4. Пожаровзрывоопасность аппаратов, при эксплуатации которых возможен выход горючих веществ наружу без повреждения их конструкции

В резервуарном парке имеется «дышащий» аппарат – резервуар типа РВС. Выброс паровоздушной смеси через дыхательную трубу является пожаровзрывоопасным, так как концентрация паровоздушной смеси взрывоопасна, то есть:

Определим, какое количество паров будет выходить наружу за один цикл «большого» или «малого» дыхания.

Количество паров, которое может выйти из аппарата за один цикл «большого» дыхания летом определим по формуле:

где - количество выходящих паров из заполненного жидкостью аппарата, кг/цикл;

- объем жидкости, поступающей в аппарат, м;

- атмосферное давление, Па;

- рабочая температура жидкости, равная 310 К;

- концентрация паров жидкости в аппарате, об. доли;

- молекулярная масса жидкости, равная 46 кг/кмоль;

R = 8314,31 Дж/(кмоль∙К) - универсальная газовая постоянная.

Количество паров, которое может выйти из аппарата за один цикл «малого» дыхания определяется по формуле (рассмотрим весенний период при и):

где – потери паров при «малом» дыхании, кг.

– свободный объем (объем паровоздушной смеси).

и– температура паровоздушной смеси в начале и в конце дыхания соответственно, К;

и− концентрация паров в смеси в начале и в конце дыхания соответственно.

при

при

- средняя концентрация паров в смеси:

Определим объем взрывоопасной зоны вблизи места выхода паров:

1. при «большом» дыхании

Определим нижний концентрационный предел распространения пламени при.

2. при «малом» дыхании

Определим нижний концентрационный предел распространения пламени при.

где - объем взрывоопасной зоны, м³;

– коэффициент безопасности, равный 2,2.

В весенний и осенний периоды года, когда велик разброс температур с ночного времени суток на утренний, большая вероятность «малого» дыхания в РВС, с образованием ВОК. Но большую опасность представляет собой «большое» дыхание, особенно в летнее время. Так при близи РВС объемом 300 м³ образуется взрывоопасная зона равная 2501 м³.

5. Анализ возможных причин повреждения аппаратов; разработка необходимых средств защиты.

Аварии в резервуарных парках инициируются:

- факторами опасности объективного характера (воздействие природных процессов; наличие скрытых дефектов в материале оборудования; отказы оборудования, автоматики и т.д.);

- факторами опасности субъективного характера (ошибки при проектировании и изготовлении оборудования; нарушения при выполнении строительно-монтажных работ; действия людей, приводящие к созданию аварийной ситуации, и т.д.) [5].

Перечисленные факторы приводят к чрезмерным механическим, температурным и химическим воздействиям на материал оборудования.

Механические воздействия на материал оборудования возникают:

- вследствие нарушения материального баланса (при переполнении резервуаров; при увеличении гидравлического сопротивления трубопроводов из-за образования пробок, отложений, не полностью открытых задвижек; при снижении пропускной способности дыхательных клапанов; при объемном расширении этанола в герметично отключенных участках трубопроводов из-за повышения температуры окружающей среды и др.);

- вследствие воздействия нагрузок динамического характера (при несоблюдении скорости заполнения резервуаров; при несоблюдении скорости нарастания давления в оборудовании при пуске в работу; при взрыве горючей среды в оборудовании; при гидравлическом ударе, знакопеременных нагрузках, вибрации, механических ударах и др.).

Температурные воздействия на материал оборудования возникают при чрезмерно низкой температуре окружающей среды.

Химические (коррозионные) воздействия на материал оборудования отсутствует в связи с отсутствием агрессивной окружающей среды, агрессивных примесей в этаноле и появлением блуждающих токов.

Предотвращение опасных воздействий на материал оборудования, способных привести к разгерметизации резервуара и трубопроводов, обеспечивается следующими основными способами и техническими решениями:

- ограничением давления нагнетания, создаваемого насосом;

- ограничением производительности насоса;

- контролем и регулированием уровня этанола в резервуаре с автоблокировкой привода насоса при достижении верхнего предельного уровня;

- устройством сигнализатора верхнего предельного уровня;

- установкой предохранительных клапанов;

- предотвращением герметичного отключения участка трубопровода, полностью заполненного этанолом и не имеющего защиты от опасного повышения давления;

- защитой от нагрева продукта солнечной радиацией окраской резервуара в светлые тона;

- применением материалов, обладающих высоким коэффициентом ударной вязкости при опасности воздействия на оборудование низких температур окружающей среды;

- снижением механической нагрузки на оборудование при опасности воздействия на него низких температур окружающей среды;

- соблюдением регламентного режима нарастания (снижения) давления;

- предотвращением возникновения гидроудара и устройством систем защиты при опасности его возникновения;

- надежным креплением резервуара;

- устройством температурных компенсаторов на трубопроводах;

- использованием установок протекторной и катодной защиты;

- применением антикоррозионных защитных покрытий.

Количество этанола, поступающего в открытое пространство при разгерметизации оборудования в резервуарном парке, определяется видом аварийной ситуации. Возможна локальная разгерметизация приемного патрубка резервуара (аварийная ситуация 1) или квазимгновенное разрушение резервуара (аварийная ситуация 2).

Для насоса возможны воздействия механического характера, а именно кавитация, эрозия и вибрация. Во избежание этого необходимо предусматривать:

- выбор насоса производить согласно требуемым характеристикам (расход, высота всасывания, температурный режим работы);

- производить очистку насоса;

- качественный монтаж насоса.