Организация деятельности пожарной охраны / Puchkov - Pozharnaya bezopasnost 2014

В специальной и учебной литературе приводятся схемы и описания многих технологических процессов, которые, к сожалению, можно использовать только для первоначального ознакомления с производством, так как они не отражают специфику технологии на конкретном предприятии.

Имея под руками расчетно-пояснительную записку к технологической части проекта или технологический регламент производства с технологическими схемами, нетрудно разработать принципиальную схему процесса, которую можно использовать при анализе пожарной опасности процесса, разработке карты пожарной опасности и защиты технологического процесса, разработке декларации пожарной безопасности и т. д. С у щ н о с т ь р а з р а - б о т к и п р и н ц и п и а л ь н о й т е х н о л о г и ч е с к о й с х е м ы п р о и з - в о д с т в е н н о г о п р о ц е с с а з а к л ю ч а е т с я в с л е д у ю щ е м:

1. При наличии на производстве двух, трех и более идентичных технологических ниток: установок, агрегатов, потоков, систем и т. д. – на принципиальной схеме отображают только одну нитку (рис. 5.8).

а

б

Рис. 5.8. Отображение технологических линий:

а – на производственной схеме; б – на принципиальной схеме;

Аi – Дi – номера позиций оборудования (наименование производственных операций) на производственной схеме

2. При последовательном проведении нескольких однотипных операций на принципиальной схеме отображают только одну из них (рис. 5.9).

а

б

Рис. 5.9. Отображение операций окраски и сушки изделий: а – на производственной схеме; б – на принципиальной схеме

401

3.При наличии в производственном процессе двух или более параллельно или последовательно работающих однотипных аппаратов на принципиальной схеме отображают один аппарат (рис. 5.10 и 5.11).

4.При разработке принципиальной схемы из нее исключают резервное оборудование как параллельно работающее (см. рис. 5.10).

Т–201/1

Т–201/2

Т–201/2

Рис. 5.10. Отображение параллельно работающих аппаратов: а – на производственной схеме; б – на принципиальной схеме; Т–201/1 и Т–201/2 – секции теплообменника поз. 201

Э–3

Н–3

Рис. 5.11. Отображение каскада последовательно работающих аппаратов:

а– на производственной схеме; б – на принципиальной схеме;

Э– экстракторы; Н – насосы

5.На принципиальной схеме не отображают контрольноизмерительные приборы и автоматизированные системы управления процессом (системы КИПиА), обвязку аппаратов дополнительными трубопроводами: обратными, спускными, обводными и другими линиями, а также исключают по возможности арматуру: запорную, регулирующую и предохранительную (рис. 5.12).

402

6.В принципиальную схему не включают аппараты и блоки из производственной схемы, в которых отсутствуют горючие или окисляющие вещества и материалы (рис. 5.13).

7.На принципиальной схеме не отображают системы обеспечения пожарной безопасности в целом и технологического процесса в частности.

2

1

Рис. 5.12. Отображение арматуры и обвязки насоса трубопроводами: а – на производственной схеме; б – на принципиальной схеме;

Рис. 5.13. Отображение аппаратов, в которых отсутствуют горючие или окисляющие вещества и материалы:

а– на производственной схеме; б – на принципиальной схеме

Вто же время принципиальная технологическая схема не должна искажать существенные особенности производственного процесса: непрерывность или периодичность работы аппаратов и машин, отдельных операций

403

и процесса в целом, способ обеспечения движения потоков (самотеком или под напором), тип аппаратуры (герметичный, «дышащий», открытый)

иего размещение относительно друг друга. Желательно, чтобы отображение основного оборудования на схеме соответствовало, хотя бы приближенно, контурам реально существующих аппаратов и машин на производстве или общепринятым стандартным обозначениям.

На принципиальной технологической схеме необходимо указать:

–основное технологическое оборудование;

–последовательность проведения технологических операций или направление движения материальных потоков, а также наименование сырья, готовой продукции или полуфабрикатов;

–технологические параметры процессов (температура, давление, концентрация, расход (или объемная скорость), катализатор, напряжение, величина тока или другие показатели);

–основные характеристики аппаратов, машин или агрегатов (объем, высота, диаметр, длина, частота вращения рабочего органа или другие характеристики) и их действительное количество;

–места ввода в производственный процесс (или в оборудование)

ивывода из него вспомогательных веществ и материалов, отходов производства и их наименование.

В связи с тем, что на принципиальной схеме процесса невозможно в полном объеме отразить сведения, характеризующие технологические

устройства и аппараты (типы, количество, габариты, режимы работы), а также сведения о видах, свойствах и количестве находящихся в аппаратах веществ и материалов, этот информационный пробел восполняют, помещая на чертеже (например, на карте пожарной опасности процесса) или в пояснительной записке сводные таблицы: экспликаций, технических характеристик и др. – с необходимыми данными.

