для емкостных технологических аппаратов).

Заключение об окончании продувки можно сделать только после анализа пробы продувочных газов на фактическое содержание инертного компонента при выполнении условия безопасности

 

. (1.24)

 

В случае отсутствия инертных газов, предотвращение образования ВОК в технологическом оборудовании при остановке на осмотр или ремонт обеспечивается следующими способами и техническими решениями:

1. Полным удалением горючих веществ и материалов из аппаратов, что достигается устройством стационарных сливных или продувочных линий, уклоном днищ аппаратов и трубопроводов в сторону сливных устройств, применением ситчатых или других самоопорожняющихся тарелок в ректификационных колоннах и абсорберах и тому подобными решениями, а также герметичным отключением остановленного оборудования от соседних работающих аппаратов и трубопроводов.

2. Промывкой аппаратов водой или растворами технических моющих средств.

3. Пропаркой аппаратов водяным паром или продувкой воздухом до остаточного содержания горючих веществ в продувочных газах, отвечающего условию взрывобезопасности:

 

, (1.25)

 

где – остаточная взрывобезопасная концентрация горючих веществ в аппарате; K _б.н – коэффициент безопасности; если в аппарате предполагается проведение огневых ремонтных работ или имеется опасность появления иных источников зажигания, то K _б.н 20; при отсутствии опасности появления источника зажигания допускается принимать K _б.н 2.

4. Флегматизацией газового пространства аппарата.

5. Изоляцией источника зажигания от горючих веществ с помощью воздушно-механических, инертно-механических пен и др.

Контрольные вопросы

1. Какие принципы обеспечения пожарной безопасности изложены в ГОСТ 12.1.004–91?

2. Какие общие требования по обеспечению пожарной безопасности технологических процессов изложены в ГОСТ Р 12.3.047–98?

3. Как классифицируются технологические процессы согласно ГОСТ Р 12.3.047–98?

4. Что такое критерий аддитивности и для чего его определяют?

5. К какому виду относится технологический процесс, для которого критерий аддитивности больше или равен 1?

6. К какому виду относится технологический процесс, для которого критерий аддитивности меньше 1?

7. Что такое пороговое количество опасного вещества и для каких классов веществ оно установлено?

8. В чем заключается сущность анализа пожарной опасности технологического процесса повышенной опасности?

9. В каком случае считается безусловно выполненной пожарная безопасность технологического процесса повышенной опасности?

10. В каком случае эксплуатация технологического процесса повышенной опасности является недопустимой?

11. Что требуется предпринять, если риски при эксплуатации технологического процесса повышенной опасности превышают допустимые значения?

12. В каком случае допускается использовать иные критерии пожарной безопасности технологического процесса, отличные от рисков?

13. Какие иные критерии, отличные от рисков, допускается использовать для оценки пожарной безопасности технологического процесса?

14. В чем заключается сущность анализа пожарной опасности технологического процесса, отличного от процесса повышенной опасности?

15. Укажите типы технологических аппаратов в зависимости от степени их герметизации.

16. Как влияют свойства перерабатываемого вещества на выбор типа аппарата?

17. Поясните общее условие образования ВОК в технологическом оборудовании.

18. В каких случаях в аппаратах с горючими газами образуются ВОК?

19. Напишите условие образования ВОК в аппарате с горючим газом и поясните его.

20. Как можно определить рабочую концентрацию ГГ в аппарате?

21. Зачем при определении безопасной концентрации горючего вещества в аппарате вводят коэффициент запаса надежности?

22. Напишите условия взрывобезопасной эксплуатации аппарата с ГГ и поясните их.

23. Перечислите основные способы обеспечения взрывобезопасной эксплуатации герметичных аппаратов с ГГ.

24. Какие инертные газы применяются для флегматизации среды в аппаратах?

25. Как определить расчетом предельно допустимую взрывобезопасную концентрацию флегматизатора?

26. Как обеспечивают безопасные условия эксплуатации аппаратов с ГГ, работающих под вакуумом?

27. Как обеспечивают безопасные условия эксплуатации аппаратов, горючие смеси в которых по условиям технологии нельзя флегматизировать инертными газами?

28. Напишите условие взрывоопасности при эксплуатации открытого аппарата с ЛВЖ и поясните его.

29. Напишите условие взрывобезопасности при эксплуатации открытого аппарата с ЛВЖ и поясните его.

30. Перечислите способы и технические решения обеспечения пожаровзрывобезопасной эксплуатации открытых аппаратов с ЛВЖ и ГЖ.

31. Напишите условие образования ВОК в аппарате с неподвижным уровнем длительно хранящейся ЛВЖ и поясните его.

32. Напишите взрывобезопасные температурные условия эксплуатации аппаратов с неподвижным уровнем ЛВЖ и поясните их.

33. Напишите условия образования ВОК в «дышащем» аппарате с подвижным уровнем ЛВЖ и поясните их.

34. Напишите взрывобезопасное температурное условие эксплуатации аппарата с подвижным уровнем ЛВЖ и поясните его.

35. Перечислите основные способы обеспечения взрывобезопасности «дышащих» аппаратов с ЛВЖ и ГЖ.

36. Поясните причины и условия образования ВОК в герметичных аппаратах с ЛВЖ и ГЖ.

37. Напишите условия обеспечения взрывобезопасности при эксплуатации герметичных аппаратов с ЛВЖ и ГЖ и поясните их.

38. Перечислите основные способы обеспечения взрывобезопасной эксплуатации герметичных аппаратов с ЛВЖ и ГЖ.

39. Поясните условие перехода осевшей пыли во взвешенное
состояние.

40. Напишите условие образования ВОК в аппарате с горючей пылью и поясните его.

41. Напишите взрывобезопасное условие эксплуатации аппарата с горючей пылью и поясните его.

42. Перечислите основные способы обеспечения взрывобезопасности оборудования с горючими пылями (волокнами).

43. По каким причинам происходит образование ВОК в аппаратах при их пуске в работу или остановке на ремонт?

44. Как предотвращают образование ВОК в технологическом оборудовании при его пуске в работу?

45. Как предотвращают образование ВОК в технологическом оборудовании при его остановке на осмотр или ремонт?

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

 

1. Пожарная безопасность технологических процессов: Рабочая программа. –М.: Академия ГПС МВД России, 2003.

2. Федеральный закон «О пожарной безопасности».

3. ГОСТ 12.1.004–91 Пожарная безопасность. Общие требования.

4. ГОСТ Р 12.3.047–98 Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.

5. ГОСТ 12.1.044–89 Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения.

6. НПБ 23–2001 Пожарная опасность технологических сред. Номенклатура показателей.

7. Алексеев М.В., Волков О.М., Шатров Н.Ф. Пожарная профилактика технологических процессов производств. – М.: ВИПТШ МВД СССР, 1985.

8. Горячев С.А., Клубань В.С. Задачник по курсу «Пожарная профилактика технологических процессов». – М.: ВИПТШ МВД РФ, 1996.

9. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справ. изд.: В 2 кн. / А.Н. Баратов, А.Я. Корольченко, Г.Н. Кравчук и др. – М.: Химия, 1990.