Введение Пожарная безопасность технологических процессов, оборудования и в целом предприятия обеспечивается комплексом профилактических мероприятий, направленных на предотвращение взрывов и пожаров, на их локализацию и на создание условий для эффективного их тушения. Система предотвращения пожара направлена наустранение образования горючей среды, устранение источника зажигания, снижение температуры горючей среды ниже температуры воспламенения. Система противопожарной защиты - это комплекс организационнотехнических мероприятий, предотвращающих воздействие на людей опасных факторов пожара и уменьшение материального ущерба от него. Противопожарная защита обеспечивается: - заменой пожароопасных веществ на негорючие и трудногорючие; - ограничением количества горючих веществ в помещении; - изоляцией горючей среды; - предотвращением распространения пожара за пределы очага; - применением средств пожаротушения; -применением конструкций, объектов с регламентированными пределами огнестойкости и горючести; - эвакуацией людей; - системами противодымной защиты; - применением средств пожарной сигнализации и средств извещения о пожаре. Целью курсовой работы является анализ пожарной опасности веществ и материалов, применяемых в технологическом процессе, выполнение категорирования взрывопожароопасности помещений с целью разработки мероприятий по повышению пожарной безопасности технологического процесса. Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 3 1. Краткое описание технологического процесса Стирол является сырьем для производства большого количества пластмассовых изделий и синтетического каучука. Стирол представляет собой ароматический углеводород (С6Н5СН = СН2), наличие двойной связи с молекуле которого определяет его способность к полимеризации. Получают стирол чаще всего путем дегидрирования этилбензола (при температуре 650оС) в присутствии катализатора в виде окислов некоторых металлов. Реакция дегидрирования имеет следующий вид: 650 0C С6Н5СН2СН3 С6Н5СН=СН2+Н2 - Q катализатор Данная реакция эндотермическая. Технологическая схема производства стирола из этилбензола представлена на рис.1. Рисунок1 – Технологическая схема производства стирола из этилбензола Чтобы жидкий стирол подвергнуть воздействию высокой температуры, его следует подготовить, т. е. испарить, и пары перегреть. Поэтому из резервуара 1 насосом 2 его подают в испаритель 3 для подогрева до температуры 136оС и Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 4 испарения, а затем в трубчатый перегреватель 4, где за счет теплоты топочных продуктов реактора его пары перегреваются до температуры 250 - 300оС При такой температуре пары этилбензола поступают в реактор 5. Проходя по трубкам реактора, которые заполнены катализаторной массой и с наружной стороны обогреваются продуктами горения природного газа, пары этилбензола нагреваются до температуры реакции 650оС и расщепляются с образованием паров стирола, водорода и тяжелых смол. Образовавшиеся продукты реакции необходимо охладить, отделить стирол от смол, водорода и окончательно его очистить. Поэтому смесь паров и газа из реактора поступает в систему холодильников-конденсаторов 6, где за счет воды и холодильного рассола происходит охлаждение смеси и конденсация паров. Водород и другие газообразные продукты разложения отделяются от жидкости в сепараторе и вакуум-насосом 7 отводятся на последующую утилизацию. Жидкий стирол с примесями (стирол-сырец) поступает в промежуточную емкость 8. Очистка стирола-сырца осуществляется путем ректификации. Сначала следует снизить температурный режим перегонки, чтобы избежать нежелательного интенсивного химического процесса полимеризации. Снижение температурного режима процесса ректификации осуществляется созданием в ректификационной колонне глубокого вакуума. Стирол-сырец из емкости 8 подает насосом через нагреватель 9 в ректификационную колонну 10, которая работает при давлении в верхней части 4 кПа (вакуум 730 мм рт. ст.), в нижней - 8 кПа (вакуум 700 мм рт. ст.) и при температуре (соответственно) 45 и 100оС. Выходящие из колонны пары стирола охлаждаются в конденсаторе-холодильнике 11. Часть жидкого стирола из сепаратора 12 подается в колонну на орошение, а остальная часть поступает в емкость готовой продукции 14. Вакуум в колонне создается вакуумкомпрессором 13 за счет интенсивной конденсации паров в холодильникеконденсаторе, а также отсоса газообразных продуктов и несконденсировавшихся паров из сепаратора 12. Находящиеся в стироле примеси-смолы из нижней части ректификационной колонны отводятся на охлаждение и дальнейшее использование. Для снижения способности стирола к полимеризации (как в процессе ректификации, так и при дальнейших хранении и транспортировке) к стиролу-сырцу (перед перегонкой по линии 17) добавляют небольшое количество ингибитора (обычно гидрохинон). Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 5 Таблица 1.1 1.1. Данные по аппаратам и помещению. Поз на рис. 7 Резервуар стирола-ректификата 14 Объём, м3 1000 Степень заполнения Температура рабочая, °С 0,9 Давление рабочее, МПа 0 Молекулярная масса стирола 103 30 Температура кипения, °С 15 15 14 142 Насос для откачки стирола-ректификата Давление рабочее, МПа 0,2 Температура рабочая, °С 30 Диаметр всасывающей линии, мм Диаметр нагнетательной линии, мм 110 75 Вид уплотнения вала Диаметр вала, мм СУ 35 Производительность насосов, л/с 25 Насосная станция насосов стирола-ректификата Длина помещения, м 8 Ширина помещения, м 6 Высота помещения, м 5 Отключение задвижек авт. Средства тушения пена Кол-во насосов, шт. 4 Площадь остекления, м2 15 Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 6 2. Анализ пожаровзрывоопасных свойств веществ,обращающихся в производстве Стирол – легковоспламеняющая бесцветная жидкость.Плотность 901,7 кг/м при 25 0С, температура кипения 145 0С, плотность пара по воздуху 3,6, максимальное давление взрыва 647 кПа), теплота сгорания 4438,8 кДж/моль,ПДК 5 мг/м3. Этилбензол - легковоспламеняющая бесцветная жидкость.Плотность 826,64 кг/м3 при 25 0С, температура кипения 136,2 0С, плотность пара по воздуху 3,7, теплота сгорания 4386,98 кДж/моль; ПДК 1 мг/м3. Водород – горючий газ.Температура кипения 252,8 0С, плотность по воздуху 0,0695, теплота сгорания 241,6 кДж/моль. Таблица 2.1 3 Показатели пожарной опасности горючих веществ Вещество (класс) tвсп, о С tсв, о С 1 Стирол (ЛВЖ) Водород(ГГ) Этилбензол (ЛВЖ) 2 37 - 3 490 510 20 431 Температурные пределы распространения пламени, о С нижний верхний 4 5 27 67 20 59 Концентрационные пределы распространения пламени, об.доли нижний верхний 6 7 0,011 0,072 0,0412 0,75 0,01 0,068 Uн, м/с 8 0,57 2,70 0,4 Таблица 2.2 Константы уравнения Антуана Вещество Стирол(ЛВЖ) Водород(ГГ) Этилбензол (ЛВЖ) Химическая Молекулярная формула масса С8Н8 104,14 Н2 2,016 С8Н10 106,16 А В СА 7,06542 - 2123,057 - 272,988 - 6,35879 1590,660 229,581 Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 7 3. Оценка пожаровзрывоопасности среды внутри аппаратов при их нормальной работе В технологической схеме могут быть аппараты с горючими жидкостями, причем уровень жидкости может изменяться при наполнении или расходе продукта. Могут быть аппараты, полностью заполненные жидкостью (например, насосы, трубопроводы), аппараты с горючими газами и аппараты, внутри которых находятся одновременно горючая жидкость и газ. Поэтому вначале следует выяснить, есть ли аппараты с переменным уровнем горючей жидкости. Это обычно резервуары, вертикальные и горизонтальные емкости, мерники и другие подобные им аппараты. В таких аппаратах над поверхностью жидкости всегда есть паровоздушное пространство, концентрация паров в котором может быть ниже нижнего предела распространения пламени (воспламенения), в пределах воспламенения (взрыва) или выше верхнего предела распространения пламени (воспламенения). Взрывоопасная концентрация паров в паровоздушном объеме аппарата при нормальной рабочей температуре образуется при выполнении условия: tнп ≤ tр ≤ tвп, (1) где tнп и tвп – нижний и верхний температурные пределы распространения пламени, соответствующие нижнему и верхнему концентрационным пределам распространения пламени; tр – рабочая температура жидкости. Внутри технологического оборудования с горючими газами или перегретыми парами взрывоопасная концентрация (ВОК) образуется в том случае, если в них попадает воздух или по условиям ведения технологии подается окислитель (кислород, воздух, хлор и др.) при выполнения соотношения: φн<φр<φв (2) Внутри технологического оборудования при нормальных условиях для образования взрывоопасных концентраций должны выполняться два условия: 1. Наличие паровоздушного пространства; 2. Наличие жидкости при температуре, лежащей в интервале температурных пределах воспламенения. Взрывоопасная концентрация паров в паровоздушном объеме аппарата при нормальной рабочей температуре образуется при выполнении условия: tНП tР tВП , (1) Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 8 где t НП , t ВП - нижний и верхний пределы распространения пламени, соответствующие нижнему и верхнему концентрационным преде6лам распространения пламени; t Р - рабочая температура жидкости. Для обеспечения безопасности технологического процесс проводят при температуре ниже НТПРТ на 100С или выше ВТПРП на 150С. о t без НП 27 10 t р , т.е. рабочая температура должна быть ниже 17 С, принимаем 16 о t без ВП 67 15 t р , т.е. рабочая температура должна быть выше +82 С, принимаем +83 Если в аппаратах находится горючий газ, а также, в аппарате с ЛВЖ или ГЖ давление выше или ниже атмосферного, оценка горючести внутренней среды производится сравнением величины рабочей концентрации газа с концентрационными пределами распространения пламени: 𝜑н ≤ 𝜑р ≤ 𝜑в , (3) где 𝜑н , 𝜑в - соответственно нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени; 𝜑р - рабочая концентрация горячего пара. Рабочая температура отличается от стандартной (+25 0С) концентрационные пределы распространения пламени определяются по формулам: НКПР НКПР (1 tр ВКПР ВКПР (1 tр 16 НКПР 0.01 (1 t p 273 298 1250 t p 273 298 1250 ), (4) ), (5) 16 273 298 ) 0.011%(об ) , 1250 (4) 16 273 298 ) 0.071%(об ) , 1250 (5) 16 ВКПР 0.068 (1 Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 9 83 НКПР 0,01 (1 -83 ВКПР 0.068 (1 83 273 298 ) 0,01%(об ) , 1250 (4) 83 273 298 ) 0.075%(об ) , 1250 (5) Рабочая концентрация определяется по формуле: Р р s 100% , (6) РО 𝑃0 - атмосферное давление, равное 101,325 кПа; 𝑃𝑆 – давление насыщенных паров. Давление насыщенных паров определяется по формуле из уравнения Антуана: 𝑃𝑠 = 10 𝐵 ) 𝑡р +𝐶𝐴 (𝐴− ,кПа, (7) без Расчет давление насыщенных паров для t НП 16, : 𝑃𝑠 = 10 𝐵 ) 𝑡р +𝐶𝐴 (𝐴− = 0.758 кПа, без Рабочая концентрация для t НП 16, : Р р s 100% 0.74%(об ) , РО (7) (6) без Расчет давление насыщенных паров для t ВП 83, : 𝑃𝑠 = 10 𝐵 ) 𝑡р +𝐶𝐴 (𝐴− = 0.858 кПа, без Рабочая концентрация для t ВП 83, : Р р s 100% 0.846%(об ) , РО (7) (6) Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 10 Оценка горючести внутренней среды при t без НП 16, 0.01 < 0.74 < 0.068, (3) Условие не выполняется т.е. среда является не безопасной. Оценка горючести внутренней среды при t ВП 83, 0.01 < 0.846 > 0.068, (3) Условие не выполняется среда является не безопасной. Вывод: Наиболее безопасной является технологический процесс с температурой 16оС и ниже. без Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 11 4. Расчетное обоснование взрывопожароопасности среды внутри технологического оборудования с ЛВЖ (ГЖ) и ГГ. Таблица 3 Номер Аппарата Наименование аппарата; жидкость Наличие паровоздушного пространства в аппарате Рабочая температура в аппарате, 0С Температурные пределы воспламенения Нижний Верхний Резервуар; бензол есть 1 2 3 4 5 6 Насос;бе нзол Испаритель;бен зол Трубчатый перегреватель;бен зол Реактор;бенз ол Холодильникконденсатор;стир ол 30 20 59 нет нет 136 нет 250-300 нет 650 нет 25 27 67 Заключение о горючести среды в аппарате Среда горючая, т.к. есть паровоздушное пространство Тнпв <Тр <Твпв Отсутствует паровоздушное пространств Отсутствует паровоздушное пространств Отсутствует паровоздушное пространств Отсутствует паровоздушное пространств Отсутствует паровоздушное пространств Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 12 7 Вакуум насос;во дород нет 37 Емкость;ст ирол нет 8 9 10 11 12 13 Нагреватель;сти рол Ректификационная колонна;стиро л Холодильник; стирол Сепаратор;стир ол нет нет нет нет Вакуум компрессор; нет 45-100 Отсутствует паровоздушное пространств Среда горючая, т.к. есть паровоздушное пространство Тнпв <Тр <Твпв Отсутствует паровоздушное пространств Отсутствует паровоздушное пространств Отсутствует паровоздушное пространств Отсутствует паровоздушное пространств Отсутствует паровоздушное пространств Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 13 14 15 Емкость готовой продукции;стир ол Насос для откачки стирола;стиро л есть нет 30 30 27 67 27 67 Среда горючая, т.к. есть паровоздушное пространство Тнпв <Тр <Твпв Отсутствует паровоздушное пространств При нарушении технологического процесса в аппаратах могут создаваться взрывоопасные концентрации, вызывая возможность образования горючей среды. Нарушения технологического процесса, приводящие к образованию горючей среды, приведены в (таблица 4). Образование горючей среды при нарушении технологического процесса в технологическом оборудовании возможно при: Оборудование Компрессор Емкость ректификата Насосы Нагреватель -отсутствие подпора со стороны всасывания; -незначительные не плотности компрессора; -процесс подсоса окислителя (воздуха) в процессе сжатия горючего газа. При нормальной работе внутренний объем частично заполнен жидкостью. Также емкость ректификата оборудована дыхательным клапаном, через который внутрь поступает окислитель (кислород воздуха) в результате больших дыханий. -износ сальников; -разрушения деталей вследствие вибрации, трения, ослабления соединений, перекоса валов; -в периоды остановки их на ремонт. -образование высокого давления; -негерметичность соединений; -неполное удаление ЛВЖ (ГЖ) из аппарата перед остановкой на ремонт и пуска после его оконча- Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 14 ния; -выход ЛВЖ (ГЖ) в результате повреждения трубок, трубной доски и межтрубного пространства. Вывод: При нормальном режиме работы технологического оборудования, образование в нем горючей среды невозможно. Но при нарушении технологического процесса в аппаратах могут создаваться взрывоопасные концентрации, вызывая возможность образования горючей среды. 5. Пожаровзрывоопасность аппаратов, при эксплуатации которых возможен выход горючих веществ наружу без повреждения их конструкции К таким аппаратам относятся: аппараты с переменным уровнем жидкости («дышащие»); аппараты с открытой поверхностью испарения; аппараты периодически действующие, аппараты с сальниковыми уплотнениями. Следует определить, имеются ли такие аппараты в технологической схеме. Аппараты 1, 14 (резервуар и емкость готовой продукции,содержащие этилбензол, стирол), оборудованы дыхательными клапанами с огнепреградителями. Огнепреградители не могут препятствовать выходу паров ЛВЖ наружу. При эксплуатации закрытых аппаратов 3, 4, 5, 6, 9, 10, 11 и емкостей, находящихся под давлением горючими газами и парами ЛВЖ без наличия воздуха, рабочая концентрация газа в аппарате будет равна 100 %. Следовательно, она практически всегда выше верхнего концентрационного предела воспламенения, т.