Пожарная безопасность технологических процессов

В ГОСТ 12.3.047 — 98 установлены общие требования пожарной безопасности к технологическим процессам различного назначения для всех отраслей экономики страны и предприятий любых форм собственности на стадии проектирования, строительства реконструкции при вводе, эксплуатации и прекращении эксплуатации, разработке и изменении норм технологического проектирования и других нормативных документов, регулирующих мероприятия по обеспечению пожарной безопасности производственных объектов, при разработке технологических частей проектов и технологических регламентов.

Пожарная опасность технологических процессов [40, 42, 43| определяется на основе изучения:

· технологического регламента;

· технологической схемы производства продукции;

· показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов, использующихся в технологическом процессе;

· конструктивных особенностей аппаратов, машин и агрега­тов;

· схемы расположения в цехе, на участке или открытой площадке опасного оборудования.

После проведения анализа документации разрабатывают си­стему мер по предотвращению пожара и противопожарной за­щите технологических процессов в соответствии с требования­ми действующих нормативных документов. Для разработки ме­роприятий по обеспечению пожарной безопасности технологи­ческих процессов целесообразно рассмотреть все источники за­жигания, которые могут встретиться в производственном процессе.

Требования к обеспечению пожарной безопасности системы предотвращения пожара. Для предотвращения пожара следует предусмотреть меры по исключению образования горючей среды и (или) предотвращению образования в горючей среде (или внесе­ния в нее) источников зажигания.

Предотвращение образования горючей среды можно обеспечить за счет:

·применения (насколько это возможно) негорючих и трудно­горючих веществ и материалов;

· ограничения массы и (или) объема горючих веществ, мате­риалов и наиболее безопасного их размещения;

· изоляции горючей среды благодаря применению изолированных отсеков, камер, кабин и т.п.;

· поддержания безопасной концентрации среды в соответствии нормами и правилами и другими нормативно-техническими, нормативными документами и правилами безопасности;

·поддержания достаточной концентрации флегматизатора в воздухе защищаемого объекта (его составной части);

· поддержания температуры и давления среды, исключающих распространение пламени;

· максимальной механизации и автоматизации технологических процессов, связанных с обращением горючих веществ;

·установки пожароопасного оборудования, по возможности, и изолированных помещениях или на открытых площадках;

·применения устройств защиты производственного оборудования, в котором используются горючие вещества, от поврежде­ний и аварий, и установки отключающих, отсекающих и других устройств.

Предотвращение образования в горючей среде источников зажигания осуществляется благодаря применению:

· машин, механизмов, оборудования и устройств, при эксплуатации которых не образуются источники зажигания;

· электрооборудования, соответствующего пожароопасной и взрывоопасной зонам, группе и категории взрывоопасной смеси н соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.011 — 78 и Правил уст­ройства электроустановок;

· быстродействующих средств защитного отключения возмож­ных источников зажигания в конструкциях;

· технологического процесса и оборудования, удовлетворя­ющего требованиям электростатической искробезопасности по ГОСТ 12.1.018-93;

а также за счет:

·устройства молниезащиты зданий, сооружений и оборудова­ния;

· поддержания температуры нагрева поверхности машин, ме­ханизмов, оборудования, устройств, а также веществ и материа­лов, которые могут находиться в контакте с горючей средой, на уровне ниже предельно допустимой (составляющей 80 % от ми­нимальной температуры самовоспламенения горючего);

· исключения возможности появления искрового разряда в го­рючей среде с энергией, равной или выше минимальной энергии зажигания;

· применения неискрящих инструментов при работе с легковоспламеняющимися жидкостями и горючими газами;

· ликвидации условий возникновения теплового, химического и (или) микробиологического самовозгорания находящихся в обращении веществ, материалов, изделий и конструкций;

· устранения контакта с воздухом пирофорных веществ;

· уменьшения размера горючей среды ниже предельно допустимого по горючести;

· исполнения действующих строительных норм, правил и стандартов.

