Наружу без повреждения их конструкции.

 

К таким аппаратам относятся: аппараты с переменным уровнем жидкости («дышащие»); аппараты с открытой поверхностью испарения; аппараты периоди-чески действующие.

 

Следует определить, имеются ли такие аппараты в технологической схеме.

 

 

Аппараты с переменным уровнем жидкости. Здесь прежде всего нужно указать, является ли выброс паровоздушной смеси через дыхательную трубу пожаровзрывоопасным (см. [1], стр. 21-23):

 

При выходе паровоздушной смеси из аппарата около него образуется горючая концентрация паров, если температура жидкости равна или больше величины нижнего температурного предела воспламенения:

t_раб ³ t_нтпв

где t_раб­, t_нтпв - соответственно температура паров жидкости и величина НТПВ.

 

Если неравенство выполняется, следует определить какое количество паров выходит наружу за один цикл "большого" или "малого" дыхания и какой размер зоны взрывоопасной смеси с воздухом может при этом образоваться.

Количество горючих паров, выходящих из сообщающихся с атмосферой аппаратов при "большом дыхании", определяется по формуле:

где G_б- количество выходящих из заполненных аппаратов паров, кг/цикл;

DV - объем заливаемой в аппарат жидкости, м³;

Т_р - рабочая температура жидкости в аппарате, К;

j_s - объемная доля насыщенных паров;

М_п, М_в - молекулярная масса паров и воздуха;

Р_р - рабочее давление в герметичном аппарате или

барометрическое давление в аппарате, сообщающемся с атмосферой, 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, С_а - постоянные уравнения Антуана;t_p - температура паров жидкости, °С;

 

Количество горючих паров, выходящих из сообщающихся с атмосферой аппаратов при изменении температуры в газовом пространстве (при "малом дыхании"), определяется по формуле:

G_м = V_св Р_р ( - )

где G_м - количество выходящих из аппаратов паров при малом дыхании, кг/цикл;

V_cв - свободный объем аппарата, м³;Р_р - рабочее давление в аппарате, Па;

j₁, j₂ - объемная доля насыщенных паров жидкости соответственно при температуре Т₁ и Т₂;

- средняя концентрация паров в аппарате;

М - молекулярная масса жидкости, кг/кмоль.

Свободный объем аппарата находим по формуле

V_св = V_ап (1- e)

где V - объем аппарата, м³;e - степень заполнения аппарата жидкостью.

Объем взрывоопасной зоны вблизи места выхода паров (газа) из нормально работающего оборудования определяется по формуле:

 

где Vв - объем взрывоопасной зоны у дыхательного клапана, м³;

Q - количество паров, выделяющихся из дыхательных устройств, кг;

- нижний концентрационный предел воспламенения, г/м³.

К_б - коэффициент безопасности.

К_б= 2 - для однородной парогазовоздушной смеси без источника зажигания в ней;

К_б = 4 - для однородной парогазовоздушной смеси при возможности появления источника зажигания;

К_б = 20 - для неоднородной парогазовоздушной смеси с источником зажигания в ней.

 

Количество паров, выделяющихся из дыхательных устройств определяем

где G - количество паров, выходящих из аппарата за один цикл, кг/цикл;

N - количество циклов в течении часа, ч^-1;

t - продолжительность работы оборудования, с.

В справочной литературе нижний концентрационный предел воспламенения (φ_н) определяют в процентах (об.).

Перевод из % (об.) в г/м³ осуществляют по формуле:

[г/м³]

V_t - объем, занимаемый килограмм-молекулой газа при данной температуре и давлении, м³/кмоль;

[м³/кмоль]

Р_0, Р₁ - соответственно начальное и заданное давление, кПа;

Т₀, Т₁ - соответственно начальная и заданная температура К;

М - молекулярная масса газа (пара).

Пожароопасная загазованность прилегающей местности может возникнуть преимущественно при больших дыханиях, когда происходит мощный выброс смеси в атмосферу при значительной концентрации в ней горючих паров.

