Пожарная безопасность

Источники зажигания могут возникнуть при неисправности и несоответствии электроприводов к мешалкам, а также электроподогревателей реакционной среды. Пожары в цехах полимеризации сопровождаются обычно взрывами, растеканием огнеопасных и токсичных мономеров и углеводородных растворителей, расплавленных полимеров, горением их на больших площадях с выделением токсичных продуктов разложения. Это вызывает травмы у людей и затрудняет тушение пожара.

При неисправности молниезащиты может возникнуть электрический разряд, что тоже будет являться источником зажигания. При неисправностях внешнего и внутреннего заземляющего контура возможны вторичные проявления статического электричества: разряды электричества при наведении электромагнитной индукции. При вторичном проявлении удара молнии обычно принято понимать те явления при разрядах молнии, которые сопровождаются появлением электродвижущих сил и разностью потенциалов на различных металлических конструкциях, трубопроводах, которые не подверглись непосредственному прямому удару молнией. Вторичные проявления молнии обычно разделяют на электромагнитную и электростатическую индукцию. Разряд молнии сопровождается появлением в пространстве изменяющегося во времени магнитного поля. Магнитное поле индуцирует в контурах, образованных из различных протяженных металлических предметов (труб, эл. проводок), электродвижущую силу, величина которой зависит от амплитуды и крутизны фронта тока молнии, взаимного расположения канала молнии и контура, в котором наводится Э.Д.С. В замкнутых контурах индуктированная Э.Д.С. вызывает появление эл. тока, который нагревает отдельные элементы контуров. В незамкнутых – искрение.

При перемещении веществ по линиям циркуляции могут возникнуть статические заряды и поэтому следует заземлять эти линии, а также необходимо уменьшить скорость движения жидкостей по линиям за счет увеличения диаметра труб (при этом уменьшается возникновение статических зарядов).

Наиболее вероятными источниками зажигания является нарушение ППБ при проведении огненных работ. Неосторожность при курении также может стать источником зажигания.

8. Возможные пути распространения пожара.

Они зависят от причины и места возникновения пожара. В случае возникновения пожара в полимеризаторе, которое может сопровождаться взрывом, огонь может охватить часть здания. Путем распространения при этом может служить газовое облако. При возгорании разлитой жидкости распространение пожара зависит от количества жидкости. Количество разлитой жидкости зависит от диаметра истечения жидкости, времени истечения и наличия преград ограничивающих разлив жидкости. Разлив жидкости может происходить как из аппаратов, так и из трубопроводов.

Здание имеет ограниченное распространение пожара, т.е. площадь помещения, где расположен сборник и другие аппараты.

При взрыве возможно попадание горящей жидкости на фланцевые соединения, прогар их и образование новых очагов горения. При неработающем оборудовании возможно распространение горения по трубопроводам.

Путем распространения пожара могут быть: изоляция электросети питания электрозадвижек, КИП, и др.; дверные и оконные технологические проемы здания; ливневая канализация; воздуховоды вентиляции с наличием горючих отложений на внутренней поверхности.

Целесообразно применять стационарную систему пожаротушения в помещении сборников, насосов. Однако, согласно заданию, установка пожаротушения отсутствует.

9. Расчет категории производственного помещения по взрывопожарной и пожарной опасности

В мерников и разбавителей обращается пожароопасное вещество в большом количестве: бензин А-76.

Исходные данные:

Характеристика производственного помещения:

Длина · ширина · высота – l · b · h – 26 · 12 · 8 м.

КСВ=80%

Кратность аварийной вентиляции Ав=6  1/ч

Температура воздуха t = 220C

Наличие АУПТ - нет

Характеристика вещества:

Наименование – бензин А-76

Температура вспышки tвсп= - 34 0С

Нижний концентрационный предел распространения пламени 0,8 % об.

Константы уравнения Антуана: А=8,41944; В=2629,65; СА=384,195

Молекулярная масса М≈100

Плотность жидкости ж=745 кг/м3

Максимальное давление взрыва Рmax=900 кПа.

Характеристика технологического блока:

Объем аппарата Vап=9 м3

Температура жидкости в аппарате tр=66 0С

Подводящий трубопровод lп=8 м; dп=75 мм

Продолжительность отключения задвижек з=300 с.

