Методическое пособие 753

диагностики пожарной устойчивости объектов // Материалы 22-й научно-технической конференции "Системы безопасности" - СБ-2013. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2013. C. http://ipb.mos.ru/sb/2013/section-3.

8. «Современные методы диагностики материалов и изделий из них» /под ред. Буйло С.И./ - http://uran.ip.rsu.ru (электронный учебник).

Воронежский институт высоких технологий – АНОО ВО ВИВТ

L.M. Bazhenova, I.Yu. Gubin, N.G. Tyurin

ASPECTS OF IMPROVEMENT OF METHODS OF ISSLEDOVANIA QUALITY FIRE RETARDANT COATINGS FOR BUILDING STRUCTURES AND MATERIALS

Based on the analysis of the research methods of quality fire retardant coatings for building structures and materials the conclusions about more sophisticated methods and presents the results of work done for use in practical activities of divisions of the State fire supervision, design organizations and services, ensuring fire safety of objects

Key words: thermobarogeochemistry, Fourier spectrometry, acoustic emission analysis, capacitive Ter-mobilographia

Voronezh Institute of high technologies

УДК 614

Л.М. Баженова, Е.В. Семенова

ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ СНИЖЕНИЯ ОПАСНОСТИ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ С ЖИДКИМ АММИАКОМ

В статье представлено техническое решение снижения опасности разгерметизации оборудования с жидким аммиаком, применяемым в качестве в промышленных холодильных установках

Ключевые слова: трубопровод возврата, теплообменники, аммиак, холодильный агент, жидкостный трубопровод

Количество аварий техногенного характера в мире из года в год увеличивается. В нашей стране функционируют более 3500 химически опасных объектов, к ним относятся предприятия пищевой промышленности, использующие для сохранности продукции промышленные аммиачные холодильные установки (АХУ). Применение низких температур во всех областях техники и технологий постоянно расширяется. Потребителями холода являются практически все отрасли хозяйственной деятельности человека. В последнее время в связи с ростом числа новых предприятий, производящих, среди прочего, мороженое, напитки, колбасные изделия и т.д., потребность в холодильных установках резко возросла.

За последние годы на производстве пищевых предприятий, чаще стали происходить случаи аварийных утечек аммиака из технологического оборудования. Считается, что количество таких аварий удваивается каждые 10 лет. На территории нашей страны их число ежегодно измеряется сотнями.

В больших городах сосредоточено 85 % предприятий пищевой промышленности. Практически все из них имеют запасы более одной тонны аммиака. Воронежской области находится 55 АХУ. Большая часть из них находится в эксплуатации более 30 лет. Этот холодильный агент, является природным веществом, не разрушающий озоновый слой, его стоимость существенно ниже, чем у фреонов. Обладая высокими термодинамическими характеристиками аммиак, остается наиболее предпочтительным рабочим веществом для крупных холодильных установок, работающих в области умеренного холода [1-6].

Аммиак – бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворяется в воде, спирте и ряде других органических растворителей. Однако он обладает токсичными свойствами (ПДК в воздухе населенных пунктов: среднесуточная 0,4 мг/м3, максимальная разовая 0,2 мг/м3, в воздухе рабочей зоны производственных помещений 20 мг/м3) и относится к 4 классу опас-

240

ности (по воздействию на организм человека) и в то же время является горючим газом, пары которого образуют с воздухом взрывоопасные смеси: концентра-ционные пределы распространения пламени в воздухе составляют 15-28 % об., в кислороде 13,5-79 % об. Емкости с аммиаком могут взрываться при нагревании: максимальное давление взрыва составляет 588 кПа.

Следовательно, обеспечение промышленной, в том числе и пожарной безопасности аммиачных холодильных установок (АХУ) является важнейшей задачей в условиях современного роста числа предприятий, нуждающихся в значительном хладоснабжении.

Наиболее эффективный и простой способ снижения пожарной опасности в АХУ является уменьшение количества аммиака в системе охлаждения и применение средств для ликвидации утечек аммиака.

