2.4.4. Заходи та рішення, які забезпечують захист від розтікання горючих

рідин

Захист досягається за рахунок використання технічних засобів, які

дозволяють швидко відключити пошкоджені дільниці і тим самим знизити

кількість речовин, які виходять назовні, а також за рахунок улаштування

різноманітного роду перешкод, які обмежують вільне розтікання рідин.

Аварійне відключення пошкоджених апаратів і трубопроводів

Для цього на вводах у цеху трубопроводів із горючими газами

обов'язково встановлюють запірну арматуру з дистанційним керуванням, а на

вводах трубопроводів ЛЗР та ГР арматуру з дистанційним або ручним

керуванням.

Устрої проти розтікання рідини

Для обмеження вільного розтікання ЛЗР та ТР при пошкодженнях та

34

аваріях апаратів влаштовують обвалування, стінки, бортики, пороги, лотки

тощо.

2.4.5. Заходи та рішення, які забезпечують захист апаратів від

руйнування при вибуху

Для того, щоб тиск при вибуху не був вище тих величин, на які

розраховані стінки апарату застосовують устрої для стравлювання

надлишкового тиску, вибухові запобіжні клапани мембранного типу або у

вигляді відкидних дверцят. Мембрани встановлюють на апаратах з

урахуванням найбільш ймовірного розповсюдження вибухової хвилі.

Мембрани можуть бути розривні, зрізні, відривні тощо. Більш прогресивним

способом захисту апаратів від руйнування при вибуху є улаштування

системи подавлення хімічної реакції вибуху, яка почалася. Ця система

складається з піропатрону, розривного сосуду з вогнегасною речовиною та

датчика, який уловлює початок реакції вибуху.

2.4.6. Заходи та рішення, які забезпечують успішне гасіння пожежі та

евакуацію людей

До заходів та рішень, які забезпечують захист апаратів від руйнування

при вибуху, відносяться такі, як наявність в технологічних процесах та

будинках автоматичних засобів виявлення та гасіння пожежі, телефонного

зв’язку, водопостачання, первинних засобів пожежогасіння, правильного

улаштування шляхів евакуації тощо.

35

КУРС

ЛЕКЦІЙ

З ДИСЦИПЛІНИ “ПОЖЕЖНА

ПРОФІЛАКТИКА ТА

ТЕХНОГЕННА БЕЗПЕКА

ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ”

Частина II

ДЛЯ ПІДГОТОВКИ ФАХІВЦІВ ЗА СПЕЦІАЛЬНІСТЮ

№ 7.0928001 “ПОЖЕЖНА БЕЗПЕКА” (спеціаліст)

№ 8.092801 “ПОЖЕЖНА БЕЗПЕКА” (магістр)

36

ЗМІСТ

1.РОЗРАХУНКОВЕ ОБҐРУНТУВАННЯ

ОКРЕМИХ ПОЛОЖЕНЬ МЕТОДИКИ АНАЛІЗУ

ПОЖЕЖНОЇ НЕБЕЗПЕКИ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ...............3

1.1. Розрахункове обґрунтування оцінки

вибухопожежонебезпечності середовища всередині

технологічного обладнання.............................................................................3

1.2. Розрахункове обґрунтування пожежної небезпеки виходу

горючих речовин з технологічних апаратів

при нормальному режимі роботи.................................................................7

1.3 Розрахункове обґрунтування пожежної небезпеки

виходу горючих речовин із пошкодженого технологічного

обладнання......................................................................................................14

1.4. Розрахункове обґрунтування виробничих

джерел запалювання та попередження розвитку пожежі

на виробництві.................................................................................................22

2. ТЕХНІЧНІ РІШЕННЯ, ЯКІ НАПРАВЛЕНІ НА

ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПОЖЕЖНОЇ БЕЗПЕКИ

ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ.................................................26

2.1 Розрахунок зовнішньої парової завіси................................. 26

2.2 Розрахунок гравійного вогнеперешкоджувача..................................32