е. опасность взрыва (взрывоопасная концентрация) отсутствует. Однако она может возникать в периоды пуска и остановки аппарата. Пожарная опасность возникает при нарушении установленного давления, повышении температурного режима, появлении неплотностей и повреждений, а также в периоды пуска и остановки технологического оборудования, т. е. когда внутрь аппаратов может попадать воздух или когда жидкости и их пары будут выходить наружу. При эксплуатации закрытых аппаратов и емкостей, находящихся под давлением, даже при их исправном состоянии всегда происходят небольшие утечки горючих веществ через прокладки, швы, разъемные соединения и другие места. В данном технологическом процессе к таким аппаратам относится 14 резервуар стирола . Это объясняется тем, что даже при самой тщательной обработке прилегающих друг к другу поверхностей нельзя создать абсолютную проницаемость. При соприкосновении двух поверхностей из-за незначительных выпуклостей образуется большое количество капиллярных каналов, по которым будет происхо- Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 15 дить истечение газов и жидкостей. Величина утечки будет зависеть главным образом от режима работы аппарата и состояния уплотнений. Подсчет таких потерь затруднителен. Нужно доказать, является ли выброс паровоздушной смеси через дыхательную трубу пожаровзрывоопасным. Концентрация паровоздушной смеси может быть взрывоопасной, если выполняется условие: s ≥ нп (3) где s − концентрация насыщенного пара при рабочей температуре жидкости, определяемая по формуле: s=Рs/Pp, (4) гдеРs –давление насыщенного пара жидкости при рабочей температуре, Па; Pp –рабочее давление паровоздушной смеси в аппарате(абсолютное давление в герметичном аппарате или атмосферное давление Pатм в «дышащем»аппарате), Па. Резервуар 14 стирол: lg Ps 7,06542 2123,057 0,05922 272,988 30 Рs=0,872531кПа s 0,872531 0,0086389 0,86% 0.01% 101 Вывод: Концентрация насыщенного пара больше нижнего предела нп. Определяем, 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 определяется по формуле: 𝐺п = 𝑉ж 𝑃атм 𝑀 𝜑 𝑇р 𝑠 𝑅 где Gп – количество выходящих паров из заполненного жидкостью аппарата, кг/цикл; Vж – объем жидкости, поступающей в аппарат, м3; ратм – атмосферное давление, Па; Тр – рабочая температура жидкости, К; ϕп – концентрация паров жидкости в аппарате, об. доли; М – молекулярная масса жидкости, кг/кмоль; R = 8314,31 Дж/(кмоль·К) – универсальная газовая постоянная. Gn 1100 101.325 106.16 0,0168 0.074кг / цикл 273 30 8314,31 Объем взрывоопасной зоны вблизи места выхода паров (газа) определяется по формуле: Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 16 Vвок = Gп/н*xКб (6) где Vвок – объем взрывоопасной зоны, м3;н* – нижний концентрационный предел распространения пламени, кг/м3, Кб–коэффициент безопасности, Gn – количествопаров, выходящих из аппарата за один, цикл, кг/цикл. М н* Vt 104,14 0,086 0,3519 25,45 Vt 22,4135 30 273 25,45 273 Объем взрывоопасной зоны вблизи места выхода паров при большом дыххании по формуле 6 Vвок Gн н К б 0,074 / 0,3519 2 0.42куб .м Количество паров, которое может выйти из аппарата за один цикл «малого» дыхания определяется по формуле (рассмотрим летний период при t1 = 10℃ и t 2 = 30℃ ): 1−φп1 𝐺п = 𝑉св Pатм ( 1−0,176 𝐺п = 110 ∙ 101.325 ( 283 − T1 1−0,357 303 − 1−φп2 T2 ̅ 𝜑 ) 1−𝜑п̅ 0,2665 ) 1−0,2665 𝑀 п (11) 𝑅 104.14 8314,31 = 0,037 кг/цикл где 𝐺п – потери паров при «малом» дыхании, кг. 𝑉св – свободный объем (объем паровоздушной смеси). 𝑉св = 𝑉Рез − 𝑉ж = 1100 − 990 = 110 м3 𝑉 = 0.9 × 1100 = 990 м3 (11) (12) (12) T1 и T2 – температура паровоздушной смеси в начале и в конце дыхания соответственно, К; φп1 и φп2 − концентрация паров в смеси в начале и в конце дыхания соответственно. при T1 = t1 + 273 = 10 + 273 = 283 K φп1 = 0,176 об. доли Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 17 при T2 = t 2 + 273 = 30 + 273 = 303 K φп2 = 0,357 об. доли 𝜑̅п - средняя концентрация паров в смеси: 𝜑̅п = φп1 +φп2 2 = 0,176+0,357 2 = 0,2665 об. Доли Объем взрывоопасной зоны вблизи места выхода паров при малом дыхании по формуле 6 Vвок 0,037 / 0,3519 2 0.21куб.м Вывод: При эксплуатации закрытых аппаратов 3, 4, 5, 9, 10, 11 и емкостей, находящихся под давлением горючими газами и парами ЛВЖ без наличия воздуха, рабочая концентрация газа в аппарате будет равна 100 %. Следовательно, она практически всегда выше верхнего концентрационного предела воспламенения, т.е. опасность взрыва (взрывоопасная концентрация) отсутствует. Однако она может возникать в периоды пуска и остановки аппарата. Позиция 14 резервуар стирола при расчетной температуре 30 °С представляет пожарную опасность. Концентрация насыщенного пара больше нижнего КПР (0.86% больше 0.01%) стирола. Наибольшую опасность представляет собой «большое» дыхание. Так при t = 30℃ вблизи резервуара объемом 1100 м3 образуется взрывоопасная зона равная 0.42 м3. Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 18 6. Анализ возможных причин повреждения аппаратов и трубопроводов, разработка необходимых средств защиты Аппараты и трубопроводы могут повреждаться от образования повышенного давления, проявления динамических воздействий, образования высоких температурных напряжений в материале стенок или от изменения прочностных свойств материала в результате воздействия высоких и низких температур, коррозии материала стенок или эрозии (механического истирания стенок). Аппараты и трубопроводы могут повреждаться по следующим причинам: 1. Образование повышенного давления в аппаратах. При исследовании возможности образования повышенного давления в аппаратах устанавливаем: Есть причины, приводящие к нарушению материального баланса в насосе для перекачки стирола 15. В насосе 15 могут происходить характерные причины повреждения такие как гидравлические удары, опасные вибрации, нарушение материального баланса, появление температурных напряжений стенок аппарата. Величина давления в линиях : 𝑙 ω2 ΔР = 𝜆 экв 𝜌𝑡 (7) 2𝑑 где, λ – коэффициент трения при движении продукта по трубе; d=11мм – диаметр трубы; ρ=34,44 кг/куб.м – плотность вещества; u=2м/с – скорость потока; l=3м – длина трубопровода. λ находим по формуле: 0,11 68 d Re 0,11 0.3 103 68 0.035 1.7 105 9.8 105 Re d t / 2 0.035 34.44 / 0.7 10 3 1.7 105 P lt / d / 2 9,8 105 3 / 0.035 34.44 / 2 42.804 Па Определим расчетом, на какую величину может повыситься давление в полностью заполненных аппаратах со стиролом при повышении температуры на определенную величину: Δ=( β -3 α/βсж) х Δt = 210 1011 3 17 10 6 3,8 103 Па 13110 (8) где β – коэффициент объемного расширения жидкости; βсж– коэффициент Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 19 объемного сжатия жидкости,α– коэффициент линейного расширения материала стенок аппарата, Δt=– изменение температуры в аппарате, оС. Общее давление в аппарате будет: робщ = рраб + Δр=101 3,8 104,8кПа , (9) где рраб − рабочее (начальное) давление жидкости в аппарате, МПа; Δр− приращение давления, МПа. 2. Образование динамических воздействий в аппаратах. Воздействию гидравлических ударовчаще всего подверженытрубопроводыи насосы. Гидравлические удары могут возникнуть в результатебыстрого закрывания или открывания вентилей на трубопроводах, при больших пульсацияхподаваемой насосами жидкости, прирезком изменениидавлении на какомлибоиз участков трубопровода. Приращение давления в трубопроводе при гидравлическом ударе определяют по формуле Н.Е. Жуковского: Р сpt 2906 1 780 2266840 Па, (10) где с – скорость распространения ударной волны: с g Еж 9,81 1340 106 2906 м/с, d Еж 0,035 1340 106 1 780 1 10 s Е 0,003 2,1 10 где -удельнаяплотность жидкости; d - внутренний диаметр трубы; Е – модуль упругости материала трубы; Еж - модуль упругости жидкости; s – толщина стенки трубы; - уменьшение скорости движения жидкости в трубопроводе, м/с. нач. кон. 1 0 1м/с где нач - начальная скорость движения продукта в трубопроводе, м/с; кон- конечная скорость движения продукта в трубопровод, м (часто кон Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 20 =0). 