Ни одна из рассмотренных схем, ни производственная, ни принципиальная, 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.

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

404

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.

5.6. Оценка пожаровзрывоопасности среды внутри технологического оборудования

и способы обеспечения пожарной безопасности

Инструментом для разработки способов обеспечения пожарной безопасности технологии производств является методика анализа пожарной опасности и защиты технологических процессов. Выявление факторов (параметров) пожарной опасности технологических процессов осуществляют

втакой последовательности:

–определяют факторы, характеризующие взрывопожарную и пожарную опасность технологического процесса;

–производят количественную оценку выявленных факторов;

–сопоставляют численные значения факторов с предельно допустимыми (регламентированными) значениями, установленными требованиями действующих нормативных документов;

–разрабатывают (при необходимости) способы и технические решения, направленные на предотвращение появления опасных факторов или защиту от них.

Для достижения большей объективности при проведении анализа не учитывают имеющиеся в проекте или на действующем производстве противопожарные мероприятия. Сравнение требуемых по результатам анализа противопожарных мероприятий с решениями, принятыми в производ- ственно-технической документации, позволяет обоснованно дополнить их необходимыми мерами по противопожарной защите производства и отказаться от тех мероприятий, использование которых ничем не обосновано.

Для оценки пожарной опасности аппаратов необходимо знать пожаровзрывоопасные свойства находящихся в них веществ и материалов, технологические параметры процессов, а также учитывать особенности конструктивного устройства оборудования. К таким особенностям относится

405

степень герметизации оборудования при эксплуатации. По этому признаку все разнообразие аппаратов и трубопроводов подразделяется на три типа: открытое, «дышащее» и герметичное оборудование.

ненной с ним крышей (крышкой) 5, в которой имеется отверстие с патрубком 6 для сообщения внутреннего пространства аппарата с атмосферой (рис. 5.15). Примерами таких аппаратов являются резервуары со стационарной крышей (РВС) для хранения нефти и нефтепродуктов, мерники, напорные баки и другие аппараты с переменным уровнем находящихся в них продуктов, а также самотечные трубопроводы.

Схема герметичного аппарата показана на рис. 5.16. Внутреннее пространство такого аппарата полностью изолировано от окружающей среды. Примеры герметичных аппаратов: ректификационные колонны, абсорберы и т. д., а также насосы, компрессоры, напорные трубопроводы и другое технологическое оборудование.

Независимо от вида горючего вещества, типа производственного аппарата и места образования горючей смеси общее условие образования ВОК (условие опасности) имеет вид:

где н и в – соответственно, нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени;

р – рабочая (действительная) концентрация горючего вещества.

406

5.6.1. Образование взрывоопасных концентраций в аппаратах с горючими газами и способы обеспечения пожарной безопасности

ВОК в герметичных аппаратах с горючими газами (ГГ) или перегретыми парами образуются в том случае, если в них попадает воздух или по условиям ведения технологического процесса подается окислитель (кислород, воздух и др.) при выполнении соотношения (5.25).

Взрывобезопасные условия эксплуатации аппаратов с ГГ определяют из выражений:

того пара) в аппарате, об. доли.

Способы обеспечения взрывобезопасной эксплуатации герметичных аппаратов с ГГ:

1. Создание и поддержание взрывобезопасной концентрации ГГ

всмеси, для чего необходимо:

–использовать автоматические регуляторы расхода и давления ГГ и окислителя;

–осуществлять автоматический контроль состава среды в аппарате с помощью стационарных газоанализаторов с сигнализацией об отклонениях от нормы;

–применять автоматическую блокировку отключения подачи одного из компонентов при прекращении подачи другого компонента с одновременным включением подачи в аппарат инертного газа.

2. Создание и поддержание безопасного давления в аппарате ниже предельно допустимого значения, при котором исключается распространение пламени по смеси.

Известно, что концентрационные пределы распространения пламени зависят от давления смеси: при повышении давления область распространения пламени расширяется, а при снижении давления ниже атмосферного – сужается. При некотором давлении значительно ниже атмосферного насту-

пает состояние, когда н и в становятся равными, что характеризует отсутствие области распространения пламени. Условие взрывобезопасной эксплуатации аппарата при снижении в нем давления ниже предельно допустимого значения имеет вид

407

рпр – предельно допустимое остаточное давление смеси;

Kб.р – коэффициент безопасности (запаса надежности), обычно принимаемый в пределах 1,2–1,5.

3. Создание и поддержание безопасной концентрации флегматизатора в смеси.

