Ветошкин А.Г., Разживина Г.П. - Безопасность жизнедеятельности - Оценка производственной безопасности (1094346), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Энергия сгорания парогазовой фазы (ПГФ), находящейся в аварийном блоке:Е1* = G* q*, кДж,где G* – масса ПГФ в аварийном аппарате, кг; q* – теплота сгорания ПГФ, кДж/кг.2. Энергия сгорания ПГФ из смежных аппаратов:Е2* = Σ Gi* qi, кДж,где Gi* – масса ПГФ из смежных аппаратов, кг;qi* – теплота сгорания ПГФ из смежных аппаратов, кДж/кг.3.
Энергия сгорания ПГФ, образующейся из перегретой (выше температуры кипения)жидкой фазы (ЖФ), имеющейся в аварийном блоке и поступающей из смежныхблоков:Е1** = G**..c**.θ.q*/r + ΣGi** сi** θi qi*/ri, кДж,где G**, ΣGi** - масса ЖФ, имеющейся в расчетном блоке и поступившей из смежныхблоков, кг;с**, сi** – теплоемкости ЖФ, кДж/(кг С);θ, θi – температуры перегрева ЖФ, 0С;r, ri - теплоты парообразования ЖФ, кДж/кг.4. Энергия сгорания ПГФ, образующейся из пролитой ЖФ:Е4** = GΣ** q*, кДж,где GΣ** - масса паров, образуемых при испарении пролитой ЖФ, кг.Энергия сгорания содержащихся в технологическом блоке пылевоздушных смесейE зависит от массового количества дисперсного продукта Gпв (кг) и удельной энергиисгорания пыли qпв:E = Gпв.qпв.118Для пылевоздушных смесей общая масса дисперсного продукта, участвующая в образовании взрывоопасной пылевоздушной смеси, включает три составляющие:Gпв = G1 + G2 + G3,где G1 – масса взвешенной пыли в аппаратуре технологического блока, кг;G2 – масса взвешенной пыли, образующейся в объеме помещения или наружной установки в результате выброса из разрушенного взрывом оборудования и поступления пыли кразгерметизированному участку из смежного оборудования, кг;G3 – масса пылевоздушной смеси, образующейся в объеме помещения или наружной установки за счет взвихрения осевшей пыли, кг.Значения суммарной энергии Е используются для определения относительногоэнергетического потенциала (Qв) технологического блока, а также массы взрывоопасногопарогазового облака (m), приведенной к тротиловому эквиваленту:1 3Е.16,534Е, кгm=4,6 ⋅104QВ =(7.13)(7.14)По значениям Qв и m производится категорирование технологических блоков повзрывоопасности (табл.7.8).В зависимости от категории взрывоопасности Общими правилами взрывобезопасности устанавливаются определенные ограничения и назначаются необходимые для обеспечения взрывоопасности мероприятия.Таблица 7.8Показатели категории взрывоопасности технологических блоковКатегорияQвm, кгI> 37> 5000II27 - 372000 - 5000III< 27< 2000взрывоопасности1197.5.
Промышленная взрывобезопасностьПроизводственные процессы должны разрабатываться так, чтобы вероятность возникновения взрыва на любом взрывоопасном участке в течение года не превышала 10-6. Вслучае технической или экономической нецелесообразности обеспечения указанной вероятности возникновения взрыва производственные процессы должны разрабатываться так,чтобы вероятность воздействия опасных факторов взрыва на людей в течение года не превышала 10-6 на человека.Взрывобезопасность производственных процессов должна быть обеспечена взрывопредупреждением и взрывозащитой, организационно-техническими мероприятиями.
