Взрывопожаробезопасность на производстве.

УСЛОВИЯ ЗАДАЧ

Задача 53. При вытекании легко воспламеняющейся жидкости (ЛВЖ), из лоп­нувшей магистрали в производственное помещение вследствие испарения образовалось V _вз (м³) его паров. Технологическое оборудование занимает V _тех (%) помещения, объем которого равен V (м³). Рассчитать приближенное значение нижнего концентрационного предела распространения пламени С _НКПР (%) паров ЛВЖ и определить долю объема помещения в процентах, занятого взрывоопасной смесью.

 

Параметры	Варианты исходных данных
V вз, м3
ЛВЖ	этиловый спирт (С2Н5ОН)	ацетон (С3Н6О)	этиловый спирт (С2Н5ОН)	ацетон (С3Н6О)	этиловый спирт (С2Н5ОН)
V тех , %
V, м3

 

Задача № 54. Определить время t (мин), достаточное при неблагоприятных условиях (отсутствие вентиляции) для заполнения y = 5% свободного объема производствен­ного помещения взрывоопасной смесью аммиака с нижним концентрационным пределом распространения пламени распространения пламени С _НКПР (%), после начала утечки газа через неплотности соедине­ний в технологическом оборудовании. Количество выделяю­щегося через неплотности соединений газа равно Q _г (м³/ч). Оборудование занимает V _тех (%) помещения, объем которого равен V (м³).

Параметры	Варианты исходных данных
V, м3
V тех, %
Газ	аммиак	ацетилен	аммиак	ацетилен	аммиак
С НКПР, %
Q г, м3/ч	3,5	4,2	2,5	4,8

 

Задача 55. Рассчитать величину утечки амми­ака Q _г (м³/ч) из системы средней изношенности (К _з = 1,5; a = 0,18) объемом V _об(м³), находящейся под давлением Р (МПа) при температуре t (°С) и время t (мин), в течение которого будет заполнено y = 5% свободного объема помещения V _св(м³) с концентрацией взрывоопасной смеси, равной 0,2 нижнего предела распространения пламени аммиака (С _НКПР = 15% по объему). Молекулярная масса аммиака М = 17,03 кг/моль, а плотность r = 0,77 кг/м3.

 

Параметры	Варианты исходных данных
V об, м3
Р, МПа	0,6	0,4	0,5	0,2	0,3
V св, м3
t, °С

 

Задача № 56, Вследствие разгерметизации системы объемом V _об (м³) при аварии холодильной установки в производственное помещение поступил аммиак под дав­лением Р (МПа). Рассчитать среднюю концентрацию аммиака C _ср (мг/м³)в воздухе при условии равномерного заполнения им всего помещения объемом V (м³) и кратность превышения n предельно допустимой концентрации аммиака в воздухе рабочей зоны. Плотность аммиака r =0,77 кг/м³, С _пдк = 20 мг/м³.

 

Параметры	Варианты исходных данных
V об, м3	0,5	0,6	0,4	0,3	0,8
V, м3
Р, МПа	0,2	0,6	0,8	1,0	0,1

 

Задача 57. Вследствие нарушения сроков уборки мучной пыли она накопилась на поверхности технологичес­кого оборудования и конструкциях производственного поме­щения объемом V (м³), относящегося к категории "Б" по взрывопожарной опасности. При открывании ворот за счет сдувания в помещении образовалось облако, содержащее m _п (кг) пыли, которое заняло y = 5%свободного объема помещения. Определить среднюю концентрацию мучной пыли С _ср (мг/м³) в этом облаке при условии, что объем технологического оборудования составляет V _тех (%) объема помещения. Сравнить рассчитанную концентрацию с нижним концентрационным пределом распространения пламени пыли пшеничной муки высшего сорта С _НКПР =28,8 г/м³.

 

Параметры	Варианты исходных данных
V, м3
V тех, %
m п, кг	0,42	0,70	0,66	0,88	0,75

 

Задача 58. Рассчитать минимальную площадь легкосбрасываемых ограждающих конструкций (ЛСК) S (м²) и количество остекленных оконных проемов N для помещения вальцовых станков мельницы. Габариты помещения L ´ В ´ Н (м), в нем n станков с внешними габаритами 2,5´1,7´1,8 (м). Площадь одного оконного проема 4 м². Остекление по длине помещения при ширине 12 м – двустороннее с симметричным расположением оконных проемов, при ширине 6 м - одностороннее, толщина стекла 4 мм.