Уменьшение количества жидкости в сосудах путем уменьшения или объема или уровня жидкости. Сокращение внутреннего объема за счет уменьшения гидравлического диаметра труб и теплообменников является безопасным и наиболее эффективным способом сокращения заправки хладагентом. Таким образом, существует несколько способов снижения объема аммиака:

1.Жидкостный трубопровод. Предполагая, что длина труб является заданной и не может быть уменьшена, сокращение диаметра является очевидной альтернативой. Диаметр трубы должны быть как можно меньше. Очевидным следствием уменьшения диаметра является увеличение падения давления. Падение давления в жидкостном трубопроводе высокого давления не влияет на эффективность системы, так как данный процесс является частью процесса дросселирования, но необходимо избегать вскипания жидкости в трубопроводе. Жидкостный трубопровод низкого давления (при наличии) должен быть как можно короче, также необходимо внимательно отслеживать падение давления, оценивая его воздействие на холодильный коэффициент.

2.Трубопровод возврата. Уменьшение диаметра трубопровода возврата (двухфазный между испарителем и отделителем жидкости или однофазный всасывающий трубопровод компрессора) ограничивается воздействием на холодильный коэффициент, поскольку любое увеличение падения давления на всасывающем трубопроводе влияет на потребляемую мощность компрессора.

3.Теплообменники. Самый простой и эффективный способ снизить внутренний объем в теплообменниках – это уменьшить внутренний диаметр. Уменьшение внутреннего объема без увеличения падения давления и внутреннего сопротивления теплопередачи можно добиться путем уменьшения внутреннего диаметра или изменения формы (например, придание каналам плоской формы, что применяется в случаях использования пластинчатых теплообменников). Эти параметры существенно изменяют соотношение внутренней площади к внутреннему объему. Контроль падения давления осуществляется за счет увеличения числа параллельных проходов, тем самым сохраняя или даже снижая массовую скорость хладагента. Такой подход очень эффективен.

В случае аварии на объекте, когда выход аммиака из технологического оборудования неизбежен, следует применять различные средства по устранению утечки.

Наиболее универсальным и подходящим является Высокоэффективные, экологически безопасные самосрабатывающие огнетушителя Bontel «Бонтел» исключительно успешно тушат возгорания: твердых горючих веществ класса A, В, Е, С - природный газ, воспламеняющиеся пары пропан - бутана, аммиак, водород.

Таким образом, условием снижения пожарной опасности АХУ является применение: пластинчатых теплообменников, самосрабатыва-ющих огнетушителей Bontel, системы контроля, автоматического и дистанционного управления, системы противоаварийной автоматической защиты, а так же постоянное наблюдение и контроль над состоянием объекта, регулярное проведение планово-предупредительных ремонтов и ежегодное проведение капитального ремонта.

241

Литература

1.Федеральный закон РФ от 22 июля 2008 г № 123-ФЗ (ред. от 23.06.2014, с изм. и доп., вступ. в силу с 13.07.2014) «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (в ред. Федеральных законов от 10.07.2012 N 117-ФЗ, от 02.07.2013 N 185-ФЗ, от

23.06.2014 N 160-ФЗ).

2.ГОСТ Р 12.3.047-98 Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.

3.Правила безопасности аммиачных холодильных установок. ПБ 09-595-03.

4.http://aks-sb.ru/

5.http://holodonline.com/

6.Холодильная техника и технология 1965-1992 год: 1965-1992. Изд-во: «Техника».

Воронежский институт высоких технологий

L.M. Bazhenova, E.V. Semenova

TECHNICAL SOLUTION TO REDUCE THE RISK OF DEPRESSURIZATION EQUIPMENT WITH LIQUID AMMONIA

The article presents a technical solution to reduce the risk of depressurization equipment with liquid ammonia used as industrial refrigeration systems

Key words: return pipe, heat exchangers, ammonia refrigerant, liquid pipe

Voronezh Institute of high technologies

УДК 614

Е.В. Семенова, Л.М. Баженова

ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОЕ ЭКСПЛУАТИРОВАНИЕ НЕФТЕБАЗ, РАСПОЛОЖЕННЫХ В ЧЕРТЕ ГОРОДА

В статье рассмотрено понижение уровня пожарной опасности склада топлива, который находиться в черте города Коючевые слова: сухие огнепреградители, нефтебаза, нефтепродукты

Из-за быстрого промышленного и экономического роста городов и притоков населения, города поглощают некогда находившиеся за чертой опасные производственные объекты. Опасный производственный объект - под этим выражением подразумевается производственный объект, при эксплуатации которого могут возникнуть аварии или инциденты (аварийные ситуации).