Параметрами и свойствами, характеризующими взрывоопасность среды являются:- температура вспышки;- концентрационные и температурные пределы воспламенения;- нормальная скорость распространения пламени;- минимальное взрывоопасное содержание кислорода (окислителя);- минимальная энергия зажигания;- чувствительность к механическому воздействию (удару и трению).Основными факторами, характеризующими опасность взрыва, являются:- максимальное давление и температура взрыва;- скорость нарастания давления при взрыве;- давление во фронте ударной волны;- дробящие и фугасные свойства взрывоопасной среды.Для обеспечения взрывобезопасного ведения производственного процесса на негодолжны быть установлены коэффициенты безопасности.Опасными и вредными факторами, воздействующими на работающих в результатевзрыва, являются:- ударная волна, во фронте которой давление превышает допустимое значение;- пламя;- обрушивающиеся конструкции, оборудование, коммуникации, здания и сооружения и их разлетающиеся части;- образовавшиеся при взрыве и выделившиеся из поврежденного оборудованиявредные вещества, содержание которых в воздухе рабочей зоны превышает ПДК.Для предупреждения взрыва необходимо исключить:- образование взрывоопасной среды;- возникновение источника инициирования взрыва.Взрывоопасную среду могут образовать:- смеси веществ (газов, паров, пылей) с воздухом и другими окислителями (кислород, озон, хлор, окислы азота);- вещества, склонные к взрывному превращению (ацетилен, озон, гидразин).120Источником инициирования взрыва являются:- открытое пламя, горящие и раскаленные тела;- электрические разряды;- тепловые проявления химических реакций и механических воздействий;- искры от удара и трения;- ударные волны;- электромагнитные и другие излучения.Предотвращение образования взрывоопасной среды в помещении должно быть достигнуто:- применением герметичного производственного оборудования;- применением рабочей и аварийной вентиляции;- отводом, удалением взрывоопасной среды;- контролем состава воздушной среды и отложений взрывоопасной пыли.Предотвращение образования взрывоопасной среды внутри технологического оборудования должно быть обеспечено:- герметизацией технологического оборудования;- поддержанием состава и параметров среды вне области воспламенения;- применением ингибирующих (химически активных) и флегматизирующих (инертных) добавок;- конструктивными и техническими решениями при проектировании производственного оборудования и процессов.Предотвращение возникновения источника инициирования взрыва должно бытьобеспечено:- регламентацией огневых работ;- предотвращением нагрева оборудования до температуры самовоспламенения взрывоопасной среды;- применением средств, понижающих давление во фронте ударной волны;- применением материалов, не создающих при соударении искр;- применением средств защиты от атмосферного и статического электричества, блуждающих токов, токов замыкания на землю;- применением быстродействующих средств защитного отключения возможныхэлектрических источников инициирования взрыва;- ограничением мощности электромагнитных и других излучений;- устранением опасных тепловых проявлений химических реакций и механическихвоздействий.Предотвращение воздействия на работающих опасных и вредных производственныхфакторов при взрыве обеспечиваются:- установлением минимальных количеств взрывоопасных веществ, применяемых впроизводственном процессе;121- применением огнепреградителей, гидрозатворов, водяных и пылевых заслонов,инертных газовых или паровых завес;- применением оборудования, рассчитанного на давление взрыва;- обваловкой и бункеровкой взрывоопасных участков или размещением их в защитных кабинах;- защитой оборудования от разрушений при помощи устройств аварийного сбросадавления (предохранительные мембраны и клапаны);- применением отсечных и обратных клапанов;- применением систем активного подавления взрыва;- применением средств предупредительной сигнализации.Организационно-технические мероприятия по обеспечению взрывобезопасностивключают:- разработку регламентов и норм ведения технологических процессов;- организацию обучения, инструктажа и допуска к работе персонала;- контроль и надзор за соблюдением норм технологического режима, правил и нормтехники безопасности.7.6.Мероприятия по снижению уровня взрывоопасности производствДля каждого взрывопожароопасного объекта разрабатывается план ликвидации аварий.На объектах с технологическими блоками I категории взрывоопасности весь персонал должен проходить специальный курс подготовки с использованием тренажеров, учебно-тренировочных полигонов.Для систем противоаварийной защиты объектов I категории взрывоопасности применяется электронная или микропроцессорная техника, объектов II и III категорий –применение средств автоматизации.Технологические объекты I категории взрывоопасности с периодическими процессами оснащаются системами контроля, управления и противоаварийной защиты пуска ивыхода на регламентированный режим и режим остановки.Для блоков I категории предусматривается установка автоматических быстродействующих запорных и отсекающих устройств с временем срабатывания не более 12 сек; дляблоков II и III категорий - установка запорных и отсекающих устройств с дистанционным управлением и временем срабатывания не более 120 сек; для блоков с относительнымэнергетическим потенциалом Qв ≤10 допускается установка запорных устройств с ручным приводом и временем приведения в действие не более 300 сек.Оборудование взрывоопасных объектов преимущественно должно располагаться наоткрытых площадках (наружных установках).Запрещается размещать оборудование взрывопожароопасных производств:- над и под вспомогательными помещениями;122- под эстакадами технологических трубопроводов с горючими, едкими и взрывоопасными продуктами;- над площадками открытых насосных и компрессорных установок.Для нагнетания легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) применяются центробежные бессальниковые насосы с двойным торцевым уплотнением.Запрещается применять во взрывоопасных технологических системах гибкие шлангив качестве стационарных трубопроводов для транспортировки горючих сжиженных газов,веществ в парогазовом состоянии, ЛВЖ и горючих жидкостей (ГЖ).
