Пожарная опасность аппаратов с газами меры профилактики. Анализ возможности образования вок в аппаратах с горючими газами и способы обеспечения пожарной безопасности. Анализ образования горючей среды в помещениях

Для производственных целей широко используют открытый огонь, огневые печи, реакторы, факелы для сжигания паров и га­зов. При производстве ремонтных работ часто используют пламя горелок и паяльных ламп, применяют факелы для отогрева замерз­ших труб, костры для прогрева грунта или сжигания отходов. Тем­пература пламени, а также количество выделяющегося при этом тепла достаточны для воспламенения почти всех горючих веществ. Поэтому главная защита от данных источников зажигания - изо­ляция от возможного соприкосновения с ними горючих паров и га­зов (при авариях и повреждениях соседних аппаратов).

Аппараты огневого действия размещают на площадках с соблю­дением разрывов, величина которых в зависимости от характера и режима работы смежных аппаратов и сооружений регламентирует­ся нормативными актами.

К аппаратам огневого действия следует отнести факельные уста­новки для сжигания газовых выбросов. Недочеты в проектировании и устройстве факельных установок могут привести к тепловому воздействию факела пламени на расположенные вблизи здания, сооружения и аппараты с горючими газами и жидкостями, а также к загазованию территории при внезапном потухании пламени. Сле­дует отметить, что факелы общезаводские или общецеховые менее опасны, чем факелы, расположенные непосредственно на аппаратах так как имеют большую высоту вертикального ствола и раз­мещены на значительном расстоянии (60... 100 м и более) от взрыво- и пожароопасных зданий и сооружений.

Факельная установка (рис.) состоит из системы подводящих трубопроводов, предохранительных устройств (огнепреградителей) и факельной горелки. Конструкция горелки должна обеспечивать непрерывность сжигания подаваемого газа путем устройства легкозажигаемого и защищенного от ветра «маяка» (постоянно горящей горелки). Поджигание газовой смеси в дежурной горелке произво­дят с помощью так называемого бегущего пламени (предваритель­но подготовленная горючая смесь воспламеняется электрозапалом, и пламя, перемещаясь вверх, поджигает газ горелки). Чтобы умень­шить образование дыма и искр, к факельной горелке подводят во­дяной пар.

Следует отметить, что побочные продукты и отходы производ­ства выгоднее не сжигать на факельных установках, а утилизи­ровать.

К производственным источникам, зажигания, как было сказано выше, следует отнести высоконагретые продукты горения - газо­образные продукты горения, образующиеся при горении твердых, жидких и газообразных веществ, имеющих высокую температуру (800...1200° С и выше). При такой температуре топочных газов наружная поверхность стенок аппаратов может быть нагрета вы­ше температуры самовоспламенения образующихся в производст­ве веществ. Особенно это относится к металлическим выхлопным трубам топок и двигателей внутреннего сгорания.

Производственным источником зажигания являются искры, возникающие при работе топок и двигателей. Они представляют собой твердые раскаленные частицы топлива или окалины в га­зовом потоке, которые образуются в результате неполного сгора­ния или механического уноса горючих веществ и продуктов кор­розии. Температура такой твердой частицы достаточно; высока, но запас тепловой энергии невелик, так как мала масса искры. Искра способна воспламенить только вещества, достаточно подготовлен­ные к горению, а к таким веществам относятся газо- и паровоз­душные смеси (особенно при концентрациях, близких к стехиометрическим), осевшая пыль, волокнистые материалы.

Искры и нагар при работе дизельных и карбюраторных двига­телей образуются при неправильной регулировке системы подачи топлива и электрозажигания; при загрязнении топлива смазочны­ми маслами и минеральными примесями; при длительной работе двигателя с перегрузками; при нарушении сроков очистки выхлоп­ной системы от нагара.

Устранение причин искрообразования - это поддержание топок и двигателей в хорошем техническом состоянии, соблюдение установленных режимов сжигания топлива, использование только того вида топлива, на которое рассчитаны топка или двигатель, свое­временная их очистка, а также устройство дымовых труб такой высоты, чтобы искры догорали и гасли, не выходя из трубы.

Для улавливания и гашения искр используются искроуловители и искрогасители: осадительные камеры, инерционные камеры и циклоны, турбиновихревые уловители, электрофильтры, а также устройства с использованием водяных завес, охлаждения и разбав­ления газов водяными парами и т. п.

