Мероприятия для обеспечения безопасности технологического процесса и оборудования

 

При проектировании должны быть разработаны технические мероприятия безопасности по следующим направлениям:

- обоснование выбранного метода производства с указанием проектируемых стадий и характер осуществления их (периодический или непрерывно);

- размещение технологических оборудований: компоновка и вынос их на открытые площадки или в закрытых помещениях;

- увеличение единичной мощности за счёт каких технических решений;

- замена опасных операций на менее опасные и механизация ручного труда;

- замена токсичных, пожаровзрывоопасных веществ на менее опасные и вредные;

- характеристика конструкции проектируемого технологического оборудования с точки зрения надёжности и безопасности;

- характеристика материала конструкций с учетом механической прочности, жароопасности и коррозионной стойкости; методы защиты от коррозии;

- обеспечение герметичности оборудования: виды соединения, способы герметизации и герметизирующие материалы;

- выбор системы автоматизации производственных процессов: измеряемые параметры, контрольно - измерительные приборы, контрольная и аварийная сигнализация, система регулирования и используемый источник энергии для запорных арматур, системы управления и противоаварийные защиты;

- предохранительные устройства для сосудов, работающих под давлением, типы и характеристики их;

- механизация трудоемных опасных процессов;

- обеспечение допустимого уровня шума и вибрации;

- ограждение движущихся и вращающихся частей оборудования;

- теплоизоляция поверхностей оборудования;

- индивидуальные средства защиты.

Разработка технологического процесса, разделение технологической схемы на отдельные технологические стадии и блоки, ее аппаратурное оформление, выбор средств контроля, управления и противоаварийной защиты должны обеспечивать минимальный уровень взрывоопасности технологических процессов в соответствии ПБ 09.540 – 03 [4].

Одним из важнейших направлений технологического процесса в химической технологии является уменьшение числа стадий и переход к одностадийным технологическим процессам. Безопасность в одностадийных технологических процессов обусловлено тем, что управление технологическим процессов становится более совершенным, уменьшается число аппаратов, трубопроводов и емкостей, более компактно размещается оборудование с меньшим числом соединений и запорных арматур, а также уменьшается число насосов, компрессоров, теплообменников и другого механического оборудования. Непрерывный процесс характеризуется равномерностью и устойчивостью. [16,17,18].

При размещении оборудования на открытых площадках улучшаются условия монтажных и строительных работ, уменьшается протяженность технологических трубопроводов, снижается вероятность образования вредных и взрывоопасных концентраций.

Технологический процесс необходимо проектировать из более устойчивых операций. В тех случаях, когда по технологическим причинам процесс нужно вести в области опасных концентраций, в смесь вводят дефлегматоры или используют вакуум.

Применяемые в технологическом процессе растворители и катализаторы должны быть менее вредными и огнеопасными.

Выбор оборудования осуществляется в соответствии с исходными данными на проектировании, требованиями действующих нормативных документов, по показателям надежности. Необходимо использовать новые типы высоко эффективного оборудования, улучшить качество машин и приспособлений по безопасности, надежности при эксплуатации технологического оборудования.

В пояснительной записке проекта показать основные элементы проектируемой конструкции и их достоинство [20].

Технологические оборудования должны быть герметичными. Конструкция теплообменных элементов технологического оборудования должна исключать возможность взаимного проникновения теплоносителя и технологической среды. В пояснительной записке приводят виды соединения, их конструкцию и выбранные материалы для герметизации. Для сосудов, работающих под давлением, указываются сроки технического освидетельствования и значение давлений при испытании на прочность и герметичность.

Выбор системы контроля параметров технологического оборудования, сигнализации, регулирования, управления и противоаварийной защиты, а также системы связи и оповещения об аварийных ситуациях по надежности, быстродействию, допустимой погрешности измерительных систем и другим техническим характеристикам осуществляется с учетом особенностей технологического процесса и в зависимости от категории взрывоопасности технологических блоков.

Размещение электрических средств, элементов систем контроля, управления и ПАЗ, а также связи и оповещения во взрывоопасных зонах производственных помещений и наружных установок, степень взрывозащиты должны соответствовать ПУЭ.

Во взрывоопасных зонах предусматривается устройство световой и звуковой сигнализации о загазованности воздушной среды.

Для предупреждения разрушения при повышенных давлениях технологические оборудования оснащают предохранительными клапанами, мембранами и системами аварийного сброса. Производится подбор конструкции предохранительных клапанов или мембран [20], и указываются проходные сечения, давление начала срабатывания, количества и место установки.

При разработке технологических процессов и оборудований должна быть предусмотрена максимально возможная степень механизации ручного труда: погрузочно – разгрузочные, транспортные, ремонтные работы, по сливу – наливу нефтепродуктов, по отбору проб и замеру уровней в емкостях.