На практике для флегматизации среды в аппаратах используют азот, диоксид углерода (углекислый газ), дымовые газы и водяной пар (при рабочей температуре среды в аппарате выше 80 °С).

Условие взрывобезопасной эксплуатации аппарата при флегматизации в нем горючей смеси имеет вид

–создают и поддерживают безопасное остаточное давление в аппарате ниже предельно допустимого значения по горючести смеси;

–осуществляют автоматический контроль состава выходящей среды из аппарата на кислород и кислородосодержащие соединения (СО и СО2)

спомощью стационарных газоанализаторов с сигнализацией о превышении предельно допустимого количества;

–применяют автоматическую блокировку включения подачи инертного газа при превышении содержания в аппарате кислорода или кислородосодержащих соединений выше предельно допустимого количества;

б) при использовании в процессе горючей смеси, которую по условиям технологии нельзя флегматизировать инертным газом:

–организуют процесс таким образом, чтобы ГГ вводился в окислитель (или окислитель вводился в ГГ) непосредственно в зоне реакции;

–предотвращают появление в горючей смеси источника зажигания;

–обеспечивают подачу горючей смеси в зону реакции со скоростью, превышающей скорость распространения пламени по горючей смеси;

–защищают коммуникации огнепреграждающими устройствами;

–защищают аппарат автоматической системой взрывоподавления на случай выхода химической реакции из-под контроля или системой сброса избыточного давления среды из аппарата при взрыве горючей смеси.

408

5.6.2. Образование взрывоопасных концентраций в аппаратах

спожароопасными жидкостями

испособы обеспечения пожарной безопасности

Пожароопасные жидкости (ЛВЖ и ГЖ) хранят или перерабатывают в открытых, «дышащих» или герметичных аппаратах.

О т к р ы т ы е а п п а р а т ы

При эксплуатации открытого аппарата над поверхностью жидкости образуется ВОК при условии

где tр – рабочая температура жидкости;

tвсп(о.т) – температура вспышки в открытом тигле.

Взрывобезопасные температурные условия эксплуатации открытых аппаратов с ЛВЖ и ГЖ определяют из выражения

Способы обеспечения взрывобезопасной эксплуатации открытых аппаратов с ЛВЖ и ГЖ:

1.Создание и поддержание взрывобезопасных температурных условий эксплуатации (5.31).

2.Разбавление ЛВЖ и ГЖ растворимыми в них негорючими или трудногорючими жидкостями (например, водой, хладонами, тетрахлорметаном и др.) с получением негорючих или трудногорючих растворов, для которых при рабочей температуре эксплуатации выполняется условие безопасности (5.31). В табл. 5.5 приведены данные, из которых видно, что

сувеличением содержания воды температура вспышки растворов уксусной кислоты растет и при некоторой концентрации воды этот показатель у растворов отсутствует.

3.Хранение пожароопасной жидкости под слоем нерастворимой

вней негорючей жидкости или пены (например, сероуглерода под слоем воды, бензина или керосина под слоем пены и т. д.).

409

«Ды ш а щ и е» а п п а р а т ы

Всвободном (паровоздушном) пространстве «дышащих» аппаратов

сЛВЖ и ГЖ ВОК образуются в том случае, если выполняется соотношение (5.25). Наибольшую трудность представляет определение рабочей концентрации паров жидкости в паровоздушном пространстве (ПВП) аппарата, которая в зависимости от целого ряда условий может изменяться практически от 0 до максимального при рабочей температуре жидкости

значения – насыщенной концентрации s.

В связи с этим рассмотрим два случая:

–в аппарате жидкость длительно хранится при постоянном уровне

инеизменных температуре и давлении окружающей среды (аппарат с неподвижным уровнем жидкости);

–в аппарате с жидкостью изменяются ее уровень, температура или давление окружающей среды (аппарат с подвижным уровнем жидкости).

Аппарат с неподвижным уровнем жидкости

Вследствие постоянства объема свободного пространства (уровень жидкости не изменяется по условию), температуры и давления окружающей среды приток воздуха через дыхательное устройство внутрь аппарата не происходит. Находящийся в свободном пространстве аппарата воздух постепенно насыщается парами жидкости, концентрация которых через определенное время во всем ПВП становится насыщенной, т. е. р s .

Из курса химии известно, что концентрация насыщенного пара является функцией температуры, т. е. s f (t) . Поэтому в этом случае условие образования ВОК можно записать в виде:

где tн.п и tв.п – нижний и верхний температурные пределы распространения пламени, соответствующие нижнему и верхнему концентрационным пределам распространения пламени, °С;

tр – рабочая температура жидкости, °С.

Взрывобезопасные температурные условия эксплуатации аппаратов с неподвижным уровнем жидкости можно найти из выражений:

410