В свою очередь ограничение массы и (или) объема горючих веществ и материалов, а также их наиболее безопасное размеще­ние могут быть достигнуты за счет:

· уменьшения массы и (или) объема горючих веществ и материалов, находящихся одновременно в помещении или на откры­тых площадках;

·устройства аварийного слива пожароопасных жидкостей и ава­рийного стравливания горючих газов из аппаратуры;

· устройства на технологическом оборудовании систем противовзрывной защиты;

· проведения периодической очистки территории (на которой располагается объект), помещений, коммуникаций, аппаратуры от горючих отходов, отложений пыли и т.п.;

· удаления пожароопасных отходов производства;

· замены легковоспламеняющихся горючих жидкостей на пожаробезопасные технические моющие средства.

Требования к обеспечению пожарной безопасности системы противопожарной защиты. Противопожарная защита может быть обеспечена за счет применения:

· средств пожаротушения и соответствующих видов пожарной техники;

· автоматических установок пожарной сигнализации и пожа­ротушения;

·основных строительных конструкций и материалов, в том чис­ле используемых для облицовок конструкций, с нормированны­ми показателями пожарной опасности;

· пропитки конструкций объектов антипиренами с нанесени­ем на их поверхность огнезащитных красок (составов);

·устройств, обеспечивающих ограничение распространения по­жара;

· технических средств, включая автоматические, своевремен­но оповещающих о пожаре и способствующих эвакуации лю­дей;

· средств коллективной и индивидуальной защиты от опасных факторов пожара;

· средств противодымной защиты.

Ограничение распространения пожара за пределы очага может быть достигнуто благодаря:

· устройству противопожарных преград;

· использованию предельно допустимых по технико-экономи­ческим расчетам площадей противопожарных отсеков и секций и этажности зданий и сооружений, не превышающих определен­ных норм;

· устройству аварийного отключения и переключения установок и коммуникаций;

· применению средств, предотвращающих или ограничивающих разлив и растекание жидкостей при пожаре;

·применению огнепреграждающих устройств в оборудовании.

Система противодымной защиты объектов должна обеспечивать незадымление, снижение температуры и удаление продуктов трения и термического разложения на путях эвакуации в течение времени, достаточного для удаления людей, и (или) коллектив­ную защиту в соответствии с нормативными требованиями.

Организационно-технические мероприятия по обеспечению по­жарной безопасности. Для обеспечения пожарной безопасности должны быть проведены следующие организационно-технические мероприятия:

· организация пожарной охраны и ведомственных служб по­жарной безопасности в соответствии с действующим законода­тельством;

· паспортизация веществ, материалов, изделий, технологиче­ских процессов, зданий и сооружений объектов с целью обеспе­чения их пожарной безопасности;

· привлечение общественности к вопросам обеспечения по­жарной безопасности;

· организация обучения работающих правилам пожарной без­опасности на производстве, а также населения в порядке, уста­новленном правилами пожарной безопасности соответствующих объектов;

· разработка и реализация норм и правил пожарной безопас­ности, инструкций о порядке обращения с пожароопасными ве­ществами и материалами, о соблюдении противопожарного ре­жима и о действиях людей при возникновении пожара;

· изготовление и применение средств наглядной агитации по обеспечению пожарной безопасности;

· установление порядка хранения веществ и материалов, туше­ние которых недопустимо одними и теми же средствами, в соот­ветствии с их физико-химическими и пожароопасными свойства­ми;

· нормирование численности людей на объекте по условиям безопасности при пожаре;

· разработка плана действий администрации, рабочих и служа­щих, а также населения в случае возникновения пожара и орга­низация эвакуации людей;

· установление основных видов и количества пожарной техни­ки в соответствии с требованиями размещения и обслуживания по ГОСТ 12.4.009-83.

 

Глава 25. ПОЖАРО- И ВЗРЫВОЗАЩИТА ОБОРУДОВАНИЯ

 

Активные способы защиты

Самой эффективной мерой обеспечения пожаровзрывозащиты [44] является замена пожаровзрывоопасных процессов на без опасные путем исключения пожаро- и взрывоопасных веществ материалов из обращения еще на стадии проектирования производства. Однако осуществить это на практике удается крайне ред­ко. Более приемлема замена отдельных пожаро- и взрывоопасных операций на менее опасные. Комплексное решение этих двух задач дает наибольший социальный и экономический эффект.

