II. Аппараты с горючими газами

Обычно аппараты и трубопроводы бывают заполнены горючим газом без примесей окислителя, на 100%. Реже по технологическим условиям используется смесь горючего газа с воздухом или кислородом (например, получение водорода конверсией метана)

Наличие горючей смеси газа с воздухом внутри аппаратов и трубопроводов ожжет быть выражено следующим образом:

φ_нпв ≤φ_раб ≤φ_впв

Запас надежности для нижнего концентрационного предела воспламенения принимают равным 50% от его значения.

Верхний предел воспламенения, с учетом запаса надежности, определяют по формуле:

φ_без = 100 – (100-φ_впв)/К,

К-коэффициент зависит от численной величины верхнего концентрационного предела воспламенения.

Для веществ с невысоким значением верхнего концентрационного предела воспламенения К=1,04-1,1.

Для веществ с высоким значением верхнего концентрационного предела воспламенения (например, ацетилен, водород, метиловый спирт и т.п.) К=1,31-2,52.

Следовательно, в аппаратах с газами при учете запаса надежности концентрацию нужно считать взрывоопасной, если

0,5φ_нпв ≤φ_раб ≤100 – (100-φ_впв)/К

Рабочая концентрация горючих газов φ_раб не может быть определена по величине рабочей температуре или давления в аппарате.

Действительную концентрацию газа определяю анализом или устанавливают по данным технологического регламента.

III. Периоды пуска и остановки

Для периода окончания продувки φ=φ_кон.,

тогда для газов τ_г=(V/q)ln (φ_нач/φ_кон)

Для огнеопасных жидкостей длительность продувки должна быть увеличена в несколько раз по сравнению с аппаратами из-под горючих газов, следовательно,

τ_ж = n(V/q)ln φ_нач/φ_кон, где τ_г , τ_ж- время продувки аппарата с горючим газом и горючей жидкостью, мин; n – коэффициент, зависящий от летучих жидкости и ее количества. В среднем может быть принят в пределах 3-10.

Количество негорючего газа или водяного пара q, подаваемого на продувку аппарата, можно определить, зная диаметр трубопровода и давление газа при выходе газа из него:

q=πd²/4∙w60 =πd²∙w, где w- скорость истечения из трубопровода в аппарат, м/сек;

d- диаметр трубопровода, м.

IV. Аппараты с дыхательными устройствами

При выходе паровоздушной смеси из аппарата около дыхательной трубы образуется горючая концентрация паров, если температура жидкости будет равна или больше величины НКПРП (воспламенения) с учетом коэффициента надежности, т.е., если t_раб ≥t_нтпв -10⁰С.

Величина зоны опасных концентраций будет зависеть от количества выходящих паров, их свойств и состояния окружающей среды (скорость движения и температура воздуха).

Определение потерь при большом дыхании.

Предположим, что перед наполнением резервуара в нем находится объем жидкости V_1, а в конце заполнения объем жидкости в резервуаре будет равен V₂. Наполнение почти всегда происходит при неизменяющейся температуре t_раб и постоянном давлении в емкости Р_раб.

Таким образом, Р₁≈ Р₂ = Р_раб, t₁≈ t₂= t_раб и φ₁= φ₂= φ_s

Тогда количество потерь при большом дыхании можно определить по формуле: G_б =(V₁-V₂)(P_раб /Т_раб )φ_s (M_п /848)