3. Химический износ материала (коррозии) аппаратов. Обращающиеся в производстве этилбензол и стирол не обладают корродирующими свойствами, в них нет также примесей, обладающими этими свойствами, поэтому аппараты не будут испытывать интенсивного износа коррозией от продукта, за исключением реактора. Трубки реактора со стороны топки будут корродировать за счет свободного кислорода в продуктах горения и особенно при омывании их языками пламени (образуется окалина). Поэтому реактор, как было сказано выше, должен быть выполнен из высококачественной стали, а пламя горелок не должно касаться теплообменной поверхности реактора. Исходя из основных закономерностей коррозионных процессов, используют следующие направления борьбы с ней: - применение коррозионно-устойчивых металлов; - изоляция металлов от агрессивной среды защитными покрытиями; - уменьшение коррозионной активности среды; - использование неметаллических химически стойких материалов; - катодная и протекторная защита. Мероприятия направленные на уменьшение вибрации аппаратов: устройством под источником вибрации массивных фундаментов, поглощающих механические колебания, изолированно от фундаментов несущих строительных конструкций зданий и сооружений; установкой источника вибрации на различного рода эластичных прокладках и пружинах, которые обеспечивают гашение механических колебаний; систематическим контролем за вибрацией и при необходимости устранением причин вибрации (центровка и балансировка валов вращающихся элементов машин и агрегатов, обеспечение надежного крепления источников вибрации и трубопроводов). Для предотвращения опасных динамических нагрузок на оборудовании и трубопроводах не допускать: резкого изменения давления или температуры при остановке, пуске и работе аппаратов, где возможен гидравлический удар; Мероприятия, направленные на защиту технологического оборудования от повреждений, вызванных химическими воздействиями: применить специальные антикоррозийные защитные покрытия; снизить активность коррозионной среды (обезвоживание, удаление Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 21 кислорода, введение ингибиторов, присадок и т.п.); заменить металлы на неметаллы; применить установки протекторной защиты. Мероприятия, направленные на защиту технологического оборудования от повреждений, вызванных температурными напряжениями: установить температурные компенсаторы на трубопроводах к контактному аппарату; снизить рабочие нагрузки на стенки аппаратов; окрасить емкости для ГЖ краской светлого тона для предотвращения воздействия солнечных лучей; соблюдать периодичность смазки трущихся частей и не допускать температуры их нагрева выше установленной нормы. Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 22 7. Анализ возможности появления характерных технологических источников зажигания Возможности появления технологических источников зажигания: − Аппараты, работа которых связана с использованием открытого огня, например, трубчатые печи, огневые реакторы не предусмотрены. −Отсутствуют опасно нагретые поверхности аппаратов, т. е. поверхности, температура которых превышает 80% температуры самовоспламенения веществ, обращающихся в производстве; − Не имеются места опасных тепловых проявлений химических реакций; в аппаратах вещества, нагретые до температуры, превышающей температуру их самовоспламенения отсутствуют; не имеются вещества или отложения на стенках, способных самовозгораться при соприкосновении с воздухом, а также способных воспламеняться при взаимном контакте, контакте с воздухом или при соприкосновении с водой; − Возможность образования источников зажигания от теплового проявления механической энергии при открывании люков загрузочных (световых и замерных) на аппаратах источниками зажигания могут являться искры от механических ударов и т. п.; − Также источником воспламенения может быть тепловое проявление электрической энергии. Источники воспламенения от теплового проявления электрической энергии могут возникнуть при несоответствии электрооборудования(электродвигателей, силовых электрических сетей)характеру воздействующей на него среды; в случае несоблюдения правил устройства и эксплуатации электрооборудования; при неисправностях и повреждениях, вызываемых механическими причинами, а также действием химически активных веществ, влаги и т.п. Тепловое действие электрического тока может проявиться в виде электрических искр и дуг, чрезмерного перегрева двигателей, контактов, отдельных участков электрических сетей и электрического оборудования, а также аппаратов при перегрузках и больших переходных сопротивлениях, в виде перегрева в результате теплового проявления токов индукциии самоиндукции, при искровых разрядах статического и атмосферного электричества, в результате нагревания вещества и материалов от диэлектрических потерь энергии. Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 23 8. Возможные пути распространения пожара Пожары на производстве методом низкого давления протекают в сложных условиях с быстрым распространением огня на соседние аппараты и участки, и, зачастую, принимают характер катастрофы с огромным материальным ущербом. Наличие больших объемов легковоспламеняющихся и горючих жидкостей приводит к тому, что пожар на установках может принять значительные размеры. Условиями распространения горения на установке являются: разливы по территории установки горючих и легковоспламеняющихся жидкостей; разветвленная сеть промышленной канализации при неэффективности гидравлических затворов в колодцах; отсутствие аварийных сливов из емкостных аппаратов, линий стравливания смесей из аппаратов; разветвленная сеть трубопроводов при отсутствии на них гидравлических затворов. При пожаре возможен взрыв, так как имеет место образование взрывоопасных концентраций в них. Испарение паров легковоспламеняющихся жидкостей и газов будет создавать газовоздушную смесь, которая при ветреной погоде будет перемещаться к возможному очагу пожара. Чтобы предотвратить распространение огня по производственным коммуникациям применяют огнепреградители, в виде гидравлических затворов, затворы из твердых измельченных материалов, автоматические задвижки и заслонки, водяные завесы, перемычки, засыпки и т. п. Коэффициент расхода системы определяем по формуле: сист 1 1 3 сист 1 0,303 1 3 3,3 Определяем суммарный коэффициент местных сопротивлений: Аварийный трубопровод обычно имеет вход с плавными закруглениями, задвижку электроприводом, гидравлический затвор, два плавных поворота, с учетом поворота 90опри 5dтр. сист вх г п вых з 0,5 1,3 0,5 0,5 0,5 з 3,3 Время опорожнения принимаем 15 мин=900с. Определяем диаметр аварийного трубопровода по формуле: d тр 0,758 Vж t опор сист Н1 Н 2 0,758 9,75 900 0,303 2,09 0 0,119 м 120 мм Принимаем трубу Ф127х3,5 Определяем площадь проходного сечения труб системы аварийного слива Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 24 и выходного патрубка аппарата f тр fвых 0,758 d вн2 0,758 0.122 0.0109 м2 Определяем среднюю скорость движения жидкости по аварийному трубопроводу при сливе 2,22 сист Н1 Н 2 2,22 0,303 2,09 0 0,956 м/ с Находим плотность сливаемой из аппарата жидкости при tp=250C: t 901.7кг / м3 Находим вязкость сливаемой из аппарата жидкости при tp=250C t 0.63 103 Па с Определяем значения критерия Рейнольдса Re d в н t 0.956 0.12 901.7 1,64 105 3 t 0.63 10 0,11 68 d Re 0,11 0.3 103 68 0.12 1.64 105 9.8 10 4 Определяем коэффициент сопротивления системы сист вх d вн 10 3,3 9,8 104 10 6,96 0,12 Определяем уточненное значение коэффициента расхода системы сист 1 1 0,314 1 сист 1 6,96 Определяем ошибку при оценке коэффициента расхода системы 0,314 0,303 100 3,5% 0,354 Для помещений данного производства нормативные документы не требуют защиты установками автоматического пожаротушения. Предлагается оборудовать установками водяного орошения емкости поз. 1, 8, 14 ректификационную колонну. Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 25 9. Расчет категории взрывопожароопасности помещения насосной станции насосов для перекачки стирола- ректификата. В помещении насосной станции нет емкостных аппаратов, а только насосы и трубопроводы. Наиболее опасной ситуацией будет разрыв нагнетательного трубопровода, диаметр которого 75 мм. Помещение площадью Sn0M= 48 м , высотой h= 5 м. Наиболее неблагоприятный вариант аварии будет при разрушении нагнетательного трубопровода давление газа 0.2 МПа. К аппарату подводится и отводится по трубопроводу диаметром 110 и 75 мм стирол. Линия оборудована аварийными задвижками с автоматическим отключением. Расстояние до задвижек 9 м, при разрушении нагнетательных трубопроводов произойдет выход стирола в помещение, также будет происходить выход из отводящего и подводящего трубопроводов. Из подводящего трубопровода будет происходить выход смеси с производительностью 0,16 м/с и на протяжении 120 сек. Из отводящего трубопровода выход смеси будет осуществляться только самотеком. Определяем объем помещения, м3: Vпом Sпом h (17) где: Sпом -площадь помещения м3; h- высота помещения м. Vпом 48 5 240 м3 (17) Свободный объем помещения, составит, м3: Vсв Vпом 0,8 (18) 3 Vсв 240 0,8 192 м (18) Определяем объем стирола вышедшего из трубопроводов VT1и VT2до их отключения, м3 VT qпр T , (19) где q пр — производительность, с которой продолжается поступление стирола в аппарат по трубопроводу до момента его отключения, м3/с; Т —время отключения аварийных задвижек, с. VT1 0.25 120 30 м 3 VT2 0,01 P1 2 l d 4 (19) 2 (20) Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 26 где Р1 —максимальное давление в трубопроводе, кПа; l—расстояние до задвижек, м; d—диаметр подводящего и отводящего трубопровода, м. 3,14 0,1852 VT2 0,01 200 2 9 0.96 м 3 (20) 4 Объем стирола, вышедшего из обоих трубопроводов после того как задвижки были закрыты, м3 : VT VT1 VT2 (21) 3 VT 30 0.96 30,96 м (21) Производим расчет избыточного давления взрыва для газовоздушной смеси стирола: Зная объем стирола VT,можно вычислить его массу, кг: mг г VT (22) где рг — плотность стирола при расчетной температуре и атмосферном давлении Рр = 101,325 кПа, кг/м , которая вычисляется по формуле: г M Vo (1 0,00367 t р ) (23) где М —молярная масса стирола, 114.4 кг/кмоль; V0— мольный объем, равный 114.4 м/кмоль; tp—расчетная температура окружающей среды, принимаем 20°С. г 114.4 0,93 114,4 (1 0,00367 20) (23) Допускается учитывать постоянно работающую общеобменную вентиляцию, обеспечивающую концентрацию горючих газов и паров в помещении, не превышающую предельно допустимую взрывобезопасную концентрацию, рассчитанную для аварийной вентиляции. Указанная общеобменная вентиляция должна быть оборудована резервными вентиляторами, включающимися автоматически при остановке основных. Электроснабжение указанной вентиляции должно осуществляться не ниже чем по первой категории надежности по ПУЭ. При этом массу горючих газов или паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, нагретых до температуры вспышки и выше, поступивших в объем помещения, следует разделить на коэффициент К, определяемый по формуле: Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 27 AT 1 (24) 3600 где А - кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, K Т - продолжительность поступления горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в объем помещения, с. 6 120 1 1,2 (24) 3600 Тогда масса горючих газов, с учетом коэффициента К K mг г VT (25) K 0,93 30,96 mг 23,99 кг (25) 1,2 Определяем стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания по следующей формуле: nc nH nx no 4 2 (26) где пс, пн, пх, п0 — число атомов С, Н, и галоидов в молекуле горючего. Метан С8Н4 имеет следующий стехиометрический коэффициент: 8 4 9 (26) 4 Стехиометрическая концентрация метана составит, % (объемных): ССТ ССТ 100 1 4,84 (27) 100 2,24%(об ) 1 4,84 9 (27) Определяем расчетное избыточное давление взрыва паровоздушной смеси с учетом коэффициента участия горючего вещества во взрыве Z, кПа: P1 ( Pmax Po ) mг Z 100 1 Vсв г Сст K н (28) где Ртах - максимальное давление, развиваемое при сгорании стехиомет- Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 28 рической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным; Р0 — начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101кПа); Z— коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения, принимаем равным 0,5 согласно таблица А.1СП 12.13130.2009; Ки — коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать Кн равным 3. P1 (706 101,325) 23.99 0,5 100 1 49,36кПа 192 0,93 2,24 3 (28) По пожарной и взрывопожарной опасности помещения производственного и складского назначения независимо от их функционального назначения подразделяются на следующие категории: 1) повышенная взрывопожароопасность (А); 2) взрывопожароопасность (Б); 3) пожароопасность (В1 - В4); 4) умеренная пожароопасность (Г); 5) пониженная пожароопасность (Д). Определение категорий помещений следует осуществлять путем последовательной проверки принадлежности помещения к категориям от наиболее опасной (А) к наименее опасной (Д). Для нашего помещения (насосной) расчетное избыточное давление превышает 5 кПа (49.36 кПа при автоматическом отключении), следовательно помещение относиться к категории А по взрывопожарной опасности. В качестве легкосбрасываемых конструкций следует, как правило, использовать остекление окон и фонарей. При недостаточной площади остекления допускается в качестве легкосбрасываемых конструкций использовать конструкции покрытий из стальных, алюминиевых и асбесто-цементных листов и эффективного утеплителя. Площадь легкосбрасываемых конструкций следует определять расчетом. При отсутствии расчетных данных площадь легкосбрасываемых конструкций должна составлять не менее 0,05 м2 на 1 м3 объема помещения категории А 240х0.05=12м2. Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 29 10. Пожарно-профилактическиемероприятия Аппараты имеющие паровоздушное пространство должны быть оборудованы дыхательными линиями. При заполнении аппаратов пары растворителя будут выходить наружу, создавая местные взрывоопасные концентрации и увеличивая потери растворителей, а при сливе жидкости может быть подсос воздуха внутрь аппаратов. Последнее обстоятельство совершенно недопустимо не только с точки зрения безопасности, но и по условиям технологии, учитывая большую химическую активность катализаторов к кислороду. Следовательно, система дыхания аппаратов по условиям технологии, а также пожарной безопасности должна быть изолирована от воздуха, т. е. аппараты должны работать под защитой азота. Сброс азота в атмосферу происходит через клапан, поддерживающий требуемое давление в аппарате. Так как вместе с азотом выбрасывается часть паров растворителя, то дыхательные линии выводят за пределы производственного помещения. При разборке трубопроводов на ремонт оборудования следует обращать серьезное внимание не только па правильность отключения всех трубопроводов и на полное удаление растворителя и его паров из объема аппаратов. Подготовку аппаратов к очистке рекомендуется вести следующим образом. После полного слива жидкости и отключения всех трубопроводов заглушками аппарат продувают азотом в течение 1 ч, заполняют водой и выдерживают в этом состоянии 4-5 ч. При этом вода разлагает катализатор, затем сливается и аппарат ставят на проветривание. К очистке приступают только после анализа среды па присутствие углеводородов. 