Анализ пожарной опасности с разработкой мероприятий пожарной безопасности взрывопожароопасного производства по процессу окраски изделий на тракторном заводе

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ПО СРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ
РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГОМЕЛЬСКИЙ ИНЖЕНЕРНЫЙ ИНСТИТУТ

КАФЕДРА ПОЖАРНОЙ ПРОФИЛАКТИКИ И ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ

КУРСОВАЯ РАБОТА

АНАЛИЗ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ С РАЗРАБОТКОЙ МЕРОПРИЯТИЙ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНОГО ПРОИЗВОДСТВА ПО ПРОЦЕССУ ОКРАСКИ ИЗДЕЛИЙ НА ТРАКТОРНОМ ЗАВОДЕ

Выполнил: курсант 1 взвода 3 курса

Ряд. вн. сл.

Швайбович А.В.

Зачетная книжка № 30

1.Изучение производственного процесса

Окрасочный цех автомобилестроительного завода предназначен для окраски и сушки металлических деталей машин. Перед покраской поверхность окрашиваемых деталей очищают от коррозии и обезжиривают. Необходимое количество лакокрасочного материала приготовляется в краскоприготовительном отделении цеха путём разбавления полуфабриката соответствующим растворителем.

Для окраски автомобильных деталей используется лакокрасочный материал, представляющий собой раствор нитроклетчатки и глифталевой смолы в ацетоне.

Рис. 1. Аппаратная технологическая схема процесса окраски

Процесс приготовления краски. В краскоприготовительном отделении цеха насосом 1 подаётся необходимое количество растворителя, которое отмеривается мерником 2 и сливается в лопастный аппарат-растворитель 3. Одновременно в растворитель 3 из бункера 4 подается полуфабрикат краски, состоящий из 70 % смолы и 30 % растворителя.

В аппарате 3 при непрерывной работе мешалки и при подогреве его горячей водой до температуры 40С, происходит растворение и разбавление полуфабриката до требуемого готового состава краски.

В состав краски входит 20% смолы и 80% растворителя. Приготовленная краска из аппарата 3 забирается центробежным насосом 5, продавливается для очистки от твёрдых частичек через фильтр 6 и поступает в расходные ёмкости 7. Из емкостей 7 краска непрерывно циркулирует за счёт насосов 8 по кольцевой линии 9 до окрасочной камеры 17 и обратно.

Процесс окраски и сушки деталей. Подлежащие окраске металлические детали поступают из соседних цехов на площадку 13 цеха окраски. Здесь детали навешивают на конвейер 10 и он доставляет их в камеру 12 для механической и химической очистки от грязи и коррозии и для обезжиривания. Химическая очистка осуществляется слабыми водными растворами фосфорной кислоты и ПАВ (поверхностно-активных веществ). После очистки и промывки деталей водой конвейер доставляет их для сушки в камеру 11. Очищенные и высушенные детали поступают в окрасочную камеру 17 через открытые проемы в торцовых стенах. Камера имеет два рабочих места для окраски изделий пульверизатором. К каждому пульверизатору по гибкому рукаву 18 подводится краска от циркуляционного кольца 9, а по отдельному рукаву - сжатый воздух. Производительность пульверизатора 28 л/мин, диаметр краскоподводящего шланга 20мм и давление краски 0,5 МПа. Окрасочная камера имеет вытяжную вентиляцию. Отсасываемый воздух при выходе из камеры очищается от частичек краски, проходя через гидрофильтр.

Стены окрасочной камеры очищаются от осевшей краски медными скребками раз в неделю, пол - после каждой рабочей смены. После окраски детали поступают на сушку в сушильную камеру 15. Сушильная камера терморадиационного типа с электро- или газообогревателями закрытыми панелями 16. Максимальная температура обогреваемой поверхности панели в камере автомобильного завода 400С. Сушильная камера имеет вытяжную вентиляцию. При сушке окрашенной поверхности автомобильных деталей выделяются пары ацетона. Высушенные детали конвейером подаются на разгрузочную площадку 14 и далее отвозятся тележками в сборочные цехи.

2.Анализ свойств веществ и материалов

Для окраски автомобильных деталей используется лакокрасочный материал, представляющий собой раствор нитроклетчатки и глифталевой смолы в ацетоне.

Ацетон

Легковоспламеняющаяся жидкость, Т всп.: -18 С⁰ (з.т.), -9 С⁰(о.т.), Т воспл. - 5 С⁰, Т самовоспл. 535. С⁰ в воздухе, 485 С⁰ в кислороде, 325 С⁰ в хлоре, концентрац. пределы распростр. пламени 2,7 - 13% об., температ. пределы распростр. пламени: нижний - 20 С⁰, верхний 6 С⁰, миним. энергия зажигания 0,41 мДж при 25 С⁰; максим. давление взрыва 570 кПа; скорость нарастания давления: средн. 8,3 МПа/с, максим. 13,8 МПа/с. Водные растворы ацетона пожароопасны.

