Пожарная безопасность технологических процессов / Goryachev - PB Tekhnologicheskikh processov 2020

Пожарная опасность и способы обеспечения пожарной безопасности процессов окраски

окраски; отсутствие или неисправность автоматических установок обнаружения и тушения пожара.

Благоприятные условия для распространения пожара имеются при окраске обливанием и окунанием с выдержкой в парах растворителей, что обусловливается наличием больших количеств лакокрасочного материала, находящегося в резервуарах, ваннах, сточных желобах, непосредственно в кабинах и паровых туннелях, в воздуховодах вытяжной и рециркуляционной систем вентиляции.

19.4. Основные способы обеспечения пожарной безопасности процессов окраски

Окрасочные работы, промывку и обезжиривание деталей производят только при действующей приточной и вытяжной вентиляции с местными отсосами от окрасочных шкафов, ванн, камер и кабин. Вентиляционная система должна обеспечивать скорость движения воздуха через рабочие проемы камер в сторону вытяжки больше скорости диффузии паров, но не ниже 1 м/с.

Целесообразна установка в камерах или воздуховодах газоанализаторов, сблокированных с работой вентиляторов и краскоподачей. При отсутствии газоанализаторов предусматривают блокировку, обеспечивающую прекращение подачи ЛКМ в случае остановки вентилятора, а в камерах окраски в электрическом поле высокого напряжения также и снятие напряжения с выпрямителя.

Окрасочные камеры, работающие с частичной рециркуляцией, оборудуют автоматическими газоанализаторами с исполнительным механизмом, открывающим дроссель-клапаны на выхлопном воздуховоде рециркуляционной системы при повышении концентрации паров выше допустимой. При окраске окунанием в ЛКМ с механизированной подачей изделий обеспечивается автоблокировка конвейера при остановке вытяжной вентиляции.

Красконагнетательные баки при окраске методами распыления ЛКМ располагают вне окрасочных камер.

Окраску крупногабаритных изделий в виде исключения производят вне окрасочных камер на местах сборки, оборудованных местными отсосами, при наличии в цехе общеобменной вентиляции.

Окраску, лакировку, эмалирование изделий с применением покрытий на нитрооснове производят в отдельных помещениях или на обособленных производственных участках, обеспеченных эффективными средствами пожаротушения и путями эвакуации. Не разрешается применять ЛКМ и растворители неизвестного состава.

ЕмкостисЛКМнепосредственноурабочихместзакрываюткрышками, а подачу ЛКМ из емкостей к краскораспылителям производят по трубам или шлангам (для подачи ЛКМ под давлением применяют сжатый инертный газ).

341

Пожарная безопасность технологических процессов

Для уменьшения возможности образования ВОК вместо пневматического распыления применяют менее опасное безвоздушное распыление ЛКМ или используютбестуманные краскораспылители со специальными распыливающими насадками для создания обжимающей струи воздуха,позволяющей уменьшить образование красочного тумана (рис. 19.6).

1

2 3 4

Рис. 19.6. Нанесение покрытия с помощью бестуманного краскораспылителя:

1 – окрашиваемая поверхность; 2 – струя ЛКМ; 3 – обжимающая струя воздуха; 4 – краскораспылитель

При выборе окрасочных материалов уменьшают или полностью исключают в их составе легковоспламеняющиеся растворители, применяют водно-дисперсионные лаки, краски, полимеризующиеся и порошковые составы. При применении полимеризующихся составов осуществляют автоматическое дозирование их составляющих (лака, отвердителя, пластификатора и других компонентов).

При окрашивании в электростатическом поле высокого напряжения электрокрасящие устройства оборудуют защитными блокировками, исключающими подачу ЛКМ при остановке систем местных отсосов (устройств) или конвейера.

Производят регулярную очистку окрасочных камер, окрасочной аппаратуры, воздуховодов вытяжной и рециркуляционной систем вентиляции, самих вентиляторов, строительных конструкций от отложений ЛКМ, а в конце каждой рабочей смены убирают из цехов загрязненные ЛКМ обтирочные материалы. Отходы нитрокрасок своевременно удаляют из окрасочных цехов.