Наиболее распространенную группу представляют искроулови­тели с использованием сил тяжести и инерции (в том числе центро­бежных сил). Такими искроуловителями оборудуют дымогазовые сушилки, тракторы, комбайны, автомобили, тепловозы и другие аппараты, механизмы и устройства с использованием двигателей внутреннего сгорания и топок.
В искроосадительных камерах используется принцип осаждения искр под действием силы тяжести (рис.). При малой скорости движения газа в камере подъемная сила потока, воздействующая на искры, оказывается меньше силы тяжести, и искра оседает. Такой искроуловитель громоздок и недостаточно эффекти­вен. Поэтому в чистом виде искроосадительные камеры применяют редко. Но принцип, положенный в основу их работы, используют во многих искрогасителях.

В искроуловителях инерционного действия на пути движения газового потока устанавливают отражательные устройства в виде сеток, перегородок, козырьков, жалюзи и т. п. Газовый поток, встречая препятствие, изменяет направление движения, а искры, двигаясь по инерции, ударяются о препятствие, дробятся, теряют скорость, оседают или догорают. Эффективность улавливания искр такими приборами возрастает с увеличением массы искр и скоро­сти их движения.

Простейший искроуловитель инерционного действия показан на рис. Следует отмстить, что сетчатые искроуловители малоэф­фективны: отверстия сеток быстро забиваются, сетки прогорают. Более эффективным является инерционный искроуловитель жалюзийного типа (рис.), который улавливает 90...95% всех искр.

В центробежные искроуловители поток газа вводится тангенци­ально, благодаря чему приобретает вращательное винтообразное движение. Под воздействием центробежной силы искры отбрасы­ваются к стенке, дробятся, истираются и догорают. Такие искро­уловители называют циклонами (рис.).

Искроуловители-электрофильтры применяют для улавливания искр из газового потока силами электрического притяжения. Уста­новка (рис.) состоит из источника постоянного тока высокого

напряжения (40...75 кВ) А и электрофильтра Б, основными элемен­тами которого являются коронирующие (отрицательно заряжен­ные) и осадительные (положительно заряженные) электроды. Меж­ду электродами возникает коронный разряд (или корона), проходя через который газ ионизируется, а искры, сталкиваясь с ионами, приобретают в основном отрицательный заряд, притягиваются к осадительным электродам и осаждаются на них. Постепенно на осадительном электроде образуется толстый слой (шуба) отрица­тельно заряженных отложений частиц пыли и искр, экранирующих его. Поэтому периодически электрофильтр отключается от источ­ника тока, электроды встряхиваются, и осевшие частицы падают в бункер. Степень очистки в электрофильтрах очень высока, так как частицы любых размеров приобретают заряд и при достаточной продолжительности очистки оседают на электроде. Использование электрофильтров во взрывоопасных производствах нежелательно, так как их применение связано с появлением мощных источников зажигания электрической природы (электрические разряды, дуга, короткое замыкание и т. п.) Для более тщательной очистки продук­тов горения от искр на пути их движения устанавливают последо­вательно несколько ступеней искроулавливания. В отличие от искроуловителя, искрогаситель не предотвращает выделения искр в атмосферу, а лишь исключает их пожарную опасность. С по­мощью искрогасителя уменьшаются температура искр, их размер, теплосодержание.

Большое распространение для выхлопных систем двигателей внутреннего сгорания получили турбинно-вихревые искрогасители центробежного действия (рис.). Проходя через подвижное ло­пастное колесо (турбину), поток газа приобретает вращательное движение, за счет чего искры отбрасываются к корпусу, где они истираются и догорают.

Возможны комбинированные защитные устройства с улавлива­нием и гашением искр, например искрогаситель с водяной завесой.

Следует отметить, что вопросы улавливания и гашения искр при работе топок и двигателей исследованы недостаточно. Нет мето­дик, позволяющих еще на стадии проектирования топки и двига­теля определять реальную опасность их «искровыделения». Поиск типа и конструкций искроуловителей и искрогасителей ведется, как правило, эмпирически, поэтому необходима дальнейшая разработ­ка теоретических основ их расчета и конструирования.

