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.
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 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.
Страница 8 из 10
Образование горючей среды внутри производственного оборудования.
Горючая среда – совокупность веществ, материалов, оборудования и конструкций, способных гореть.
Вещества и материалы, обращающиеся в технологических процессах производств, по агрегатному состоянию делятся на жидкие, газообразные и твердые. Каждая из этих групп веществ имеет свои особенности, которые влияют на условия образования горючей среды в аппаратах.
Знание физико-химических и взрывопожароопасных свойств веществ, обращающихся в производстве, позволяет правильно охарактеризовать горючую среду.
При оценке опасности горючих газов необходимо учитывать следующие свойства:
- пределы воспламенения;
- плотность газа;
- состав газа;
- температуру воспламенения;
- склонность к электризации;
- коррозирующую способность;
- токсичность;
- растворимость в воде.
При оценке опасности легковоспламеняющихся и горючих жидкостей необходимо учитывать следующие свойства:
- температурные пределы воспламенения (Тнпв и Твпв);
- концентрационные пределы воспламенения (φ н и φ в);
- температуру вспышки паров (Твсп);
- температуру самовоспламенения (Тсвп);
- склонность к электризации;
- склонность к самовозгоранию;
- однородность состава и др.
При оценке опасности твердых веществ необходимо учитывать следующие свойства:
- горючесть;
- состояние;
- нижний концентрационный предел воспламенения (φ н);
- температуру воспламенения;
- температуру самовоспламенения;
- влажность;
- склонность к электризации;
- склонность к самовозгоранию.
Все вышеизложенные свойства газов, жидкостей и твердых веществ определяются по технологическому регламенту, по справочной литературе или могут быть определены экспериментально в лабораторных условиях. При этом необходимо помнить, что свойства веществ могут изменяться в зависимости от температуры и давления, поэтому для определения точных свойств веществ необходимо выяснить параметры ведения технологического процесса.
Аппараты с жидкостями. В производственных условиях аппараты с жидкостями обычно не заполняются полностью и, следовательно, над зеркалом жидкости имеется определенный свободный объем (рис. 1), который постепенно насыщается парами жидкости.
Рис.1. Аппарат с жидкостью:
1 - патрубок для подачи жидкости; 2 - жидкость; 3 - паровозлушное пространство; 4 - патрубок дыхательной линии; 5 - патрубок для отвода жидкости; 6 - патрубок дренажной линии
При таких условиях количество паров в свободном пространстве может быть достаточным для образования в смеси с воздухом или другим окислителем горючей концентрации. С некоторым допущением (главным образом для неоднородных высококипящих жидкостей) можно условиться, что концентрация в паровоздушном пространстве аппаратов с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями при неподвижном их уровне близка к концентрации насыщенного пара φ s . Эта концентрация определяется давлением насыщенного пара Рs и общим давлением Робщ в свободном объеме аппарата:
φ s= Рs/Робщ.(1.1)
φ s– концентрация насыщенного пара;
Ps – давление насыщенного пара;
Pобщ - общее давление в свободном объеме аппарата.
Давление насыщенного пара Ps жидкости может быть найдено из справочной литературы или определено расчетным путем по уравнению Антуана.
(1.2)
А,В и Са – константы, зависящие от свойств горючей жидкости;
tр – рабочая температура жидкости, К.
Давление насыщенного пара Ps жидкости зависит только от её температуры. Поэтому и концентрация насыщенных паров является также функцией температуры, т.е.
В связи с этим опасность образования горючей концентрации в закрытом аппарате может быть оценена путем проверки двух условий:
а) наличия над зеркалом жидкости паровоздушного объема;
б) выполнения зависимости
Tнпв£T£Tвпв (1.4)
где Т - рабочая температура жидкости;
Тнпв и Твпв - соответственно нижний и верхний температурные пределы воспламенения (распространения пламени).
Температурные пределы воспламенения для жидкостей приведены в справочниках. Они могут быть также определены экспериментально или расчетным путем.
Рабочая температура жидкости определяется различными путями. Так, при пожарно-техническом обследовании действующего производства ее можно определить по технологическому регламенту или непосредственно по показаниям приборов в цехе, при пожарно-технической экспертизе проектных материалов - по пояснительной записке технологической части проекта. Если температура жидкости в аппарате при этом изменяется во времени, то в зависимость (1.4) вместо рабочей температуры T следует подставлять интервал изменения температуры.
Условие опасности (1.4) применяется для оценки возможности образования горючей концентрации в аппаратах с неподвижным уровнем жидкости, а также в аппаратах с подвижным уровнем жидкости при наполнении, так как насыщенная концентрация паровоздушной смеси над зеркалом жидкости не изменяется. Однако при опорожнении таких аппаратов состояние насыщения газового пространства парами жидкости нарушается за счет поступления дополнительного количества воздуха через дыхательную арматуру. Концентрация при этом уменьшается и для богатых (выше Tвпв), насыщенных смесей, она может стать опасной. В таком случае оценку горючести среды по температурным пределам воспламенения, т. е. по условию (1.4), проводить нельзя. Поэтому ее осуществляют по соотношению
φн £ φ £ φв (1.5)
где φ - рабочая, действительная для данного момента времени, концентрация паров жидкости;
φн и φв - соответственно нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения жидкости (распростанения пламени).
Действительную рабочую концентрацию φ можно определить экспериментально или расчетом, в частности, исходя из того, что для данной рабочей температуры жидкости всегда справедливо неравенство φ < φ s, за счет разбавления насыщенной концентрации φs при поступлении в газовое пространство аппарата через дыхательную арматуру воздуха, равного по количеству объему откачанной (слитой) жидкости.