На практике пожаро- и взрывозащита технологического про­цесса в значительной степени достигается за счет правильного выбора промышленных площадок, строительных конструкций про­изводственных зданий и способов пожаровзрывозашиты оборудо­вания.

Меры взрывозащиты (зачастую не направленные на предотв­ращение взрыва) обеспечивают безопасность обслуживающего персонала, позволяют уберечь от разрушения оборудование и быстро ввести его в эксплуатацию после взрыва.

Одним из способов защиты оборудования от взрыва является применение достаточно прочных конструкций, способных выдер­жать давление взрыва, возникающее внутри аппарата. Однако целе­сообразность повышения прочности оборудования оценивается эф­фективностью увеличения материалоемкости и массы аппаратов.

В химической промышленности широко используют как ак­тивные, так и пассивные средства взрывозащиты. К числу актив­ных мер относятся: контроль за накоплением взрывоопасных па­ров в помещениях; аварийное вентилирование помещений при образовании в них взрывоопасной среды; флегматизаииявзрыво­опасной среды в помещениях; применение предохранительных конструкций, ослабляющих разрушительное действие взрыва, подавление возникшего взрыва. Активные средства взрывозащиты срабатывают в момент возникновения взрыва по сигналу индика­тора, локализуют и подавляют очаг взрыва еще до достижения им разрушительной силы.

Действие активных средств защиты направлено:

· на подавление взрыва при его зарождении путем введения в очаг взрыва огнегасящего вещества, что осуществляется с помо­щью автоматических систем подавления взрыва (АСПВ);

·создание инертной зоны в трубопроводах и в соседних аппа­ратах для предотвращения распространения взрыва;

· блокирование аппарата, в котором произошел взрыв, с помощью отсекающих устройств;

·автоматическое прекращение работы оборудования.

При выборе методов и средств активной взрывозащиты необходимо знать основные пожаро- и взрывоопасные свойства веществ, механизм горения и параметры, характеризующие взрыв, химический состав горючих технологических сред и их рабочие физические параметры, объем оборудования, скорость движения горючих сред и т.п.

Подавление взрыва с помощью АСПВ. Принцип действия этих систем состоит в обнаружении очага взрыва высокочувствитель­ным датчиком и быстром введении в защищаемый аппарат рас­пиленного огнетушащего вещества, прекращающего процесс раз­вития взрыва (рис. 25.1).

Высокочувствительный датчик (индикатор взрыва), через блок управления 5 приводит в действие исполнительные устройства 3 и 6, впрыскивающие в полость аппарата огнетушащую жидкость. В качестве исполнительных устройств системы могут быть также in пользованы пламеотсекатели 4, препятствующие распростра­нению пламени по технологическим коммуникациям в другие аппараты. На схеме показан простейший пример

 

Рис. 25.2. Принципиальная схема размещения элементов АСПВ на аппарате:

 

1 — защищаемый аппарат; 2 — индикатор взрыва; 3—6 — исполнительные уст­ройства (соответственно гидропушка, пламеотсекатель, блок управления и оро­ситель)

 

взрывозащиты одного аппарата. АСПВ можно использовать и для защиты производственной линии, включающей ряд аппаратов.

В комплект одного устройства АСПВ может входить несколько индикаторов взрыва, и наоборот, на один индикатор взрыва может приходиться несколько взрывоподавляющих устройств, зависит от конкретных условий.

Важным преимуществом АСПВ (по сравнению, например, устройствами для сброса давления взрыва — мембранами, клан нами) является отсутствие выбросов в атмосферу токсичных пожаро- и взрывоопасных продуктов, горючих газов и открыто огня.