Горючие газы хранят и перерабатывают в герметичных аппаратах. Однако в некоторых случаях при проведении химических или электрохимических процессов переработки негорючих веществ и материалов в открытых или дышащих аппаратах в них могут образовываться и выделяться наружу горючие газы.

Примерами таких аппаратов и процессов служат:

Ванны для электрофореза и нанесения гальванических покрытий;

Аппараты, в которых протекают химические процессы, сопровождающиеся выделением горючих газов (например, водорода при разложении гидридов металлов или при протравливании металлов кислотами, ацетилена при воздействии воды на карбид кальция);

Аккумуляторные батареи при их зарядке и др.

Масса выделившегося горючего газа играет существенную роль в процессе формирования пожарной опасности открытых и дышащих аппаратов.

Основные в производственных помещениях:

1. Нейтрализация выделяющихся горючих газов (поглощение, сжигание).

2. Герметизация оборудования.

3. Устройство систем отвода выделяющихся газов за пределы помещений.

4. Устройство укрытий, оборудованных вентиляцией.

5. Устройство местных отсосов.

6. Устройство систем аэрации и общеобменной вентиляции.

7. Вынос оборудования из помещений на открытые площадки.

Основные способы обеспечения пожарной безопасности на наружных установках:

1. Герметизация оборудования.2. Отвод образующихся газов на специально оборудованную свечу или факел.3. Предотвращение сброса газов из дыхательных трубопроводов в зону аэродинамической тени.4. Прекращение ведения технологического процесса, связанного с выделением горючих газов, при неблагоприятных атмосферных условиях.

Герметичные аппараты

Утечки горючих газов (перегретых паров) из герметичных аппаратов, работающих под давлением, происходят через неплотности в прокладках, сальниковых уплотнениях, через микротрещины в сварных швах и т.п. местах.

Утечки горючих газов (перегретых паров) из герметичного оборудования рассредоточены в пространстве и происходят равномерно в течение всего периода эксплуатации, поэтому в данном случае местные зоны ВОК не образуются, а происходит постепенное нарастание концентрации горючих газов в воздухе производственного помещения.

Основные способы обеспечения взрывопожарной безопасности :

1. Периодический контроль герметичности оборудования (испытание на герметичность).

2. Замена износившихся прокладок, отдельных узлов и оборудования в целом, подтяжка разъемных соединений и т.д.3. Замена сальниковых уплотнений на более герметичные (например, торцевые).4. Устройство систем аэрации, локальной и общеобменной вентиляции.5. Вынос оборудования из помещений на открытые площадки.

Пожарная опасность выхода паров ЛВЖ и ГЖ из аппаратов. Мероприятия, направленные на снижение пожарной опасности при выходе паров ЛВЖ и ГЖ из открытых, дышащих и герметичных аппаратов

Открытые аппараты с пожароопасными жидкостями.

Испарение с открытой поверхности происходит при хранении жидкостей в открытых резервуарах, наличии окрасочных ванн, пропитке в ваннах растворенными смолами тканей и бумаги, промывке и сушке деталей растворителями и т. п. Горючая концентрация смеси паров с воздухом над поверхностью открытого аппарата образуется, если температура жид­кости t раб будет выше температуры ее вспышки t всп. С учетом коэффициента надежности это условно выражается соотноше­нием.

Массу горючего газа, ходящего наружу при полном разрушении аппарата m п, определяется пол формуле

m п = (V ап * P P / 10 5 *ε+ Σqiti+ΣЈјпр*fјпр* P P / 10 5)p r ,

где P P – рабочее давление среды в аппарате,Па; qi- производительность i-го компрессора или пропуская способность i –го трубопровода, питающего аппарата,м 3 /с; p r – плотность горючего газа при рабочей температуре среды в аппарате, кг/м 3 .

При разливе горючих жидкостей или сжиженных горючих газов (СГГ) в помещении или на территории промышленной площадки происходит их испарение с образованием зон ВОК (для горючей жидкости должно выполняться условие t p ≥ t всп).