Концентрационные пределы воспламенения для жидкостей приведены в справочной литературе при температуре 298 К (25ºС), а при необходимости могут быть определены экспериментально или расчетным путем.
Значения величин φн и φв при температуре паровоздушной смеси, отличной от 298 К, можно по формулам
, (1.6)
, (1.7)
Таким образом, соотношение (1.5) также представляет собой условие опасности для образования горючей среды в закрытом аппарате. Однако оно справедливо не только при опорожнении аппарата, но и при наполнении и неподвижном уровне жидкости в аппарате. Поэтому это соотношение является более общим по сравнению с условием (1.4), но из-за больших трудностей при определении рабочей концентрации оно менее удобно для практического использования.
Если хотя бы одно из условий (а и б) в аппарате не соблюдается, то горючая среда в нем образоваться не может. Это положение заложено в основу тех технологических решений, которые направлены на предупреждение образования горючей среды.
Аппараты с газами (рис. 4). Их работа чаще связана с некоторым избыточным давлением, и обычно аппараты и трубопроводы при нормальной работе заполнены горючим газом (или смесью газов) без примеси окислителя.
Горючая концентрация внутри таких аппаратов образоваться не может из-за отсутствия окислителя (рабочая концентрация в них φ =100 % об.).
Рис.2. Аппарат с газом:
1 - корпус; 2 - наполнительная линия; 3 - манометр; 4 - расходная линия; 5 - предохранительный клапан; 6 - газ.
Реже по технологическому регламенту в аппарат подается смесь горючего газа с воздухом или кислородом (например, при производстве водорода конверсией метана, ацетилена - термоокислительным пиролизом природного газа). Возможность образования горючей смеси в этом случае может быть оценена по соотношению:
φн £ φ £ φв(1.8)
где φ - рабочая концентрация горючего газа в аппарате;
φн и φв - нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения газа.
Рабочую концентрацию определяют по технологическому регламенту исходя из соотношения компонентов, подаваемых в аппарат, или путем взятия проб смеси газов из аппарата и проведения газового анализа на соответствующих приборах.
Аппараты с пылями. Многие технологические процессы (дробление, размол, разрыхление, сепарация, пневмотранспорт и т. п.) связаны с получением, переработкой или выделением в качестве побочного продукта пылевидных материалов (пылей), которые представляют собой твердые вещества в состоянии тонкого измельчения.
В зависимости от размеров частиц и скорости движения воздуха пыль может находиться во взвешенном (аэрозоль) или осевшем (аэрогель) состояниях. Минимальную скорость движения воздушного потока (скорость витания), при которой твердая частичка данного размера начнет оседать, определяют расчетным путем.
Взвешенная в воздухе пыль может образовывать взрывоопасную концентрацию. Концентрационные пределы воспламенения пылевоздушных смесей зависят от химического состава вещества, его измельченности (дисперсности), влажности и зольности. Для оценки возможности образования горючей концентрации пыли в смеси с воздухом внутри технологического оборудования на практике используют чаще только нижний концентрационный предел воспламенения φн, так как верхний предел очень высок и практически труднодостижим. Кроме того, пылевоздушные смеси в большей степени, чем паровоздушные, склонны к расслоению. Поэтому в оборудовании даже при очень высоких концентрациях всегда могут образоваться локальные объемы (зоны) с концентрацией ниже верхнего предела воспламенения φв. В связи с этим условие, при котором внутри аппарата или трубопровода может образоваться горючая концентрация, имеет следующий вид:
φ ³ φн (1.9)
Рабочая концентрация в аппарате φ определяется по максимуму с учетом взвешенной и осевшей пыли.
Повышенную опасность для технологического оборудования представляет также осевшая пыль, образующаяся в виде отложений на внутренних стенках аппаратов и воздуховодов систем пневмотранспорта. Обладая развитой поверхностью контакта с окислителем (чаще с воздухом), она в отложившемся состоянии может самовозгораться, а при взвихрении - образовывать горючую концентрацию.
Это обстоятельство обуславливает характерную особенность циклического протекания пылевых взрывов.
1. Сначала, как правило, происходит первичный взрыв (вспышка) небольшой мощности в локальной зоне технологического оборудования.
2. Образующаяся при этом ударная волна приводит к взвихрению отложившейся пыли и образованию горючей пылевоздушной смеси в значительно большем объеме.
3. Происходит повторный взрыв, который часто приводит к разрушению оборудования и к образованию горючей концентрации уже в объеме производственного цеха. Мощность последнего взрыва оказывается достаточной для разрушения всего здания, в котором размещается производство.
Такое развитие процесса, представляющего собой следующие друг за другом взрывы с последовательно нарастающей мощностью, можно наблюдать во всех катастрофических по своим последствиям случаях пылевых взрывов, происшедших на элеваторах, сахарных заводах и других предприятиях, с «пылящими» технологическими процессами производства.
Осевшая пыль в машинах и аппаратах накапливается в застойных зонах (карманах, тупиковых линиях, при резком изменении диаметра трубопроводов и наличии острых сопряжений). Накапливанию осевшей пыли способствуют увеличенная влажность среды и конденсация влаги на внутренних стенках аппаратов и трубопроводов, повышенная их шероховатость.
Для некоторых пылей нижний предел воспламенения оказывается труднодостижимым в производственных условиях, а горение их в смеси с воздухом происходит относительно медленно. Поэтому пыли подразделяют на взрывоопасные и пожароопасные.
Пыли с пределом воспламенения менее 65г/м 3 считаются взрывоопасными.
Пыли с пределом воспламенения более 65г/м 3 считаются пожароопасными.
Прочитайте:
|
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.
Loading...