Максимальный горизонтальный размер зоны загазованности у наземного стального резервуара на уровне планировочной отметки определяется по формуле:

V_н - расход смеси из клапана,V_нач - начальная концентрация паров в смеси,

u - скорость ветра,Н - высота выброса (резервуара),

Определив объем взрывоопасной смеси и размер зоны загазованности, следует выяснить какие меры, приняты для снижения указанной опасности. В случае если их недостаточно, рекомендовать дополнительные (см. [1], стр. 23-26):

 

В целях сокращения потерь паров жидкости и снижения пожаровзрыво-опасности в окрестностях дышащих аппаратов целесооб­разно осуществлять следующие технические и организационные ме­роприятия:

1. Ликвидировать паровоздушное пространство в резервуарах.

Техническими решениями, обеспечивающими ликвидацию паровоз­душного пространства над поверхностью испарения хранимой жид­кости, являются резервуары с понтоном или с плавающей крышей.

2. Обеспечить постоянство объема газового пространства.

Это техническое решение может быть осуществлено путем устройства газоуравнительной (газовой) обвязки двух или более резервуаров с одинаковыми жидкостями при условии синхронизации операций опорожнения и наполнения обвязанных резервуаров.

3. Осуществить термоизоляцию резервуаров.

Этому техническому решению соответствует также устройство подземных резервуаров, не подверженных воздействию суточных коле­баний наружного воздуха.

4. Окрасить резервуары светлыми лучеотражающими соста­вами.

Серебристая (алюминиевая) краска почти в два раза сни­жает потери по сравнению с черной окраской.

5. Орошать резервуары водой посредством распылителей.

Охлаждение крыши и стенок резервуара в местностях с жарким климатом приводит к снижению потерь в два раза.

6. Осуществить герметизацию газового пространства резервуа­ров дыхательными клапанами.

Это техническое решение позволяет прежде всего полностью устранить потери от выветривания паров из негерметичного газового пространства и, кроме того, сократить или исключить потери от малых дыханий.

7. Осуществить устройство систем улавливания и утилизации паров.

Для этой цели могут использоваться адсорбционные, аб­сорбционные, холодильные и компрессорные установки.

8. Вывести дыхательные трубы за пределы помещения.

Надо сами дышащие аппараты устанавливать в помещениях, а дыхательные трубы выводить за пределы помещения или присоединять к системе улавливания паров.

Для аппаратов с открытой поверхностью испарения производится расчет высоты опасной зоны над поверхностью испарения (см. [1], стр. 20):

 

где D- коэффициент диффузии паров, м²/c; t - время испарения, с.;

- концентрация насыщенных паров, об.; - НКПВ, об.

 

Меры пожарной безопасности описаны в работе (см. [1], стр. 20, 21, 23-26):

 

Снижение пожаровзрывоопасности производств при наличии аппаратов с открытой поверхностью испарения обеспечивают сле­дующие технические решения:

1. Изменение технологических схем (с наличием промывочных, окрасочных ванн и других подобных аппаратов с открытой поверх­ностью испарения) таким образом, что весь процесс, в том числе загрузка и выгрузка материала, осуществляется изолированно от окружающего воздуха.

2. Замена легковоспламеняющихся жидкостей негорючими или менее пожароопасными жидкостями или составами.

3. Выбор наиболее рациональной формы открытого аппарата, позволяющей иметь минимальную величину поверхности испаре­ния.

4. Устройство систем отсоса и улавливания выделяющихся при испарении паров жидкости непосредственно у аппаратов.

5. Наличие специальных устройств защиты на случай пожара (крышки для закрывания аппаратов, аварийный слив жидкости, локальная установка пожаротушения).

Следует иметь в виду, что аппараты с открытой поверхностью испарения, где только позволяет технология, должны быть замене­ны закрытыми аппаратами. Однако это не всегда приводит к сни­жению пожарной опасности.