Взрывоопасная смесь может занять весь объем помещения и выйти за его пределы.Взрывоопасное облако может дрейфовать по ветру на значительные расстояния до тех пор,пока оно не диффундирует в окружающую среду или не встретит на своем пути источник зажигания, воспламенявший её .Воспламенение облака приводит к появлению опасных факторов взрыва (избыточное давление взрыва и импульс волны давления),а также пожару разлившейся жидкости. Определяющими параметрами зоны ВОК являются расстояния Х НКПР, Y НКПР, Z НКПР (длина, ширина и высота),ограничивающие область концентраций, превышающих НКПР пламени, которые зависят от массы, физико- химических свойств разлившихся продуктов, температуры и подвижности окружающей среды.

Способы обеспечения пожарной безопасности. Пожаровзрывобезопасность производственных объектов в значительной мере достигается предупреждением повреждений и разрушений технологического оборудования, что обеспечивается одним из следующих способов или их комбинацией:

1.соблюдением технологического регламента ведения производственного процесса и техники безопасности;

2. максимальной механизации и автоматизацией технологических процессов;

3.Осществлением контроля за геометрическими характеристиками технологического оборудования;

4.проведением плановых ремонтных работ, дефектоскопии и рентгеноскопии наиболее ответственных технологических аппаратов;

5.соблюдением температурных режимов и режимов давления при эксплуатации технологического оборудования;

6.оанащением аппаратов независимыми измерителями уровня и манометрами слежения за режимами давления;

7.регулированием скорости наполнения (опорожнения) емкостных аппаратов жидкостью, которая не должна превышать суммарную пропускную способность установленных на нем дыхательных устройств;

8. обеспечением возможности перекачки продуктов из одного аппарата в другой при аварийной ситуации;

9. применением для сброса конденсата при расположении внутри аппаратов нагревательных элементов (например, парового змеевика, все соединения которого должны быть сварными);

10. применением двустенных аппаратов с заполнением межстенного пространства инертными газами ил негорючими жидкостями (азотом, аргоном,тосолом).

11.применением устройств защиты производственного оборудования с горючими веществами от повреждений и аварий, установкой отключающих,отсекающих и других подобных устройств, предохранительных клапанов и разрывных мембран;

12 заполнением гидравлических предохранительных клапанов трудно-оспаривающийся, некристаллизирующейся, неполимеризующейся в незамерзающей жидкостью;

13. применением огнепреграждающих устройств в оборудовании (искрогасителей, огнепреградителей)

14.применением антикоррозионной защиты оборудования;

15. выполнением требований действующих норм,правил и стандартов в области обеспечения пожарной и промышленной безопасности.

Прочитайте: IV. ОСОБЕННОСТИ ВЕНОЗНОГО ОТТОКА ОТ ОРГАНОВ ГОЛОВЫ И ШЕИ LgE-опосредованные заболевания. Принципы диагностики заболеваний. Особенности сбора анамнеза. Наследственные аспекты аллергический заболеваний V2: Кости нижней конечности, их соединения. Особенности строения стопы человека. Рентгеноанатомия суствов нижней конечности. Разбор лекционного материала. V2:Анатомо-физиологические особенности зубов и слизистой оболочки полости рта. Эмбриогенез полости рта и зубов VI. Особенности влияния различных факторов на фармакологический эффект ЛС. Алиментарное ожирение, этиопатогенетические механизмы, клинико-эпидемиологические особенности, лечение и профилактика. Алкогольная зависимость. Причины. Патогенез. Эпидемиология. Особенности у женщин и подростков. Профилактика. Препараты для лечения алкогольной зависимости.

В условиях производства получаются, подвергаются обработке или участвуют в технологическом процессе как вспомогательные материалы разнообразные ЛВЖ в холодном, и нагретом состоянии, при различном давлении и в различных по устройству аппаратах. На современных производствах технологические процессы герметизированы, т.е. вещества заключены в аппараты или трубопроводы, внутреннее пространство которых может послужить местом возникновения пожара.

Аппараты с неподвижным уровнем жидкости.

Внутри закрытого аппарата с неподвижным уровнем жидкости горючая среда может образоваться только при наличии в аппарате свободного от жидкости объема (газового пространства), который сообщается с атмосферой и в той или иной степени насыщается парами жидкости.

Предотвращение образования горючей среды в закрытых аппаратах с неподвижным уровнем жидкости способствуют следующие технические решения:

1. Ликвидация газового пространства достигается:

· предельным заполнением аппарата или емкости жидкостью. При этом могут быть следующие аварийные ситуации:

· перелив;

· разрушение аппарата;

· перелив при повышении температуры.

