Глава 3. Выход горючих веществ наружу из поврежденного технологического оборудования

§ 3.1. Характеристика аварийной ситуации

Технологическое оборудование и осуществляемые в нем технологические процессы разрабатываются таким образом, чтобы при нормальных условиях эксплуатации опасность не возникала. Однако аварийные ситуации имеют место. Под «аварией» понимают выход из строя, повреждение какого-либо аппарата, машины и т. п. во время работы, движения. В большинстве случаев аварии, независимо от их характера, являются следствием ошибок, допущенных на стадиях разработки, проектирования, изготовления, монтажа, эксплуатации, обслуживания и ремонта производственного оборудования.

В данной главе рассматриваются такие аварии и аварийные ситуации (с повреждением технологического оборудования), при которых горючие вещества (жидкости и газы) выходят в производственное помещение или на открытую площадку, растекаются и рассеиваются по окрестности, образуя пожаровзрывоопасные зоны за пределами технологического оборудования.

Исследование пожарной опасности, возникающей при повреждении технологического оборудования, — один из сложных вопросов пожарной профилактики технологических процессов: необходимо выяснение места, времени, причины, вида, степени повреждения, масштабов и длительности аварии.

Чаще всего анализ повреждений оборудования и связанных с ним аварийных ситуаций осуществляется следующим образом: выделяются стадии (или участки) технологического процесса; для каждой стадии или участка составляется перечень технологических аппаратов или узлов; для каждого аппарата или узла составляется наиболее полный перечень предполагаемых повреждений; анализируется каждое предполагаемое повреждение.

По каждой предполагаемой аварии из предварительного перечня, составленного для машины или аппарата, выясняют причину повреждения; степень повреждения (локальное повреждение, полное разрушение); расход и длительность утечки (в том числе общее количество вышедшего вещества); размер наружной опасной зоны (в результате рассеивания газа, растекания и испарения жидкости) ; условия воспламенения и характер первичного очага пожара.

Самой характерной причиной аварийной ситуации в результате нарушения технологического процесса является перелив жидкости из аппарата вследствие его переполнения. К такому типу аварийной ситуации относится интенсивный (в том числе аварийный) сброс веществ (газов, паров, жидкостей) через предохранительные клапаны (вследствие повышения давления в аппарате) и дренажные устройства.

Каждая авария связана либо с локальным повреждением технологического оборудования, либо с полным разрушением аппарата.

Аварии и повреждения оборудования с горючими веществами обычно приводят к вспышкам, взрывам и пожарам на производствах.

Условия воспламенения (самопроизвольного или вынужденного) горючих веществ при авариях зависят прежде всего от свойств и температуры выходящих наружу веществ. Если в поврежденных аппаратах или трубопроводах горючие вещества нагреты выше -температуры самовоспламенения, при выходе их наружу и соприкосновении с воздухом сразу же возникнет горение (в результате • самовоспламенения). Примерно такое же явление может наблю­даться, когда в непосредственной близости от участка повреждения находятся источники открытого огня или аппараты с температурой поверхности, равной или выше температуры самовоспламенения попадающего на них продукта.

Если же выходящее из поврежденных аппаратов или трубопроводов горючее вещество нагрето ниже температуры самовоспламенения, для возникновения пожара (горения) необходим еще источник зажигания. При выбросе газа или жидкости с температурой выше температуры вспышки происходит образование горючих концентраций паров или газов с воздухом. При этом могут образоваться не только местные, но и во всем объеме производственного помещения (или территории открытых площадок) пожаровзрывоопасные зоны, способные воспламениться при контакте .даже с относительно слабыми источниками зажигания. При достаточно мощных источниках зажигания воспламеняются любые горючие вещества.

В данной главе рассматриваются общие для всех аварий (то есть не зависящие от места и причины) методы определения расхода и длительности утечек, количества вышедшего вещества, динамика образования и роста размера наружной опасной зоны, а также мероприятия по ограничению последствий аварий.