Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Оценка пожарной безопасности и защиты технологического оборудования. Учебное пособие
.pdf
Ни одна из рассмотренных схем (ни производственная, ни принципиальная, ни блок-схема) не дает представления о реальном размещении производств
на предприятии и технологического оборудования, горючих веществ и материалов в цехах и на установках и некоторых других данных, необходимых для анализа причин возникновения пожара и путей его развития. Поэтому необходим
второй источник информации о производстве – его реальное размещение.
2.3. Источники информации о размещении горючих веществ
и материалов на производстве
В проектной или производственной документации содержатся сведения о
месте нахождения предприятия (на генеральном плане города или другого населенного пункта, схеме районной планировки или схеме генплана промышленного узла), о расположении на территории предприятия зданий и сооружений (на
генплане предприятия), о размещении в зданиях и сооружениях технологического оборудования (на планах и разрезах зданий и сооружений). Эти документы
используются при экспертизе проектных материалов, анализе причин возникновения пожара и условий, способствующих его развитию, а также при оценке возможного ущерба от пожара или взрыва на производстве, так как дают точные
сведения о количестве, расположении и габаритах основного технологического
оборудования, о трассировке, устройстве и характеристиках транспортных и
производственных коммуникаций, о виде, количестве и местах промежуточного
и базисного хранения материалов, содержат сведения о размещении и численности персонала на предприятии и соседних промышленных объектах и организациях, о размещении населения на прилегающей к объекту территории, о наличии
и вместимости мест массового пребывания людей.
Технологическое оборудование на открытых площадках (наружных установках) и в производственных зданиях размещают таким образом, чтобы при минимальной площади производственных установок и протяженности транспортных коммуникаций обеспечивалось удобство и безопасность его эксплуатации,
возможность проведения ремонтных работ и принятия оперативных мер по
51
предотвращению аварийных ситуаций и локализации аварий. Оборудование
взрывоопасных технологических процессов располагают преимущественно на
открытых площадках.
На рис. 2.10 представлен вариант размещения оборудования нефтеперерабатывающей установки ЭЛОУ-АВТ-6. Площадь установки достигает 2 га. Установка разбита на блоки: теплообменников, ректификационной аппаратуры, холодильников, огневых нагревателей, защелачивания и промывки, концевых холодильников, электродегидраторов. Расположение блоков принято с учетом поточности и современных методов ремонта аппаратуры. Разрывы между блоками
выполнены с учетом противопожарных требований, а также с учетом возможности проведения монтажа и демонтажа оборудования при помощи передвижного
крана. Все оборудование (кроме щелочных и водяных насосов) расположено на
открытых площадках. Нефтяные насосы, насосы для откачки нефтепродуктов
размещены мод железобетонными постаментами, на которых смонтированы теплообменники, конденсаторы-холодильники, сборники орошения.
Рис. 2.10. Общий вид установки ЭЛОУ-АВТ-6:
1 – блок теплообменников; 2 – блок ректификационной аппаратуры;
3 – блок холодильников; 4 – блок огневых нагревателей; 5 – дымовая труба;
6 – венткамеры и анализаторная; 7 – блок защелачивания и промывки;
8 – здание операторной и электроподстанции; 9 – блок концевых холодильников;
10 – водяная насосная; 11 – блок электродегидраторов;
12 – опоры трубопроводных эстакад
52
Три трубчатые печи установки с воздухоподогревателями, дымососами и
дымовой трубой смонтированы в одном блоке огневых нагревателей. Линия форсунок печей и иных огневых точек обращена в противоположную сторону от пожаро- и взрывоопасного оборудования установки.
При несомненных достоинствах блочная компоновка оборудования имеет
один существенный недостаток: большую протяженность и разветвленность трубопроводной системы.
Размещение аппаратуры малотоннажных производств или производств с
ограниченным количеством единиц оборудования на открытых площадках производят по линейной схеме (аппараты размещают последовательно друг за другом так, как они располагаются на технологической схеме), что позволяет значительно сократить длину трубопроводов и обеспечивает удобство эксплуатации.
Исключение составляют аппараты огневого действия, которые, как и при блочной компоновке, располагают отдельно от оборудования неогневого действия с
соблюдением противопожарных разрывов.