Параметры	Варианты исходных данных
L, м
В, м
Н, м	4,5	3,5	4,0	4,5	4,5
n, шт

 

Задача 59. Рассчитать глубину емкости Н диаметром D (м) для проти­вопожарного водоснабжения предприятия, относящегося к категории "В" пожароопасности, III степени огнестойкости и с объемом производственных помещений V (м³) на 3-х часовое пожаротушение пожара.

Параметры	Варианты исходных данных
V, м3
D, м

 

Задача 60. Рассчитать диаметр пожарного водопровода D (мм) при допустимой скорости движения воды в нем w _в (м/с) для предприятия кате­гории "В" по пожароопасности, III степени огнестойкости и с объемом про­изводственных помещений V (м³).

Параметры	Варианты исходных данных
V, м3
w в, м/с	2,5	2,7	2,8	3,0	2,6

 

Задача 61. Определить потенциал статического электричества U (В), возникающий на поверхности цистерны объемом V _ц (дм³) в случае нарушения сети защитного заземления при ее заполнении этиловым спиртом со скоростью Q ₃ = 100 дм³/мин. При этой скорости 1 дм³ электризованного спирта передает цистерне заряд 10^–8 Кл. Электрическая емкостью цистерны С (пФ). Установить, является ли энергия искрового разряда статического электричества W (мДж) достаточной для воспламенения паров этилового спирта, для чего необходима минимальная энергия искры W _мин=0,95 мДж.

Параметры	Варианты исходных данных
V ц , дм3
С, пФ
Q 3, дм3/мин

 

Задача 62. Оценить может ли энергия искры W (Дж) статического электричества, образовавшегося при разряде потенциала U (В), накопившегося на человеке, тело которого имеет электрическую емкость С (пФ), вызвать взрыв паров горючего вещества. Минимальная энергия, необходимая для воспламенения паров горючего вещества, W _мин (мДж).

Параметры	Варианты исходных данных
U, В
С, пФ
Вещество	сероводорода	спирт этиловый	бензол	метан	этилен
W мин, мДж	0,009	0,95	0,2	0,28	0,12

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Нижний концентрационный предел распространения пламени газообразных органических веществ в воздухе рассчитывается по приближенной формуле

С_НКПР = С_ст /2, (9.1)

причем , (9.2)

(9.3)

где b — стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания горючего вещества;

n _с, n _н, n _о, n _х — число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;

Объем взрывоопасной смеси горючего вещества с воздухом с концентрацией, равной нижнему пределу распространения пламени, определяется по формуле

V _вз = , м³ (9.4)

где V _г - объем выделившихся в помещении взрывоопасных газов, м³.

Процент заполнения свободного объема производственного помещения взрывоопасной смесью рассчитывается по формуле

y = , % (9.5)

где V _св – свободный от технологического оборудования объем производственного помещения, м³.

Утечки взрывоопасных паров и газов через неплотности соединений технологического оборудования, работающего под давлением, рассчитываются по формуле (эмпирической)

Q _г = , м³/ч (9.6)

где К _з - безразмерный коэффициент запаса, учитывающий степень износа и состояние оборудования (принимается К=1...2);

a - безразмерный коэффициент, величина которого зависит от давления в оборудовании (при ориентировочных расчетах может приниматься: при давлении Р £ 0,4 МПа a=0,15; Р £ 1,7 МПа a=0,18; Р £ 40 МПа a=0,28);

V _об – внутренний объем оборудования и присоединенных к нему трубопроводов (до закрытых заглушающих устройств), м3;

r - плотность паров или газов, истекающих через неплотности соединений, кг/м3;

М – молекулярная масса паров или газов;

Т – температура внутри оборудования, К.

Количество взрывоопасного газа (паров), поступившее в помещение при аварии (разгерметизации) оборудования, работающего под давлением, рассчитывается по формуле

V _г = 10 P × V _об, м³ (9.7)

где Р - давление газа (паров) внутри оборудования до аварии, МПа.

Концентрация вещества в воздухе производственного помещения при условии равномерного распределения по объему помещения и без учета работы вентиляции рассчитывается по следующим формулам:

в % по объему для газа (пара)

С = ×100, % (9.8)

в мг/м³ соответственно для газа (пара) и пыли

С = ; С = ; (9.9)

где V – объем производственного помещения, м3

r - плотность газа (пара), кг/м3;

m _п – масса поступившей в помещение пыли, кг;

V _п – запыленный объем помещения, м3.

 

Суммарная площадь ЛСК зависит от свободного объема помещения. 1 м³ V св защищают минимально 0,03 м² площади ЛСК. Для стекла толщиной 4 мм площадь одного листа минимум 1 м².

