4.3 Возможность образования в горючей среде источников зажигания

Открытый огонь и раскаленные продукты сгорания. При нормальном режиме работы в технологическом процессе невозможно образование открытого огня и раскаленных продуктов сгорания. Такая опасность существует только в период проведения ремонтных работ при применении электро- и газосварки, резки, пайки. Пожарная опасность этих работ определяется наличием открытого пламени, раскаленных огарков электродов и нагретых до высоких температур поверхностей технологического оборудования в местах обработки пламенем, а также образованием большого количества разлетающихся во все стороны искр в виде брызг расплавленного металла.

Тепловое проявление механической энергии. Большую опасность представляют подшипники насосов – увеличение тепловыделения возможно при перегрузке валов и чрезмерной затяжке подшипников.

Тепловое проявление химической энергии. Тепловое проявление химической энергии не представляет большой пожарной опасности, так как вещества, используемые в технологическом процессе, не могут самовоспламеняться и самовозгораться при рабочей температуре.

Тепловое проявление электрической энергии. Тепловым проявлением электрической энергии может являться не правильный выбор электрооборудования, перегрузка сетей и электродвигателей – приводов вращающихся узлов и механизмов технологических аппаратов. механическое повреждение электрооборудования. Опасное выделение тепла может проявиться в виде: электрических искровых разрядов, электрической дуги при коротких замыканиях, перегрева или перегрузках электрооборудования, больших переходных сопротивлений в местах электрических контактов. Искровых разрядов статического электричества и воздействий атмосферного электричества – прямых ударов и вторичных воздействий молнии.

Мероприятиями по исключению образования в горючей среде источников зажигания являются:

− обеспечить температуру на поверхности изоляции оборудования и трубопроводов непревышающую 80% от температуры самовоспламенения бензола (п.96 );

− огневые работы выполнять в соответствии с правилами пожарной безопасности;

− не разводить костры, не сжигать мусор, отходы, не применять факелы, спички, керосиновые фонари, другие источники открытого огня. Для временного освещения применять переносные светильники во взрывозащищенном исполнении;

− не производить какие-либо ремонтные работы на трубопроводах, заполненных бензолом и его парами;

− персоналу, работающему в помещениях не допускать использовать спецодежду из синтетических материалов, а также обувь, которая может стать причиной искрообразования (подбитая металлическими подковками, гвоздями);

− при использовании омедненных ключей и инструментов следить за целостностью медного покрытия и своевременно его восстанавливать;

− при чистке, ремонте и осмотре резервуаров, отборе проб или замере уровня применять инструмент и приспособления, исключающие искрообразование, и светильники во взрывозащищенном исполнении. Не допускать включение и выключение светильников внутри резервуаров;

− при работе насосов и вентиляторов следить за смазкой трущихся частей и температурой подшипников. Не допускать работу насосов с температурой подшипников выше предусмотренной паспортными данными и наличием под насосами пролитого смазочного масла и продуктов;

− при эксплуатации вентиляторов систематически контролировать, чтобы: сальниковые уплотнения вентиляторов взрывобезопасного исполнения были в исправном состоянии; лопатки рабочих колес не имели вмятин, прогибов или разрывов; рабочие колеса были отбалансированы, имели плавный ход и не задевали кожух; гайки и контргайки болтов, крепящие вентилятор к основанию, были надежно затянуты;

− в вентиляционных системах обеспечить целостность защитных сеток, предохраняющих вентиляторы от попадания в них твердых предметов;

− соблюдать периодичность смазки трущихся частей оборудования и не допускать температуры их нагрева выше установленной нормы;

− очистку внутренних поверхностей адсорберовследует проводить при постоянном смачивании очищаемой поверхности водой или другой негорючей жидкостью;

− перед остановкой адсорбера отогнать из поглотителя горючие вещества и охладить аппарат. Отработанный адсорбент после выгрузки смачивать водой для исключения самовозгорания;

− эксплуатацию электроустановок, осветительного электрооборудования, а также переносных светильников и электрифицированный инструмента осуществлять в соответствии с требованиями ПУЭ;

− На действующих электроустановках не допускать: эксплуатацию электрооборудования с нарушенным защитным заземлением и неисправными блокировками и аппаратами защиты; перегрузку электрооборудования, проводов и кабелей сверх номинальных параметров; подключение к источникам питания и приборам других аппаратов и цепи, которые не входят в комплект прибора; заменять защиты (тепловых элементов, предохранителей, расцепителей) электроустановок другими видами защиты или защитой с параметрами, на которые данное электрооборудование не рассчитано;

− все электроустановки обеспечить аппаратами защиты от токов короткого замыкания и других ненормальных режимов работы.

4.4 Расчёт категории помещения по взрывопожарной и пожарной опасности

Исходя из характеристик применяемых веществ, категория каждого помещения определяется путём последовательной проверки принадлежности помещения от высшей (А) к низшей (Д), в зависимости от величины избыточного давления взрыва и удельной пожарной нагрузки в помещениях. При расчете значений критериев взрывопожарной опасности в качестве расчетного выбирается наиболее неблагоприятный вариант аварии, при котором во взрыве участвует наибольшее количество вещества, наиболее опасного в отношении последствий взрыва.

Расчёт категории помещения по взрывопожарной и пожарной опасности

В помещении размещается емкости с бензолом. В результате аварии происходит выброс выброс бензола.