Глифталевая смола

Легковоспламеняющаяся жидкость, Т всп. 16 С⁰, Т воспл. 17 С⁰, Т самовоспл. 455, . С⁰ температ. пределы распростр. пламени: нижний - 26 С⁰, верхний 51 С⁰.

Нитроклетчатка

Горючий материал. Разлагается при температуре 40 ^оС, разложение носит автокаталитический характер. Температура воспламенения и самовоспламенения 140 ^оС.

Таблица 1. показателей опасности, применяемых в производстве веществ

Вещества Показатель опасности	Вещества обращающиеся в производственном процессе
	Ацетон	Глифталевая смола	Нитроклетчатка
Группа горючести	ЛВЖ	ЛВЖ	Горючий материал
Температура вспышки, С0	-18	16
Температура воспламенения, С0	-5	17	140
Температура самовоспламенения, С0	535	455	140
Нижний концентрационный предел распространения пламени, %	2,7	-26
Верхний концентрационный предел распространения пламени, %	13	51
Нижний температурный предел распространения пламени, С0	-20
Верхний температурный предел распространения пламени, С0	6
Температура тления	-
Условия теплового самовозгорания	-
Минимальная энергия зажигания, мДЖ	0,41
Способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами	Водные растворы ацетона пожароопасны,растворимость в воде неограниченная
Нормальная скорость распространения пламени, м/с при 25 С0	0,44
Минимальное взрывоопасное содержание кислорода
Минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора	Азота 41%,диоксида углерода 28%
Максимальное давление взрыва, кПа	570
Скорость нарастания давления взрыва,МПа /с	8,3
Класс опасности вещества	3	3
Класс опасности и подкласс вещества	3.2.	3.2.

Исходя из выше рассмотренных показателей пожаровзрывоопасности веществ, используемых в процессе окраски изделий на автомобильном заводе, можно сделать вывод, что наиболее опасным веществом является ацетон, показатели которого будут использоваться при проведении расчетов.

3. Анализ возникновения горючей среды

3.1 Определение возможности образования горючей среды и предельно допустимых концентраций вредных веществ при нормальном режиме работы производственного оборудования

В наиболее общем случае среда будет считаться пожаровзрывоопасной, если не выполняются условия пожаровзрывобезопасности:

; (1)

; (2)

где ц_г.без - безопасная концентрация горючего вещества, % об. (г· м^-3);

ц_н - нижний концентрационный предел распространения пламени по смеси горючего вещества с воздухом, % об. (г · м^-3);

ц_в - верхний концентрационный предел распространения пламени по смеси горючего вещества с воздухом, % об. (г · м^-3);

R - воспроизводимость метода определения показателя пожарной опасности при доверительной вероятности 95%;

Проверяем выполнение условий пожаровзрывобезопасности

=12,94

Согласно п. 4.10.4.3 ГОСТ12.1.044 воспроизводимость метода экспериментального определения концентрационных пределов распространения пламени по газо- и паровоздушным смесям при доверительной вероятности 95 % не должна превышать 0,3 % об. на нижнем пределе и 0,6 % об. на верхнем пределе.

Согласно п. 4.11.4.7 ГОСТ 12.1.044 воспроизводимость метода экспериментального определения показателей взрыва пылевоздушных смесей - максимального давления взрыва, нижнего концентрационного предела распространения пламени, минимального взрывоопасного содержания кислорода и минимальной флегматизирующей концентрации флегматизатора не должна превышать значений, указанных в табл.6.

Таблица 2.

Показатель взрыва пылевоздушных смесей	Воспроизводимость, %
Нижний концентрационный предел	59
Минимальное взрывоопасное содержание кислорода	11
Минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора	14

Можно сделать вывод, что в помещении среда является пожаровзрывоопасной.

3.2 Определение возможности образования горючей среды внутри производственного оборудования

Вещества и материалы, обращающиеся в технологическом процессе - ЛВЖ. Аппараты с жидкостями заполняются не полностью () и следовательно, над зеркалом жидкости имеется объем, заполненный парами ЛВЖ. При таких условиях количество паров в свободном пространстве может быть достаточным для образования в смеси с воздухом горючей концентрации.

При анализе возможности образования пожаровзрывоопасных концентраций в оборудовании с жидкостью необходимо проверить выполнение двух условий:

1. наличие над жидкостью свободного паровоздушного объема

2. выполнение зависимости, когда рабочая температура:

t_НПВ - нижний температурный предел распространения пламени;

t_ВПВ - верхний температурный предел распространения пламени;

t_раб- - рабочая температура.

