2. Пожежна небезпека виробництва ацетилену

Ацетиленові установки характеризуються підвищеною вибухо- та пожежонебезпекою через наявність великої кількості ацетилену, можливості утворення горючого середовища усередині установок та в приміщеннях станцій, ймовірності появи джерела запалювання, вибухів та швидкого поширення пожежі.

Ацетилен – безколірний горючий та вибухонебезпечний газ. Технічний ацетилен через домішки фосфористого водню, має специфічний запах. При 0⁰С та 2,1 МПа переходить в рідкий стан, а при -81⁰С – в твердий стан. Розчиняється в багатьох рідинах (ацетилен : вода – 1:1, в одному об’ємі ацетону розчиняється 20 об’ємів ацетилену). З підвищенням тиску розчинність збільшується. Область спалахування 2-81%, температура самоспалахування 335⁰С.

Ацетилен розкладається з великим виділенням тепла і, за визначених умов - з вибухом. При температурі 500-550 ⁰С та тиску 0,2 МПа ацетилен схильний до вибухового саморозкладання. Ацетилен – екзотермічна речовина – схильна до вибухового розкладання без кисню та інших окисників. При цьому виділяється енергії – 8,7 МДж/ кг, якої достатньо, щоб розігріти продукти реакції до 2800⁰С. Ацетилен здатний до мимовільного розкладання при горінні, вибуху, детонації та каскадному розкладанню. Кінцевий тиск газів залежить від характеру розкладання. При вибуху швидкість поширення полум’я досягає декілька метрів на секунду, а кінцевий тиск, що є функцією температури, що розвивається, зростає у порівнянні з початковим тиском в 8-12 раз.

При підвищенні тиску понад 0,2 МПа, а також в твердому стані ацетилен ще більш небезпечний.: вибухає від удару та при різкому нагріванні. Легко реагує з солями срібла, міді, ртуті, утворюючи при цьому нестійкі вибухові ацеталеніди (що вибухають від удару, тертя, нагрівання).

Оксиди металів, особливо міді та заліза, діють на ацетилен каталітично, знижують температуру розкладання.

Суміш ацетилену з хлором здатна самозайматися та вибухати під впливом денного світла: суміш ацетилену з киснем вибухає при температурі 300 С. При вмісту в ацетилені до 3% фосфористого водню він стає схильним до само спалахування.

Карбід кальцію не горючий, але його зберігання та транспортування є пожежовибухонебезпечними операціями. Так при неповному заповненні барабанів з карбідом кальцію та при наявності в них повітря з визначеною вологістю, виникає утворення ацетилену в результаті взаємодії карбіду з водою. Механічні удари, падіння, удари барабанів один о другий при транспортуванні, відкривання барабанів інструментом, що висікає іскри, або сильне нагрівання їх можуть явитися причиною вибуху.

Горюче середовище при одержанні ацетилену може утворитися у вільному просторі газозбірників, реторт, завантажувальних камер при попаданні в їх вільний простір перших порцій ацетилену під час пуску генераторів, відкриванні завантажувальних камер для засипки нових порцій карбіду, а також при попаданні повітря в генератори через завантажувальні коробки разом з карбідом та при видаленні із них ілу.

Горюче середовище утворюється усередині виробничого приміщення в результаті витоку ацетилену через нещільності в генераторі або в його обв’язці., а також при завантаженні нових порцій карбіду в генератор. Витоки ацетилену виникають також при розвантаженні із генератора вапняного ілу, так як ацетилен виділяється із води, в якій він розчиняється. Горючі концентрації також можуть утворюватися в ямах з відходами.

При експлуатації переносних генераторів небезпеку представляють можливість утворення горючого середовища як усередині апаратів так і в приміщеннях.

Перед пуском генераторів усередині реторт, в трубках та шлангах знаходиться повітря, тому перші порції ацетилену. Змішуючись з ним, утворюють горючу суміш. В ретортах утворюється ГС на початку реакції карбіду кальцію з водою (після їх завантаження карбідом) та при розвантаженні корзин з ілом, якщо їх виймають з реторт раніше, ніж вони встигають повністю заповнитися водою та звільнитися від газу. Коли газ із генератора низького тиску вживається потужними пальниками, усередині системи може утворитися вакуум, що викличе підсмоктування повітря через ГЗ та утворення горючого середовища.

При експлуатації генератора у приміщенні невеликих розмірів (менше 300 м3) можливе витікання ацетилену у навколишнє середовище.

Причинами витоку ацетилену з переносних генераторів є:

- негерметичні ущільнення в кришках реторт;

- викид газу через гідро затвор або виривання кришок реторт при підвищенні тиску в генераторі;

- неповне заливання водою генератора, установка генератора з нахилом, порушення герметичності шлангів, нещільна насадка шлангів;

- корозія корпусу та газовідвідних труб генераторів.

Причинами підвищення тиску в переносних генераторах є:

-форсування процесу одержання ацетилену;

- зменшення витрати його з генератора;

- попадання в завантажувальний ящик карбідного пилу;

- забивання газовідвідної та водовідвідної трубок при переповненні реторт карбідом;

- замерзанні води в генераторі або водяному затворі.

Джерела запалювання при експлуатації ацетиленових генераторів:

- теплота в зоні реакції карбіду з водою;

- іскри при ударах (сполуки заліза з кремнієм) об стінки камери при засипанні карбіду в реторти генераторів;

- іскри при роботі зі сталевим інструментом;

- теплота при само спалахуванні ацетилену;

- відкритий вогонь при відтаюванні замерзлого генератора (переносного);

- іскри при очищенні від льоду.

Температура в зоні реакції карбіду кальцію з водою може підвищитися до температури само спалахування ацетилену на випадок відсутності надлишкової кількості води (реакція супроводжується виділенням 1880 кДж/кг теплоти). Температура до 1000⁰ С та більше може підвищитися також в завантажувальній камері при розкладанні карбідного пилу водяною парою (якщо є відкладення пилу на стінках камери).

При застосуванні в звичайних конструкціях генераторів карбідного пилу, що має здатність миттєво реагувати з водою, значно підвищується тиск та утворюється температура, що може викликати вибух ацетилену. Різке підвищення температури пояснюється тим, що карбідний пил в шахті генератора розкладається на поверхні води, внаслідок чого теплота, що виділяється, в основному витрачається на нагрівання ацетилену. Що утворюється.

Вибухове розкладання ацетилену в генераторах можливе при виході із ладу запобіжних пристроїв та підвищенні тиску до 0,15 МПа та більше. Крім цього, при температурі 400 С виникає полімеризація ацетилену у вигляді екзотермічного процесу, що прискорюється і носить вибуховий характер.

Шляхи поширення пожежі .

- ацетиленові трубопроводи;

- ацетиленовоповітряна суміш при витоках ацетилену;

- канали для зливу вапняного молока із генераторів в ями;

- трубопроводи систем вентиляції;

- технологічні отвори, віконні, дверні отвори тощо.

Висновок. Таким чином, виробництво ацетилену є пожежовибухонебезпечним процесом, що в першу чергу пов’язано з пожежовибухонебезпечними властивостями ацетилену, спалахування якого супроводжується вибухом.