Открытые и дышащие аппараты. Анализ пожарной опасности аппаратов Пожарная опасность аппаратов с газами меры профилактики

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.

И способы обеспечения пожарной безопасности

Особенностью эксплуатации производств, в которых обращаются горючие пыли или волокна, по сравнению с производствами, в которых обращаются горючие газы или жидкости, является способность пылей и волокон оседать на различных поверхностях, что приводит к их постепенному накоплению в помещениях.

Массу выделяющихся в помещение пылевидных или волокнистых материалов независимо от типа используемого оборудования можно оценить из материального баланса аппарата или производства в целом:

S m i п – S m i р = m пот, (2.38)

где S m i п и S m i р – масса i -х материалов, поступающих на переработку (приход) и масса i -х материалов, получающихся в результате переработки (расход), кг; m пот – потери пылевидных материалов, кг.

Интенсивность выделения пыли из оборудования можно найти из выражения

, (2.39)

где G п – интенсивность выделения пыли из оборудования, кг/с; τ – период эксплуатации оборудования, с.

Потери пылевидных материалов (или пылевидные отходы) участвуют в образовании отложений пыли в помещении. Объем возможной зоны ВОК при взвихрении всей осевшей пыли можно оценить по формуле

, (2.40)

где m вз – масса взвихрившейся пыли, кг;

m вз = K вз m п, (2.41)

где K вз – доля отложившейся в помещении пыли, способной перейти во взвешенное состояние; при отсутствии данных допускается принимать
K вз = 0,9; m п – масса отложившейся в помещении горючей пыли к моменту ее взвихрения, кг;

, (2.42)

где K г – массовая доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;
K у – коэффициент эффективности пылеуборки, который допускается принимать:

При ручной сухой уборке K у = 0,6;

При ручной влажной уборке K у = 0,7;

При механизированной вакуумной уборке K у = 0,9 для ровного пола и K у = 0,7 для пола с выбоинами;

m i – масса пыли, оседающей на труднодоступных (i = 1) и доступных (i =
= 2) для уборки поверхностях, кг;

m 1 = G п τ ген (1–α) ;

m 2 = G п τ тек (1–α) , (2.43)

где τ ген – период времени между генеральными пылеуборками, с; τ тек – период времени между текущими пылеуборками, с; α – доля выделяющейся в помещение пыли, которая удаляется вытяжными вентиляционными системами. При отсутствии экспериментальных данных принимают α = 0.

Открытые аппараты

К открытым аппаратам относится следующее оборудование:

Конвейеры (скребковые, пластинчатые, ленточные и др.);

Ванны для нанесения порошковых покрытий на изделия;

Оборудование для обработки, шлифования и полирования деталей из металлов, древесины, пластических масс, лакированных или окрашенных изделий;

Бункеры, сборники и лотки для приема измельченных материалов;

Тара для переработки, фасовки и хранения красителей, сажи, измельченной серы, муки, сахарной пудры, порошка какао и других пылевидных материалов и продуктов в химической, резинотехнической, хлебопекарной, кондитерской и других отраслях промышленности.

Основные способы обеспечения пожарной безопасности при эксплуатации открытых аппаратов с порошками, пылевидными материалами или волокнами:

1. Замена процессов на менее пылящие или непылящие.

2. Герметизация оборудования.

3. Устройство местных отсосов и общеобменной вентиляции.

5. Укрывание аппаратов крышками при транспортировании или в периоды простоя.

6. Ограничение скорости транспортирования или движения воздуха вдоль поверхности пылевидного материала ниже скорости витания.

2.3.2. «Дышащие» аппараты

К «дышащим» аппаратам относятся сборники, бункеры, силосы и хранилища кусковых, зернистых и пылевидных материалов; аппараты для переработки и обработки твердых компактных, кусковых, пылевидных и волокнистых материалов (мельницы, дробилки, классификаторы, разрыхлители) и тому подобное оборудование.

Основные способы обеспечения пожарной безопасности при эксплуатации «дышащих» аппаратов:

1. Замена пылящих процессов на менее или на непылящие процессы (например, замена шаровых мельниц на вибрационные или использование мокрых методов размола).