Аварии на таких производствах могут иметь серьѐзные последствия для жизни и здоровья людей, не говоря о материальном ущербе. Такие предприятия переносят за черту города, если это возможно или изначально проектируют за городской чертой, например нефтебазы I категории. Однако в некоторых случаях перенос нуждающихся друг друге объектов затруднен или совсем не возможен, например, склад топлива находящегося на территории локомотивного депо перенести невозможно. В таких случаях экономически выгодней будет внедрение технических средств, которые снизят уровень пожарной опасности.

Для нефтебаз с большим объемом нефтепродуктов (например, II категорий) мероприятия по снижению пожарной опасности будут направлены на ограничение площади разлива нефтепродуктов с помощью применения резервуаров с защитной стенкой типа «стакан в стакане». В такой конструкции предусмотрено использование внутреннего резервуара для хранения горючих жидкостей (как рабочего резервуара) и внешнего резервуара («стакана») в качестве аварийного резервуара. Выполнение двустенными (труба в трубе) всех трубопроводов резервуарного парка, проходящих на расстоянии менее 200 м от жилых и общественных

242

зданий, а также находящихся в пределах обвалованной территории с резервуарами с защитной стенкой.

Однако существуют нефтебазы и склады нефтепродуктов (III категории), которые имеют небольшие объѐмы и для них выше предложенный способ не рентабелен, экономические затраты не прокрывают возможную аварию. В этом случае целесообразно применять аварийный слив огнеопасной жидкости самотеком в аварийную емкость, объем которой должен составлять от 50 или 80 % от самого большого резервуара или не менее 30 % суммарного объема соединенных с ней аппаратов и резервуаров.

В аварийную ѐмкость слив осуществляется или через огнепреградители или сухого типа (например, сетчатый или ленточный) или жидкого типа – гидрозатвор. В любом случае слив горящей жидкости в аварийную емкость должен осуществляться за 10-15 мин.

Аварийные емкости – их, как правило, размещают на специально отведенной территории, не занятой производственными цехами и установками. Если условия производства не позволяют выносить аварийные емкости за пределы цеха (установки), их устанавливают не менее 40-50 м от основного технологического оборудования. Аварийные емкости заглубляют в землю с таким расчетом, что бы обеспечить самотек сливаемой жидкости. Обычно одну аварийную емкость соединяют с несколькими аппаратами или резервуарами.

Горючую жидкость сливают в аварийную емкость по трубопроводу, специально предназначенному для этого и не используемому для других целей. Сливной трубопровод должен иметь необходимый уклон, минимальное число отводов и поворотов и, как правило, одну задвижку, расположенную в безопасном или легкодоступном месте. Сечение трубопровода определяют, исходя из заданной скорости слива жидкости из аварийного аппарата.

Действие сухих огнепреградителей основано на гашении пламени в узких каналах, через которые свободно проходит горючая смесь, а пламя, разделенное на много потоков, распространяться не может.

Гашение пламени в гидрозатворах происходит в момент прохождения (барботажа) горящей газовой или паровоздушной смеси через запирающий слой жидкости в результате дробления ее на тонкие струйки и отдельные пузырьки, в которых оказывается в расчлененном виде фронт пламени. При этом теплоотражающая поверхность пламени увеличивается, и создаются условия для интенсивного отвода тепла при тепловыделении горения. Это уменьшает скорость реакции и прекращает горения.

Применение огнепреградителей любого типа с одной стороны снижает пожароопасность объекта, а с другой стороны позволяет спасти часть нефтепродукта от выгорания. Предложенные мероприятия понижают уровень пожарной опасности складов нефтепродуктов независимо от категории и позволяют эксплуатировать их внутри черты города. Реализация планируемых технических мероприятий по взрыво-пожаробезопасности обеспечивает повышение уровня промышленной безопасности и уменьшает степени риска аварий для персонала склада топлива и населения прилегающих к депо территорий.

Литература

1.Федеральный закон РФ от 22 июля 2008 г № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (в ред. ФЗ от 10.07.2012 № 117-ФЗ, от 02.07.2013 №

185-ФЗ).

2.СП 155.13130.2014 «Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы».

3.Волков О. М. Пожарная безопасность резервуаров с нефтепродуктами / О. М. Волков. – М.: «Недра», 1984. – 151 с.

4.Горячев С. А. Пожарная безопасность технологических процессов. / С. А. Горячев [и др.]. – М.: Академия ГПС МЧС России, Ч. 2., 2007. – 221 с.

