Причина разрушения при повышении давления - отказ (от-
11
отсутствие) защиты от разрушения (отказ ПК, разрывной мембраны).
В проекте оценить вероятность разрушения от повышения давления.
Разрушение от недостаточной прочности. Разрушение может произойти при рабочем (расчетном) давлении вследствие ошибок в расчете и изготовлении, также в результате коррозии в процессе эксплуатации.
Для уменьшения вероятности разрушения по этим причинам предусмотреть:
- испытание на прочность пробным давлением;
- периодическое техническое освидетельствование [24].
В проекте со ссылкой на Правила [24] указать: группу сосуда. пробное давление испытания и среду, используемую для испытания.
Определить радиус зоны поражения осколками и ной при разрушении средой.
Анализ вероятных причин разрушения холодильных установок.
Оценить вероятность разрушения от повышения давления выше расчетного. С этой целью проанализировать причины повышения давления и методы защиты от разрушения (предохранительные устройства).
С целью уменьшения вероятности разрушения установки от недостаточной прочности предусмотреть испытание на прочность пробным давлением [39, 40]. Указать котлонадзорность установки.
Принятые решения обосновать нормативными документами:
- криогенные установки, в т.ч. ВРУ - [24, 43,44, 45, 46, 47, 49,51];
- холодильные установки, в т.ч. тепловые насосы - [24, 39,40,48];
- компрессорные установки - [20, 52, 53].
3.4.2. Защита от шума и вибрации.
Указать допустимые уровни шума и вибрации на рабочем месте [11, 53, 54] и меры, направленные на снижение уровня шума и вибрации до допустимого уровня. Например, применение глушителей аэродинамического шума, использование амортизаторов, балансировка вращающихся частей и др. [25].
Опасность травмы движущимися частями оборудования. Оценить вероятность контакта человека с движущимися частями. Предусмотреть меры, исключающие контакт человека с движущимися частями в регламентном режиме работы и снижающие вероятность такого контакта при нарушении защитных устройств (выполнить требования ГОСТ ССБТ 12.2.009-80)[25].
Опасность термического ожога элементами оборудования. Оценить вероятность термического ожога нагретыми и/или охлажденными элементами оборудования. Исключить контакт человека с поверхностями оборудования, нагретыми до +45 °С или охлажденными до -20 °С [43, 47, 52].
3.4.3. Чрезвычайная ситуация. Декларация безопасности. Для процессов с использованием горючих или токсичных сред разрабатывают декларацию безопасности, в которой приводят анализ опасности (риска) при вероятной аварии.
В проекте дать анализ социального риска (гибель 10 и более человек) при разрушении оборудовании с токсичными (аммиак) или горючими (водород, пропан, бутан и др.) средами. Уровень социального риска не должен превышать 10-6 в год. Порядок расчета изложен в работах [41, 42, 74]. Кроме указанной, рекомендуется литература: [47, 49].
3.4.4. Экологическая оценка оборудования. Оценить опасность для окружающей среды веществ, участвующих в технологическом процессе. Сброс в окружающую среду веществ, загрязняющих воздух, воду и почву в регламентном и аварийном режимах работы оборудования. Парниковые и озоноразрушающие газы.
Указать их способность накапливаться в биосфере - не участвовать в круговороте. Рекомендовать методы, позволяющие меньшить поступление в атмосферу парниковых (выполнение решения конференции ООН в г. Киото) и исключить поступление озоноразрушающих (выполнение решения Монреальской конференции ООН) газов.
Оценить величину тепловой энергии, излучаемой оборудованием в окружающую среду. Рекомендовать методы, направленные на уменьшение потери тепла в окружающую среду: энергосберегающие технологии, управление энергетическими потоками, использование низкопотенциальных источников энергии.
3.4.5. Графическая часть.
- На схеме и общем виде установки указать элементы системы защиты от разрушения при превышении давления выше расчетного (предохранительный клапан, мембрана) и блокировки, предупреждающие повышение давления.
- На чертеже общего вида аппарата обозначить место установки предохранительного устройства и датчиков блокировки. Обозначить, если это необходимо, место подключения установки к заземляющему устройству. Указать котлонадзорность, пробное давление и способ испытания аппарата на прочность.
Объем блоков II и III зависит от темы проекта и устанавливается по согласованию с преподавателем.
II. Экологическая безопасность
В данном блоке необходимо представить новые процессы, машины и аппараты (или их составные элементы), позволяющие создать технологии, обладающие минимальным отрицательным воздействием на биосферу. Приводят идентификацию отходов, анализируют влияние технических факторов на образование выбросов (сливов) и способы очистки, методы обезвреживания и комплексной переработки вторичных материальных и энергетических ресурсов (ВМР и ВЭР).