9.2 Поддержание безопасного температурного режима Если выделяющееся тепло своевременно не отводить, температура, а следовательно, и давление в аппарате будут повышаться. Повышение температуры вызовет увеличение скорости реакции в реакторе, а следовательно, еще более интенсивное выделение теплоты. Такое нарастание опасности может быть в результате нарушения нормального процесса охлаждения этилбензола и стирола в холодильнике 6 при уменьшении количества подаваемой холодной воды или при сильном загрязнении теплообменной поверхности трубок отложениями, а также при уменьшении количества циркулирующего в системе этилбензола. Нарушение циркуляции этилбензола может быть при неисправностях газодувки (на приведенной технологической схеме газодувка циркуляционной системы этилбензола не показана), а также при образовании пробок в линиях в результате отложений частичек полимера. Особенно опасно полное прекращение циркуляции этилбензола. Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 30 На основании анализа пожарной опасности технологического процесса, с учетом режимов работы технологического оборудования проведем пожарнопрофилактические мероприятия. 9.3 Процессы нагревания и охлаждения горючих веществ в рекуперативных аппаратах (теплообменниках, холодильниках) 9.3.1 Перед пуском в работу теплообменников, холодильников и конденсаторов следует провести их внешний осмотр, проверить исправность контрольноизмерительных или регулирующих приборов, арматуры, теплоизоляции, проверить состояние площадок под аппаратами. 9.3.2 Разогрев (при пуске) и охлаждение (при останове) теплообменников, особенно кожухотрубчатых и без температурных компенсаторов, следует производить плавно во избежание повреждения от температурных напряжений. 9.3.3 Необходимо следить за подачей воды, холодильного рассола или сжиженного газа в холодильники-конденсаторы. При уменьшении подачи хладагента нужно принимать меры для снижения производительности аппаратов или их остановки. 9.3.5 Необходимо следить, чтобы твердое покрытие площадки под теплообменники и ограждающие бортики были в исправном состоянии. Нельзя допускать загрязнения площадки горючими веществами. Канализационные стоки, лотки и приспособления для смыва разлившегося продукта должны быть исправными. 9.3.6 Перед началом очистки или ремонта теплообменных аппаратов вытекающие продукт и вода при открывании крышек должны быть с площадки убраны, а места загрязнений засыпаны сухим песком. 9.4 Химические процессы и реакторы 9.4.1 При проведении химических процессов с участием взрыво- и пожароопасных веществ к эксплуатации допускается исправное технологическое оборудование, прошедшее в установленные сроки освидетельствование в соответствии с требованием Госгортехнадзора и качественно подготовленное к работе. 9.4.2 При подготовке реакторов к работе необходимо тщательно проверить исправность КИП и регулирующих приборов, предохранительных клапанов. Эксплуатация реакторов с отключенными или неисправными КИП, а также с отключенными или неисправными защитными устройствами запрещается. Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 31 9.4.3 При загрузке реакторов необходимо осуществлять контроль состава и дозировки исходных веществ в соответствии с технологическим регламентом, обращая внимание и на количество подаваемых катализаторов, так как завышенная концентрация или увеличенная подача может привести к быстрому росту температуры и давления. 9.4.4 В реакторном отделении нельзя допускать приготовления растворов пожаро- и взрывоопасных катализаторов. Эту операцию следует производить в изолированном помещении. 9.4.5 Необходимо осуществлять контроль исправности систем аварийного слива жидких горючих продуктов из реакторов и связанных с ними аппаратов и системы аварийного стравливания избыточного давления газов и паров. 9.4.6 Чтобы не допустить повышения температуры и давления в реакторах и протекания в них побочных реакций, способных вызвать повреждения и пожар, необходимо следить за параметрами процесса и режимом работы аппаратов: температурной, количеством и соотношением поступающих в аппарат исходных веществ; температурой и количеством подаваемого хладагента; своевременной очисткой теплообменной поверхности аппарата от образующихся отложений; температурой в различных точках реактора и давлением в процессе работы. 9.4.7 Во избежание переполнения жидкостных реакторов и образования повышенного давления необходимо проверять исправность устройств, регулирующих высоту слоя жидкости, или приспособлений, автоматически отключающих подачу сырья при превышении уровня жидкости. 9.4.8 Для предупреждения повышения давления в реакторе-полимеризаторе нельзя допускать образования полимерных отложений в трубах обратных холодильников-конденсаторов, в линиях отвода продуктов реакции из аппаратов, в линиях системы стравливания избыточного давления и других трубопроводах. 9.4.9 При эксплуатации реакторов-полимеризаторов, а также соединенных с ним холодильников необходимо систематически очищать их теплообменную поверхность от отложений полимеров и солей. 9.4.10 При возникновении пожара в реакторном отделении необходимо прекратить подачу сырья и обогрев аппаратов, дать повышенное количество негорючего хладагента, стравить избыточное давление и подать в аппараты инертный газ. Одновременно вызвать пожарную команду и принять меры к ликвидации пожара. Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 32 9.5 Процессы разделения горючих суспензий и эмульсий 9.5.1 Отстойники для разделения горючих суспензий и эмульсий должны иметь пожаробезопасные измерители уровня с обозначением максимально допустимого уровня жидкости. При неисправности измерителей уровня эксплуатировать отстойники не разрешается. 9.5.2 При разделении горючих суспензий получающийся твердый осадок перед выгрузкой из аппарата необходимо продуть инертным газом и промыть водой до полного удаления горючей жидкости. 9.5.3 Необходимо проверять наличие первичных средств пожаротушения и исправность имеющихся стационарных систем пожаротушения. 9.6 Процессы очистки горючих газов от твердых веществ 9.6.1 Циклоны и фильтры, а также технологические трубопроводы должны быть герметичными и не пропускать горючих газов и пыли в производственные помещения. 9.6.2 Необходимо наблюдать за состоянием внутренней поверхности корпуса циклонов и фильтров, не допуская наличия вмятин, шероховатостей, щелей и других дефектов, способствующих скоплению осевшей пыли. 9.7 Технологические трубопроводы с горючими жидкостями и газами. 9.7.1 При эксплуатации технологических трубопроводов с горючими газами следует соблюдать «Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов для горючих, токсичных и сжиженных газов», «Правила безопасности во взрывоопасных и взрывопожароопасных химических и нефтехимических производствах» и требования настоящего раздела Правил: 4.14.2 В производственных цехах и на отдельных установках должна быть вывешена схема трубопроводов с указанием расположения задвижек, которыми отключают поступление продукта при пожаре. 4.14.3 Обслуживающему персоналу необходимо знать расположение трубопроводов, задвижек и их назначение, а также уметь четко и быстро переключать задвижки при авариях и пожарах. 4.14.4 Трубопроводы из керамики, стекла и пластических масс не разрешается использовать для транспортирования горючих жидкостей и газов без специального обоснования. Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 33 4.14.5 Необходимо следить за тем, чтобы отверстия в местах прохождения трубопроводов через глухие стены были герметично заделаны. 4.14.6 При прокладке межцеховых трубопроводов с горючими жидкостями и газами в каналах и траншеях (открытых и закрытых) надо следить за тем, чтобы в местах перехода траншей и каналов из одного помещения в другое через пожарную стену имелись исправные газонепроницаемые перемычки (диафрагмы) из несгораемых материалов. 4.14.7 Во избежание образования пробок в наружных трубопроводах, по которым транспортируются вязкие и легкозастывающие горючие продукты (с температурой застывания, близкой к нулю и выше), необходимо постоянно контролировать обогрев этих трубопроводов и арматуры, а также исправность их теплоизоляции. 