4. Пожаровзрывоопасность аппаратов, при эксплуатации которых возможен выход горючих веществ наружу без повреждения их конструкции.

Расчет количества выходящих из аппарата веществ при большом дыхании (приемник спирта):

Вещество	Спирт
Температура рабочая, С	20
Объём аппарата, м3	12
Степень заполнения аппарата	0,95
Давление рабочее, Мпа	0,105

Определяем объем поступающей в аппарат жидкости:

_{где ε-степень заполнения аппарата;}

_{Vап- объем аппарата.}

_{Определяем давление насыщенного пара по уравнению Антуана:}

_{где А, В, Са- константы Антуана.}

_{Определим концентрацию насыщенного пара при рабочей температуре жидкости:}

где φs- объемная доля насыщенных паров;

Pp- рабочее давление в аппарате, КПа;

Ps- давление насыщенного пара при рабочей температуре жидкости, КПа.

_{Определим количество горючих паров, выходящих из сообщающихся с атмосферой аппаратов при «большом дыхании»:}

где М- молекулярная масса;

Rв- универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль*К).

Переведем нижний концентрационный предел воспламенения из объемных долей в кг/м3:

_{где φн- нижний предел воспламенения.}

_{Определяем объем, занимаемый газом при данных температуре и давлении:}

_{Определяем количество паров, выделяющихся из дыхательных устройств:}

_{где Gб- количество паров, выходящих из аппарата за один цикл, кг/цикл;}

_{N- количество циклов в течении часа, 1/ч;}

_{τ- продолжительность работы оборудования, с.}

_{Определяем объем взрывоопасной зоны вблизи места выхода газа из нормально работающего аппарата:}

_{Так как объем взрывоопасной зоны вблизи места выхода газа из нормально работающего аппарата существенно мал и присутствует естественная вентиляция (приемник спирта находится на открытом воздухе) никаких технических и организационных мероприятий не требуется.}

5. Анализ причин повреждения аппаратов и трубопроводов.

Аварии при эксплуатации технологического оборудования возникает в результате воздействий:

Механических:

• сверхрасчетные давления, возникающие при нарушении материального баланса и режима работы насоса:

Ректификационная колонна (десорбер).

Величина давления в десорбере при увеличении при нарушении материального баланса и режима работы насоса определяется по формуле:

_{где λ-коэффициент сопротивления трения, определяемый в зависимости от режима движения продукта (число Рейнольдса):}

_{ω-средняя скорость движения продукта в трубопроводе, м/с (определяем 1 м/с);}

_{ρт- плотность продукта при рабочей температуре, кг/м3.}

Конечное давление в системе:

На ректификационной колонне необходимо установить датчик давления, который будет следить за величиной давления внутри аппарата и в случае повышения давления, подавать сигнал на пульт управления. Если давление в десорбере превысит Рк, то произойдет его разгерметизация и выход этилового спирта под давлением в атмосферу с образованием взрывоопасной концентрации его паров с воздухом.

• гидравлические удары:

Определим силу гидроудара при закрытии автоматической задвижки в стальном трубопроводе d 75 мм и толщиной стенки 5 мм. По трубопроводу протекает насыщенный абсорбент (водный раствор этилового спирта) со скоростью 1,2 м/с и объемным весом 140 кг/м³

Для определения приращения давления в трубопроводе воспользуемся формулой Н.Е. Жуковского:

,

где: – плотность жидкости, кг/м³;

– уменьшение скорости движения при торможении струи, м/с;

v – скорость распространения ударной волны, м/с

,

где: Е_ж – модуль упругости жидкости, МПа;

Е – модуль упругости материала трубопровода, МПа;

d – внутренний диаметр трубопровода, м;

• – толщина стенки трубы, м.

.

.

Приращение давления на 0,038 МПа сверх нормы может привести к повреждению трубопровода и к истечению насыщенного абсорбента.

• внешние повреждения,вибрации.

Температурных:

• повышение температуры поступающего в аппарат вещества;

• ухудшение процесса охлаждения насоса.

Химических: коррозия, происходит за счет воздействия кислорода воздуха и сероводорода с поверхностью трубопровода.