- нижний концентрационный предел распространения пламени;

- верхний концентрационный предел распространения пламени;

- рабочая концентрация.

Проверяем наличие горючей среды в аппаратах с жидкостями:

Смесители растворителя:

Проверяем выполнение второго условия( по формулам (5)и (6):

-20 ⁰С - нижний температурный предел распространения пламени;

6 ⁰С - верхний температурный предел распространения пламени;

60 ⁰С - рабочая температура

как видно, условие не выполняется.

Можно сделать вывод, что пожаровзрывоопасная паровоздушная смесь внутри оборудовании образовываться не будет.

Мерники растворителя:

Проверяем выполнение второго условия, т.к.свободный паровоздушный объем существует( по формулам (5)и (6)):

,

-20 ⁰С - нижний температурный предел распространения пламени;

6 ⁰С - верхний температурный предел распространения пламени;

20 ⁰С - рабочая температура

условие не выполняется.

2,7 %- нижний концентрационный предел распространения пламени;

6 % - верхний концентрационный предел распространения пламени;

16,3 %- рабочая концентрация.

условие не выполняется.

Можно сделать вывод, что пожаровзрывоопасная паровоздушная смесь внутри оборудовании образовываться не будет.

3Баки готовой продукции:

Проверяем выполнение второго условия, т.к.свободный паровоздушный объем существует( по формулам (5)и (6)):

,

-20 ⁰С - нижний температурный предел распространения пламени;

6 ⁰С - верхний температурный предел распространения пламени;

50 ⁰С - рабочая температура

условие не выполняется.

2,7% - нижний концентрационный предел распространения пламени;

6% - верхний концентрационный предел распространения пламени;

22,3 % - рабочая концентрация.

условие не выполняется.

Можно сделать вывод, что пожаровзрывоопасная паровоздушная смесь внутри оборудовании образовываться не будет.

3.3 Определение возможности выхода горючих и вредных веществ в воздух производственного помещения (на открытую площадку)

Горючая среда в производственных помещениях может образоваться только при выходе горючих веществ из аппаратов наружу. Такие условия появляются при нормальной работе технологического оборудования, так как в технологическом процессе применяются аппараты с дыхательными устройствами, через которые в помещения могут выходить пары ацетона, периодически открываемые для разгрузки и выгрузки; также насосы для перекачки ЛВЖ с сальниковыми уплотнениями.

Наибольшую пожарную опасность для производства представляют собой нарушения режима работы технологического оборудования и связанные с ними повреждения и аварии, при которых за короткий промежуток времени может образоваться горючая концентрация не только внутри аппаратов, но и снаружи вследствие выхода значительного количества горючих веществ. Горючая среда образуется в результате образования трещин, свищей, сквозных отверстий; прокладочного материала, разъемных соединений (насосы для транспортирования ЛВЖ), обрыва трубопровода, а также разрушения технологических аппаратов в целом.

3.4 Определение возможности выхода горючих и/или вредных веществ в объем помещения (открытую площадку) из поврежденного производственного оборудования

Локальное повреждение технологического оборудования. Масштаб аварии и пожара зависит от вида повреждения. Если повреждение имеет местный характер (образуются трещины, свищи, сквозные отверстия, происходит разрушение прокладочного материала, разъемных соединений), то возможен выход горючих веществ наружу или подсос воздуха внутрь. Может также произойти и полное разрушение аппарата, при котором существует реальная опасность выхода из аппарата за короткий отрезок времени практически всего объема содержащегося в нем горючего вещества. Разрушение аппарата может произойти в результате механического, химического, а также температурного воздействий.

3.5 Повреждение технологического оборудования в результате механического воздействия

Гидравлические удары. Гидравлические удары могут возникнуть в результате резкого торможения движущегося потока жидкости в трубопроводных линиях при быстром закрывании или открывании запорной арматуры.

Вибрация технологического оборудования. Вибрация приводит к появлению локальных повреждений во фланцевых соединениях, сварных швах. Источником вибрации являются электродвигатели, насосы для перекачки ЛВЖ.

Повреждение технологического оборудования в результате температурного воздействия. Так как в технологическом процессе не имеется агрегатов работающих при высоких температурах, то нет опасности повреждения технологического оборудования в результате температурного воздействия.

Повреждение технологического оборудования в результате химического воздействия. Проявлением химического воздействия на технологическое оборудование является коррозия, в результате которой происходит постепенное уменьшение толщины стенок аппаратов и снижение механических свойств металла.