Натяжение конвейеров и приводных ремней контролируют, не допуская их пробуксовку. Осуществляют контроль температуры поверхности подшипников вентиляторов, двигателей и других быстровращающихся

342

Пожарная опасность и способы обеспечения пожарной безопасности процессов окраски

механизмов. Металлические конструкции окрасочных камер и кабин, окрасочную аппаратуру, краскопроводы и воздуховоды заземляют.

В цехах окраски и в окрасочных камерах не допускается применение стальных инструментов, образующих искры при ударе и трении.

Скребки для очистки металлических поверхностей от засохших ЛКМ изготавливают из цветных металлов. Полы в помещениях, где приготовляют ЛКМ и производят окраску, выполняют из негорючих материалов, не образующих искр при ударе.

Рабочие составы ЛКМ, растворители, разбавители перекачивают из тары насосами во взрывобезопасном исполнении. Вентиляторы, отсасывающие загрязненный парами ЛКМ воздух, используют искробезопасного исполнения. Здания, в которых размещаются окрасочные цеха, оборудуют молниезащитой.

Приокраскевэлектрическомполевысокогонапряженияокрашиваемые изделия на подвесках конвейеров надежно закрепляют, не допуская их раскачивания в сторону электрических распылителей во время движения конвейера, и заземляют. В пульте управления окрасочной установки предусматривают реле, исключающее образование искр в момент отклонения изделия на конвейере в сторону краскораспылителей. Поверхности распылителей, дозирующихустройствикраскоподводящихшланговодинразвсменупромывают от осевших на них ЛКМ для предотвращения искрообразования. Нанесение акриловых, виниловых, нитроцеллюлозных ЛКМ, содержащих высоколетучие растворители, допускается только на установках, снабженных искропредупреждающими устройствами.

Основными мероприятиями, направленными на предотвращение распространения пожара при окраске изделий, являются: ограничение количества горючих материалов и веществ, одновременно находящихся в окрасочных цехах; своевременная очистка оборудования от отходов ЛКМ; предотвращение разлива ЛКМ, растворителей и разбавителей; защита воздуховодов от распространения пламени, а окрасочных камер от разрушения при взрыве легкосбрасываемыми панелями. Окрасочные камеры и другое оборудование изготавливают из негорючих материалов.

Для мойки и обезжиривания изделий и деталей, как правило, применяются негорючие технические моющие средства, пасты, растворители и эмульсии, а также ультразвуковые и другие безопасные в пожарном отношении установки и способы. Только в тех случаях, когда негорючие моющие составы не обеспечивают необходимой по технологии чистоты обработки изделий, можно использовать ЛВЖ или ГЖ при строгом соблюдении мер пожарной безопасности.

343

Пожарная безопасность технологических процессов

ЛКМ доставляются на рабочие места в готовом виде. Составление и разбавление всех видов лаков и красок производят в специально выделенном (изолированном) помещении, которое размещается у наружной стены с оконными проемами и оборудуется системой вентиляции, или на открытой площадке. Подачу ЛКМ на рабочие места рекомендуется производить централизованно по трубопроводам.

Ванны для окунания, внутренние поверхности стен, потолков и полы окрасочных камер, емкости, а также шланги, подводящие воздух и рабочие составы ЛКМ к пистолетам-распылителям, регулярно очищают от ЛКМ в конце каждой рабочей смены, а воздуховоды вентиляционных систем – не реже одного раза в два месяца. Для облегчения очистки камер от отложений ЛКМ их внутренние стенки покрывают слоем защитно-предохраняю- щих жидкостей и составов (например, APP-PK 700, АК-535, ИС-ВА, ПС-40 и др.), на которых оседают частицы распыленных ЛКМ. После окончания работы составы с осевшей краской смываются со стенок камер водой. Вытяжные воздуховоды оборудуют плотно закрывающимися люками для удобства очистки их внутренней поверхности.

