Изучение технологического процесса

Изучение технологического процесса проводится с целью определения оборудования, участков или мест, где сосредоточены горючие материалы или возможно образование пыле- и парогазовоздушных горючих смесей.

В данном разделе требуется привести описание технологического процесса, дать техническую характеристику оборудования (габариты, технические параметры режима работы, привести схему технологического оборудования.

Деление технологического процесса на блоки является основой для выбора максимальной проектной аварии при определении категории помещения по взрывопожарной и пожарной опасности.

Под блоком понимается стадия (участок, часть) технологического процесса, границами которой является запорная аппаратура с ручным или дистанционным управлением (в том числе автоматические отсекатели), установленная на межблочных трубопроводах как по прямому, так и обратному потоку горючих материальных сред. Блоком может быть определенный аппарат, группа аппаратов, участок трубопровода и т. д., которые можно отключить от остальных аппаратов запорными органами (вентилями, клапанами, задвижками и т. д.).

В рамках данного раздела требуется определить энергетический потенциал блока технологического процесса по варианту, например, энергетический потенциал блока мерника растворителя. Каждый блок технологического процесса характеризуется энергетическим потенциалом:

                                                                                         (1)

где – энергетический потенциал блока, Дж; - низшая теплота сгорания i -ого горючего материала, находящегося в данном блоке, Дж/кг; - масса i -ого горючего материала, находящегося в данном блоке.

Наиболее опасным принимается блок с наибольшим значением энергетического потенциала. Блоки нумеруются порядковыми номерами, которые затем указываются на карте пожарной опасности.

 

1.3 Анализ возможности образования горючей среды внутри и снаружи технологического оборудования

На данном этапе выполнения курсового проекта необходимо провести анализ работы технологического оборудования на всех режимах работы с целью выяснения возможности образования горючей среды:

- внутри аппаратов, при нормальной работе, в период пуска и остановки;

- снаружи аппаратов, при выходе горючих веществ из нормально действующих аппаратов;

- внутри и снаружи аппаратов при повреждении оборудования.

Оценка свойств горючей среды должна быть проведена для аппарата с наиболее пожароопасным веществом.

 

1.3.1 Анализ возможности образования горючей среды внутри аппаратов

Анализ возможности образования горючей среды  внутри аппаратов проводится при следующих режимах работы технологического оборудования:

- нормальный (процесс протекает при постоянных значениях технологических параметров);

- особый (пуск, остановка).

Технологические параметры процесса принимаются по технологическому регламенту производства.

При проведении анализа возможности образования горючей среды внутри технологических аппаратов следует определить:

- наличие опасных концентраций в аппаратах, имеющих паровоздушный объем;

- наличие аппаратов и трубопроводов с горючими жидкостями и газами, работающими под вакуумом и давлением;

- наличие аппаратов и трубопроводов, требующих частого отключения;

- наличие продувки аппаратов и трубопроводов, как выполнена продувочная система;

- условия для образования опасных концентраций пылей внутри аппаратов.

Условия образования горючей среды приведены в таблице Приложения №4.

Результаты анализа следует представить в виде таблицы 5.

 

Таблица 5 Свойства горючей среды внутри аппаратов

№ п/п	Наименование операции (режима работы) № аппарата, обращающиеся вещества	Пожароопасные свойства веществ		Технологические параметры		Наличие ПВП	Условие образов. ВОС	Вывод о наличии ВОС	Прим.
		НТПР (НКПР)*	ВТПР (ВКПР)*	Тр. (Ср)*	Рр.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

* - для аппаратов с горючими газами и горючими пылями.

1.3.2 Анализ возможности образования горючей среды снаружи аппаратов

После оценки взрывоопасности среды внутри технологических аппаратов необходимо установить, какие из этих аппаратов могут являться источниками выхода горючих веществ наружу.

Горючие газы, пары и жидкости выходят из аппаратов и трубопроводов в производственные помещения или на открытую площадку не только при повреждениях и авариях, но и при наличии исправных аппаратов, имеющих открытую поверхность испарения жидкости или дыхательные устройства, если эксплуатируются аппараты периодического действия, с сальниковыми уплотнениями и т.п. Даже из герметически закрытых аппаратов, работающих под повышенным давлением, также происходят небольшие утечки из-за наличия неплотностей в швах, фланцевых соединениях и арматуре [20,22].