2.3 Розрахунок системи аварійного зливу................................................37

2.4 Розрахунок запобіжного клапана.........................................................42

37

1. РОЗРАХУНКОВЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ОКРЕМИХ ПОЛОЖЕНЬ

МЕТОДИКИ АНАЛІЗУ ПОЖЕЖНОЇ НЕБЕЗПЕКИ

ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ

1.1. Розрахункове обгрунтування оцінки вибухопожежонебезпечності

середовища всередині технологічного обладнання

Умови утворення вибухонебезпечних концентрацій (ВНК)

всередині технологічних апаратів залежать від

пожежовибухонебезпечних властивостей та агрегатного стану речовин,

які обертаються в технологічному процесі, конструктивних особливостей

та режимів роботи обладнання.

1. Всередині апаратів з горючими газами або перегрітими парами

ВНС утворюється в тому випадку, якщо в них попадає повітря або за умов

ведення технологічного процесу подається окислювач (кисень, повітря, хлор

та ін.) при виконанні співвідношення

j_н £ j_р £ j_в ,

де: j_р - дійсна (робоча) концентрація горючої речовини, [об. долі];

j_н та j_в - відповідно нижня та верхня концентраційні межі

розповсюдження полум’я, [об. долі] (% об. або кг/м³).

38

Значення j_н та j_в приведені до 25⁰ С при атмосферному тиску.

Визначити значення величин j_н та j_в при температурі середовища, яке

відрізняється від 25⁰ С, можна за формулами:

_{æ ö}

j_н = j_н,25ç1- ÷

è ø

_{æ ö}

j_в = j_в,25ç1+ ÷

è ø

де: t_р - робоча температура середовища в апараті, [⁰С].

Робочу концентрацію горючого газу в суміші з окислювачем можна

визначити з матеріального балансу апарату за формулами:

V_г

V_г +V_ок ^,

G_г

G_г + G

де: V_г , V_ок - об’єми відповідно горючого газу та окислювача в

апараті, [м³];

G_г , G_ок - об’ємні витрати горючого газу та окислювача, [м³/с].

Вибухобезпечні умови експлуатації апаратів з горючими газами та

перегрітими парами визначають зі співвідношень:

j_{р,без £} 0,9 (j_н - 0,0021) ,

або

j_{р,без ³} 1,1 (j_в + 0,0042) ,

де: j_р,без - вибухобезпечна концентрація горючої речовини в

газопароповітряній суміші, [об. долі].

2. У вільному просторі герметичних та апаратів, що “дихають”, з ЛЗР-

ГР ВНК утворюється в тому випадку, якщо виконується співвідношення:

j_н £ j_р £ j_в .

В апаратах з рідинами, які тривалий час зберігаються, й особливо

нагрітими рідинами концентрація парів близька до насиченої, тобто j_р=j_s .

Концентрація насичених парів над поверхнею рідини визначається за

формулою:

39

P_s

^j_s ⁼

P_заг

P_{s - тиск насиченої пари при заданій температурі, [Па ].}

загальний тиск системи (робочий тиск у герметичному

апараті або барометричний тиск в апараті, який сполучається

з атмосферою), [Па ].

Тиск насиченої пари при робочій температурі рідини визначається за

експериментальними даними (табл. 2 дод.) або за формулами наприклад,

рівнянням Антуана:

_{æ ö}

A-

P_s = 133,322 × 10^{è t + Ca ø} _{Па ,}

А,В,С_{а - константи, які залежать від властивостей горючої рідини і}

визначаються за довідковою літературою;

t_{p - робоча температура рідини С .}

концентраційних меж розповсюдження полум’я з

грами на кубічний метр використовують

кг / м³ ,

нижня концентраційна межа розповсюдження полум’я,

об.долі ;

М - молекулярна маса парів рідини при заданих умовах, кг / кмоль ;

V_{t - молярний об’єм парів рідини при заданих умовах, м3 / кмоль .}

Молярний об’єм парів рідини при заданих умовах визначається за

формулою:

м³ / кмоль ,

де: = 22,4125 м³ / кмоль - молярний об’єм парів при нормальних

умовах;

t_p - робоча температура рідини, [⁰С ];

40

- тиск при нормальних фізичних

умовах ( = 760 мм рт. ст.);

Р_{заг - загальний тиск системи (робочий тиск у герметичному}

апараті або барометричний тиск в апараті, який

сполучається з атмосферою), Па .