· хранением жидкости под защитным слоем воды; (напр. Н 42 0S);

· применением резервуаров с плавающей крышей; применением резервуаров со стационарной крышей и плавающим понтоном;

· применением емкостей с гибкими внутренними оболочками.

2. Поддержанием безопасного температурного режима. Это достигается посредством систем контроля и регулирования. Рабочая температура поддерживается ниже нижнего или выше верхнего температурного предела распространения пламени жидкости.

3.Снижение концентрации паров горючей жидкости при заданной температуре ниже нижнего концентрационного предела распространения пламени. Это достигается:

* применением высокостойких пен, эмульсий и полых микро-шариков, плавающих на поверхности жидкости и препятствующих ее испарению;

В технологическом оборудовании с твердыми веществами и материалами горючая среда может образоваться при тепловом воздействии на последние или в результате их самовозгорания. Как известно, сами твердые горючие вещества и материалы не способны образовывать в смеси с воздухом горючую среду. Однако, в процессе их нагрева до некоторой температуры может начаться процесс разложения с выделением летучих веществ. Так, в процессе пиролиза древесины при температурах 150-275 0 C происходит разложение менее термостойких ее компонентов с выделением оксида углерода, уксусной кислоты, метана водорода и других веществ. Выделяющиеся продукты разложения в смеси с окислителем при определенных условиях могут образовывать горючую смесь. В таких случаях оценку возможности образования горючей среды в технологическом оборудовании производят, как в случае с газами.

Технические аппараты с горючими пылями характеризуются значительной пожарной опасностью. При работе систем пневмотранспорта образуется очень большое количество пыли. Пыли в таких аппаратах могут находиться взвешенном в воздухе состоянии (аэрозоль) и в осевшем состоянии (аэрогель), потому что В первом случае пожарная опасность пылей рассматривается как для газов и паров, во втором случае – как для твердых веществ и материалов.

Взвешенная в воздухе пыль может образовываться взрывоопасные концентрации. Для оценки возможности образования горючей среды внутри технологического оборудования с пылевидными материалами на практике используют значения нижнего концентрационного предела распространения пламени φ н. Верхние концентрационные пределы для пылей настолько велики, что практического значения для оценки пожарной опасности не имеют. Кроме того, пылевоздушные смеси в большей степени, чем паровоздушные и газовоздушные, склонны к расслоению. Поэтому в оборудовании даже при очень высоких концентрациях всегда могут образоваться локальные зоны с концентрацией ниже ВКПР.

Из четырехстороннего строгально-калевочного станка

Weinig Hydromat 23 пыль с опилками удаляется по пневмотрубопроводу типа «Циклон». В трубопроводе, особенно на изгибах и местах швов и стыков, будет образововаться скопление пыли. Необходимо прочищать трубопровод от оставшегося мусора с переодичностью, зависящей от объемов, времени использования станка и времени указанного производителем системы аспирации.

Нижний концентрационный предел аэрозольной древесной пыли равен 11,2 г/м куб. Рабочий концентрационный предел древесной пыли складывается из аэрозольной и аэрогельной пыли, именно поэтому так важно вовремя очищать аппараты от осевшей пыли.

2.3 Анализ образования горючей среды в помещениях

При рассмотрении вопроса о выходе пылей в помещение основное внимание должно быть уделено оценке запыленности помещений с учетом осажденности пыли (аэрогеля), которая может тлеть и гореть, создавая пожарную опасность, а при определенных условиях переходить во взвешенное состояние, образуя с воздухом взрывоопасные смеси.

Основные профилактические мероприятия:

• переход на менее пылящие технологические процессы;
• использование обеспыливающих устройств;
• регулярная очистка помещений от пыли.

В производственных помещениях и на открытых технологических площадках горючие пылевоздушные смеси могут образоваться в двух характерных случаях;

1) при выходе горючих веществ из нормально действующих технологических аппаратов

2)при выходе горючих веществ из поврежденного технологического оборудования

На деревообрабатывающем заводе ЗАО ЗСК «ИНКОН» используется калибровально-шлифовальный станок консольного типа Cindy , в результате работы которого в производственное помещение выбрасывается большое количество взвешенной пыли, которая оседает на технологическом оборудовании и помещении. Осевшую пыль после каждой работы станка удаляют два пылесоса Rupes KS 260. Пыль собирается в мешки объем каждого 2 м куб. и складируется рядом со станком.

