Системы защиты технологических процессов и оборудования от аварий и взрывов
В химической промышленности количество аварий, связанных с пожарами и взрывами, составляет 20% от их общего числа.
Взрыв паров горючих жидкостей, как правило, приводит к вторичным пожарам. При взрывах газовоздушных смесей 25% от общего числа взрывов также сопровождается пожарами.
Большую опасность представляют вторичные взрывы, которым предшествует пожары или локальные взрывы. Так, вторичные пылевые взрывы составляют только 17% от общего числа первичных, но в результате их действия число человеческих жертв намного выше.
В химической промышленности для снижения опасности и защиты от аварий и взрывов применяют технологически способы и автоматические системы защиты.
1. Технологические способы снижения опасности взрыва.
Распространенным способом снижения взрыва является установление «безопасного» технологического регламента, когда даже при резких возмущениях процесса его «опасные» параметры (давление, температура и т.д.) не могут приблизиться к границе устойчивости. Снижение скорости протекания процесса достигается: уменьшением скорости подачи исходных компонентов, варьированием температурного режима и применением специальных разбавителей.
Осуществление технологического процесса в среде инертного разбавителя ( N2, СО2 и др.) позволяет снизить вероятность взрыва смеси, однако добавки инертного компонента ( 70-110 % об от горючий смеси) затрудняет отделение от них конечного продукта, что снижает экономическую эффективность производства.
Поэтому такой способ взрывозащиты применяют в том случае, когда необходимо обеспечить резкое сокращение концентрации окислителя или когда возможна локальная флегматизация определенной зоны аппарата.
Предотвратить взрыв можно регулированием и поддерживанием такого состава смеси, при котором содержание горючего компонента находится вне концентрационных пределов воспламенения.
Так, для взрывоопасных смесей с верхним концентрационным пределом воспламенения до 15 -30 % целесообразно переобогащение смеси горючим и поддержание такой концентрации на заданном уровне в течение всего цикла технологического процесса. Например, для смесей углеводородов от метана до гексана с кислородом при нормальных условиях верхний концентрационный предел воспламенения составляет 61-40 % (об); для смесей с воздухом максимальное взрывоопасное содержание горючего составляет 15- 7 % об.
Однако, если процесс осуществляется под вакуумом, то в случае нарушения герметичности аппарата возможен подсос воздуха и образование взрывоопасных концентраций. И как следствие взрыв. Технологическим способом снижения опасности является также перевод периодического или полунепрерывного технологического процесса в непрерывный.
Все технологические способы обеспечивают снижение опасности, но не ее устранение. Полная гарантия безопасности процесса достигается применением высоконадежной системы автоматической защиты.