Свободный объем помещения принимается равным разнице геометрического объема помещения и объема оборудования, что принимают равным 80% от геометрического объема помещения. Свободный объем помещения определяем по следующей формуле:

,(4.5)

,(4.5.1)

где S − площадь помещения, м2;

h − высота помещения, м;

– объем оборудования, м3.

Определяем плотность паров бензола при расчётной температуре по формуле:

(4.5.2)

где  – молярная масса, кг⁄кмоль;

– молярный объем, м³⁄кмоль;

– расчетная температура для города N, ⁰С.

Определяем стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания по формуле:

(4.5.3)

где nс, n_н, n_о, n_х– число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле вещества.

Определяем стехиометрическую концентрацию паров бензола по формуле:

(4.5.4)

Определяем массу паров бензола, вышедших в помещение, по формуле:

(4.5.5)

где W – интенсивность испарения, кг/с м²;

F_u- площадь испарения, м²;

T – расчетное время при ручном отключении, принимаемое за 300с.

Давление насыщенных паров определяем по следующей формуле:

(4.5.6)

где А, В, С, А– значение констант уравнения Антуана.

Найдем интенсивность испарения по формуле:

кг/с м² (4.5.7)

где  – коэффициент в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения;

M - молекулярная масса бензола, кг·кмоль²;

Р_н - давление насыщенного пара при расчетной температуре.

Площадь испарения с учетом ограничения розлива от площади помещения определим по формуле:

м² (4.5.8)

где F_пом – площадь помещения, м²;

– ограничение розлива от площади помещения, %.

Время испарения определяется по формуле:

, с. (4.5.9)

Определяем объем жидкости, вышедшей из аппарата по формуле :

(4.5.10)

где V – объем аппарата, м³;

 – степень заполнения аппарата.

Определяем объем жидкости, вышедшей из трубопровода до его отключения по формуле:

(4.5.11)

где q – расход подводящей линии, м³/с;

Т – расчётное время при ручном отключении, с.

Определяем объем смеси воды и бензола, вышедшей из трубопровода после его отключения по формуле:

(4.5.12)

где r – внутренний радиус трубопроводов, м;

L – длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.

Определяем объем жидкости, вышедшей из трубопровода по формуле:

(4.5.13)

Определяем массу жидкости, поступившей в окружающее пространство при расчетной аварии, по формуле:

(4.5.14)

где ρ_ж – плотность бензола, кг⁄м³.

Находим время испарения по формуле:

с. (4.5.9)

Определяем массу паров жидкости, поступивших в помещение, по формуле:

(4.5.5)

Избыточное давление взрыва определяем по формуле:

где P_max- максимальное давление взрыва стехиометрической паровоздушной смеси в замкнутом объеме;

P₀– начальное давление;

Z −коэффициент участия горючего во взрыве;

К – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения.

Вывод: расчётное давление взрыва в помещении более 5 кПа и в помещении обращаются легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28^оС – помещение относится к категории А по взрывопожарной и пожарной опасности. Так как суммарная площадь помещений категории А в здании превышает 5% суммарной площади всех размещенных в нем помещений и превышает 200 м², то здание относится к категории А по взрывопожарной и пожарной опасности.

4.5 Исследование возможных причин распространения пожара

Основными путями распространения пожара будут технологические коммуникации, транспортирующие паровоздушные смеси, по поверхности разлившегося бензола, дверные и оконные проемы, взрыв паровоздушной смеси, отверстия и зазоры в строительных конструкциях; сгораемая оболочка осветительных сетей, системы канализации.

Мероприятиями по предотвращению распространения пожара являются:

−содержать системы аварийного слива в исправном состоянии, а аварийные емкости постоянно свободными;

− задвижки и другие запорные устройства на трубопроводах содержать в исправном состоянии и обеспечивать возможность надежного и быстрого прекращения поступления продукта в отдельные участки трубопроводов. Предусмотреть свободный и удобный доступ к задвижкам ;

− в полах помещений предусмотреть канавки для стока жидкости или уклон к приямку производственной канализации через гидрозатворы, огнепреградители;

− снабдить исправными огнепреградителями линии паровоздушной смеси адсорбционной установки;

− слив воды (негорючей жидкости) из аппаратов производить в закрытую систему дренирования. При этом должен осуществляться контроль за наличием в отходящей воде растворенных горючих паров;

− на площадках внутри обвалований не допускать складирование горючих материалов;

−во избежание распространения огня во время пожара сеть промышленной канализации обеспечить исправными гидравлическими затворами;

− в производственных зданиях не снимать предусмотренные проектом двери вестибюлей, коридоров, тамбуров, лестничных клеток и помещений;

− устройства проходов кабелей или трубопроводов сквозь стены, перекрытия и переходы через температурные и усадочные швы содержать в исправном состоянии и обеспечивать надежную защиту от распространения огня в смежные помещения;

− не прокладывать электропровода и кабели непосредственно внутри сгораемых конструкций и под сгораемыми отделочными материалами;

− не устанавливать какие-либо приспособления, препятствующие нормальному закрыванию противопожарных или противодымных дверей (устройств);

− в местах пересечения противопожарных стен, перегородок, перекрытий и ограждающих конструкций различными инженерными и технологическими коммуникациями образовавшиеся отверстия и зазоры должны быть заполнить на всю толщину строительным раствором или другими негорючими материалами, обеспечивающими требуемый предел огнестойкости.