1-й тип. Аппараты с открытой поверхностью испарения (окрасочные ванны, ванны для пропитки изделий, ванны для промывки и обезжиривания деталей, закалочные ванны и т. п.). Горючая концентрация па­ров жидкости в смеси с воздухом над поверхностью таких аппаратов будет образовываться в том случае, если рабочая температура жидкости Т _р будет выше ее температуры вспышки:

                                                                                         (2)

2-й тип. Аппараты с дыхательными устройствами. Данные аппараты представляют собой закрытые емкости, внутренний объем которых сообщается с окружающей средой через дыхательные устройства (дыхательные трубы, клапана и т.п.). К таким аппаратам относятся резервуары, мерники, дозаторы и другие емкости, работа которых по условиям технологии требует изменения уровня жидкости.

Выход горючих паров из аппаратов с дыхательными устройствами происходит при увеличении температуры в газовом пространстве и в периоды их заполнения. В таких случаях опасность образования горючей среды у дыхательных устройств оценивают путем сравнения рабочей температуры жидкости Т _р в аппарате со значением нижнего температурного предела распространения пламени Т_НПРП. Верхний температурный предел распространения пламени Т_ВПРП не используется, поскольку концентрация паров при их выходе из аппарата снижается и может попасть в область воспламенения. Образование горючей среды у дыхательных устройств возможно, если рабочая температура жидкости в аппарате больше или равна  Т_НПРП

                                                                               (3)

3-й тип. Аппараты, периодически открываемые для выгрузки и загруз­ки веществ. При открывании загрузочных и разгрузочных крышек, лю­ков и других приспособлений, установленных на аппаратах периоди­ческого действия, в окружающую среду может выходить значительное количество горючих паров, газов и пыли. Оценка возможности образования горючей среды в объеме помещений или локальных зонах в общем случае может быть произведена путем сравнения фактической концентрации горючих веществ С_р со значением нижнего концентраци­онного предела распространения пламени С_НПРП. Горючая среда будет образовываться в том случае, если выполняется условие:

                                                                                   (4)

4-й тип. Герметичные аппараты, работающие под избыточным давлени­ем. При эксплуатации таких аппаратов даже при их исправном состо­янии могут происходить небольшие утечки горючих веществ через прокладки, швы, разъемные соединения, уплотнения валов, плунжеров и т.п. Это объясняется тем, что даже при самой тщательной обра­ботке прилегающих друг к другу поверхностей нельзя создать абсо­лютную непроницаемость. При соприкосновении двух поверхностей из-за наличия незначительных выпуклостей образуется большое коли­чество капиллярных каналов, по которым происходит истече­ние газов и жидкостей.

Значительное количество аппаратов, работающих под избыточным давлением, имеют вращающиеся механизмы (лопасти мешалок, колеса насосов, винты шнеков и т.п.). Все эти элементы связаны с элект­роприводом при помощи валов или штоков, которые проходят через корпус аппаратов. Зазоры между валами и корпусом аппаратов чаще всего герметизируются посредством сальниковых уплотнений. Создать надежную герметичность сальников достаточно трудно, в процессе работы оборудования они изнашиваются, поэтому эксплуатация аппа­ратов с наличием сальниковых уплотнений всегда связана с утечками паров, газов или жидкостей.

Для оценки возможности образования горючей среды в объеме помещений или локальных зонах необходимо, как и в случае с аппаратами периодического действия использовать условие (4).

При эксплуатации указанных аппаратов у мест выхода паров и газов могут образоваться горючие концентрации. Размеры зон воспламеняемых смесей, то есть реальная опасность подобных аппаратов, определяются не только пожароопасными свойствами находящихся в них веществ, но и главным образом, их количеством, которое может выходить наружу за определенный отрезок времени.

Горючая концентрация пылевоздушной смеси при выходе веществ из аппаратов образуется, если:

                                                    С_Р≥С_НПРП                                            (5)

Для проведения анализа параметры технологического процесса (Т_Р, Р_Р) принимаются по варианту и в соответствии с технологическим регламентом. Концентрация горючего газа и пара в помещении определяется расчетом по ниже приведенным формулам [20,22].