1. Оценить экологическую опасность для биосферы веществ или сырья, участвующих в технологическом процессе. При наличии вредных веществ (ВВ) в разрабатываемой технологии необходимо привести ПДК и оценить класс их опасности в соответствии с ГОСТ и СН. При наличии озоноразрушающих газов или газов, создающих парниковый эффект, необходимо рекомендовать методы для снижения (исключения) их поступления в атмосферу.
2. Оценить тепловые потери оборудования в окружающую среду. С целью их снижения рекомендовать энерго- и малоотходные технологии, автоматизированное управление тепловыми по токами, переход на иные источники энергии и т.д.
3. Опасность отравления ВВ
3.1. Оценить вероятность возможного отравления ВВ
3.2. Записать условие безопасности по концентрациям В В
для регламентного режима (на примере наиболее опасного вещества):Свв < ПДКрз., где ПДКрз - предельно допустимая концентрация ВВ в рабочей зоне.
3.3. Принять степень герметичности оборудования и рассчитать производительность вентиляции производственного помещения.
3.4. В случае невыполнения условий безопасности по п. 3.2. подобрать (рассчитать) газоочистное оборудование: циклон, фильтр, адсорбер, абсорбер и др., а также оборудование для вторичной переработки твердых отходов (гранулирование, деструкция, санитарное захоронение и др.).
3.5. Определить класс проектируемого предприятия или разрабатываемой технологии (см. СанПиН 2.2.1/2.1.1.567-96). Затем выбрать или рассчитать санитарно-защитную зону (СЗЗ), отделяющую жилые кварталы от предприятий.
3.6. Указать допустимые уровни шума и вибраций на рабочем месте и меры, направленные на их снижение (использование амортизаторов, глушителей, балансировки, экранов и др.)
3.7. В случае необходимости подобрать средства индивидуальной защиты.
III. Безопасность в условиях техногенных чрезвычайных ситуаций (ТЧС)
Исходя из материалов первых двух блоков записки необходимо:
1. Оценить вероятность возникновения ТЧС на конкретном предприятии, в цехе или технологической линии.
2. Определить механическую устойчивость здания цеха, в котором располагается проектируемое оборудование, к воздействию ударной волны.
Предполагается, что разрушение здания цеха или офиса происходит в результате воздействия ударной волны, возникает при аварийном разрушении (взрыве) какого-либо аппарата на заводской площадке.
Последствия взрыва определяют величиной давления разрушения инженерного объекта и массой выброса (слива) вредного вещества. После этого устанавливают класс ЧС и степень поражения обслуживаемого персонала.
Оценка устойчивости зданий (сооружений) заключается в определении избыточного давления ударной волны ΔРф, вызывающего различные степени разрушения промышленного или административного здания в зависимости от типа и сейсмостойкости конструкции, вида строительного материала, высоты здания и грузоподъемности кранового оборудования (мостовых кранов) внутри цеха промышленного здания.
3. Определить инженерную устойчивость технологического оборудования к воздействию ударной волны.
Промышленное оборудование (в первую очередь, дымовые трубы, ректификационные колонны, абсорберы и др.) рассчитывают на действие скоростного напора воздуха ДРск, движущегося за фронтом ударной волны. В проекте необходимо определить смещающую силу, которая может вызвать:
- смещение оборудования относительно основания (фундамента) или его отбрасывание;
- опрокидывание оборудования;
- мгновенное инерционное разрушение электронных, как правило, элементов оборудования (ударные перегрузки).
4. Выбрать основные пути повышения инженерной устойчивости промышленных объектов: надежное закрепление оборудования на фундаменте; расположение массивной техники на нижних этажах и вне помещения; обваловывание емкостей с вредными веществами, горючими (ПК) и легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ) и др.
5. Прогнозирование экологической обстановки при ТЧС (авариях) на химически опасных объектах. Исходя из оценки масштабов реальной опасности, зависящей не только от токсичности вещества, но и от величины их запасов на предприятии и характера распространения в атмосфере необходимо определить:
5.1. Глубину распространения первичного или вторичного облака зараженного воздуха
для сжиженных газов - отдельно по первичному и вторичному облаку;
для ядовитых жидкостей, кипящих выше температуры окружающей среды (+20 °С) - только по вторичному облаку.