Запас воды для трехчасового внутреннего и внешнего тушения пожара рассчитыва­ется по формуле:

Q = 11× n _в, м³ (9.10)

где n _в - нормативный расход воды для внутреннего (n ₁) и внешнего (n ₂) тушения пожара, дм³/с.

Нормативный расход воды n ₁ = 5дм³/с, а n ₂ принимается по таблице в зависимости от степени огнестойкости здания и категории производства по пожарной опасности.

Степень огнестой­кости	Категория производства по пожарной опасности	Расход воды (дм3/с) на 1 пожар при объеме здания, тыс.м3
до 3	3...5	5...20	20...50	50...200
I, II	Г, Д
I, II	А, Б, В
III	Г, Д
III	В
IV, V	Г, Д
IV, V	В

 

Глубина емкости для пожарного водоснабжения определяется по фор­муле:

Н _ф = 1,2× Н _р, м, (9.11)

где Н _р - рассчитанная глубина, м;

1,2 - коэффициент запаса емкости

Технологические процессы пищевых производств, связанные с дроблением, измельчением и просеиванием продукта, с очисткой и переработкой зерна, транспортированием твердых и жидких продуктов с помощью конвейеров и по трубам сопровождаются электризацией и накоплением зарядов статического электричества. Величина электростатического заряда зависит от электропроводности материалов, их относительной диэлектрической проницаемости, скорости движения, характера контакта между соприкасающимися материалами, электрических свойств окружающей среды, относительной влажности и температуры воздуха.

Степень электризации жидкости в основном зависит от ее диэлектрических свойств и кинематической вязкости, скорости потока, диаметра и длины трубопровода, материала трубопровода, состояния его внутренних стенок и температуры жидкости.

Величину электростатического потенциала U можно определить по формуле

(9.12)

где q – величина накопленного на поверхности оборудования заряда, Кл;

C - электрическая емкость оборудования, Ф.

Если напряженность электростатического поля над поверхностью диэлектрика достигает критической (пробивной) величины, то возникает электрический разряд. Для воздуха пробивное напряжение примерно равно 30 кВ/см.

Энергия разряда (искры) диэлектрика W (Дж) определяется по формуле

W = 0,5 С × U ², (9.13)

где С — электрическая емкость, разряжаемая искрой, Ф;

U — разность потенциалов относительно земли, В.

Разность потенциалов на оборудовании может достигать нескольких десятков тысяч вольт. Искра, возникающая при напряженности электростатического поля 3 кВ, способна воспламенить любую газовоздушную смесь, а при 5 кВ — пылевоздушную смесь органических веществ (пыль муки, сахара, декстрина, крахмала и т. п.).

Основным способом предупреждения возникновения электростатического заряда является постоянный отвод статического электричества от технологического оборудования с помощью заземления. Каждую систему аппаратов и трубопровода заземляют не менее чем в 2 местах. Резиновые шланги обвивают заземленной медной проволокой с шагом 10 см. Предельно допустимое сопротивление заземляющего устройства, используемого только для отвода электростатического заряда, не должно превышать 100 0м.

 

 

ОТВЕТЫ НА ЗАДАЧИ

 