Рис. 25.2. Общий вид гидропушки:

Взрыв в замкнутом объеме сопровождается повышением температуры и давления, световым излучением, а также ионизации газа, и обнаружить взрыв в аппарате можно по любому из этих проявлений. Индикатор взрыва АСПВ как раз и является устройством, преобразующим один из указанных параметров в электрический сигнал. В качестве индикаторов взрыва применяют три типа датчиков — датчик максимального давления и максимальной

скорости нарастания давления, а также оптические датчики. Первый из них срабатывает при достижении установленного предела давления, второй — подает импульс в случае достижения установленной скорости нарастания давления. Оптический дат» чик фиксирует появление излучения, соответствующего спектру пламени горючего вещества. Это наиболее быстродействующий датчик, однако он имеет довольно сложную конструкцию и может давать лож­ное срабатывание от случайного источни­ка света соответствующего спектра.

1 — крышка; 2 — пироза- ряд; 3 — поршень; 4 — мембраны; 5 — корпус; 6 — огнетушащее веще­ство; 7— распылительная насадка

Для впрыска жидких огнетушащих ве­ществ в отечественной промышленности чаще всего используют взрывоподавители типа гидропушки (рис. 25.2). Это устрой­ство работает следующим образом. При срабатывании пирозаряда 2 в камере А на­столько повышается давление, что разру­шаются мембраны 4. Жидкость оказывает­ся под давлением, практически равным давлению в камере А. Истечение жидкости, сопровождаемое перемещением поршня 3,' приводит к быстрому опусканию насадки 7 в крайнее нижнее положение до упора в выступе корпуса. При этом перфорирован­ная часть насадки полностью выходит из корпуса гидропушки в полость аппарата, и жидкость начинает истекать из полости В в виде множества струй через отверстия (никого диаметра. Изменением расположения отверстий разного ни (метра можно варьировать форму факела распыла.

В качестве взрывоподавителей применяют пневматические рас­пылители с разрушаемыми оболочками.

Оросители предназначены для продолжительного введения ог­нетушащего вещества в полость защищаемого аппарата или тру­бопровода с целью охлаждения продуктов сгорания и предотвра­щения повторного воспламенения в аппарате или распростране­нии пламени по трубопроводу.

При подаче электрического командного импульса на пироустство разрушается мембрана, и огнетушащее вещество через распылитель попадает в полость защищаемого аппарата или тру­бопровод.

В комплект АСПВ входят быстродействующие пламеотсекатели, являющиеся его основным исполнительным органом. Масштабы разрушения и материального ущерба в результате взрыва в аппарате могут быть значительно снижены, если не допустить рас­пространения пламени по технологическим коммуникациям в другое оборудование производства. Для этой цели и служат, в частности, пламеотсекатели. На рис. 25.3 представлены схемы песча­ного и мембранного пламеотсекателей.

Принцип действия песчаного пламеотсекателя состоит в сле­дующем. При подаче электрического импульса воспламеняется пирозаряд 2. Образующиеся при этом газы разрушают мембраны 3 и с большой скоростью выбрасывают песок вниз. Под действием потока песка опорные лепестки, размещенные в пакете 5, отги-

 

Рис. 25.3. Общий вид песчаного (а) и мембранного (б) пламеотсекателя:   1 — крышка пироустройства; 2 — пирозаряд; 3 — мембраны; 4 — патрубок; 5 — пакет; 6 — зернистый материал; 7 — корпус; 8 — баллон; 9 — манометр

 

баются и перекрывают оба сечения патрубка 4, а песок заполнили всю нижнюю полость. Время срабатывания конструкции составляет не более 0,03 — 0,2 с (при величине условного прохода 1 350 мм).

Пламеотсекатели не обеспечивают герметичного перекрытия трубопроводов, однако полностью исключают прохождение пламени. По сравнению с огнепреградителями они имеют ряд примуществ: не создают дополнительного гидравлического сопротивления и эффективны в условиях сильно запыленных и загрязненных сред.

В качестве огнетушащих веществ для АСПВ за рубежом широко применяют бром-, хлор- и фторпроизводные метана и эта В отечественной системе «Радуга» в качестве огнетушащего вещества используют воду.