2. Герметизация оборудования.

3. Устройство местных отсосов из аппаратов и общеобменной вентиляции.

4. Периодическая уборка помещений от отложений пыли или волокон.

5. Вынос циклонов, рукавных фильтров, сепараторов, сборников измельченных и пылевидных отходов и другого оборудования за пределы помещений.

Герметичные аппараты

Это аппараты того же назначения, что и «дышащие», но работающие под давлением или вакуумом или имеющие герметизированные системы загрузки и выгрузки продукции. К герметичному оборудованию относятся: распыливающие сушилки, сушилки кипящего слоя (КС), трубы-сушилки, реакторы и регенераторы с зернистым и пылевидным катализатором, непрерывно действующие адсорберы с зернистым и пылевидным адсорбентом и другое подобное оборудование, а также системы пневмотранспорта. Из герметичного оборудования выделяется значительно меньше пылей и волокон, чем из открытых и «дышащих» аппаратов.

Основные способы обеспечения пожарной безопасности при эксплуатации герметичных аппаратов с пылевидными и волокнистыми материалами:

1. Устройство общеобменной вентиляции.

2. Периодическая уборка помещений от отложений пыли или волокон.

3. Проведение технологических процессов под разрежением.

4. Размещение оборудования на открытых площадках.

Похожая информация.

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.

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.

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 или перерабатывают в герметичных аппаратах, часто работающих под повышенным давлением или под вакуумом. Внутри герметичных аппаратов с горючими газами (или перегретыми парами) ВОК образуются в том случае, если в них попадает воздух или по условиям ведения технологического процесса подается окислитель (кислород, воздух, хлор, окислы азота и др.) при выполнении соотношения (1.2).

Рабочую концентрацию горючего газа j р определяют по показаниям стационарных газоанализаторов, анализом отобранной пробы среды из аппарата в лаборатории или рассчитывают по формуле, используя данные материального баланса аппарата:

, (1.3)

где V г и V ок – объемы соответственно горючего газа и окислителя в аппарате, м 3 ; G г и G ок – объемные расходы компонентов, м 3 /с.

Значения j н и j в индивидуальных газов в воздухе при атмосферном давлении и температуре 25 о С приведены в справочнике «Пожаро-взрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения», а в других окислителях – в специальной литературе. При отсутствии данных, а также для индивидуальных газов, находящихся в аппаратах при условиях отличных от стандартных, или для смесей горючих газов и паров значения j н и j в можно определить расчетом по специальным методикам или экспериментально.

Если в технологическом процессе используется только горючий газ, смесь горючих газов или смесь горючих газов с негорючими газами, то ВОК в аппаратах не образуется, так как в них отсутствует окислитель и условие опасности (1.2) не выполняется.

В связи с тем, что в реальных условиях производства используются не химически чистые индивидуальные газы, физико-химические свойства которых приводятся в справочниках, а технические продукты с различным содержанием основного компонента и примесей (в зависимости от сорта продукта), происходят колебания расходов компонентов (и как следствие, состава смеси) в допускаемых технологическим регламентом пределах, а контрольно-измерительные приборы и газоанализаторы имеют погрешность измерения, то для определения безопасной концентрации горючего газа в смеси с окислителем вводится так называемый коэффициент безопасности , или коэффициент запаса надежности .

Взрывобезопасные условия эксплуатации аппаратов с горючими газами определяют из выражений:

(1.4)

, (1.5)

где и – взрывобезопасные рабочие концентрации горючего газа (или перегретого пара) в аппарате, об. доли.

Основные способы обеспечения взрывобезопасной эксплуатации герметичных аппаратов с горючими
газами.

1. Создание и поддержание взрывобезопасной концентрации горючего газа в смеси, для чего необходимо:

Использовать автоматические регуляторы расхода и давления горючего газа и окислителя;

Осуществлять автоматический контроль состава среды в аппарате с помощью стационарных газоанализаторов с сигнализацией об отклонениях от нормы;

Применять автоматическую блокировку отключения подачи одного из компонентов при прекращении подачи другого компонента с одновременным включением подачи в аппарат инертного газа.