На установках нанесения ЛКМ методом окунания ванны вместимостью до 0,5 м3 оборудуют крышками из материала, не дающего искр, а также бортовыми отсосами. После окончания работы ванны закрывают, обеспечивая плотное прилегание крышек к их бортикам. Ванны вместимостью свыше 0,5 м3 оборудуют укрытиями (камерами) со встроенными местными отсосами.

Пролитые на пол ЛКМ и растворители убирают с помощью опилок и других материалов, впитывающих ЛКМ. Очистка оборудования, стен и полов помещений цехов окраски горючими растворителями не разрешается.

На случай пожара или аварии предусматривается аварийное освобождение от ЛКМ емкостей и трубопроводов систем централизованной подачи, ванн установок для окраски методом окунания, струйного облива и другихтехнологическихемкостейсобъемомзаполнениясвыше1м3.Аварийное освобождение оборудования может производиться с помощью насосов или любыми другими способами в складские емкости промежуточных и сырьевых (товарных) складов, в технологические аппараты смежных отделений, установокицеховданногопроизводстваиливспециальнопредназначенные для этой цели аварийные или дренажные емкости, расположенные за пределами здания. При этом обеспечивают полное освобождение трубопроводов. Линии аварийного слива оборудуют гидравлическими затворами.

Вместимость аварийных емкостей принимают из расчета на наибольший объем емкости. Запрещается их использование для других целей.

Для предотвращения распространения пламени по трубопроводам, освобожденным от ЛКМ, установки централизованной подачи после их

344

Пожарная опасность и способы обеспечения пожарной безопасности процессов окраски

опорожнения заполняют инертным газом, а аварийные емкости продувают инертным газом.

Окрасочные камеры (участки) оборудуют системами автоматического пожаротушения, а окрасочные цеха обеспечивают первичными средствами пожаротушения.

контрольные вопросы

1.Для каких целей производят окраску изделий?

2.Какие виды лакокрасочных материалов вы знаете?

3.Чем отличаются лаки от красок и какие компоненты входят в их состав?

4.Какие компоненты ЛКМ наиболее пожаровзрывоопасны и почему?

5.Поясните назначение растворителей и разбавителей лакокрасочных материалов.

6.Какие операции предусматривает технология окраски?

7.Поясните суть процесса окраски пневматическим распылением, устройство и работу установки для окраски ЛКМ мелких изделий.

8.Укажите достоинства, недостатки и особенности пожарной опасности окраски пневматическим распылением, поясните их.

9.ПрикакихусловияхвкрасконагнетательныхбакахобразуетсяВОК?

10.Поясните суть процесса окраски гидравлическим (безвоздушным) распылением ЛКМ.

11.Сравните достоинства, недостатки и пожарную опасность процессов окраски пневматическим и гидравлическим распылением ЛКМ.

12.Поясните суть процесса окраски в электростатическом поле, устройство и работу электроокрасочной установки.

13.Укажите достоинства, недостатки и особенности пожарной опасности окраски в электростатическом поле, поясните их.

14.Поясните суть процесса окраски изделий окунанием, устройство и работу окрасочной установки.

15.Укажите достоинства, недостатки и особенности пожарной опасности окраски изделий окунанием, поясните их.

16.Поясните суть процесса окраски изделий струйным обливом, устройство и работу окрасочной установки.

17.Укажите достоинства, недостатки и особенности пожарной опасности окраски изделий струйным обливом, поясните их.

18.Поясните причины и условия образования ВОК в окрасочных камерах и в вентиляционных воздуховодах.

19.Поясните причины и условия образования ВОК в помещениях окрасочных цехов.

345

Пожарная безопасность технологических процессов

20.Перечислите причины появления специфических источников зажигания при проведении процессов окраски, поясните их.

21.Что способствует быстрому распространению пожара в помещениях окрасочных цехов?

22.Какие требования предъявляются к окрасочным камерам?

23.Поясните устройство и работу окрасочной камеры проходного типа.

24.Поясните назначение фильтров в окрасочных камерах; виды фильтров, их достоинства и недостатки.