Воронежский институт высоких технологий – АНОО ВО

243

E.V. Semenova, L.M. Bazhenova

FIRE-AND EXPLOSION PREVENTING THE EXPLOITATION OF THE DEPOTS, LOCATED IN THE CITY

The article examines the decrease in the level of fire danger fuel storage, which is located in the city

Key words: dry bed flame arrester, tank farm, petroleum products

Voronezh Institute of high technologies

УДК 614

Е.В. Семенова, И.Ю. Губин

УСЛОВИЯ СНИЖЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ХЛАДОНОВ

В статье проведен сравнительный анализ экологической опасности применения хладонов различного химического состава и их влияние на разрушение озонового слоя

Ключевые слова: галогенсодержащие хладоны, фреоны, озоновый слой

Галогенпроизводные применяют в различных парфюмерных средствах и при тушении пожаров. В процессе тушения важно снизить сначала скорость горения веществ и материалов, а затем ликвидировать очаг возгорания. Для замедления процесса горения применяют ингибиторы, например, хладоны. Они представляют собой предельные галогенуглеводороды, в молекулах, которых обязательно имеются атомы фтора, а также могут присутствовать хлор, бром или иод. За рубежом эти соединения называют галлонами и/или фреонами. Хладоны, являясь инертными, негорючими, простыми в производстве и хранении, получили широкое распространение как охлаждающие жидкости в промышленных и бытовых холодильных агрегатах и кондиционерах; распылители (пропелленты) в аэрозольных баллончиках различного назначения; как вспениватели в производстве пенопластов и пенополиуретанов; инертные растворители; реагенты для сухого травления при изготовлении интегральных схем; чистящие средства, а также как средства пожаротушения. Некоторые хладоны применяют для синтеза фтормономеров и других органических продуктов. Бромсодержащие хладоны используют в огнетушащих составах в качестве ингибиторов пламени и флегматизаторов горения углеводородов, так как они нетоксичны, не образуют взрывоопасных смесей с воздухом, не реагируют с большинством металлов.

Однако галогенсодержащие хладоны при УФ облучении выделяют атомарный фтор, хлор, бром или иод, которые взаимодействуют с молекулами озона и разрушают его. Еще в 1974 году американскими учеными была опубликована теория, согласно которой, на озоновый слой существенное влияние оказывают хлор- и бромсодержащие вещества – хладоны (хлорфторуглероды – ХФУ) , или фреоны (по торговым маркам крупнейшего производителя подобных веществ американской компании DuPont).

В марте 1985 года была принята Венская конвенция об охране озонового слоя, а в сентябре 1987 года – Монреальский протокол, предусматривающий полное прекращение производства развитыми странами озоноактивных хладонов (R11, R12, R113, R114, R115) к 1 января 1996 года и бромсодержащих галонов (12B1, 13B1 и 114B2) к 1 января 1994 года. Развивающимся странам была предоставлена десятилетняя отсрочка [1-4].

На сегодняшний день сторонами Венской конвенции и Монреальского протокола являются 175 стран, то есть практически все страны мирового сообщества. В этой связи во всем мире начался процесс разработки новых, экологически безопасных хладонов обладающих необходимыми эксплуатационными свойствами и разрушающимися в атмосфере с образованием малоактивных веществ.

Крупные западные компании, такие как DuPont, Great Lakes, ICI и др., начали поиск

244

альтернативных озонобезопасных веществ и разработку технологий их производства. Следующим этапом стало создание опытно-промышленных производств этих веществ, а затем и организация крупномасштабных мощностей по выпуску указанных соединений (табл. 1).

Полностью отказаться от применения хладонов, фреонов, невозможно. Однако можно выбрать наиболее безопасные (табл. 2, 3).

Хладоны метанового ряда являются одним из наиболее распространенных типов этих веществ. Несмотря на то, что производство многих из них давно не ведется, их запасы до сих пор используются в качестве хладагентов, пропеллентов при изготовлении медицинских аэрозолей и монтажных пен, в пожаротушащих составах, при изготовлении пенопластов в качестве порообразователей. В табл. 2 отражены области применения и некоторые свойства хладонов метанового ряда. Как видно, большая часть таких хладонов имеет высокий озоноразрушающий потенциал и высокий потенциал глобального потепления. Однако большая их часть имеет низкий – четвертый – класс опасности.

