 |
Анализ пожаровзрывоопасности горючей среды в периоды остановки и пуска аппаратов
|
|
|
|
Взрывопожароопасные концентрации образуются при остановке работы аппаратов или трубопроводов в результате неполного удаления жидкостей, паров или газов из внутреннего объема системы, а при пуске аппаратов и трубопроводов - в результате недостаточного удаления воздуха.
Непосредственными причинами образования взрывоопасных концентраций при остановке аппаратов являются:
- неполное удаление из аппарата огнеопасных жидкостей. Если в колонне осталось горючая жидкость, то удалить их последующей продувкой очень сложно;
- недостаточная продувка водяным паром или инертным газом внутреннего пространства аппаратов и трубопроводов от оставшихся жидкостей и паров;
- негерметичное отключение от подлежащих остановке аппаратов соединенных с ними трубопроводов с огнеопасными жидкостями или газами.
Просачиваясь через негерметичные задвижки, пары жидкостей постепенно накаливаясь, могут образовать взрывоопасные концентрации даже в полностью опорожненных и правильно продутых аппаратах и трубопроводах.
Полный слив жидкости и герметичное отключение останавливаемых аппаратов создают необходимые предпосылки для окончательного удаления оставшихся горючих веществ путем продувки.
Проверим расчетом время продувки ректификационной колонны Т-101.
Пар в колонны поступает со скоростью 3,5 м/с по трубопроводу d = 50 мм = 0,05 м.
q = 
, (2.4)
где q – количество пара подаваемого в аппарат м3/мин;
w – скорость истечения пара из трубопровода в аппарат м/с.
q = 
м3/мин.
Для огнеопасных жидкостей определяем по формуле [1]:
τ ж = 
, (2.5)
где τ ж – время продувки колонны с бензином, мин.;
|
|
|
n – коэффициент зависящий от летучести жидкости, n =5;
V – свободный объем колонны, м3 V =12,9 м3.
Для определения предельно допустимой концентрации горючего вещества в конце продувки аппарата принимаем коэффициент запаса равным 20 по отношении к нижнему пределу взрыва, т.к. колонны тарельчатая, в ней возможно отложение пирофорных соединений.
, (2.6)
где φ НПВ – нижний концентрационный предел взрываемости бензина, %.
объемные доли.
τ ж = 
мин≈20 часов.
Технологическим регламентом время продувки колонны принято 22 часа, следовательно, будет исключено образование взрывоопасных концентраций паров бензина в колонне Т-101.
Большую пожарную опасность представляют собой большое количество насосов предназначенных для транспортировки нефтепродуктов, при эксплуатации которых возможен выход паров нефтепродуктов с образованием взрывоопасных концентраций.
Проверим расчетом вероятность образования взрывоопасных концентраций при нормальном режиме работы.
В холодной насосной блока колонн установлено 12 рабочих насосов, 6 из которых перекачивают светлые нефтепродукты. По исполнению насосы центробежные, их валы проходят через корпус с сальниковым уплотнением под давлением 2 МПа. Однако даже такое уплотнение полную герметичность не создает, поэтому при нормальной работе насосов наблюдается утечка паров нефтепродуктов. Как видно из таблицы 11.1 стр.170 [1], по данным опытов среднее выделение легких углеводородов составляет в данном случае 1000 г/ч.
Величину утечки через сальник центробежного насоса можно оценить по формуле [1]:
G с = 
, (2.7)
где G с –количество просачивающейся жидкости кг/ч;
– плотность бензина кг/м3;
d – диаметр вала насоса м;
К – коэффициент испаряемости жидкости;
Н – рабочее давление насоса, м.ст.ж.
|
|
|
Подставив значение формулы получим:
G с = 
.
Что меньше опытных данных.
Принимая опытные данные за основу, выход для 6 насосов составит:
G = 
.
Далее определяем достаточно ли данного количества бензина вышедшего из сальников насосов для образования взрывоопасной концентрации в объеме насосной (без учета паров с конвективными патоками).
, (2.8)
где 
– концентрация паров бензина, г/м3;
V – объем пространства насосной м3.
V = 16х12х 6=1152м3.
= 
.
Предельно допустимая концентрация паров бензина составит:
.
Нижний предел взрыва в весовых единицах не дается, в справочной литературе приводятся данные в объемных концентрациях для бензина 
.
Переводим объемную концентрацию в весовую:
, (2.9)
где М – масса бензина, кг/кМоль;
Vt – объем кМоля паров бензина при рабочей температуре жидкости.
, (2.10)
где t – рабочая температура, 0С.
,
.
Вывод: так как в объеме насосной концентрация паров бензина 
= 6г/м3, а нижний концентрационный предел взрыва 
= 29,5г/м3 возможность образования общей взрывоопасной концентрации при нормальном технологическом режиме исключается.
|
|
|