При размещении технологического оборудования в зданиях:
– обеспечивают поточность производства и удобство эксплуатации оборудования;
– сокращают до минимума длину трубопроводов и других транспортных
коммуникаций при требуемом уровне безопасности;
– стараются не располагать в одном помещении разное по уровню пожарной и взрывопожарной опасности оборудование;
– выносят наиболее опасное взрывопожароопасное оборудование за пределы помещений;
– производства с применением открытого огня размещают в отдельных помещениях.
Контрольные вопросы
1. Какие документы являются основными источниками информации о тех-
нологии производств?
2. Какие сведения содержит расчетно-пояснительная записка к технологи-
ческой части проекта?
53
3. Что такое технологический регламент производства и для чего его необ-
ходимо соблюдать?
4. Какие сведения содержит технологический регламент?
5. Что такое технологическая схема процесса?
6. Какие технологические схемы Вы знаете?
7. Как получается полистирол в массе и какова последовательность его по-
лучения?
8. Какие сходства и различия могут быть в технологических схемах проекта
и регламента одного и того же производственного процесса?
9. Каким образом допускается внесение изменений и дополнений в техно-
логическую схему?
10. Что такое принципиальная схема процесса и чем она отличается от мон-
тажно-технологической схемы?
11. Поясните основные положения методики разработки принципиальном
схемы процесса на основе монтажно-технологической схемы.
12. Какие сведения обязательно необходимо указать на принципиальном
технологической схеме?
13. Что такое блок-схема производственного процесса, как ее можно разра-
ботать и для чего использовать?
14. В каких документах содержатся сведения о реальном размещении про-
изводственного оборудования и для чего их можно использовать?
15. Какие общие требования к размещению технологического оборудования
пожаровзрывоопасных производств существуют?
16. Какие достоинства и недостатки имеет блочное размещение оборудова-
ния на открытых технологических установках?
17. Какие общие требования соблюдают при размещении оборудования по-
жаровзрывоопасных производств в помещениях?
54
3. ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ И СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОЦЕССОВ ТРАНСПОРТИРОВКИ
И ХРАНЕНИЯ ГОРЮЧИХ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ
3.1. Пожарная опасность и способы обеспечения пожарной безопасности
процессов транспортировки горючих газов и жидкостей по трубопроводам
Трубопроводы предназначены для транспортировки жидких, газообразных и твердых веществ и материалов и представляют собой сооружения, собранные из плотно соединенных между собой труб (обычно круглого сечения), запорной, регулирующей и предохранительной арматуры, контрольно-измерительных приборов и средств автоматики, опор, деталей крепежа, тепловой изоляции и противокоррозионной защиты.
По магистральным трубопроводам транспортируются природный газ,
нефть или попутный нефтяной газ из районов их добычи до мест потребления,
а также нефтепродукты, сжиженные углеводородные газы, искусственный углеводородный газ, аммиак и другие продукты из мест производства до мест потребления. В настоящее время на территории России эксплуатируется около
230 тыс. км магистральных трубопроводов различного назначения, а также
свыше 350 тыс. км внутрипромысловых трубопроводов. Протяженность магистрального газо- или нефтепровода может достигать 2–3 тыс. км и более, а диаметр – 1,0–1,5 м. Давление продуктов в магистральных трубопроводах не превышает 10 МПа, а их температура близка к температуре окружающей среды. Магистральные трубопроводы, как правило, прокладывают подземно. В пустынях, горах, болотах, на вечномерзлых и неустойчивых грунтах, на переходах через естественные и искусственные препятствия допускается прокладка трубопроводов
по поверхности земли в насыпи (наземно) или на опорах (надземно).
Технологические трубопроводы подразделяются на общезаводские, межцеховые и внутрицеховые. Протяженность технологических трубопроводов промышленного предприятия достигает десятков и сотен километров, а их диаметр
изменяется в диапазоне от 10–20 мм до 300–400 мм. Давление продуктов в
55
технологических трубопроводах изменяется от разрежения до 150 МПа и более, а температура – от минус 190 °С и ниже до 900 °С и выше. Внутризаводские трубопроводы прокладывают в основном над поверхностью земли на
стойках и эстакадах.
