Диссертация (1172924), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Футеровкаалюминием, из-за опасности возникновения термической реакции, не допустима;– во взрывоопасных цехах не допускается обувь с гвоздями на каблукахи подошвах. На ободьях колес тележек накладывается резина или пластмасса.Полы увлажняют и устилают ковровыми дорожками;– в смотровых люках резервуаров для светлых нефтепродуктов применяются латунные прокладки. Другие люки, использующиеся периодически,открывают вращением крышки вокруг болта.На основании проведенного выше анализа могут быть сделаны следующиевыводы.Фрикционныеискрыявляютсяпотенциальнымисточникомвоспламенения горючих газопаровоздушных смесей. При оценке опасностивоспламенения горючих смесей фрикционными искрами следует исходитьиз величин скорости и массы устройств, либо их частей, соударение или трениекоторых возможно в аварийных условиях эксплуатации.
При воздействиифрикционных искр наиболее легко подвержены воспламенению бедные горючие57смеси. Зажигание газопаровоздушных смесей при ударе и трении твердыхконструктивных материалов происходит в основном либо за счет нагретыхповерхностей,либораскаленнымифрагментамитвердыхматериалов(фрикционными искрами), образующимися при ударе и трении. В последнемслучае зажигание возможно, как правило, при возможности окисления этихфрагментов кислородом воздуха с соответствующим увеличением температурыэтих фрагментов. Второй механизм реализуется в основном для легких металлов.1.3 Выбор направлений исследованийВ настоящее время фторированные углеводороды широко применяютсяво всем мире для пожаротушения и взрывопредупреждения.
Проведеныдостаточно многочисленные исследования влияния этих веществ на горениегорючих газов и паров в кинетическом и диффузионном режимах. Однако этиисследования, как показывает проведенныйв настоящейглаве анализ,ограничивались воздушными окислительными средами. Следует отметить лишьработы по изучению влияния фторированных углеводородов на околопредельныепламена смесей горючее – окислительная среда (смесь O2 и N2 с содержаниемкислорода, отличным от его содержания в воздухе) [22-32, 34-36]. Таким образом,по результатам проведенного анализа следует вывод, что влияние фторированныхуглеводородов на горение околостехиометрических газовых смесей, в которыхокислительная среда имеет отличное от воздуха (повышенное или пониженное)содержание кислорода, в литературе не описано.
В связи с этим представляетсяцелесообразнымпожарнойпровестиопасностиэкспериментальныеоколостехиометрическихисследованияпоказателейсмесейгорючеевида–окислительная среда – фторированный углеводород при различных содержанияхкислорода в окислительной среде.58Горение таких горючих газов, как водород и метан, является процессом,знание закономерностей которого необходимо для прогнозирования характеристик пожаровзрывоопасности тех или иных технологических аппаратов,так и для понимания особенностей горения более сложных по химическомустроению органических топлив. В тоже время для более детального пониманиямеханизмов ингибирования сложных газовых смесей, содержащих метан и водород, представляет интерес изучение влияния химически активных агентов на процесс распространения пламени по околостехиометрическим газовым смесямпри наличии окислительных сред, отличных от воздуха, с повышенным и пониженным содержанием кислорода. Кроме того, недостаточно изученнымиостаются и механизмы зажигания газовых смесей искрами удара и трения.
Приэтом в литературе не описан универсальный стандартизированный методиспытаний конструкционных материалов на искробезопасность.На основе проведенного в настоящей главе анализа литературных данныхв диссертационной работе ставятся следующие задачи, решение которыхпозволяет восполнить пробелы в имеющихся представлениях о горении газовыхсмесей сложного состава с различным содержанием кислорода в окислительнойсреде, а также о зажигании парогазовых смесей искрами удара и трения:– провести экспериментальные исследования влияния фторированныхуглеводородов на характеристики горения околостехиометрических смесейметана и водорода в окислительных средах, представляющих собой воздух, а также смеси азота и кислорода, содержащих 15 и 25 %(об.) O2, (максимальноедавлениевзрыва,максимальнаяскоростьнарастаниядавлениявзрыва,нормальная скорость горения);– разработать научно обоснованную методику оценки фрикционнойискробезопасности конструкционных материалов;– провести апробацию разработанной методики оценки фрикционнойискробезопасности конструкционных материалов на примере различных парматериалов и образцов горючих газов и паров, на основании чего разработатьпроект соответствующего государственного стандарта.59Для изучения процесса флегматизации выбраны такие горючие вещества,как метан (типичный продукт для нефтегазовой отрасли) и водород (газ который,соднойстороны,широкоиспользуетсявнефтегазоперерабатывающейпромышленности, и, с другой стороны, является одним из наиболее пожаровзрывоопасных продуктов нефтегазовой отрасли).