Опилки и пыль образованные в результате работы торцовочного станка фирмы OMGA с нижним расположением пилы Т620 ST собираютв 2 короба объемом 4 м куб. После наполнения коробов, опилки вывозят за пределы цеха на временный склад.

Горючая смесь может образоваться в результате нарушения герметичности трубопровода системы аспирации внутри цеха. В результате аварии под давлением помещение цеха будет заполняться взвешенной пылью. Чтоб этого не случилось необходимо рассмотреть причины аварии трубопровода.

Повреждение технологического оборудования, работающего под вакуумом, может вызывать подсос воздуха внутрь аппаратов. В зависимости от начальной рабочей температуры в объеме аппарата могут возникнуть те же характерные ситуации, что и при выходе горючих веществ наружу. Опасность взрыва внутри аппарата при этом повышается. Поэтому часто локальные повреждения аппаратов, работающих под вакуумом, заканчиваются полным разрушением в результате взрыва горючей смеси, образующейся в их объеме.

Вибрация технологического оборудования возникает в результате повторяющихся с определенной частотой изменений внутреннего давления или при воздействии внешних возмущающих сил и представляет собой определенной частоты и амплитуды механические колебания технологического оборудования или отдельных его элементов.

Вибрация чаще всего приводит к появлению локальных повреждений во фланцевых соединениях, сварных швах. Если же кроме вибрации аппарат испытывает другие воздействия (например, избыточное давление), то может произойти и полное разрушение аппарата.

Источники вибрации: приводы электродвигатель, сами машины и агрегаты с подвижными элементами и – пилы

Опасность вибраций резко повышается, если частота собственных колебаний аппарата или трубопровода будет совпадать с частотой колебаний возмущающей внешней или внутренней силы (когда наблюдается так называемое явление резонанса).

На практике качественно оценить наличие вибрации можно по колебанию аппаратов и трубопроводов визуально или прикосновением руки, по наличию разрушенной теплоизоляции, образовавшимся проемам в стенах в местах проходов технологических коммуникаций, по нарушению мест крепления аппаратов и трубопроводов и т. п. Количественно вибрацию оценивают с помощью специальных приборов - вибрографов.

Механический износ материала стенок аппарата или трубопровода под действием движущейся среды называется эрозией.

Эрозия происходит при обтекании стенок потоком твердых, жидких или газообразных веществ, а также при действии электрических разрядов. Частицы вещества, ударяясь о материал стенки, разрушают ее поверхностный слой, толщина стенки постоянно уменьшается равномерно или в виде локальных мест разрушения.

Эрозионному износу больше подвержены стенки аппаратов и трубопроводов в местах изменения направления движения потока

Основные направления по предупреждению повреждений, вызванных механическими воздействиями:

Подача в аппараты очищенных веществ.

Своевременная очистка аппаратов от отложений в установленные инструкцией сроки.

Использование центробежных насосов.

Защита от вибрации:

устройство под источником вибрации массивных фундаментов, поглощающих механические колебания, изолированно от фундаментов несущих строительных конструкций зданий и сооружений; установка источника вибрации на различного рода эластичных прокладках, пружинах и т. п„ которые обеспечивают гашение механических колебаний;

систематический контроль за вибрацией и при необходимости устранением причин вибрации (центровка и балансировка валов вращающихся элементов машин и агрегатов, обеспечение надежного крепления источников вибрации и трубопроводов).

Защита от эрозии:

выбор материала для аппаратов и трубопроводов, устойчивый к данному виду эрозии;

увеличение поверхностной износоустойчивости стенки путем снижения шероховатости ее поверхности, повышения поверхностной твердости материала, созданием прочного защитного слоя футеровки и т. п.;

уменьшение турбулентности потока и механического воздействия струи путем выполнения плавных поворотов и переходов трубопроводов и снижения их количества, применения успокоителей, отражателей и рассекателей потоков и струй;

осуществление систематического контроля за толщиной стенки, не допуская ее уменьшения ниже нормы.