При нормальном режиме эксплуатации в магистральных газопроводах из-за
отсутствия окислителей взрывоопасные концентрации не образуются. В магистральных нефте- и продуктопроводах, а также в технологических напорных трубопроводах ВОК не могут образоваться из-за отсутствия в них свободного пространства. В некоторых случаях, связанных с особенностями ведения процесса,
по технологическим трубопроводам между отдельными аппаратами могут транспортироваться горючие газо- или паровоздушные смеси. В самотечном техноло-
гическом трубопроводе ВОК образуется при выполнении условия:
(при открытой тигеле).
При разгерметизации технологического газопровода, работающего под вакуумом, в него подсасывается воздух, что приводит к образованию горючей
смеси при выполнении условия.
Причины разгерметизации (локальная или полная) трубопроводов:
– внешние механические воздействия природного и техногенного характера;
– внутренние механические воздействия повышенного давления продукта
(в особенности при возникновении гидроудара) и эрозии;
– внутренняя и внешняя коррозии;
– чрезмерные температурные напряжения;
– критическое развитие скрытых дефектов в материале труб, сварных
швах и арматуре;
– несанкционированные врезки в трубопровод, повреждения при проведе-
нии земляных, сельскохозяйственных работ и др.
56
Эрозия, внутренняя и внешняя коррозия материала труб часто имеют скрытый характер развития и обычно приводят к внезапной локальной разгерметизации трубопровода, а при одновременном воздействии внутреннего давления –
к полной разгерметизации трубопровода.
Размеры и длительность существования в приземном слое зоны ВОК при
аварии трубопровода зависят от давления и физико-химических свойств продукта, площади сечения отверстия, продолжительности истечения продукта, его
температуры, направления истечения струи, состояния атмосферы, времени года
и суток, ландшафта местности и других факторов. Взрывоопасные зоны при
транспортировании горючих газов (ГГ), а также ЛВЖ:
образуются
практически в любое время года и суток.
Выход СГГ из трубопровода часто сопровождается фонтанированием, растеканием по поверхности земли или воды кипящего продукта с образованием
над поверхностью испарения слоя холодного плотного пара. Пар, смешиваясь с
воздухом, образует быстро нарастающую зону взрывоопасных концентраций.
Выход ЛВЖ и горючих жидкостей (ГЖ) из трубопроводов может сопровождаться их фонтанированием с образованием взрывоопасных аэрозолей, растеканием по поверхности земли или воды, испарением с образованием зоны ВОК, а
также инфильтрацией продуктов в грунт. В случае, если повреждение трубопровода произошло на достаточной глубине в грунте без обнажения поверхности
трубопровода, происходит инфильтрация продуктов в грунт, образование линз и
их миграция вместе с грунтовыми водами на значительные расстояния.
Источниками зажигания при разгерметизации трубопроводов обычно являются:
– продукты, нагретые до температуры самовоспламенения и выше;
– фрикционные искры (искры удара и трения);
– самовозгорание пирофорных отложений;
– тепловые проявления электрической энергии (разряды молний, электро-
сварочные работы, короткие замыкания в электросетях, большие переходные сопротивления и т. д.);
57
– открытое пламя и высоконагретые поверхности (костры, печи, факелы,
газосварочные работы и пр.);
– работающие двигатели внутреннего сгорания тракторов, механизмов,
автотранспорта, в том числе участвующего в ликвидации аварийной ситуации.
На мощность взрыва горючей смеси влияют погодные условия (время
года, стратификация атмосферы, подвижность воздуха), а также промежуток
времени от момента возникновения аварийной ситуации до появления источника зажигания. Чем позже произойдет воспламенение газо- или паровоздушного облака, тем больше может быть его объем и масштабнее последствия
взрыва.
Большую опасность представляют такие особенности рельефа местности
вблизи места выхода горючих веществ из трубопроводов, как наличие уклона,
балок, оврагов, водных поверхностей (ручьев, рек, озер, болот). Это способствует растеканию нефтепродуктов на больших площадях и на расстояния, достигающие сотни и тысячи метров. Наличие кустарника и деревьев, зданий, глухих заборов и тому подобных преград, с одной стороны, влияет на ограничение
размеров и снижение интенсивности нарастания зон ВОК, а с другой стороны,
препятствует рассеиванию горючих паров и газов.