2. Создание и поддержание безопасного давления в аппарате ниже предельно допустимого значения, при котором исключается распространение пламени по смеси (смесь становится взрывобезопасной).

Известно, что концентрационные пределы распространения пламени зависят от давления смеси: при повышении давления область распространения пламени расширяется, а при снижении давления ниже атмосферного – сужается. При некотором давлении значительно ниже атмосферного наступает состояние, когда j н и j в становятся равными, что характеризует отсутствие области распространения пламени. Величину предельно допустимого давления определяют экспериментально, так как она зависит от физико-химических свойств горючего газа (пара), окислителя, а также от температуры смеси.

Условие взрывобезопасной эксплуатации аппарата при снижении в нем давления ниже предельно допустимого значения имеет вид:

р пр /K б.р, (1.6)

где – безопасное рабочее давление среды в аппарате; р пр – предельно допустимое остаточное давление смеси; K б.р – коэффициент безопасности (запаса надежности), обычно принимаемый в пределах 1,2–1,5.

3. Создание и поддержание безопасной концентрации флегматизатора в смеси.

На практике для флегматизации среды в аппаратах используют азот, диоксид углерода (углекислый газ), дымовые газы и водяной пар (при рабочей температуре среды в аппарате выше 80 о С). Сущность процесса флегматизации горючей смеси инертным газом рассматривалась в курсе «Физико-химические основы горения и тушения пожаров».

Предельно допустимую взрывобезопасную концентрацию флегматизатора можно найти по формуле

ПДВК ф = K б.ф j ф, (1.7)

где K б.ф – коэффициент безопасности (запаса надежности), без учета погрешностей газового анализа и неравномерности распределения концентраций, принимаемый следующим образом:

при j ф > 0,15 об. долей K б.ф = 1,2;

при j ф 0,15 об. долей K б.ф = 1,6;

j ф – минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора; для некоторых индивидуальных веществ значения j ф приведены в справочнике; при отсутствии данных, а также для смесей горючих газов или
паров величину j ф можно определить расчетом:

j ф = 1 – 4,774 , (1.8)

где – минимальное содержание кислорода в смеси (МВСК), об. доли; величину можно найти по справочнику, а при отсутствии данных –определить по формуле

где β – стехиометрический коэффициент при кислороде в уравнении сгорания 1 моля горючего газа.

Условие взрывобезопасной эксплуатации аппарата при флегматизации в нем горючей смеси имеет вид:

ПДВК ф, (1.9)

где – фактическая (рабочая) концентрация флегматизатора.

В зависимости от особенностей проведения некоторых технологических процессов их безопасность обеспечивают следующими техническими решениями:

а) при проведении технологических процессов под вакуумом:

Создают и поддерживают безопасное остаточное давление в аппарате ниже предельно допустимого значения по горючести смеси;

Осуществляют автоматический контроль состава выходящей среды из аппарата на кислород и кислородосодержащие соединения (СО и СО 2) с помощью стационарных газоанализаторов с сигнализацией о превышении предельно допустимого количества;

Применяют автоматическую блокировку включения подачи инертного газа при превышении содержания в аппарате кислорода или кислородосодержащих соединений выше предельно допустимого количества;

б) при использовании в процессе горючей смеси, которую по условиям технологии нельзя флегматизировать инертным газом (например, при производстве формалина окислением метанола, азотной кислоты – окислением аммиака и некоторых других химических продуктов):

Организуют процесс таким образом, чтобы горючий газ вводился в окислитель (или окислитель вводился в горючий газ) непосредственно в зоне реакции;

Предотвращают появление в горючей смеси источника зажигания;

Обеспечивают подачу горючей смеси в зону реакции со скоростью, превышающей скорость распространения пламени по горючей смеси;

Защищают производственные коммуникации огнепреграждающими устройствами;

Защищают аппарат автоматической системой взрывоподавления на случай выхода химической реакции из-под контроля или системой сброса избыточного давления среды из аппарата при взрыве горючей смеси.

Похожая информация.