Мероприятия, направленные на предупреждение образования горючей среды:

· устройство вентиляции для отсоса паров у мест окраски изделий;

· распыление лакокрасочных материалов производится только в закрытых и полузакрытых камерах;

· не допускается объединение вентиляционных систем окрасочных камер общеобменной вентиляции и вентиляции

других помещений;

· улавливание лакокрасочных материалов при помощи фильтров, обеспечение прекращения подачи краски при остановке вентиляторов;

· скорость движения воздуха через рабочие проемы окрасочных кабин должна быть больше, чем скорость диффузии паров растворителей в сторону цеха (не ниже 1 м/с);

· окрасочные работы, промывку и обезжиривание деталей производят только при действующей приточной и вытяжной вентиляции с местными отсосами от окрасочных камер;

· установка в камерах или воздуховодах газоанализаторов сблокированных с работой вентиляторов и краскоподачей; при отсутствии газоанализаторов прекращение подачи краски при остановке вентиляторов;

· емкости с лакокрасочными материалами, находящиеся непосредственно у рабочих мест закрываются крышками, краску краскораспылителем подают только по трубам и шлангам;

· для подачи лакокрасочных материалов под давлением предусматриваем сжатый инертный газ;

· сжатый воздух используется только при распылении лакокрасочных материалов путем пульверизации;

· уменьшение или полное исключение горючих растворителей из лакокрасочных материалов;

· систематическая чистка окрасочных камер, воздуховодов вентиляции, строительных конструкций от отложений лакокрасочных материалов

· в конце каждой рабочей смены из цеха должна убираться промасленная ветошь;

· отходы нитрокрасок своевременно удаляются из помещения цеха.

4. Определение возможности образования в горючей среде (или внесения в неё) источников зажигания, инициирования взрыва

Открытый огонь и раскаленные продукты сгорания. При нормальном режиме работы в технологическом процессе невозможно образование открытого огня и раскаленных продуктов сгорания. Такая опасность существует только в период проведения ремонтных работ при применении электро- и газосварки, резки, пайки. Пожарная опасность этих работ определяется наличием открытого пламени, раскаленных огарков электродов и нагретых до высоких температур поверхностей технологического оборудования в местах обработки пламенем, а также образованием большого количества разлетающихся во все стороны искр в виде брызг расплавленного металла.

Тепловое проявление механической энергии. Большую опасность представляют подшипники насосов - увеличение тепловыделения возможно при перегрузке валов и чрезмерной затяжке подшипников.

Тепловое проявление химической энергии. Тепловое проявление химической энергии не представляет большой пожарной опасности, так как вещества, используемые в технологическом процессе, не могут самовоспламеняться и самовозгораться при рабочей температуре.

Тепловое проявление электрической энергии. Тепловым проявлением электрической энергии может являться не правильный выбор электрооборудования, перегрузка сетей и электродвигателей - приводов вращающихся узлов и механизмов технологических аппаратов. механическое повреждение электрооборудования. Опасное выделение тепла может проявиться в виде: электрических искровых разрядов, электрической дуги при коротких замыканиях, перегрева или перегрузках электрооборудования, больших переходных сопротивлений в местах электрических контактов. Искровых разрядов статического электричества и воздействий атмосферного электричества - прямых ударов и вторичных воздействий молнии.

Мероприятия, направленные на предотвращение источников зажигания:

· удаление из помещений отходов лакокрасочных материалов;

· очистка воздуховодов от отложений лакокрасочных материалов;

· контроль за температурой подшипников;

· заземление оборудования;

· использование искробезопасного инструмента;

· выполнять полы из негорючих материалов, исключающих образование искр при ударах;

· выжигание отложений лакокрасочных материалов в воздуховодах и окрасочных кабинах на специально отведенных площадках вне окрасочных цехов после демонтажа;

· электрооборудование должно быть выполнено в соответствии с ПУЭ.

5. Определение возможности распространения пожара в технологическом процессе

Путями распространения пожара являются сосредоточение большого количества горючих веществ, внезапное появление факторов, ускоряющих его развитие (растекание ЛВЖ при аварийном истечении из поврежденного оборудования), растекание и попадание ЛВЖ в канализацию, распространение паров ЛВЖ по вентиляционным шахтам. Имеет место распространения пожара по паровоздушной смеси, по транспортерам для перемещения изделий, а также через технологические проемам.

Для того, чтобы предупредить распространение пожара необходимо предусмотреть следующие мероприятия:

· емкости для красок должны быть плотно закрыты;

· недопущение разлива лакокрасочного материала, а также приготовления лакокрасочного материала вне специально отведенных мест;

· защита коммуникаций от распространения пламени и разрушении при взрыве: установка противопожарных клапанов;

· оборудование окрасочных камер гидравлическими фильтрами;

· трубопроводы подачи лакокрасочного материала после их опорожнения заполняется инертным газом;

· применений первичных средств пожаротушения;

· размещение окрасочных цехов на верхних этажах и обеспечение помещений ЛСК и АУПТ.