При проектировании сосудов, используемых в химических отраслях промышленности, должны учитываться требования «Общих правил промышленной безопасности для организаций, осуществляющих деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов», утвержденных постановлением Госгортехнадзора России от 18.10.02 № 61 – А.

Конструкция сосудов должна обеспечивать надежность и безопасность эксплуатации и предусматривать возможность проведения технического освидетельствования, очистки, промывки, полного опорожнения, продувки, ремонта, эксплуатационного контроля металла и соединений.

Устройства, препятствующие наружному и внутреннему осмотру сосудов (мешалки, змеевики, рубашки, тарелки, перегородки и другие приспособления), должны быть съемными.

На каждом сосуде должны быть предусмотрены вентиль, кран или другие устройства, позволяющие осуществлять контроль за отсутствием давления в сосуде перед его открытием для слива воды и удаления воздуха, приспособление, предотвращающие их самоопрокидывание. Конструкция сосудов должна обеспечивать надежное охлаждение стенок до расчетной температуры.

Сосуды должны быть снабжены необходимым количеством люков и смотровых лючков, обеспечивающих осмотр, очистку и ремонт сосудов, монтаж и демонтаж устройств, расположенных в доступных местах. Крышки люков должны быть съемными.

Конструкция шарнирно – откидных или вставных болтов, хомутов, зажимных приспособлений люков, крышек и их фланцев должна предотвращать их самопроизвольный сдвиг.

В сосудах применяются днища: эллиптические, полусферические, неотбортованные, конические отбортованные, конические неотбортованные, плоские отбортованные, плоские неотбортованные. Предъявляются специальные требования к сварочным швам. Отверстия для люков и штуцеров должны располагаться вне сварочных швов.

Материалы, применяемые для изготовления сосудов, должны обеспечивать их надежную работу в течении расчетного срока службы с учетом заданных условий эксплуатации (расчетное давление, температуры), состава и характера среды и влияния температуры окружающего воздуха.

Неметаллические материалы должны быть совместимы с рабочей средой. Чугунные отливки из высококачественного чугуна следует применять термически обработанными.

Для управления работой и обеспечения безопасных условий эксплуатации сосуды в зависимости от назначения должны быть оснащены:

- запорной или запорно-регулирующей арматурой;

- приборы для измерения давления, температуры;

- предохранительными устройствами;

- указателями уровня жидкости.

Сосуды, снабженные быстросъемными крышками, должны иметь предохранительные устройства, исключающие возможность включения сосуда под давлением при неполном закрытии крышки и открывании ее при наличии в сосуде давления.

Запорная и запорно – регулирующая арматура должна устанавливаться на штуцерах, непосредственно присоединенных к сосуду. Количество, тип арматуры и места установки должны выбираться разработчиком проекта сосуда исходя из условий эксплуатации.

Сосуды для взрывоопасных, пожароопасных и вредных веществ, испарители с огневым или газовым обогревом должны иметь на подводящей линии от насоса или компрессора обратный клапан, автоматически закрывающийся давлением из сосуда.

В качестве предохранительных устройств применяются: пружинные, рычажно-грузовые клапаны и импульсные предохранительные устройства, мембраны и редуцирующие устройства [20]. Количество предохранительных клапанов, их размеры и пропускная способность должны быть выбраны по расчету так, чтобы в сосуде не создавалось давление, превышающее расчетное более чем на 0,05МПа для сосудов с давлением до 0,3 МПа, на 15% - для сосудов с давлением от 0,3 до 6,0 МПа и 10% - для сосудов с давлением свыше 6,0 МПа.

Мембранные предохранительные устройства устанавливаются вместо рычажно-грузовых и пружинных клапанов, когда эти клапаны в рабочих условиях не могут быть применены вследствие их инертности, перед предохранительными клапанами в случаях, когда они не могут надежно работать, параллельно с предохранительными клапанами, на выходной стороне клапанов для предотвращения вредного воздействия рабочих сред со стороны сбросной системы и для исключения влияния колебаний противодавления со стороны этой системы на точность срабатывания предохранительных клапанов.

Сосуды аммиачных холодильных установок относятся к группе 1. В холодильной установке должны быть предусмотрены аппараты, предотвращающие попадание капель жидкого аммиака во всасывающую полость компрессоров. Блок испаритель для охлаждения хладоносителя должен включать в себя устройство для отделения капель жидкости из парожидкостной аммиачной смеси и возврата отделенной жидкости в испаритель. Для отделения жидкой фазы из перемещаемой парожидкостной смеси в холодильных системах предусматриваются циркуляционные (или защитные) ресиверы, совмещающие функции отделителя жидкости [21].

При наличии на общей нагнетательной магистрали теплообменного аппарата требуется устройство свободной линии с запорным вентилем на ней.

Оборудования, работающие на аммиаке, может размещаться: в специальном помещении; в помещении потребителей холода; на открытой площадке.