5.2. Площадь зоны: а) возможного заражения первичных (вторичных) облаком ВВ; б) фактического заражения;
5.3. Длительность подхода зараженного облаку к населенному пункту, расположенному на пути его движения, а также графически изобразить расчетную схему зоны предполагаемого химического заражения.
Раздел "БЖД" заканчивают общими выводами по всем трем блокам.
Таблица
Карта предварительного поиска опасностей
Опасные и вредные ( акто )Ы
Крат-
кая ха- г*
рак- 'ОН
тери- 2
стика —
про- 1
цесса 1
и про- О.
екти-
руе-мого ваш | О
СО
& 1
аппа- х шв I ие: 5
рата о 2 X У. их: 1" о 1 ее ' С :НХ1
(машины) зрыв горючей с
«3 лектрический • явление (разру авлением) азрежение ибрация течки: »токсичных ве] ) биологически 8
ее
с
3 вижушиеся ча( о
г-;
Г>
О агрев и оxлаж^ ( Высокая темп ) Низкая темпе 1 ) термическая ) электромагн и ) ионизирующ; ) ядерная ос
I
о
аз ь- о =4 с( о. — —' я 1С са =5 О КЗ ю а. са ю а '—
Примечание Таблицу заполняют с помощью символов: 0 - означает, что вероятность появления данного производственного фактора маловероятна: 1 - фактор, появление которого имеет большую вероятность.
Библиографический список
1. Пожарная опасность веществ и материалов, применяемых в
химической промышленности: Справочник./Под ред. И.В. Рябова. -М.: Химия. 1970. - 336 с.
2. Пожаро- и взрывоопасность веществ и материалов и средства
их тушения: Справочник, и 2-х книгах/Под ред. А.Н.Саратова и А.Я.Корольченко.-М.: Химия, 1990. Кн.1 -496с. Кн.2 -384 с. УЗ. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожар-ной и пожарной опасности. (НПБ 105-95).-М.: ГУГПС МВД РФ,1995.-25с.
4. Определение категорий наружных установок по пожарном
опасности (НПБ 107-97). -М.:ГУГПС МВД РФ. 1997. -23 с.
5. Баратов А.И., Пчединцев В.А., Пожарная безопасность.-
М.:АСВ, 1997, - 171 с.
6. Общие правила взрывобезопасности для взрывоопасных хими-
ческих, нефтехимических и нефтеперерабатывающих произ-водств.-М.: Металлургия, 1988. - 67 с.
7. Волков О.М., Пожарная безопасность вычислительных цен-
тров.- М.: Стройиздат, 1990.
8. ГОСТ 12.1.004-85, Система стандартов безопасности труда.
Пожарная безопасность. Общие требования.-М.: Изд-во. стан
дартов, 1985. -26 с.
9. ГОСТ 12.1.004-85. Система стандартов безопасности труда.
Взрывобезопасность. Общие требования.-М.: Изд. стандартов, 1990.-97 с.
10. Лазарев Н.В., Вредные вещества в промышленности. Т. 1-3.-
М.:Химия,1970.
! I 1. Санитарные правила и нормы. СанПиН 2.2.1/2.1.1.567-96. Са-нитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов.-М.: ИИЦ Минздрава РФ, 1997.-46 с.
19
12. Эльтерман В.М., Вентиляция химических производств.-
М.:Химия,1971.-96с.
13. Санитарные правила и нормы. СанПиН 2.2.2.542-96. Гигиени
ческие требования к видеодисплейным терминалам, персо
нальным электронно-вычислительным машинам и организа
ции работы.-М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996. -55 с.
14. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воз
духе и воде.-Л.: Химия, 1975.
15. Бондарь В.А., Попов Ю.П., Нишпал Г.А., Классификация ве
ществ по опасным свойствам; Учебное пособие.-М.: МГАХМ,
1977.-100 с.
16. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А., Предельно допустимые кон
центрации химических веществ в окружающей средс.-Л.: Хи
мия, 1985.
17. Правила устройства электротехнических установок (11УЭ).-
М.: Энергоатом издат, 1987. - 88 с.
18. ГОСТ 12.2.020-76, Электрооборудование взрывозащищенное.
Классификация. Маркировка..-М.: Изд-во. стандартов, 1976. -
65 с.
19. Карвовский Г.А., Электрооборудование и окружающая среда.
Выбор и защита.- М.: Энергоатомиздат, 1984. - 232 с.
20. Электрооборудование электротехнические взрывозащищен-
ное. Справочник.-М: Энергия, 1976. - 65 с.
21. Кораблев В.П., Электробезопасность на предприятиях хими
ческой промышленности.-М.: Химия, 1991.