6. Определение соответствия технологии производства требованиям технических нормативных правовых актов по пожарной безопасности

6.1 Деление производственного процесса производства на блоки

Для снижения тяжести последствий техногенных чрезвычайных ситуаций технологические системы разделяются на блоки с установкой на основных технологических потоках между блоками быстродействующих запорных органов. При разделении систем на блоки предусматривается максимальное, с учетом технологической возможности, ограничение объемов обращающихся в блоке опасных веществ, которые могут быть выброшены в окружающую среду, при внезапной разгерметизации оборудования.

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 могут быть определенный аппарат, группа аппаратов, участок трубопровода и т. д., которые можно отключить от остальных аппаратов запорными органами (вентилями, клапанами, задвижками и т. д.).

Категория взрывоопасности блока определяет специфические требования к компоновке блоков, составляющих данную технологическую схему, ее аппаратурному оформлению, к выбору типа отключающих устройств и мест их установки, а также к средствам регулировании, контроля и противоаварийной зашиты.

В зависимости от величины относительного потенциала (Q_В) и условной массы горючих веществ (m) устанавливают категории взрывоопасности технологических блоков.

6.2 Определение относительного энергетического потенциала блока

Относительный энергетический потенциал характеризует запас энергии в технологическом блоке, который может быть реализован при взрыве, определяется по формуле (7):

(7)

где: Е - общий энергетический потенциал (кДж).

Условная масса горючих веществ определяется как отношение общего энергетического потенциала к единой теплоте сгорания большинства углеводородов по формуле(8):

(8)

Следовательно, категория взрывоопасности технологических блоков - 1.

6.3 Расчёт категории производственного помещения по взрывопожарной и пожарной опасности

При расчете значений критериев взрывопожарной опасности в качестве расчетного выбирается наиболее не благоприятный вариант аварии, при котором во взрыве участвует наибольшее количество вещества, наиболее опасного в отношении последствий взрыва (4.1. НПБ 5-2005).

Таблица.2. Исходные данные помещения цеха

Помещение Цеха	Длина, м	100
	Ширина, м	32
	Высота, м	12
	Скорость воздуха, м/с	0,4
	Кратность вентиляции, 1/ч	4
	Расстояние до задвижек, м	5
	Привод задвижек	Руч.
	Ограничение растекания % от площади пола.	нет
	Общий энергетический потенциал, Е, ГДж.	270

Ацетон

Химическая формула: С₃Н₆О

Молекулярная масса: 58,08 кг/кмоль

Плотность жидкости: 790,8 кг/м³

С_нкпр: 2,7 % (об.)

Температура вспышки: -18С

Максимальное давления взрыва: 570 кПа

Теплота сгорания: 31,36 МДж/кг

Константы уравнения Антуана:А=7,25058

В=1281,721

Са=237,088

Обоснование расчётного варианта в соответствии с НПБ 5-2005:

Количество поступивших в помещение веществ, которые могут образовать взрывоопасные газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется исходя из следующих предпосылок(п.4.2. НПБ 5-2005):

o Происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно пункту 4.1.;

o Все содержимое аппарата поступает в помещение;

o Происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат по прямому и обратному потоку в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов.

o Расчетное время отключения трубопроводов следует принимать равным 300с, т.к. отключения насоса ручное.

o Происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости, площадь испарения которой при разливе на горизонтальную поверхность определяется исходя из расчета, что 1 л жидкости, являющееся 100% растворителем, разливается на площади 1 м² пола помещения;

o Длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.

o Если свободный объем помещения определить невозможно, то его допускается принимать условно равным 80 % геометрического объема помещения.

Расчёт избыточного давления взрыва

(9)

где V_св=0,8·а·в·h

V_св=0,8·100·32·12 =30720 м³

P_max= 570 кПа - максимальное давление взрыва;

P₀ =101,3 кПа - атмосферное давление;

К_Н - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать К_н равным 3;

Z - коэффициент участия паров ЛВЖ во взрыве;

m - масса испарившейся жидкости, кг;

с_п.. - плотность пара, кг/м³

, (10)

где: М - молярная масса, кг•кмоль^-1;

V₀ - молярный объем, равный 22,413 м³•кмоль^-1;

t_р - расчетная температура, С.

кг/м³

С_ст - стехиометрическая концентрация паров ЛВЖ %(об.), вычисляемая по формуле:

, (11)

где: = n_c + - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

n_c=3, n_н=6 _, n_o =1 - число атомов С ,Н ,О в молекуле соответственно.

%

Определяется масса ЛВЖ, поступившая в помещение по формулам:

m_ж=V_T с_ж (12)

m_ж - масса ЛВЖ, поступившей в помещение, кг

?_ж =790 кг/м³ - плотность жидкости

(13)

V_1T - объем жидкости, вышедшей из аппарата до отключения, м³;

V_2T - объем жидкости, вышедшей из аппарата после отключения, м³;

(14)

q = м³/с - производительность насоса;

Т =300 с - т.к. время отключения насоса ручное.