Трубопроводы недолжны иметь фланцевых или других разъемных соединений.Фланцевые соединения допускается только в местах установки арматуры или подсоединения трубопроводов к аппаратам.В технологических системах с блоками I категории должна применяться стальнаязапорная и регулирующая арматура.Для систем контроля, управления и противоаварийной защиты (ПАЗ) объектов сблоками I категории предусматривается третий независимый источник электропитаниядля безаварийной остановки объекта в расчетное время.Электроприемники технологических систем с блоками I категории должны снабжаться электроэнергией по 1-ой категории надежности.
Электроприемники систем с блоками II и III категорий по обеспечению надежности электроснабжения могут относитьсяк электроприемникам только 1-ой или 2-ой категории.7.7. Примеры оценки пожаровзрывоопасности производственных объектовПример 7.1. Определить категорию пожаровзрывоопасности производственногопомещения длиной 15,8 м, шириной 15,8 м и высотой 6 м, в котором размещен технологический процесс по восстановлению тетрахлорида кремния водородом.
Водород подаетсяпо трубопроводу диаметром 0,02 м под давлением 1,01 МПа. Длина трубопровода от задвижки с электроприводом до реактора 15 м, объем реактора 0,9 м3, время работы задвижки по паспортным данным 5,0 с без указания на надежность, температура в реакторе 12000С и в помещении +250С, расход газа по трубопроводу 0,12 м3/ с, плотность газа 0,0817кг/м3, теплота сгорания водорода 119840 кДж/кг. Имеется аварийная вентиляция с кратностью воздухообмена 8, значение коэффициента Z принимаем равным 1.Расчет. Определяем массу водорода, вышедшего в помещение при аварии:m = V anπd 2P T01,01 298⋅⋅ ⋅ ρ + q ⋅τ ⋅ ρ +⋅ l ⋅ ρ = 0,9⋅⋅ 0,0817 +P0 T40,101 1473+ 0,12 ⋅ 120 ⋅ 0,0817 + 0,785 ⋅ 15 ⋅ 0,0817 = 0,149 + 1,176 + 0,962 = 2,287 кг.Определяем значение ΔР:ΔР =2,287 ⋅119840 ⋅101 ⋅1= 50,4 кПа1200 ⋅1,2 ⋅1,01 ⋅ 298 ⋅1,2671238⋅120 + 1 = 1,267 .3600Поскольку водород является горючим газом и ΔР >5 кПа, то помещение относится ккатегории А.К=Пример 7.2.
В помещении размерами 32 м × 16 м × 9 м находятся аппараты, в которых имеется ГЖ в количестве 15 кг в каждом. Температура вспышки ГЖ - 72 0С. Теплотасгорания ГЖ - 41,87 МДж/кг. Площадь размещения пожарной нагрузки при аварийномпроливе 8 м2. Температура жидкости в помещении 20 0С. Упругость пара ГЖ при 20 0С –9 кПа. Молекулярная масса ГЖ - 168. Определить категорию пожароопасности помещения.Решение. Для определения категории помещения рассчитываем скорость испаренияи массу паров:W = 10−6 ⋅1 168 ⋅ 9 = 1,17 ⋅10−4 кг/(м2⋅с).mр = 1,17 ⋅ 10-4 ⋅ 8,0 ⋅ 3,6 ⋅ 10-3 = 3,37 кг.Рассчитываем категорию пожароопасности:3,37 ⋅ 41870 ⋅101 ⋅ 03ΔР == 3,27 кПа.3686,4 ⋅ 293 ⋅1,2 ⋅1,01Помещение должно быть отнесено к категории В. Для определения подкатегорииопределяем пожарную нагрузкуQ = Gi ⋅ Qн = 15 ⋅ 41,87 = 628 МДж.Принимаем в соответствии с НПБ 105-95: S = 10 м2Q= 62,8 МДж/м2.SВ соответствии с табл. 7.4 это помещение должно быть отнесено к В4.Удельная пожарная нагрузка составит: g =Для дальнейшего уточнения используем уравнение (7.8).При h = 9 lпр должно быть lпр>(26-9)=17.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
