2.2. Оценка безопасности (опасности) технологического процесса с использованием мелкодисперсных твердых веществ

Для оценки безопасности (опасности) процесса следует использовать субъективные представления (оценки) о вероятностной модели аварии. Тогда субъективную вероятность возникновения аварии sP_ав можем записать:

sP_ав = 1  (1К₁) (1К₂) (1К₃) (1К₄) (2.5)

где К₁, К₂, К₃, К₄ – частные коэффициенты опасности*⁵.

Каждый из коэффициентов К_i формулы 2.5 рассчитывается по формуле:

_{p p}

К_i =  _i n_i / р при условии  _i = 1 (2.6)

^{i=1 i=1}

где _i  вес i-го фактора опасности;

n_i  номер диапазона значений каждого фактора опасности;

р – количество факторов опасности.

Коэффициент К₁ характеризует основные опасности, связанные с физико-химическими свойствами обращающихся веществ и параметрами процесса; принимается по данным табл.2.2.

Коэффициент К₂ характеризует опасности, связанные с конструктивными особенностями и исполнением оборудования. В случае решаемой задачи, приведенной в примере 2.3, коэффициент К₂ = 0,015.

Коэффициент К₃ характеризует опасности, связанные с проведением тепло-, массообменных процессов. Например, для сушки, в условиях решаемой задачи коэффициент К₃ = 0,06 (для одного аппарата).

Коэффициент К₄ характеризует опасности, связанные с особенностями протекания технологических процессов. Для периодического процесса с систематической разгерметизацией аппарата коэффициент К₄ = 0,057.

В рамках применяемой модели аварии оценку безопасности (опасности) процесса проводят в соответствии с табл.2.3.

Таблица 2.3.

Оценка опасности процессов в зависимости от величины субъективной вероятности аварии

Характеристика процесса	Субъективная вероятность аварии sPав
особо опасный	0,5 < sPав  1
опасный	0,2 < sPав  0,5
повышенной опасности	0,01 < sPав  0,2
малоопасный	sPав  0,01

Пример 2.4

Исходные данные. Те же, что для примера 2.3.

Для расчета sP _ав берем следующие значения: К₂ = 0,015; К₃ = 0,06; К₄ = 0,057.

Оценить безопасность (опасность) процесса.

Решение:

1. Определение коэффициента К₁ для стеарата лития

Для определения коэффициента К1 используем пожароопасные свойства заданного вещества (в примере - стеарата лития).

Факторы опасности (р = 9):

1. Дисперсность пыли – менее 40 мкм  n = 7

2. НКПРП – 50 г/м³  n = 5

3. Тсв аэровзвеси – 650°С  n = 2

4. Тсв аэрогеля – 412°С  n = 3

5. МВСК – 19 % (об.)  n = 3

6. Минимальная энергия зажигания – 20 мДж  n = 1

7. _ – 1*10⁹ Ом_*м  n = 7

8. Температура среды в аппарате – 80°С  n = 3

9. Избыточное давление среды в аппарате – 0,1 МПа  n = 2

Используя формулу 2.6 и данные табл.2.2, получим:

К₁ = (0,09*7 + 0,13*5 + 0,13*2 + 0,13*3 + 0,05*3 + 0,13*1 + 0,07*7 + 0,13*3 + 0,14*2) / 9 = 0,37

2. Определение субъективной вероятности возникновения аварии sP_ав

Используя формулу 2.5, получим: sP _ав = 1  (1 – 0,37) (1 – 0,015) (1 – 0,06) (1 – 0,057) = 0,45

3. Оценка безопасности (опасности) процесса

Из приведенных расчетов с учетом данных табл.2.2 следует, что в данном случае процесс сушки стеарата лития является потенциально опасным процессом.

Таблица 2.2.

Составляющие частного коэффициента К₁

Индекс группы	Наименование фактора опасности	Размерность	Вес фактора γ	Диапазоны n значений показателя опасности
				1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	Дисперсность пыли	мкм	0,09	> 1000	1000-750	750-400	400-200	200-100	100-50	50-20	20-5	5-1	< 1
2	НКПРП	г/м3	0,13	> 100	100-80	80-60	60-50	50-40	40-30	30-20	20-10	10-5	< 5
3	Температура самовоспламенения аэровзвеси	0С	0,13	> 650	650-450	450-315	315-230	230-165	165-125	125-90	90-60	60-40	< 40
4	Температура самовоспламенения аэрогеля	0С	0,13	> 650	650-450	450-315	315-230	230-165	165-125	125-90	90-60	60-40	< 40
5	МВСК	% об.	0,05	21	20	19	18	17	16	15	14	13	< = 12
6	Минимальная энергия зажигания	мДж	0,13	> 5	5-3	3-2	2-1,5	1,5-1,0	1,0-0,5	0,5-0,1	0,1-0,05	0,05-0,01	< 0,01
7	Удельное объемное электрическое сопротивление	Ом*м	0,07	<104	104-105	105-106	106-107	107-108	108-109	109-1010	1010-1011	1011-1012	> 1012
8	Температура среды в аппарате	0С	0,13	< 30	30-60	60-100	100-150	150-250	250-350	350-450	450-600	600-800	> 800
9	Избыточное давление среды в аппарате	МПа	0,14	< 0,1	0,1-0,8	0,8-1,6	1,6-2,5	2,5-6,5	6,5-10	10-32	32-50	50-70	> 70