22. Правила защиты от статического электричества в производст
вах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей
промышленности.-М.: Химия, 1973. - 45 с.
23. Попов Б.Г., Веревкин В.П., Бондарь В.А., Горшков В.И.,
Статическое электричество в химической промышленности.-
Л.:Химия, 1977.-240 с.
24. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, ра
ботающих под давлением.-М.: Недра, 1990. - 135 с.
25. Смирнов Г.Г., Конструирование безопасных аппаратов
для химических и нефтехимических производств: Справоч-
20
НИК.-Л.: Машиностроение, 1988. - 303 с.
26. Водяник В.И., Предохранительные мембраны: Справочное
пособие.-М.: Химия, 1982. - 144 с.
27. Водяник В.И., Взрывозащита технологического оборудова-
ния.-М.: Химия, 1991. - 254 с.
28. Клапаны предохранительные. Выбор, установка, расчет. СТП
035-112-90. Стандарт предприятия..-М.: Центральное конст
рукторское бюро нефтеаппаратуры, 1991. - 22 с.
29. Цыгальницкий В.М., Справочное пособие по технике безопас
ности в микробиологической промышленности.-М.: Лесная
промышленность, 1972.
30. Маршал В.К., Основные опасности химических производств.-
М.: Мир, 1989.-672 с.
31. Несчастное М.В., Взрывобезопасность и противоаварийная
защита химико-технологических процессов.-М.: Химия, 1983.
-476 с.
32. Хенли Э.Дж., Кумамото X., Надежность технических систем и
оценка риска.-М.: Машиностроение, 1984 - 523 с.
33. Автоматизированные системы управления в нефтеперераба
тывающей и нефтехимической промышленности.-М.: Химия,
1975.-277 с.
34. Покровский В.Б., Лемаев П.В., Автоматизированное управле
ние газофракционирующими установками.-М.: Химия, 1980. -
101 с.
35. Обновленский П.А., Мусяков Л.А., Тельцов А.В., Системы
защиты потенциально опасных процессов химической техно-
логии.-Л.: Химия, 1978. - 224 с.
36. Браун Д., Анализ и разработка систем обеспечения техники
безопасности/Пер. с англ.-М.: Машиностроение, 1979. -360 с.
37. Емельянов А.И., Капник О.В., Проектирование систем автома
тизации технологических процессов: Справочное пособие.-М.:
Энергоатом издат, 1983. - 395 с.
38. Сибаров Ю.Г., Охрана труда в вычислительных центрах.-М.:
Машиностроение, 1990.
39. Правила устройства и безопасной эксплуатации аммиачных
. 21
40.
\^41.
42.
43. 44 45 46.
47. 48. 49
50
51. 52.
53.
22
холодильных установок.-М.: ВНИИхолодмаш, 1991.- 158с. Правила устройства и безопасной эксплуатации фреоновых холодильных установок.-М.: ВНИИхолодмаш, 1988. - 111 с. Попов Б.Г., О методах оценки взрывоопасности процессов иаппаратов химических производств. -//Экология промышленного производства.-1996.-№3.
Попов Б.Г., Защита человека от опасных и вредных факторов в процессе эксплуатации холодильных установок: Методические указания.- М.: МГУИЭ, 1997.
ОСТ 26-04-907 76. Воздухоразделительные установки. Общие требования безопасности при эксплуатации.-М.: 1976. ОСТ 26-04-21 5 Л Оборудование криогенное. Общие требования безопасности.-М.: 1980.
Взрывобезопасность воздухоразделительных установок./Под ред. Белякова В.П.-М.: Химия, 1986.
. Инструкция по проведению испытаний при техническом освидетельствовании сосудов и аппаратов блоков разделения воздуха (И928-74).-М.: Криогенмаш, 1974. Хернандез С. Безопасность при научных экспериментах с жидким водородом.-М.: Химия, 1983.
ОСТ 26-03-039-82. Оборудование холодильное. Давление расчетное, пробное и ислытательное,-М.: 1982. Воротилин. Математическая модель процесса испарения сжиженного газа при его аварийном разливе на открытых площадках// Химическая промышленность.- № 6.-1992. . Правила устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздуховодов и газопроводов. Сборник правил и руководящих материалов по котлонадзору,-М.: Недра, 1977.
Правила безопасности при производстве и потреблении продуктов разделения воздуха.-М.: ГГТН, 1988.
Правила устройства и безопасной эксплуатации поршневых компрессоров, работающих на взрывоопасных и токсичных газах.-М.: Металлургия, 1977.