умови експлуатації герметичних апаратів з

рідинами визначаються зі співвідношень:

j_{р,без £} 0,9 (j_н - 0,0021) ,

або

j_{р,без ³} 1,1 (j_в + 0,0042) .

Вибухобезпечні умови експлуатації апаратів, що “дихають”,

визначаються тільки зі співвідношення:

j_{р,без £} 0,9 (j_н - 0,0021),

оскільки в процесі експлуатації при зниженні рівня продукту або

температури навколишнього середовища в апарати через дихальні устрої

поступає повітря, яке розбавляє «багаті» суміші з j_р > j_в та приводить до

утворювання ВНК.

3. Якщо концентрація парів у вільному просторі апарата з

пожежонебезпечною рідиною є насиченою та залишається незмінною за час

його експлуатації, то умову утворення ВНК визначають таким чином:

t_н £ t_р £ t_в ,

де: t_н , t_в - відповідно верхня та нижня температурні межі

розповсюдження полум’я , [⁰С];

t_р - робоча температура , [⁰С].

Вибухонебезпечні температурні умови експлуатації апаратів в цьому

випадку визначають зі співвідношень:

[ ]

_В

_{- Са .}

А - lg 1,1×10^-3 j_в + 0,0042 Р_о

41

4. При експлуатації апаратів з відкритою поверхнею випаровування

(фарбувальні, просочувальні ванни) ВНК парів над дзеркалом

пожежонебезпечної рідини утворюється при виконанні умови:

t_р ³ t_сп ,

де: t_сп - температура спалаху пожежонебезпечної рідини, [⁰С].

Вибухобезпечні умови експлуатації відкритих апаратів визначають зі

співвідношення:

t _р.без £ t_сп - 35 ⁰С.

5. Температурні межі розповсюдження полум’я пожежонебезпечних

рідин при атмосферному тиску можна перерахувати в концентраційні (або

навпаки) за формулою:

_В

t_мрп = - С_{а ,}

А - lg 10^-3j_мрп Р_о

де: t_мрп - температурна межа розповсюдження полум’я (нижня або

верхня), [⁰С].

6. У процесах переробки, транспортування кускових або помелених

твердих горючих речовин, а також при їх обробці утворення

вибухонебезпечних пилоповітряних сумішей відбувається при виконанні

співвідношення:

j_р ³ j_н ,

де: j_р - фактична (робоча) концентрація пилу в апараті або приміщенні

з урахуванням наявності взваженого та осілого пилу , [кг/м³].

Дійсну концентрацію пилу в апараті можна визначити за формулою:

j_р = j_вз + j_ос ,

де: j_вз - концентрація взваженого пилу в апараті, [кг/м³];

j_ос - концентрація осілого пилу в апараті, [кг/м³], який може

перейти у взважений стан;

m_oc

^j_ос ^{= j}_ос ⁼

де: I_відкл - інтенсивність утворення відкладень пилу, [кг/с];

t - тривалість роботи апарата, [с];

V_в - вільний об’єм апарату, [м³];

m_ос - маса осілого пилу в апараті, [кг].

42

Вибухобезпечні умови експлуатації апаратів з горючим пилом

визначають зі співвідношення:

j_н

К_{б .н.}

де: К_б.н.- коефіцієнт безпеки (запасу надійності), К_б.н³ 2.