К особенностям ликвидации аварии и пожара на магистральном трубопроводе можно отнести трудности, связанные с обнаружением места повреждения
трубопровода и своевременной доставкой противоаварийной и пожарной техники на место аварии или пожара.
Основными способами и техническими решениями по обеспечению пожарной безопасности процессов транспортировки горючих газов и жидкостей по
трубопроводам являются:
– улучшение качества металла труб;
– контроль и регулирование давления и расхода продуктов;
– устройство систем защиты при повышении давления среды;
– применение поверхностно-активных веществ, жидких или газовых раз-
бавителей при транспортировке вязких жидкостей;
58
– противокоррозионная защита;
– очистка продуктов от коррозионных и механических примесей, в том
числе нефтепродуктов от воды, природного газа от паров воды и высокомолекулярных углеводородов;
– применение присадок, предотвращающих образование кристаллогидратов при транспортировании газов;
– очистка трубопровода от отложений;
– применение эффективной теплоизоляции;
– секционирование магистральных трубопроводов;
– автоматизированное управление перекачкой;
– повышение надежности работы арматуры;
– мониторинг износа труб и их состояния;
– мониторинг трассы трубопровода и в особенности переходов через вод-
ные преграды, овраги, железные дороги, автомобильные дороги и т. д. [2, 6, 19].
3.2. Пожарная опасность и противопожарная защита насосных станций
Насосные станции предназначены для проведения процессов перекачки
жидкостей. Насосы, служащие для перекачки ЛВЖ, ГЖ, а также СГГ, размещают собственно в помещениях насосных станций или на открытых площадках
(обычно под навесами). По принципу действия насосы могут быть объемного и
центробежного типов, иметь привод от электродвигателей, двигателей внутреннего сгорания и паровых машин.
Большое число аварий на насосах объемного действия (поршневых, шестеренных, мембранных и др.) обусловлено принципиальными особенностями конструкции: неограниченным повышением давления в замкнутом объеме, неравномерной подачей жидкости, пульсирующими и знакопеременными нагрузками
на узлы и детали, сложностью оборудования.
Центробежные насосы менее опасны, так как обеспечивают равномерную
подачу и не приводят к чрезмерному повышению давления в замкнутом объеме,
отличаются простотой конструкции и надежностью в работе.
59
Центробежные насосы, используемые для перекачки нефти по магистральным трубопроводам, характеризуются быстроходностью и высокими значениями давления и напора. Так, насос марки НМ 10000-210 имеет подачу
10 тыс. м3/ч и напор 210 м столба жидкости. Для нормальной эксплуатации такого насоса необходимо иметь избыточное давление на входе. Это давление
должно предотвратить кавитацию, которая может возникнуть внутри насоса в
результате уменьшения давления в быстро движущейся жидкости. Явление кавитации заключается в образовании пузырьков пара перекачиваемой жидкости в
области низкого давления насоса и последующего их схлопывания при попадании в область высокого давления с развитием огромного точечного давления.
Кавитация приводит к быстрому износу частей насоса и снижает эффективность
его работы. Поэтому для подачи нефти к магистральным насосам обычно используют специальные подпорные насосы, главной задачей которых является
подача нефти на вход основных магистральных насосов с необходимым кавитационным запасом.
Помимо насосов в насосных станциях находятся трубопроводы, задвижки,
фильтры, обратные клапаны, вакуум-насосы и другое оборудование, которое
также оказывает влияние на возникновение и развитие пожара.
Характерные особенности пожарной опасности процессов перекачки следующие:
при нормальном режиме эксплуатации насосов незначительные утечки
ЛВЖ или ГЖ через уплотнения валов отводятся в системы сбора утечек, что
предотвращает образование ВОК в помещениях;
аварийная разгерметизация нагнетательного патрубка насоса или напор-
ного трубопровода приводит к выходу в открытое пространство значительно
большего количества продукта, чем разрушение корпуса насоса, приводящее к
его остановке, или всасывающего трубопровода;
при аварийной разгерметизации оборудования с ГГ, ЛВЖ или ГЖ при
происходит быстрое нарастание концентрации паров в помещении
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]