Расчет концентрации паров ЛВЖ и ГЖ при выходе из аппаратов, периодически открывающихся для загрузки веществ

1) Количество горючих паров, выходящих из периодически действующего аппарата, открываемого на загрузку и выгрузку продуктов, определяют по формуле [20]:

                         ,                              (6)

где G _Р – количество выходящих из открываемого аппарата паров, кг/цикл;         Р₀ – атмосферное давление, Па; V _С – внутренний свободный объем оборудования, м³; φ _S – концентрация насыщенных паров жидкости, об. доли;          М – молекулярная масса газа или пара, кг/моль; 8,31431 – универсальная газовая постоянная, Дж/(моль∙К).

Концентрация насыщенного пара рассчитывается по формуле:

                                                ,                                                     (7)

где Р _S – давление насыщенного пара жидкости при рабочей температуре, Па; Р_Р – рабочее давление в аппарате, Па.

 

 

Величину Р _S можно определить по уравнению Антуана:

                                        ,                               (8)

где А, В, С_А – константы, зависящие от свойств жидкости, приведенные в справочной литературе [17]; t _р – температура газа или пара, находящегося в аппарате, ˚С.

2) Объем зоны взрывоопасных концентраций V _ВОК, м³:

                                        .                                         (9)

3) Определяем условие образования взрывоопасной концентрации:

                                            .                                          (10)

Результаты анализа следует представить в виде таблицы 6                           

                                                                                           

Таблица 6 Свойства горючей среды снаружи аппаратов

№ п/п	Наименование операции (режима работы) № аппарата, обращающиеся вещества	Пожароопасные свойства веществ		Технологические параметры		ТВСП	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

 

1.3.3 Анализ возможности образования горючей среды при аварийном режиме работы

Оценку горючей среды в аппаратах и помещениях при аварии следует производить только для наиболее вероятных и опасных аварий технологических аппаратов. Виды и последствия наиболее вероятных аварий следует определять по статистическим данным или по технологическому регламенту производства. При определении варианта аварии следует руководствоваться следующими положениями:

а) определяется аварийная ситуация, при которой наступает наиболее неблагоприятный вариант развития пожара (в период пуска, остановки, загрузки, выгрузки, складирования, ремонта, нормальной работы, аварии аппаратов или технологического процесса), при которой в помещение поступает (или постоянно находится) максимальное количество наиболее опасных в отношении последствий сгорания газопаровоздушных смесей и пожара веществ и материалов;

б) все содержимое аппарата поступает в помещение;

в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат по прямому и обратному потоку в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов [9,20,22].

Горючая среда в помещении при аварии на технологическом оборудовании образуется при условиях, приведенных в Приложении №4.

Взрывоопасная концентрация паров жидкости при аварийной ситуации может определяться расчетным путем [20].

1) Масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива:

                                        ,                                             (11)

где т – масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг; W – интенсивность испарения жидкости, кг/с∙м²; F _и – площадь испарения, м²;        τ – время испарения, с.

2) Интенсивность испарения рассчитывается по формуле:

                                       ,                               (12)

где η – коэффициент, учитывающий влияние скорости и температуры воздушного потока на процесс испарения жидкости (принимается по таблице А.2 [9]).

3) Плотность паров жидкости рассчитывается по формуле:

                                      ,                                 (13)

где ρ – плотность газа или пара при расчетной температуре t _р, кг/м³;                     V ₀ – мольный объем, равный 22,413 м/кмоль.

4) Средняя рабочая концентрация паров жидкости в помещении:

                                                                   ,                                             (14)

где С_р – концентрация паров жидкости в помещении при аварийной ситуации, % (об.); V _св – свободный объем помещения, м³.

5) Если С_р ≤0,5 С_НПРП, то объем зоны взрывоопасных концентраций при аварийной ситуации будет занимать локальный объем помещения.

Результаты анализа необходимо свести в таблицу 7.

 

Таблица 7 Свойства горючей среды при аварии

№ п/п	Наименова-ние аварии, аппарат	Обращающие-ся вещества	Пожароопас-ные свойства веществ		Температура (концентрация) вещества при аварии	Условие образования ВОС в помещении	Вывод о наличии ВОС
			НТПР (НКПР)	ВТПР (ВКПР)
1	2	3	4	5	6	7	9

 

1.4 Анализ возможности образования источников зажигания в горючей среде

Источник зажигания – это средство энергетического воздействия, инициирующее возникновение горения [1].

На производстве существует большое количество различных источников зажигания. По времени действия различают постоянно действующие (они предусмотрены технологическим регламентом при нормальном режиме работы оборудования) и потенциально возможные источники зажигания, возникающие при нарушении технологического процесса.

Производственные источники зажигания характеризуются воспламеняющей способностью.

По природе проявления различают следующие группы источников зажигания [20,22]:

1. Открытый огонь и раскаленные продукты сгорания.

2. Тепловое проявление механической энергии.

3. Тепловое проявление электрической энергии.

4. Тепловое проявление химических реакций.

При проведении анализа возможности образования источников зажигания следует рассматривать только характерные для рассматриваемого технологического процесса (и конкретного оборудования) источники зажигания и требуется:

- установить наличие аппаратов, работа которых связана с использованием открытого огня (печи для нагрева, реакторы и аппараты огневого действия, факелы для сжигания газов и другие), установить их место расположения, соответствие мер необходимой защиты (противопожарные разрывы, роза ветров и т.д.) в случае аварийных ситуаций на смежных производствах;

- установить наличие электрооборудования, не соответствующего классу зоны по пожаровзрывоопасности;

- исходя из свойств веществ и характера их обработки, необходимо выяснить возможность образования статического электричества;

- установить наличие высоконагретых поверхностей аппаратов и трубопроводов, температура которых превышает 80% температуры самовоспламенения веществ обращающихся в производстве;

- установить наличие в производстве веществ нагретых выше температуры самовоспламенения; возможность воспламенения веществ в результате химических реакций (окисление на воздухе, воспламеняемые при контакте с водой, самовозгорание отложений и т.д.);

- провести анализ возможности возникновения источников зажигания от теплового проявления механической энергии (перегрев подшипников компрессора, перегрев газа от адиабатического сжатия, наличие аппаратов с рамными мешалками, искры от механических ударов и т.д.);

- выяснить возможно ли образование и контакт с воздухом пирофорных и сернистых соединений, а также веществ, нагретых выше температуры самовоспламенения.

При оценке вероятных источников зажигания снаружи аппаратов (в помещении) необходимо исходить из реальной обстановки в цехе предприятия, в котором размещены аппараты технологического процесса.

Результаты анализа следует свести в таблицу 8.

Таблица 8 Наиболее вероятные источники зажигания

№ п/п	Группа источников зажигания	Наиболее вероятные источники зажигания*		Примечания
		В аппарате	В помещении
1	2	3	4	5
1.	Открытый огонь и раскаленные продукты сгорания
2.	Тепловое проявление механической энергии
3.	Тепловое проявление электрической энергии
4.	Тепловое проявление химических реакций

* - необходимо указать наименование конкретного источника зажигания.