В качестве фторированныхфлегматизаторов выбраны соединения, широко используемые на практике длягазового пожаротушения.60ГЛАВА 2 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИИ МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮХАРАКТЕРИСТИК ГОРЕНИЯ ГАЗОВ И ПАРОВ В РАЗЛИЧНЫХОКИСЛИТЕЛЬНЫХ СРЕДАХ2.1 Краткий анализ существующих методов определения характеристикгорения парогазовых смесейВ европейском стандарте EN 15967 [75] описаны методы экспериментального определения максимального давления взрыва и максимальной скоростинарастания давления взрыва для газов и паров при заданной температуре и атмосферном давлении для изначально покоящейся исходной смеси.
Особо отмечено,что стандарт не распространяется на процессы распространения детонации. Такжеотмечено, что определяемые в стандарте величины неприменимы для проектирования взрывоустойчивых конструкций (использующихся для ограждения помещений с возможностью возникновения взрыва с целью его локализации в пределахпомещения), а также для всех тех случаев, когда пламя может ускоряться в процессе турбулизации из-за находящихся на его пути препятствий.В рассматриваемом стандарте под максимальным давлением взрыва и максимальной скоростью нарастания давления взрыва понимаются величины,определяемые для смесей горючего газа (пара) с воздухом (или инертного газас воздухом) при варьировании концентрации горючего (пара). То есть термин«максимальное (ая)» относится не к одной конкретной смеси, а к набору смесей,в которых изменяется концентрация горючего газа (пара).Основным принципом, реализующим положения рассматриваемого стандарта, является следующее.
Исследуемая горючая смесь воспламеняется источником зажигания определенной мощности в центре реакционного сосуда. С помощью регистрирующей аппаратуры происходит запись изменения давления во времени в процессе сгорания исходной смеси. С помощью численной обработки61кривой «давление-время» для заданной смеси определяются соответствующиезначения максимального давления взрыва и максимальной скорости нарастаниядавления взрыва. Затем при варьировании концентрации горючего в исходнойсмеси определяются соответствующие максимальные величины определяемыхпараметров для данных горючего и окислителя.Реакционный сосуд должен иметь либо цилиндрическую, либо сферическую форму. Объем сосуда должен составлять не менее 0,005 м3. В случае использования цилиндрического реакционного сосуда отношение длины сосудак его диаметру должно составлять 1. Реакционный сосуд и оборудование,смонтированное на нем (краны, источник зажигания, датчик давления и т.
д.)должны выдерживать избыточное давление, развиваемое при горении, не менее2 МПа.Реакционный сосуд должен быть выполнен из нержавеющей стали илилюбо другого материала, не оказывающего каталитического действия на процессраспространения пламени, и не подверженного коррозии в результате взаимодействия с исследуемой газовой смесью и продуктами ее горения.Оборудование для задания исходной горючей смеси должно обеспечиватьпогрешность задания горючего компонента не более 10 %(отн.) при его концентрации не более 2 %(об.) и 0,2 %(абс.) при его концентрации более 2 %(об.).Источник зажигания должен располагаться в центре реакционного сосуда.Рекомендуемыми источниками зажигания являются электрическая искра илипережигаемая проволочка.В том случае, если в качестве источника зажигания используется электрическая искра, предпочтительным материалом для электродов зажигания являетсянержавеющая сталь.
Электроды представляют собой остроконечные проводникис углом заточки концов 60 ± 3°. Расстояния между электродами в искровомпромежутке должно составлять 5 ± 1 мм. Электроды должны быть плотноустановлены в реакционном сосуде с целью отсутствия утечек газа, в том числепри высоких давлениях, которые реализуются в процессе распространенияпламени. Источник высокого напряжения для формирования искры должен62обеспечивать следующие характеристики: напряжение от 13 до 16 кВ и токот 20 до 30 мА в момент образования искры. Первичная обмотка источникавысокого напряжения должна быть соединена с электрической сетью с помощьютаймера для установки требуемого времени разряда.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