4.14.8 В закрытых лотках и туннелях, где имеются трубопроводы с пожаро- и взрывоопасными веществами, в местах наиболее вероятного скопления горючих паров и газов необходимо устанавливать газоанализаторы, автоматически сигнализирующие о создании опасных концентраций. 4.14.9 Не допускается применять заглушки для отключения трубопровода, останавливаемого на длительное время, от другого трубопровода, находящегося под давлением. В таких случаях необходимо предусматривать съемный участок трубопровода, а на концах действующих трубопроводов устанавливать заглушки. 4.14.10 Установку и снятие заглушек на линиях с пожаровзрывоопасными веществами необходимо отмечать в журнале за подписью лица, установившего или снявшего заглушку. Все заглушки должны быть пронумерованы и рассчитаны на требуемое давление. 4.14.11 При транспортировании по трубопроводам веществ и смесей, воспламеняющихся при контакте с водой и водными растворами, следует обеспечить тщательную осушку коммуникаций от влаги после ремонта. 4.14.12 Для уменьшения возможности детонационного разложения ацетилена следить, чтобы диаметры ацетиленовых трубопроводов и скорость движения газа по ним не превышала установленных проектных величин. При необходимости иметь трубопровод большего сечения (при большем расходе ацетилена) следует использовать параллельные ветви. 4.14.13 Размещение огнепреградителей, их типы, размеры и высота огнегасящей насадки, а также скорость движения ацетилена в огнепреградителей и его гид- Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 34 равлическое сопротивление должны соответствовать проекту и технологической инструкции. 4.14.17 Следует постоянно контролировать исправность и чистоту теплоизоляции на горячих трубопроводах. Не допускается эксплуатировать горячие трубопроводы с поврежденной теплоизоляцией и при попадании на нее горючих жидкостей. 4.14.18 При значительном прорыве газа или жидкости из поврежденных трубопроводов, а также при возникновении пожара на межцеховых коммуникациях вызвать пожарную команду и газоспасательную службу. Одновременно должны быть приняты меры к локализации аварии и прекращению подачи продукта в поврежденный трубопровод. 5.1 Защита от статического электричества 5.1.1 Для предупреждения опасности, связанной с искровыми разрядами статического электричества, наряду с настоящими Правилами необходимо выполнять требования Правил защиты от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. 5.1.2 Мероприятия по защите от статического электричества должны осуществляться во взрыво- и пожароопасных зонах, отнесенных по ПУЭ к классам В-I, ВIа, В-Iб, В-Iг, В-II, В-IIа, П-1, П-II, в случае переработки и транспортирования веществ, имеющих удельное объемное электрическое сопротивление, равное или более 100000 Ом/м3. В случае переработки и транспортирования в электропроводном оборудовании без распыления и разбрызгивания веществ, имеющих удельное сопротивление менее 100000 Ом/м3, применения мер защиты от статического электричества не требуется. 5.1.3 В зонах, указанных в п.7.5.2, не допускается использовать оборудование и устройства, работа которых сопровождается образованием зарядов статического электричества и искровыми разрядами, без защитных устройств, обеспечивающих непрерывную и полную нейтрализацию образующихся зарядов статического электричества или исключающих опасность его искровых проявлений. 5.1.4 Для предупреждения образования опасных искровых разрядов с поверхности оборудования, перерабатываемых веществ, а также с тела человека необходимо проверять наличие и исправность: Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 35 а) заземления оборудования и коммуникаций, а также обеспечение постоянного электрического контакта с заземлением тела человека; б) системы отвода зарядов, основанной на уменьшении удельных объемных и поверхностных электрических сопротивлений (повышение относительной влажности воздуха до 65-70%, применение антистатических присадок, поверхностноактивных веществ, электропроводящих красок, лаков, резины и т.п.); в) систем нейтрализации зарядов с использованием радиоизотопных и других нейтрализаторов. 5.1.5 Для снижения интенсивности возникающих зарядов статического электричества и опасности искровых разрядов необходимо: а) очищать горючие газы, где это технологически возможно, от взвешенных жидких и твердых частиц. Жидкости очищать от загрязнения нерастворимыми твердыми примесями; б) исключать разбрызгивание, дробление и распыление веществ там, где этого не требует технология производства; в) не допускать скорость движение материалов в аппаратах и магистралях выше значений, предусмотренных проектом; г) там, где это возможно, заменять горючие растворители негорючими или исключать образование взрывоопасных смесей. 5.1.6 Металлические и электропроводные неметаллические части технологического оборудования должны быть заземлены независимо от того, применяются ли другие меры защиты от статического электричества. 5.1.7 Металлические и электропроводное неметаллическое оборудование, трубопроводы, вентиляционные короба и кожухи термоизоляции трубопроводов и аппаратов, расположенные в цехе, а также на наружных установках, эстакадах и каналах, должны представлять собой на всем протяжении непрерывную электрическую цепь, которая в пределах цеха (отделения, установки) должна быть присоединена к контуру заземления не менее чем в двух точках. 5.1.8 Открывание люков автоцистерны и танков наливных судов и погружение в них шлангов должно производиться только после присоединения заземляющих проводников к заземляющему устройству. Заземляющий проводник сначала присоединяют к корпусу автоцистерны (или танка), а затем к заземляющему устройству. Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 36 Контактные устройства для присоединения заземляющих проводников от автоцистерн и наливных судов должны быть установлены вне взрывоопасной зоны. 5.1.9 Резиновые (либо другие из неэлектропроводных материалов) шланги с металлическими наконечниками, используемые для налива жидкостей в железнодорожные цистерны, автоцистерны, наливные суда и другие передвижные сосуды и аппараты, должны быть обвиты медной проволокой диаметром не менее 2мм (или медным тросиком сечением не менее 4мм2) с шлангом витка не более 100 мм. Один конец проволоки (тросика) соединяется пайкой (или под болт) металлическими заземлениями частей продуктопровода, а другой - с наконечником шланга. Наконечники шлангов должны быть изготовлены из меди или других неискрящих металлов. 5.1.10 Заземляющие устройства для защиты от статического электричества следует, как правило, объединять с заземляющими устройствами для электрооборудования. 5.1.11 Осмотр и измерение электрических сопротивлений заземляющих устройств для защиты от статического электричества должны проводиться вместе с проверкой заземления электрооборудования цеховых установок в соответствии с ПТЭ и ПТБ. 5.1.12 На основании Правил защиты от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности на каждом предприятии в цеховую инструкцию должны быть включены разделы: «Защита от статического электричества» и «Эксплуатация устройств защиты от статического электричества». 5.1.13 Ответственность за обеспечение исправности устройств защиты от статического электричества в цехе возлагается на начальника цеха, а по заводу (предприятию, организации) - на главного энергетика. 6.1 Молниезащита 6.1.1 Мероприятия по молниезащите зданий и сооружений должны осуществляться в зависимости от степени опасности и вероятности поражения их молнией и соответствовать требованиям настоящих Правил и Указаний по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений. Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 37 6.1.2 Требования к защите от электрической и электромагнитной индукции сочетаются, как правило, с требованиями к защите от статического электричества (см.