(15)

d_ш=20 м - диаметр шланга;

l =5 м - расстояние до задвижек.

Определяем массу испарившейся ЛВЖ по формулам:

Определяем площадь испарения в соответствии с п.4.2.3. НПБ 5-2005

, (16)

где V_лвж - объём жидкости, вышедшей из аппарата при аварии, л.

Происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости, площадь испарения которой при разливе на горизонтальную поверхность определяется исходя из расчета, что 1 л жидкости, являющееся 100% растворителем, разливается на площади 1 м² пола помещения, значит = л разливается на S=,но жидкость разливаясь не выходит за пределы помещения, т.к. применяются заградительные ограждения - пороги, значит площадь разлившейся жидкости ровна площади помещения F_и=а•в=3200м²

Определяем массу испарившейся с поверхности разлива жидкости

m = W F_и Т+F_д W Т, (17)

где: W - интенсивность испарения, кгс ^-1•м^-2;

F_и - площадь испарения, м²

Т - время испарения, с (принимаем 3600 с)

Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. При отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле:

W=10^-6P_н, (18)

где:  - коэффициент, принимаемый в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения;

М - молярная масса горючего, кг·кмоль^-1;

Р_н - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости t_р.

Определяем давление насыщенных паров:

(19)

P_H - давление насыщенных паров, кПа;

t_ж=35°С - рабочая температура,

А=7,25058,В=1281,721,С_А=237,088- константы уравнения Антуана

W=10^-6·4,77··3,26=1,19·10^-4 кгс ^-1•м^-2

Определяем время полного испарения разлившейся в помещении ЛВЖ

, (20)

с

Т.к. время полного испарения разлившейся в помещении ЛВЖ более 3600 с, то далее для расчетов время испарения разлившейся в помещении ЛВЖ берем 3600 с .

m=1,19·10^-4 ·3200·3600+2·5·1,19·10^-4 ·3600=1375,164кг

Определяется коэффициент К с целью учёта работы аварийной вентиляции.

К = А/Т + 1, (21)

где А - кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией;

Т=3600 с - продолжительность поступления паров ЛВЖ и ГЖ в объем помещения.

К=4/3600·3600+1=5

Масса испарившейся с поверхности разлива жидкости с учётом коэффициент К:

кг

Определяется средняя концентрация паров ЛВЖ в помещении и сравнивается с нижним концентрационным пределом распространения пламени.

(22)

m=274,176 кг - масса испарившейся жидкости;

_п= кг/м³- плотность пара;

V_св =30720 м³ - свободный объем помещения

%,

т.к. выполняется условие

100m/(_г.пV_св) 0,5 С_НКПР,

где: С_НКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени газа или пара, % (об.), в помещении в форме прямоугольного параллелепипеда с отношением длины к ширине не более 5.

0,371,35,

то коэффициент Z рассчитывается следующим образом:

Расстояния X_НКПР, Y _НКПР, Z_НКПР рассчитываются по формулам:

С₀ - предэкспоненциальный множитель, % (об.), равный:

С₀ = С_Н (23)

С₀ = С_Н %

Концентрация С_Н может быть найдена по формуле:

С_Н = 100 Р_Н /P₀, (24)

где: Р_Н =3,26 кПа- давление насыщенных паров при расчетной температуре ;

Р₀ - атмосферное давление, равное 101 кПа.

С_Н = 100· 2,6 /101=2,57%,

- в допустимые отклонения концентраций( принимаем равным 1,27).

Расстояния X_НКПР, Y _НКПР, Z_НКПР рассчитываются по формулам:

Х_НКПР=К₁L; (25)

Y_НКПР=К₁S; (26)

Z_НКПР=К₃Н, (27)

где: К₁ - коэффициент, принимаемый равным 1,1958

К₂ - коэффициент, принимаемый равным К₂ ==1;

К₃ - коэффициент, принимаемый равным 0,3536 для ЛВЖ при подвижности воздушной среды;

- в допустимые отклонения концентраций( принимаем равным 1,27);

L, S,Н- длина, ширина и высота помещения соответственно, м;

С_нкпр: 2,7 % (об.).

Х_НКПР=1,1958·1000;

Y_НКПР=0,Z_НКПР=0

при Х_НКПР L и Y_НКПР S:

Z= , (28)

т.к. Z=0,то избыточное давление взрыва =0. В соответствии с НПБ 5-2005 данное помещение относим к категории «В».

Т.к. в результате расчёта получилась категория помещения «В», то определяется категория помещений В1-В4 в соответствии с главой 9 НПБ 5-2005.