ГОСТ 12.1.003-76. Система стандартов безопасности труда.
Шум. Общие требования безопасности.-М.: Изд-во. стандартов, 1976.
\ 54. ГОСТ 12.1.0.12-90. Система стандартов безопасности труда. Вибробезопасность. Общие требования безопасности.-М.: Изд. стандартов, 1990.
55. Калыгин В.Г., Попов Ю.П. Порошковые технологии: экологи
ческая безопасность и ресурсосбережение.-М.: МГАХМ,
1996.-212 с.
56. Доусон Г., Мерсер Б. Обезвреживание токсичных отходов.-
М.: Стройиздат. 1996.-288 с.
57. Букс И.И., Фомин С.А. Экологическая экспертиза и оценка
воздействия на окружающую среду (ОВОС).-М.: МНЭПУ,
1999.-128 с.
58. Афанасьев К).Л.. Фо\п-л С.Л.. Мониторинг и .методы контро
ля окружающем среди.-.\!.: МПОПУ. 19'лЧ.- 2ОМ ^.
59. ШтарКС ;!., П^. ■-.;,,. ..,.,:,,С ;.,..■.,, ,.,;,,„;.ч ,. ;ч,.;1,.,:.,.-. я,.и)-
дов пластмасс.-Л.: ХИМИЯ, 1987. - 176 с.
60. Термические методы обезвреживания отходов/ Под ред. Бо-
гушевской К.К. и Беспамятнова Г.П.-Л.: Химия 1975.
61. Афанасьева А.Ф., Очистка хозяйственно-бытовых сточных
вод и обработка осадков.-М.: Изограф, 1997. - 96 с.
62. Мазус М.Г., Мальгин А.Д., Моргулис МЛ., Фильтры для
улавливания промышленных лылей.-М.: Машиностроение,
1985.
23
63. Алиев Г.М., Техника пылеулавливания и очистки промыш
ленных газов: Справочник.-М.: Металлургия, 1986.- 544 с.
64. Бретшнайдер Б., Курфюрст И., Охрана воздушного бассейна
от загрязнений: технология и контроль.-Л.: Химия, 1989,- 288
с.
65. Зюзин А.В., Семенов В.И., Защита производственного персо
нала и населения от сильнодействующих ядовитых веществ на
химически опасных объектах.-М.: Мединор, 1994.-240 с.
66. Корсаков Г.А., Комплексная оценка обстановки и управление
предприятием в чрезвычайных ситуациях .-Спб.: ИПКРС,
1993.-130 с.
67. Защита населения и объектов народного хозяйства в чрезвы
чайных ситуациях. /Под ред. М.И.Постника.- Мн.:
Ушверагэцкае, 1997. -278 с.
68. Защита объектов народного хозяйства от оружия массового
поражены/ Под ред. Г.П. Демиденко. - К.: Выща шк., 1989.-
287 с.
69. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация послед
ствий. Кн. 1Л1од ред.: К.Е.Кочетова, В.А.Коляревского и
А.В.Забегаева. -М.: АСВ, 1995, - 320 с.
70. Измалков В.И., Измалков А.В. Безопасность и ри^к при техно
генных воздействиях. В 2-х кн. -М.: Спб: НИЦ экологической
безопасности, 1994.-270 с.
71. Атаманюк В.Г. Гражданская оборона.-М.: Высшая школа,
1986.
72. Боровский 10.В. Гражданская о0о;н>!и.-М.; 1 фос^сщем.ю,
1991.
73. Максимов М.Т. Защита от сильнодействующих ядовитых ве-
ществ.-М.: Энергоатомиздат, 1993.
74. Гаряев А.Б. Распределение опасных веществ при промышлен
ных авариях.-М.: МЭИ, 1998.- 32 с.
75. Методика прогнозирования масштабов заражения, сильнодей
ствующими ядовитыми веществами при авариях и разруше
ниях на химических объектах и транспорте.М.: Штаб ГО
СССР, ГК СССР по гидрометрологии, 1990.
Подп. в печ. 24.04.2000. Форм. бум. 60x84 7|6.
Бум. № 1. Гарнитура «Тайме». Печать офсетная.
Объем 1,39 усл. п. л. Усл.кр.-отт. 1,39. Уч.-изд. л. 1,5
Тираж 200 экз. Зак. Лицензия Комитета по печати Российской Федерации
ЛР№ 020266 от 12.11.96. 107884, Москва, ул. Старая Басманная, 21/4
Отпечатано в типографии 107884, Москва, ул. Старая Басманная, 21/4