На нагнетательных трубопроводах компрессоров и на напорных линиях насосов необходимо предусматривать обратные клапаны между компрессором или насосом и запорной арматурой. На жидкостном трубопроводе от линейных ресиверов предусматриваются запорный клапан управляемый автоматически. На трубопроводе для выпуска масла из маслосборника предусматривается дополнительный манометр и запорный вентиль, размещенные снаружи у бака для приема отработанного масла.

На всех аммиачных трубопроводах, выходящих за пределы аппаратного отделения к технологическим потребителям, предусматривается запорная арматура для оперативного прекращения приема хладагента.

Помещения камер с непосредственным охлаждением могут быть отнесены к категории Д в соответствии НПБ105-03, если концентрация аммиака в воздухе камеры не превысит нижнего предела взрывоопасности при аварийном раскрытии устройства охлаждения или трубопровода. При этом обвязку приборов охлаждения следует предусматривать так, чтобы они были разделены на отдельные технологические блоки с минимальным количеством аммиака, а на жидкостном аммиачном трубопроводе, подающем аммиак в блок, следует предусматривать быстродействующую автоматическую запорную арматуру, срабатывающую при достижении концентрации аммиака в воздухе камеры 60 мг/м³.

Системы контроля уровня загазованности и оповещения об аварийных утечках аммиака должны обеспечивать контроль за уровнем загазованности из-за возможных утечек аммиака в помещениях и на территории объекта.

Кожухотрубные аппараты, технологическое оборудование с непосредственным охлаждением, а также сосуды, работающие под давлением, с внутренним диаметром более 150 мм должны оснащаться предохранительными устройствами от превышения давления.

В целях обеспечения безопасности обслуживания установки предусматриваются ограждения движущихся и вращающиеся частей технологического оборудования, электроопасных зон и других механизмов.

Для исключения пожаров, взрывов и ожогов горячие поверхности оборудования должны быть теплоизолированы теплоизолирующими материалами, позволяющие обеспечить температуру на поверхности не более 45 ^оС.

Для обеспечения необходимых норм шума разрабатываются мероприятия по их снижению: применение кожуха на агрегатах или размещения оборудования, которые являются источниками шума в специальных кабинах или вынос на открытые площадки с дистанционным управлением.

Для уменьшения вибрации на рабочих местах можно предусмотреть размещение оборудования на отдельных фундаментах, устранение жесткого крепления трубопроводов к конструкциям зданий; использование амортизаторов различной конструкции и др.

Исходя из опасности проектируемого объекта и необходимости защиты отдельных видов защищаемых органов персонала необходимо выбрать индивидуальные средства защиты согласно ГОСТ 12.4.011-89.

 

Электробезопасность

 

В соответствии с ПУЭ производится классификация помещений по характеру окружающей среды, по степени опасности поражения электрическим током людей, устанавливается класс электротехнических изделий по способу защиты человека от поражения электрическим током. Согласно с ГОСТ 12.1.011-99 [24] конструкция электроустановок должна соответствовать условиям их эксплуатации и обеспечивать защиту персонала от соприкосновения с тепловедущими частями. Для обеспечения электробезопасности применяют следующие технические способы и средства: защитное заземление, зануление, малое напряжение, изоляция токоведущих частей, оградительные устройства, блокировка, автоматические отключатели, разделение фаз, предупредительная сигнализация, изолирующие и вспомогательные электрозащитные средства и защитная оболочка.

Электрооборудование для взрывоопасных помещений и наружных установок выбирают с учетом класса взрывоопасной зоны и горючих свойств веществ: категорий и группы взрывоопасной смеси согласно ГОСТ 12.2.020-76 и ГОСТ 12.1.019-99 [22,23].

Для пожароопасных зон выбирают электрооборудование с учетом возможности попадания твердых тел и жидкостей внутрь электрооборудования и устанавливают допустимые степени защиты оболочек электрооборудования согласно ГОСТ 14254-90.

В пояснительной записке необходимо привести перечень электрооборудования, место расположения, с указанием маркировки взрывозащищенного электрооборудования или степени защиты оболочек.

В соответствии с правилами защиты от статического электричества в тех производствах, где применяются вещества, способные к электризации, разрабатываются мероприятия по предупреждению возникновения и накопления искровых разрядов: отвод зарядов статического путем заземления оборудования; применение антистатических добавок, увеличивающих электропроводность диэлектриков; организация увлажнения воздуха или поверхности электролизирующегося материала; ионизация среды; смазка приводных ремней электропроводящими составами и т.д.

Способ защиты от молнии выбирается в зависимости от класса взрыво- и пожароопасности зон, интенсивности грозовой деятельности в данном районе, ожидаемого количества поражений молнией в год [24]: устанавливают категории молниезащиты и зоны защиты. Расчет молниеотвода сводится к определению высоты молние-приемника или размера зоны защиты, обеспечивающего требуемую надежность объектов.