Вопрос 12

Вопрос № 2 Закономерности нарастания концентраций горючих паров и газов в производственных помещениях. Определение размеров зон взрывоопасных концентраций на наружных технологических установках

Если известна скорость поступления пара или газа в производственное помещение при повреждении или аварии аппарата, то можно определить тот промежуток времени, в течение которого концентрация горючего вещества в помещениях достигнет взрывоопасных пределов.

Естественно, что минимальный промежуток времени образования взрывоопасных концентраций при всех прочих равных условиях будет соответствовать концентрации шара или газа, Равной нижнему пределу воспламенения С_Нпв с учетом коэффициента запаса а.

В общем виде длительность нарастания взрывоопасной концентрации будет зависеть, кроме С_Нпв и а, от объема помещения V воздухообмена п и интенсивности поступления газа fw, т. е.

        (3.11)

Рассмотрим более конкретно эту функциональную зависимость.

При отсутствии воздухообмена в помещении. Когда производственное помещение не имеет принудительной вентиляции или вентиляция не надежна (отсутствует резервный вентилятор, не осуществлено питание электродвигателей от двух независимых фидеров), создаются наиболее благоприятные условия для образования взрывоопасных концентраций при повреждениях и авариях производственного оборудования или трубопроводов. В этом случае количество горючего вещества, выходящего наружу из оборудования за промежуток времени d, должно быть равно приращению количества горючего вещества в воздухе помещения за тот же промежуток времени d, или

,                  (3.12)

где q — количество  вещества,  выходящего  наружу  в единицу

Рекомендуемые материалы

времени;

V -— объем помещения;

dС ~ приращение концентрации горючего вещества за время d. Проинтегрировав уравнение (3.12), получим:

,

.

Учитывая коэффициент неравномерности распределения концентрации или коэффициент запаса, равный 0,5, окончательно будем иметь

,                    (3.13)

Если концентрация нижнего предела воспламенения С_НПВ берется в объемных долях, то интенсивность поступления горючего вещества должна быть взята в м³1сек, а  будет в сек. Если С_НПВ берется в весовых единицах, то соответственно и q следует брать в весовых единицах в сек.

При наличии воздухообмена в помещении. При гарантированном воздухообмене часть выходящих при аварии паров или газов будут непрерывно отводиться из производственного помещения наружу, в результате чего нарастание концентрации до опасных пределов несколько замедлится. Если обозначить через п кратность воздухообмена в помещении в 1/ч, то количество воздуха, поступающего в помещение или выбрасываемого из. него, будет равно:

,      м³/сек.

Уравнение материального баланса за промежуток времени d для данного случая, может быть записано в следующем виде: приращение количества горючего вещества в воздухе помещения будет равно количеству горючих веществ, поступающих из поврежденного аппарата за вычетом количества горючих веществ, выбрасываемых из помещения, или

,              (3.14)

.            (3.15)

Интегрируя дифференциальное уравнение (3.15), получим:

,

где А – постоянная интегрирования, определяемая по начальным условиям.

                В момент времени концентрация С тоже равна нулю.

Следовательно,

.

                Тогда

,

                откуда

.              (3.16)

                Подставив в формулу (3.16) значение , получим длительность нарастания концентрации в сек. До опасного значения, равного 0,5 С_НПВ

.            (3.17)

При значительных повреждениях и авариях аппаратов пли трубопроводов с горючими парами и газами в помещениях может образоваться взрывоопасная концентрация даже при работающей вентиляции (в том числе и аварийной) и так быстро, что вручную будет невозможно осуществить необходимые противоаварийные действия.

Чтобы обеспечить реальную возможность предотвращения взрыва и пожара, нужно уменьшить количество огнеопасных веществ, выходящих наружу при аварии аппаратов и трубопроводов. Для этого на питающих линиях целесообразно устанавливать быстродействующие задвижки с автоматическим приводом, срабатывающим при аварийном показании стационарного газоанализатора, или применять автоматические прерыватели потока, срабатывающие от резкого перепада давления в линии при аварии.

Стационарные газоанализаторы необходимо также блокировать с системой пуска аварийной вентиляции, устройствами для открывания оконных фрамуг, фонарей и т. п.

Самым же главным и основным средством защиты является выявление и предупреждение возможных причин повреждений и аварий аппаратов и трубопроводов.

4.Заключение (5 – 7 минут).

Условия работы технологических аппаратов разнообразны. Материал аппаратов, трубопроводов, их арматура и прокладки испытывают постоянное воздействие обрабатываемых веществ, нередко нагретых до высоких температур и находящихся под высоким давлением. На аппараты воздействует также окружающая среда, которая часто, особенно в химических производствах, обладает агрессивными свойствами.

Материал аппаратов и толщина стенок при проектировании подбираются таким образом, чтобы они могли противостоять воздействию обрабатываемых веществ, температуры, внутреннего давления и внешней среды. Следовательно, аварии и повреждения могут возникнуть от недостатков конструктивного характера (неудачный подбор материала, неправильный расчет) или эксплуатационного характера (нарушение принятых режимов работы аппаратов) или при действии обеих причин одновременно. Определить истинную причину повреждения не всегда бывает просто, так как кажущаяся на первый взгляд очевидной причина повреждения в действительности может являться следствием ряда других взаимосвязанных между собой явлений.

Естественно, что предупредительные мероприятия должны быть натравлены па предотвращение действительных причин повреждений и аварий.

Чтобы несколько облегчить процесс исследования причин повреждений аппаратов, необходимо изучить наиболее характерные из них. Рассмотреть эти причины одновременно и во взаимосвязи почти невозможно, поэтому мы рассмотрим их в отдельности.

Причины повреждений производственного оборудования можно разделить на три группы:

Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - 4 - Виды информационных технологий.

а)            повреждения,   возникающие   в   результате   механических воздействий на материал аппаратов и трубопроводов;

б)            повреждения, возникающие в  результате температурных воздействий на материал аппаратов и трубопроводов;

в)            повреждения, возникающие в результате химического износа материала.

На последующих занятиях рассмотрим эти причины более подробно.

Вывод по вопросу.

В основе мероприятий, предупреждающих возникновение газонефтепроявлений, лежит строгое соблюдение требований, предъявляемых к параметрам промывочной жидкости, тщательный контроль ее количества и качества, обеспечение необходимых условий циркуляции жидкости в стволе скважины.