Номер задачи	Опреде-ляемая величина
	L (м3/ч)
	К об(1/ч)	0,6	0,1	0,5	5,7	9,3
	L (м3/ч)
	К об(1/ч)	4,86	1,72	4,21	4,81	3,47
	n	1,75	1,60	1,43	1,17	1,55
	М (г/ч)	0,068	0,044	0,011	0,019	0,009
	L (м3/ч)
	L (м3/ч)
	L (м3/ч)
	Q об(Вт)
	n	1,35	1,33	2,05	2,22	2,42
	F (м2)	7,5	8,3	8,0	8,6	7,4
	С (мг/м3)	1,5	3,0	3,7	5,5	7,4
	h (%)
	%
	L (м3/ч)
		осушать	увлажнять	осушать	увлажнять	увлажнять
	d из (мм)
	Q п, кВт	10,9	16,4	21,9	5,5	13,7
	L (м3/ч)
	К об(1/ч)	1,1	0,4	0,4	1,9	1,6
	Q хл, кДж/ч
	L (м3/ч)
	К об(1/ч)	2,7	1,9	1,7	2,2	1,3
	Q (кВт)	56,8	18,8	2,5	16,0	13,3
	t пов (°С)
	L (кд/м2)
	r	0,25	0,50	0,30	0,17	0,30
	E (лк)
	фон	средний	светлый	средний	темный	средний
	L о (кд/м2)
	Е max (лк)
	Е min (лк)
	W (Вт)	6,7	2,6	15,0	14,5	2,4
	N
Номер задачи	Определя-емая величина
	S (м2)	541,7	22,8	15,6	390,0	4,1
	%	52,1	15,0	4,3	29,4	10,2
	N
	Е (лк)
	D L (дБ)	17,1		17,5
	L (дБ)
	R к2 (дБ)
	тип глуш.	А-400	А-160	А-200	А-400	А-250
	кол.секций
	S (см2)
	Н из (см)
	а) I ч (мА)	380,0	38,0	275,0	1100,0	4,8
	б) I ч (мА)	230,8	549,8	192,1	57,4	562,8
	I ч (мА)
	а) изол.	1,3	5,1	0,1	0,7	0,6
	заземл.	218,5	21,9	1075,5	430,2	14,6
	б) изол.	0,6	0,9	0,1	0,4	0,4
	заземл.	1,1	1,0	1,1	1,1	1,0
	n
	R (Ом)	3,98	8,34	3,82	3,84	3,25
	I кз (А)	62,7	46,3	46,7	73,1	70,8
	I нп (А)	20,9	15,4	15,6	24,4	23,6
	U пр (В)	110,3	259,2	14,0	182,8	141,5
	U ш (В)
	I ч.ш. (мА)
	I к.з. (А)	47,8	51,5	57,4	122,2	42,8
	U пр (В)	14,3	10,3	28,7	48,9	25,7
	R .з (Ом)	1,90	1,26	3,10	0,95	1,42
	n
		нет	да	нет	да	нет
	t (Со)
	n	1,20	1,26	1,28	1,41	1,36
	K ч	125,0	57,1	10,6	9,8	6,1
	К т	32,0	10,5	23,5	22,7	27,2
	К н	2166,7	1097,6	247,6	241,4	184,4
	К н	387,5	282,6	572,3	1011,7	801,0
	К т	39,7	54,0	21,2	28,8	4,8
		одинаково	на первом	на втором	на втором	на первом
Номер задачи	Определя-емая величина
	K ч	30,0	10,0	20,0	25,0	16,7
	К т	12,3	10,0	21,3	16,0	20,7
	Д
	С НКПР (%)	3,22	2,46	3,22	2,46	3,22
	y (%)	6,0	5,0	5,7	4,2	6,7
	t (мин)
	Q г (м3/ч)	0,08	0,13	0,24	0,26	0,32
	t (мин)
	C ср (мг/м3)
	n	38,5	34,65	61,6	46,2	7,7
	C ср (мг/м3)
	n	0,73	1,08	1,64	0,11	0,43
	S лск (м2)	25,5	12,8	3,4	8,3	33,4
	колич.окон	4+4	2+2			5+5
	Н (м)	7,0	6,6	4,2	5,9	9,3
	D (мм)
	U (В)
	W (мДж)		0,5			6,4
		доста-точна	недоста-тона	доста-точна	доста-точна	доста-точна
	W (мДж)	2,50	1,25	16,88	12,50	3,75
		может	может	может	может	может

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 3

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.. 6

2. ВЕНТИЛЯЦИЯ ЦЕХОВ И ДУШИРОВАНИЕ РАБОЧИХ МЕСТ. 7

2.1. УСЛОВИЯ ЗАДАЧ. 7

2.2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.. 14

3. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ.. 18

3.1. УСЛОВИЯ ЗАДАЧ. 18

3.2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.. 21

4. ОСВЕЩЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ.. 23

4.1. УСЛОВИЯ ЗАДАЧ. 23

4.2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.. 25

5. БОРЬБА С ШУМОМ И ВИБРАЦИЕЙ.. 29

5.1. УСЛОВИЯ ЗАДАЧ. 29

5.2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.. 31

6. ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ. 35

6.1. УСЛОВИЯ ЗАДАЧ. 35

6.2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.. 38

7. БЕЗОПАСНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ, РАБОТАЮЩЕГО ПОД ДАВЛЕНИЕМ.. 42

7.1. УСЛОВИЯ ЗАДАЧ. 42

7.2 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.. 43

8. ПРОФИЛАКТИКА ТРАВМАТИЗМА.. 44

8.1. УСЛОВИЯ ЗАДАЧ. 44

8.2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.. 46

9. ВЗРЫВОПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТЬ НА ПРОИЗВОДСТВЕ. 47

9.1. УСЛОВИЯ ЗАДАЧ. 47

9.2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.. 52

10. ОТВЕТЫ НА ЗАДАЧИ.. 57