также п. 7.5.10). 6.1.3 При эксплуатации молниезащитных устройств наряду с текущим и предупредительным ремонтами необходимо предусмотреть периодические осмотры (ревизии) с целью: а) проверки надежности электрической связи между токоведущими элементами; б) выявления элементов, требующих замены или усиления из-за механических повреждений; в) принятия мер по коррозионной защите или по усилению элементов, поврежденных коррозией; г) проверки соответствия молниезащитных устройств категории здания или установки (при изменении технологии, реконструкции зданий и сооружений); д) измерения сопротивления всех заземлителей молниезащиты не реже в 2 года (эти измерения надо совмещать с измерениями сопротивлений заземлителей защиты электроустановок). 6.1.4 Объем предупредительного ремонта устройств молниезащиты должен быть определен к началу грозового сезона (март для южных и апрель для центральных районов СССР). Мелкий текущий ремонт молниезащитных устройств можно выполнять во время грозового сезона, а капитальный ремонт - только в негрозовое время года. 6.1.5 Ответственность за исправность молниезащитных устройств по объекту возлагается на главного энергетика предприятия (начальника электроцеха). Главный энергетик (начальник электроцеха) должен разработать краткую инструкцию по эксплуатации молниезащитных устройств с учетом конкретных особенностей объекта. 6.1.6 Лица, проводящие ревизию молниезащитных устройств, должны составить акт осмотра и проверки с указанием обнаруженных дефектов. Результаты ревизии молниезащитных устройств, проверочных испытаний заземляющих устройств, произведенных ремонтов и т.д. следует занести в специальный эксплуатационный журнал произвольной формы. 6.1.7 Во время грозы запрещается: Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 38 а) стравливать продукты производства в атмосферу через газоотводные трубы и воздушники; б) держать открытыми окна и двери в производственных и бытовых помещениях; в) находиться на эстакадах, этажерках и крышах производственных зданий и сооружений; г) продувать аппараты от горючих паров и газов инертным газом или паром с выбросом их через воздушники в атмосферу. (ППБ 01-03) 209. Необходимо регулярно проверять исправность огнепреградителей и производить чистку их огнегасящей насадки, а также исправность мембранных клапанов. Сроки проверки должны быть указаны в цеховой инструкции. (СНиП 21-01-97*) 7.19 При невозможности устройства тамбур-шлюзов в противопожарных преградах, отделяющих помещения категорий А и Б от других помещений, или дверей, ворот, люков и клапанов -- в противопожарных преградах, отделяющих помещения категории В от других помещений, следует предусматривать комплекс мероприятий по предотвращению распространения пожара и проникания горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, пылей, волокон, способных образовывать взрывоопасные концентрации, в смежные этажи и помещения. Эффективность этих мероприятий должна быть обоснована. В проемах противопожарных преград, которые не могут закрываться противопожарными дверями или воротами, для сообщения между смежными помещениями категорий В, Г и Д допускается предусматривать открытые тамбуры, оборудованные установками автоматического пожаротушения. Ограждающие конструкции этих тамбуров должны быть противопожарными. 7.20 Заполнение проемов в противопожарных преградах должно выполняться, как правило, из негорючих материалов. Двери, ворота, люки и клапаны допускается выполнять с применением материалов групп горючести не ниже Г3, защищенных негорючими материалами толщиной не менее 4 мм. Двери тамбуршлюзов, двери, ворота и люки в противопожарных преградах со стороны помещений, в которых не применяются и не хранятся горючие газы, жидкости и материалы, а также отсутствуют процессы, связанные с образованием горючих пылей, допускается выполнять из материалов группы горючести Г3 толщиной не менее 40 мм и без пустот. Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 39 7.21 Противопожарные стены и перекрытия 1-го типа не допускается пересекать каналами, шахтами и трубопроводами для транспортирования горючих газов, пылевоздушных смесей, жидкостей, веществ и материалов. В местах пересечения таких противопожарных преград каналами, шахтами и трубопроводами для транспортирования сред, отличных от вышеуказанных, следует предусматривать автоматические устройства, предотвращающие распространение продуктов горения по каналам, шахтам и трубопроводам. (СНиП 3103-2001)В помещениях категорий А и Б следует предусматривать наружные легкосбрасываемые ограждающие конструкции. Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 40 Заключение Производственные объекты отличаются повышенной пожарной опасностью, так как характеризуется сложностью производственных процессов; наличием значительных количеств ЛВЖ и ГЖ, сжиженных горючих газов, твердых сгораемых материалов; большой оснащенностью электрическими установками и другое. Пожары наносят громадный материальный ущерб и в ряде случаев сопровождаются гибелью людей. Поэтому защита от пожаров является важнейшей обязанностью каждого члена общества и проводится в общегосударственном масштабе. Противопожарная защита имеет своей целью изыскание наиболее эффективных, экономически целесообразных и технически обоснованных способов и средств предупреждения пожаров и их ликвидации с минимальным ущербом при наиболее рациональном использовании сил и технических средств тушения. Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 41 Литература 1. ГОСТ Р 12.3.047–98 ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля. – М.: Госстандарт России. 1998. 2. Федеральный закон РФ от 22 июля 2008 г. № 123–ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». 3. ГОСТ 12.1.044–89. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. –М.: Изд-во стандартов. 4. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Спр. изд.: в 2 кн./ Под редакцией А.Н. Баратова, А.Я. Корольченко, – М.: Химия, 1980. 5. Корольченко, А.Я. Пожаровзрывобезопасность веществ и материалов и средства их тушения: справочник в 2 ч. / А.Я. Корольченко, Д.А. Корольченко. – 2–е изд. ,перераб. и доп. – М.: Ас. Пожнаука. 2004. 6. Расчет основных показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов. Руководство / Щебеко Ю.Н., Навценя В.Ю., Копылов С.Н. и др. – М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2002. 7. Алексеев, М.В. Пожарная профилактика технологических процессов производств / О.И. Волков, Н.Ф. Шатров – М.: ВИ ПТШ МВД СССР, 1986. 8. Пожарная безопасность технологических процессов: учебник / С.А. Швырков и др.; под общ. ред. С.А. Швыркова.– М.: Академия ГПС МЧС России, 2012. 9. РМ 62–91–90. Методика расчета вредных выбросов в атмосферу из нефтехимического оборудования. – Воронеж, 1990. 10. ПБ 03–576–03. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. – СПб.: Изд–во ДЕАН, 2003. 11. ГОСТ 12.2.085–2002. Межгосударственный стандарт. Сосуды, работающие под давлением. Клапаны предохранительные. Требования безопасности. – Введ. Постановлением Госстандарта РФ от 19.09.2002. № 3335– ст. 12. СП 12.13130–2009 (с изменениями). Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрыво- 85 пожарной и пожарной опасности. – Введ. 2009–11–19. ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2008. 13. Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах (приказ МЧС от 10.07.2009г. № 404, зарегистрирована в Минюсте от 17.08.2009 г. № 14541). 14. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Пожарная безопасность технологических процессов / В.С. Клубань, Л.Т. Панасевич, В.В. Воробьев, С.А. Горячев– М.: Академия ГПС МЧС России, 2011. 15. СП 131.13330.012. Строительная климатология. – М.: Минрегион Лист Изм. Лист. № докум. Подп. Дата 42