2.5.1. Определяем пожарную нагрузку

(29)

G - количество материала пожарной нагрузки;

- низшая теплота сгорания материала пожарной нагрузки, МДж·кг^-1

2.5.2. Определяется количество материала пожарной нагрузки

(30)

кг

МДж

2.5.3. Производится расчёт удельной пожарной нагрузки

(31)

где S=180 м² - площадь размещения пожарной нагрузки,

МДж/м²

Т.к. расчёт удельной пожарной нагрузки q =174,38 МДж/м² не превышает q =180 МДж/м², то помещений относится к категория В-4, в соответствии с п.9.2. табл.4. НПБ 5 - 2005.

7. Разработка мероприятий по снижению техногенной опасности производственного процесса

7.1 Мероприятиям, направленные на снижение образования горючей среды у дыхательных устройств:

· уменьшение или ликвидация паровоздушного пространства путем постоянного поддержания высокого уровня жидкости в аппаратах;

· применение газоуравнительной системы - трубопроводной обвязки, соединяющей между собой паровоздушные пространства резервуаров с однородными продуктами;

· вывод дыхательных труб за пределы производственного помещения.

7.2. Мероприятия, направленные на уменьшение вибрации аппаратов:

· применение центробежных насосов вместо поршневых;

· 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).

7.3. Мероприятия, направленные на увеличение противопожарной защиты насосов:

· систематический контроль герметичности уплотнений;

· применение торцовых уплотнений;

· устройство перепускных линий (со стороны нагнетания на всасывание) и предохранительных клапанов;

· предотвращение вибрации насосов путём тщательной регулировки;

· исключение перегревов насосов в местах трения;

· визуальный контроль температуры подшипников осуществляется путём нанесения термочувствительных красок, изменяющих свой цвет при нагревании, на корпуса подшипников;

· вокруг мест установки насосов устраивать бортики высотой не менее 0,15м.

7.4. Ограничение массы и объёма горючих веществ и материалов, а также наиболее безопасный способ их размещения достигается устройством аварийного слива ЛВЖ и аварийного стравливания горючих газов из аппаратуры; периодической очистки территории, на которой расположен объект, аппаратуры от горючих отходов и отложений пыли; удаление пожароопасных отходов производства. Система аварийного слива из аппаратов должны поддерживаться в исправном состоянии.

7.5. Для предотвращения распространения пламени устанавливаются на указательных и стравливающих линиях аппаратов и резервуарах, а также на трубопроводах огнепреградители). Необходимо регулярно проверять исправность огнепреградителей и производить чистку их огнегасящей насадки, а также контролировать исправность мембранных клапанов. Сроки проверки указаны в цеховой инструкции согласно нормативной документации на данные устройства.

7.6. Предотвращение образования горючей среды обеспечивается автоматизацией технологического процесса в соответствии с ОПВ- 96, а также применением устройств защиты производственного оборудования с горючими веществами от повреждений и аварий, установкой отключающих, отсекающих и других устройств (газоанализаторы, огнепреградители, предохранительные клапана, а также аварийный слив). Предохранительные клапаны должны быть окрашены в красный цвет. Не допускается их загромождение. вещество материал горючая среда

7.7. Для всего оборудования, в котором используется ЛВЖ, устраиваются отбортовки, не допускающие растекание жидкости.

7.8. Для контроля за состоянием воздушной среды в производственных и складских помещениях установлены автономные газоанализаторы. Для производственных помещений предусмотрен автоматический контроль загазованности с устройством с устройством световой и звуковой сигнализации о повышении нормативных значений. Оборудование, используемое в технологическом процессе должны соответствовать показателям взрывоопасности среды. Предельная степень заполнения баков-хранилищ указана в технологическом регламенте и равна 0,95. соблюдение установленного предела заполнения обеспечивается системой автоматического регулирования.

Литература

1. Закон №2403-XII 1993 «Закон Республики Беларусь о пожарной безопасности».

2. Закон №363-3 2000 «Закон Республики Беларусь о промышленной безопасности опасных производственных объектов».

3. ГОСТ 19433-88 «Грузы опасные. Классификация и маркировка».

4. ГОСТ 2.780-96 «Обозначения условные графические. Кондиционеры рабочей среды, емкости гидравлические и пневматические».

5. ГОСТ 2.781-96 «Обозначения условные графические. Аппараты гидравлические и пневматические, устройства управления и приборы контрольно-измерительные».

6. ГОСТ 2.782-96 «Обозначения условные графические. Машины гидравлические и пневматические».

7. ГОСТ 2.793-79 «Обозначения условные графические. Элементы и устройства машин и аппаратов химических производств».

8. ГОСТ 3.101-81 «Единая система технологической документации. Общие положения».

9. СТБ 11.0.02-95 «Система стандартов пожарной безопасности. Пожарная безопасность. Общие термины и определения».

10. СТБ 11.05.03-2010. «Система стандартов пожарной безопасности. Пожарная безопасность технологических процессов. Методы оценки и анализа пожарной безопасности. Общие требования».