25.Какие требования предъявляются к системам вентиляции окрасочных камер? Поясните их.

26.Перечислите основные мероприятия по обеспечению пожарной безопасности процессов окраски пневматическим и гидравлическим распылением ЛКМ, поясните их.

27.Перечислите основные мероприятия по обеспечению пожарной безопасности процесса окраски в электростатическом поле, поясните их.

28.Перечислите основные мероприятия по обеспечению пожарной безопасности процесса окраски окунанием, поясните их.

29.Перечислите основные мероприятия по обеспечению пожарной безопасности процесса окраски окунанием, поясните их.

30.Перечислите основные мероприятия по обеспечению пожарной безопасности процесса окраски струйным обливом, поясните их.

31.Перечислите основные мероприятия, направленные на предотвращение появления специфических источников зажигания в окрасочных камерах и в помещениях цехов окраски.

32.Перечислите основные мероприятия, направленные на предотвращение и ограничение распространения пожара в помещениях окрасочных цехов.

346

Пожарная опасность и способы обеспечения пожарной безопасности процессов сушки

Глава 20 пожарная опасность и способы обеспечения

пожарной безопасности процессов сушки

20.1.Процессы сушки твердых веществ и материалов

Впромышленности и в сельском хозяйстве часто производят тепловую сушку материалов для удаления из них избыточной влаги, а также окрашенных изделий в целях отверждения лакокрасочного материала (здесь под влагой понимают любую жидкость, находящуюся в твердом материале или

вЛКМ). Тепловой сушкой (сушкой), называется процесс удаления влаги из материала с использованием тепловой энергии для ее испарения.

Сушку материалов можно производить естественным и искусственнымпутем.Естественнуюсушкупроизводятнаоткрытомвоздухебезискусственного нагревания и без принудительного подвода и отвода сушильного агента. Этот способ сушки достаточно продолжителен, не поддается регулированию, а материал имеет сравнительно большую остаточную влажность.

Искусственная сушка производится путем искусственного подвода тепла к высушиваемому материалу, в том числе при помощи нагретого сушильного агента, который после поглощения им испарившейся влаги из материала отводится специальными вытяжными устройствами (вентиляторами, дымососами и т. п. устройствами). В качестве сушильных агентов используются воздух, дымовые газы, водяной пар, азот и другие газы.

По своей физической сущности сушка является сложным тепломассообменным процессом, скорость которого лимитируется скоростью диффузии влаги из глубины высушиваемого материала к его поверхности. В процессе сушки влага перемещается из внутренних слоев материала к его поверхности, с которой она испаряется.

Влажность материала ω, кг влаги/кг влажного материала, может быть

рассчитана как отношение количества влаги Gв к общей массе влажного материала G:

, (20.1)

где Gс – масса абсолютно сухого вещества, кг.

Влагосодержание материала ωс, кг влаги/кг абсолютно сухого материала, выражается соотношением

347

Пожарная безопасность технологических процессов

Количество влаги W, удаляемой из материала в процессе сушки при изменении влажности, определяют из выражения

где Gн и ωн – начальная масса, кг, и влажность материала, поступающего на сушку соответственно; Gк и ωк – конечная масса, кг, и влажность высушенного материала соответственно; ωс.н и ωс.к – начальное и конечное влагосодержание материала соответственно.

Содержание влаги в сушильном агенте характеризуется паросодержанием х, кг влаги / кг сушильного агента:

, (20.4)

где Gп – масса паров жидкости во влажном сушильном агенте, кг;Gс.аг – масса абсолютно сухого сушильного агента, кг;Мп иМс.аг – молярные массы соответственно паров влаги и сушильного агента, кг/кмоль;рп – парциальное давление паров влаги в сушильном агенте, Па;робщ – общее давление в системе, Па.

Используявыражения(20.1)–(20.4),можноопределитьпожарнуюнагруз- ку в производственных и складских помещениях по влажному и высушенному материалусучетомгорючестиабсолютносухогоматериала,атакжеконцентрацию паров горючей влаги в сушилке на любой стадии процесса сушки.