Масса жидкости, которая может поступить в помещение из аппарата и трубопроводов при аварии:

кг

Масса жидкости, которая может дополнительно поступить в помещение из соседних аппаратов до отключения задвижек:

Общая масса жидкости, которая может поступить в помещение:

кг

Максимальная площадь разлива:

кв.м

Площадь испарения Fи=lb=26 · 12 = 312 м2

Расчетная температура жидкости tж=0,5(tв+tр)= 0,5(22+66)=440С

Давление насыщенных паров:

кПа

Подвижность воздуха: U=АВ · L/3600 = 6 · 26/3600 = 0,043 м/с-1

Коэффициент , учитывающий влияние скорости и температуры воздушного потока на интенсивность испарения:

при t=22 0С

 = 2

Интенсивность испарения:

Время полного испарения разлившейся жидкости:

сек

Так как и > 3600, то расчетное время испарения р=3600 с

Масса жидкости, испарившейся с поверхности испарения, равной      площади пола:

m= Wy Fп τ р= 1,06·10-3· 312·3600 = 1190,6 кг

Масса паров, которая будет аккумулирована в объеме помещения:

m = mnf / (1+ Ав·τ / 3600) = 1190,6/ (1+6·3600/3600)= 170,1 кг

Плотность паров бензина:

                                                                                                                              -3

Ρ= 12,15·М/(tв +273)= 12,15·100/(22+273)= 4,12 кг/м

Свободный объем помещения: Vсв=0,01Ксв lbh=0,01 · 80 · 26 · 12 · 8 =1996,8 м3

Средняя рабочая концентрация паров в помещении:

φр

Так как φр (2,07%) > φн.п. (0,8%), то объем зоны взрывоопасной концентрации принимаем равной геометрическим размерам помещения.

Аккумулированная масса паров, участвующая в образовании реальных зон взрывоопасных концентраций:

м = м· · Z = 170,1 · 0,3 = 51,03 кг

где Z = 0,3

Плотность воздуха до взрыва

ρ= 352/(22+273) = 1,193 кг·м-3  

Избыточное давление взрыва:

Δ ρ =  1   ·  m·QТ · ρо / V · ρ · c (22+273)

              К Н

Δ ρ = 44094·101 / 1996,8·1,193·1,01·(22+273)·3 = 201,9 кПа

Заключение: помещение относится к категории «А», т.к. ЛВЖ с

взрыва в помещении Ризб=201,9 кПа >> 5 кПа.

10. Пожарно–профилактические мероприятия. Вопросы экологии.

В целях уменьшения пожарной опасности процесса полимеризации предлагается:

производить периодическую очистку реакторов, с целью предотвращения образование полимерных пленок (недопустима очистка реактора и связанных с ним трубопроводов путем выжигания, к чему иногда прибегают в производственных условиях);

с целью защиты от отложений полимеров смазывать ингибитором коммуникации, продолжительное время соприкасающиеся с мономером, а также поверхность предохранительных клапанов и вентилей ручного стравливания;

площадки, на которых расположены аппараты с большим количеством продукта, ограждать обвалованием;

производить ремонтные работы в помещении после проветривания;

определить места для курения на предприятии;

при проведении ремонтных работ использовать искробезопасный инструмент;

на предприятии соорудить противопожарный водопровод;

производить плановый ремонт аппаратов, чистку, замену изношенных деталей;

производить постоянный контроль над давлением и температурой в аппаратах;

на территории предприятия предусмотреть систему молниеотводов;

предусмотреть заземление аппаратов;

в помещении категории «А» около аппаратов использовать электрооборудование взрывозащищенного исполнения.

Для предотвращения загрязнения окружающей среды необходимо:

удалять разлившуюся жидкость в специально отведенные места

Для предотвращения попадания горючих паров в атмосферу необходимо:

использовать рекуперационные установки.

11. Вывод.

Процесс полимеризации пропилена является взрывоопасным производством. В нем обращается большое количество ЛВЖ и газы. Все происходящие процессы в установке происходят под избыточным давлением при повышенных температурах.

В работе дан анализ пожаровзрывоопасности следующих аппаратов производства: полимеризатор, мерников и разбавителей (бензин А-76). В работе разработаны меры защиты этих аппаратов, предотвращающие возможность повреждения, разрушения с последующим выходом горючих паров, жидкостей и газов.

Помещение мерников и разбавителей по взрывопожарной опасности относится к категории производства «А».

12. Список использованной литературы.

1.      Методические указания по выполнению курсовых проектов по дисциплине «Пожарная безопасность технологических процессов», ГПС МЧС России - СПБ.,2009 г.

2.      Алексеев М.В., Волков М.О., Шатров Н.Ф. «Пожарная профилактика технологических процессов производств», ВИПТШ, - М., 1986 г.

3.      Горячев С.А., Клубань В.С. «Пожарная профилактика технологических процессов», ВИПТШ, - М., 1996 г.

4.      Сучков В.П. Методические указания к изучению темы «Категорирование помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности» курса «Пожарная профилактика технологических процессов производств», ВИПТШ, -М.,1988 г.

5.      НПБ 105-03 Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности, ГУГПС, - М., 2003 г.

6.      Баратов А.Н. Справочник «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения» 1 и 2 части. 1990г.

28