11. СТБ 11.4.01-95 «Система стандартов пожарной безопасности. Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости. Обеспечение пожарной безопасности при хранении, перемещении и применении на промышленных предприятиях».

12. ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная безопасность. Общие требования».

13. ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

14. ГОСТ 12.1.007-76 «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности».

15. ГОСТ 12.1.010-76 «Взрывобезопасность. Общие требования».

16. ГОСТ 12.1.041-83 «Пожаровзырывобезопасность горючих пылей. Общие требования».

17. ГОСТ 12.1.044-89 «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения».

18. ГОСТ 12.2.016-81 «Оборудование компрессорное. Общие требования безопасности».

19. ГОСТ 12.3.005-75 «Работы окрасочные. Общие требования безопасности».

20. ГОСТ 21.404-85 «Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах».

21. ГОСТ 21.408-93 «Правила выполнения рабочей документации технологических процессов».

22. ГОСТ 22.0.01-94 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Основные положения».

23. ГОСТ 22.0.02-94 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Термины и определения основных понятий».

24. ГОСТ 22.0.05-97 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации. Термины и определения».

25. ГОСТ 22.0.07-95 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Источники техногенных чрезвычайных ситуаций. Классификация и номенклатура поражающих факторов и их параметров».

26. ГОСТ 22.0.08-96 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации. Взрывы. Термины и определения».

27. ГОСТ 22.0.10-96 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Правила нанесения на карты обстановки о чрезвычайных ситуациях. Условные обозначения».

28. СНБ 4.02.01-03 «Отопление, вентиляции и кондиционирование воздуха».

29. СНБ 2.02.05-04 «Пожарная автоматика».

30. СНиП 2.09.02-85^* «Производственные здания».

31. СНиП 2.09.03-85 «Сооружения промышленных предприятий».

32. СНиП 3.05.05-84 «Технологическое оборудование и технологические трубопроводы».

33. СНБ 3.02.01-98 «Склады нефти и нефтепродуктов».

34. НПБ 5-2005 «Категории помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности».

35. «Правила и нормы техники безопасности, пожарной безопасности и производственной санитарии для окрасочных цехов».

36. ППБ 1.01-94 «Общие правила пожарной безопасности для промышленных предприятий».

37. ППБ 1.02-94 «Правила пожарной безопасности при эксплуатации технических средств п/п защиты».

38. ППБ 1.03-93 «Правила пожарной безопасности и техники безопасности при проведении огневых работ на предприятиях Республики Беларусь».

39. ППБ 2.08-2000 «Правила пожарной безопасности республики Беларусь для химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств».

40. Правила защиты от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. 1972 г.

41. Правила устройства и безопасной эксплуатации поршневых компрессоров, работающих на взрывоопасных и токсичных газах. 1977 г.

42. ПУ и БЭФ-91 «Правила устройства и безопасной эксплуатации факельных систем».

43. ОПВХП-96 «Общие правила взрывобезопасности химических производств и объектов».

44. МНПАГПАН 5.01-98 «Правила устройств и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением».

45. РД 52.04.253-90 «Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте».

46. ОНТП 03-86 «Окрасочные цехи».

47. Абдурагимов И.М. и др. Процессы горения М., 1984.

48. Артемьев В.П., Юхов А.А., Предкель А.В. Техногенная безопасность производственных процессов и оборудования. «Методика анализа техногенной опасности производственных процессов и оборудования». Минск. 2002.

49. Артемьев В.П. Пожарная безопасность технологических процессов. Методические указания к выполнению курсовой работы. Минск. 1994.

50. Артемьев В.П., Юхов А.А., Предкель А.В. Техногенная безопасность производственных процессов и оборудования. Методические указания к выполнению расчетно-графической работы. Минск. 2001.

51. Алексеев М.В. и др. Пожарная профилактика технологических процессов производств. - М., 1986.

52. Алексеев М.В. Основы пожарной профилактики технологических процессов производств. - М., 1972.

53. Башкирцев М.П. и др. Основы пожарной теплофизики. - М., 1971.

54. Белов С.В. Безопасность производственных процессов. Справочник. - М., 1985.

55. Г.Ф.Ласута, И.И.Полевода, А.В.Маковчик, Ф.Н.Абдрафиков, В.П.Артемьев. Пожарная безопасность технологических процессов. Минск. 2010.

56. Зозуля М.В. и др. Пожарная профилактика в промышленности и сельском хозяйстве. - М., 1974.

57. Клубань В.С. и др. Пожарная безопасность предприятий промышленности и агропромышленного комплекса. - М., 1987.

58. Корольченко А.Я. Пожаровзрывоопасность процессов сушки. - М., 1987.

Размещено на Allbest.ru

...