Лекция 11. Системы противоаварийной защиты реакционной аппаратуры

11.1. Система противоаварийной защиты реакционной аппаратуры

Причинами, нарушающими нормальную работу реакци­онной аппаратуры, являются:

• изменения соотношений подаваемых реагентов или теплоносителей;

• возможность остановки перемешивающих устройств (мешалок, барботеров, насосов и др.);

• попадания в аппарат веществ или продуктов, не пре­дусмотренных регламентом, в результате ошибок обслужи­вающего персонала;

• нарушение герметизации системы аппарата и трубопроводов;

• неисправность приборов управления и систем противоаварийной защиты.

Для ликвидации аварийной ситуации применяют различ­ные системы автоматического действия, однако наибольшее применение имеют локальные устройства для сброса избы­точного давления и подачи в аппарат дефлегматора с целью затормаживания процесса и предупреждения взрыва.

На рис. 11.1. представлена такая система противоаварийной защиты реакционного аппарата, работающего со взрывопожароопасными веществами.

Объектом защиты могут быть один или несколько реакто­ров, для которых подбирают датчики согласно параметрам технологического режима и аварийной ситуации. В такой схе­ме импульс от датчиков передается к вторичному прибору (ВП), который усиливает и выдает команду на пульт управ­ления, имеющий связь с помощью пневматических, гидравли­ческих или электрических систем, соединенных с исполни­тельными механизмами РУ и УБ. Благодаря этой связи при аварийной ситуации производится автоматическое закрытие блокирующих клапанов и открытие баллонов с инертным га­зом или флегматизирующим веществом для подачи в реактор.

Блокирующие клапаны устанавливают на линиях подачи греющего пара, газа и других необходимых компонентов, ко­торые при аварийной ситуации не должны поступать в реак­ционную аппаратуру.

В некоторых системах защиты включены локальные неза­висимые противоаварийные устройства в виде взрывных мем­бран и предохранительных клапанов.

Главным элементом системы являются датчики давления, температуры и концентрации, которые установлены на аппа­ратах и определяют параметры аварийной ситуации. Подан­ный от них импульс через вторичные приборы на пульт уп­равления влечет за собой включение устройств для локализа­ции взрыва.

Система предупреждения взрывов вступает в действие ав­томатически при возникновении недопустимых температур,

Рис. 11.1. Система противоаварийной защиты реакционного аппа­рата:

1 — реакционный аппарат, 2 — баллоны с дефлегмирующим веществом, 3 — разрядное устройство, 4 — вторичный прибор для усиления импульса, 5 — пульт управления, 6 — устройство для автоматического включения блокирующих клапанов, 7 — пневматический клапан подачи газа, 8 — взрывная мем­брана

11.2. Система противоаварийной защиты выпарной станции

Процесс выпаривания растворов производится в выпарных аппаратах, которые могут работать под избыточным давле­нием или вакуумом.

Выпарные аппараты снабжают, как правило, трубчатыми нагревательными камерами или выносными кожухотрубчатыми кипятильниками для повышения циркуляции раствора и до­стижения высокой производительности.

Греющий пар поступает в межтрубное пространство и омы­вает трубки снаружи, а выпариваемый раствор циркулирует по трубам. Такая схема нагрева раствора позволяет избе­жать отложения солей на поверхностях нагрева, а в случае образования накипи можно проводить периодическую чистку. В целях достижения высокой экономии греющего пара вы­парные аппараты группируют так, чтобы вторичный пар пер­вого аппарата служил теплоносителем для нагрева раствора

во втором выпарном аппарате, а вторичный пар второго ап­парата — третьему аппарату и т. д. Общее количество корпусов выпарной станций может составлять до 7—8 выпарных аппаратов.

На рис. 11.2 изображена схема трехкорпусной выпарной станции с прямоточным движением раствора. Схема включа­ет приборы автоматического управления и противоаварийной защиты. Панель греющего пара имеет регуляторы давления, обеспечивающие постоянство режима испарения в первом ап­парате. Панель имеет предохранительный клапан и необходи­мую запорную арматуру.

Н а выпарных аппаратах, работающих под избыточным давлением, установлены предохранительные взрывные мем­браны на случай возникновения давления пара с параметра­ми, превышающими рабочий режим.

Рис. 11.2 Типовая схема противоаварийной защиты выпарной станции: 1 — подогреватель раствора, 2,3,4 — выпарные аппараты, 5 — барометрический конденсатор, 5—сборник продукта, 7 — приборы, установленные на аппаратах, 8 — приборы, установленные на щите управления

Одним из важных элементов противоаварийной защиты является наличие уровнемеров, соединенных с автоматиче­скими регуляторами уровня раствора в аппарате.

В практике были случаи, когда в результате бесконтроль­ности за уровнем раствора в аппарате происходило «обнаже­ние» нагревательных труб в греющих камерах и разрушение вальцовки труб в решетках. Такая авария вызывает дли­тельный простой производства вследствие сложного ремонта и необходимости устранения дефектов.