Хладоны этанового ряда имеют существенно более низкий озоноразрушающий потенции и потенциал глобального потепления. Почти все представленные ниже хладоны разрешены к производству. В табл. 3 приведены свойства этих хладонов.

245

Таким образом, применение хладонов этанового ряда позволит снизить скорость разрушения озонового слоя и при этом использовать галогенсодержащие соединения в качестве хладогентов и средств пожаротушения.

246

1.http://www.vseslovari.com.ua/hie/page/ingibitoryi.1668

2.http://www.chemport.ru/data/chemipedia/article_1378.html

3.http://www.kristallikov.net/page47.html

4.Баженова Л.М. Теория горения и взрыва: учебное пособие / Л.М. Баженова, Е.В. Семенова, С.В. Пельтихина. - Воронеж: ВИВТ, 2008. - 244 с.

Воронежский институт высоких технологий – АНОО ВО

E.V. Semenova, I.Yu. Gubin

TERMS OF REDUCTION OF ECOLOGICAL DANGER OF THE USE OF FREON

In the article the comparative analysis of environmental risk of the use of coolants with different chemical composition and their effect on the ozone layer

Key words: halogenated halons, CFCs, the ozone layer

Voronezh Institute of high technologies

247

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В связи с безопасностью человека возникает проблема безопасности объектов техносферы, появление которых связано со стремлением людей к большей защите от неблагоприятных условий внешней среды, к лучшим условиям жизнедеятельности (более полному удовлетворению потребностей). Но однажды, появившись и став необходимым элементом жизнедеятельности людей, человечество, именно в силу этого, вынуждено защищать их от внешних воздействий, так как их утрата приведет к вреду для людей. Кроме того, в случае аварий объектов техносферы, также формируются негативные факторы. В настоящее время на Земле возникли зоны повышенного загрязнения биосферы, что привело к ее частичной, а в ряде случаев и к полной региональной деградации. Этим изменениям во многом способствовали высокие темпы роста численности населения на Земле (демографический взрыв) и его урбанизация: рост потребления и концентрация энергетических ресурсов; интенсивное развитие промышленного и сельскохозяйственного производства; массовое использование средств транспорта и ряд других процессов. Специфика современного этапа техногенной цивилизации, его социодинамика характеризуется как:

- процесс усложнения структуры, форм и способов организации техносферы; -проявление собственных закономерностей, не совпадающих с другими социо-

культурными закономерностями и с законами природы; -углубление расхождений между техносферой и другими фрагментами социокуль-

турного пространства; -возрастание количества непредсказуемых, неконтролируемых последствий техни-

ческой деятельности.

Определив фундаментальные характеристики и специфику современного этапа техногенной цивилизации, можно сформулировать требования к инженерной деятельности:

-высокий динамизм производства, быстрое его обновление, появление новых видов инженерно-технической деятельности потребовали профессиональной мобильности, умения быстро переучиваться и приобретать новые знания, психической и физической устойчивости;

- такие новые направления инженерной деятельности, как вычислительная техни-

ка,

- компьютерные технологии требуют от специалиста высокоразвитых умений отбирать и анализировать информацию, принимать на ее основе конструктивные решения;

- задача логической формализации и математического описания процессов требуют от исследователя умения конкретизировать свое представление об объекте, строго организовывать относящуюся к нему информацию, выделять структуру и междуэлементные взаимосвязи, то есть системности построений.

Человек, решая задачи своего материального обеспечения, непрерывно воздействует на среду обитания своей деятельностью и продуктами деятельности (техническими средствами, выбросами различных производств), генерируя в среде обитания антропогенные опасности. Чем выше преобразующая деятельность человека, тем выше уровень и число антропогенных опасностей, вредных и травмирующих факторов, отрицательно воздействующих на человека и окружающую его среду. Реальная природно-техническая система в своем совместном функционировании базируется на процессах энерго- и массообмена. Со стороны промышленных производств идет поток разнохарактерных техногенных возмущений, которому противодействует реактивный поток со стороны биосферы. Взаимодействие этих потоков обеспечивает уровень антропогенного изменения свойств природных объектов по всей совокупности параметров. Нет сомнений, что проведѐнные исследования позволят приблизить решение этой проблемы, уравновесить эти потоки и, тем самым, создать техносферу необходимого качества по отношению к человеку.

248

249