Чтобы определить концентрацию паров влаги в сушилке, необходимо знать скорость сушки N, кг влаги / (кг сухого материала·с), которая является переменной величиной (зависит от природы и формы высушиваемого материала, его начального и конечного влагосодержания, температуры, расхода и свойств сушильного агента, конструкции сушилки, организации процесса сушки и других факторов) и может быть найдена из выражения

где τ – время, с.

На основании экспериментальных данных строят кривую скорости сушки AD (рис. 20.1), которая позволяет выявить основные периоды сушки материала: прогрева материала, постоянной скорости сушки и падающей скорости сушки.

348

Пожарная опасность и способы обеспечения пожарной безопасности процессов сушки

Рис. 20.1. Кривая скорости сушки

Период прогрева (участок АВ) является кратковременным и характеризует неустановившееся состояние процесса сушки. На участке ВС скорость сушки постоянная и имеет максимальное значение, а влагосодержание материалавтечениепериодапостояннойскоростисушкисущественноснижается.

В период падающей скорости сушки (участокCD) температура материала повышается и в конце периода (точка D) становится равной температуре окружающейсреды,аскоростьсушки–равнойнулю.Одновременновлагосо- держание материала снижается до равновесного значения ωс.р. При дальнейшем пребывании в сушилке материала его температура и влагосодержание остаются постоянными.

Длительность сушки складывается из продолжительности периодов постоянной и падающей скорости сушки. Для различных материалов они различны или один из периодов отсутствует вовсе. Достаточно точно определить длительность сушки можно только опытным путем.

Если пренебречь потерей влаги в материале в периоды прогрева и падающей скорости сушки (например, при сушке окрашенных поверхностей, тонколистовыхилиизмельченныхматериаловипр.),тодлительностьсушки можно оценить из выражения

где K = 1,5–2,0 – поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность обтекания материала сушильным агентом, наличие «мертвых» зон, изменение температуры материала и ряд других факторов; – средняя скорость сушки.

В этом случае интенсивность испарения влаги из материалаJ, кг /(м2∙с), рассчитывают по формуле

349

Пожарная безопасность технологических процессов

где Nmax – максимальная скорость сушки, кг влаги / (кг сухого материала·с); F – свободная поверхность абсолютно сухого материала, м2.

КоличествонеобходимогодлясушкиматериаласушильногоагентаLс, кг, паросодержание которого изменяется от хн до хк, определяют из уравнения материального баланса при установившемся процессе сушки:

где хн и хк – соответственно начальное и конечное паросодержание сушильного агента, кг влаги / кг сушильного агента.

Из уравнений (20.6)–(20.8) можно определить максимальную концентрацию φpmax, об. доли, паров горючей влаги

где ρtс и ρtв – плотность сушильного агента и воздуха при рабочей температуре процесса сушки соответственно.

Далее можно оценить опасность образования ВОК в сушилке, используя соотношение (5.1): φн ≤ φpmax ≤ φв.

В промышленности и сельском хозяйстве сушку большинства материалов и окрашенных изделий производят в специальных камерах (укрытиях): сушильных камерах (сушилках). На производствах встречается большое разнообразие типов сушилок, отличающихся как по способу подвода тепла к высушиваемому материалу, так и по конструктивному устройству и по другим признакам.

Сушильная камера может иметь различный объем, различную конфигурацию, быть полностью закрытой или с открытыми проемами и т. д.

По способу подвода тепла к высушиваемому материалу различают следующие виды сушилок: конвективные (непосредственное соприкосновение материала с теплоносителем); контактные (тепло от теплоносителя к высушиваемому материалу передается через разделяющую их стенку или поверхность); терморадиационные (тепло передается материалу инфракрасными лучами); диэлектрические (материал нагревается в поле токов высокой частоты); комбинированные (радиационно-конвективные; паровысокочастотные; с несколькими тепловыми процессами, например, сублимационные и т. д.). Указанные виды сушилок, в свою очередь, отличаются по принципу действия (периодические и непрерывные), величине давления в сушильной камере

350