Для подавления взрывов нашли применение также порош вые составы на основе карбонатов и бикарбонатов натрия и лия, аммониевых солей фосфорной, серной, борной и щавеле кислот, а также комбинированные составы.

Взрывозащита методом флегматизации взрывоопасной среды. Этот метод основан на разбавлении взрывоопасной среды до стояния, в котором она не способна распространять пламя.

Флегматизирующее устройство представляет собой автоматический быстродействующий огнетушитель, который срабатывает по сигналу индикатора взрыва. При этом освобождается выходи отверстие и флегматизирующая смесь под давлением вытесняющего газа вспрыскивается в защищаемый объем. Метод определяющей флегматизации обычно применяют в сочетании с другими методами или устройствами (например, с устройствами для принуди тельного сброса давления).

Блокирование взрыва.Для этого используют отсекающие устройства, в частности быстродействующие отсечные клапаны (отсекатели), которые приводятся в действие от детонатора по сигналу индикатора взрыва.

Отсекатели и флегматизирующие устройства устанавливают на вводных и выводных коммуникациях потенциально взрывоопасного аппарата. Обычно отсечные клапаны обеспечивают защиту наиболее «слабых» аппаратов технологической нитки. Время срабатывания отсекателя определяется длиной трубопровода от взры­воопасного аппарата до установленного отсекателя.

Автоматическое прекращение работы технологической схемы. Часто при возникновении взрыва в одном из аппаратов для пре­дотвращения серьезных аварийных ситуаций требуется немедлен­ное прекращение работы всей технологической линии. В этом случае от индикатора взрыва срабатывает специальное устройств которое автоматически прекращает работу всей технологической нитки или отдельной группы аппаратов.

Как правило, этот способ применяют в сочетании с другими активными методами взрывозащиты.

Контроль за накоплением горючих газов и паров. Контроль осуществляют с помощью специальных газоанализаторов и газосигнализаторов. Наибольшее распространение получили термохимические приборы, принцип действия которых основан на каталитическом окислении горючих примесей в воздухе в специальной камере, являющейся одним из плеч равновесного моста Уитстона. За счет вьщеляющейся при окислении горючих примесей теплоты плечо (электроспираль) нагревается, увеличивается его электро- i "противление, что приводит к разбалансировке моста. По величине разбаланса определяют содержание горючих примесей в воздухе.

Аварийное вентилирование помещений является одним из наиболее распространенных традиционных способов предупреждения образования взрывоопасных сред. Основным показателем работы системы вентиляции является кратность воздухообмена. Вентиля­ции обеспечивает равномерное распределение горючих примесей и пространстве и вместе с тем предотвращает возможность обра­зования локальной взрывоопасной среды. Допустимый объем взрывоопасной среды определяется величиной развиваемого локаль­ным облаком, образующимся при выгорании избыточного давле­нии, которое не должно превышать 5 кПа. Этому условию соответствует объем локального облака со средней концентрацией на уровне нижнего концентрационного предела распространения пламени, равный примерно 5 % от объема помещения. Согласно расчетам ПДК горючих примесей с учетом запаса надежности (50 %) составляет 3,5% нижнего предела распространения пламени.

 

 

Пассивные способы защиты

К пассивным мерам взрывозащиты технологического оборудования относится один из самых распространенных способов — применение предохранительных устройств, т.е. предохранитель­ных мембран и клапанов и дыхательной арматуры. Установка пре­дохранительных конструкций, применяемых для взрывозащиты технологического оборудования и помещений, преследует своей полью ослабление разрушительного действия взрыва за счет своевременного сброса из объекта защиты избыточного давления. Все ми устройства срабатывают при повышении давления сверх уста­новленных пределов.

Предохранительные мембраны. Они представляют собой специально ослабленную часть защищаемого аппарата и срабатывают при заданном давлении. Предельная простота конструкции, вы­сокое быстродействие, малая инерционность, полная герметизация сбросного отверстия до срабатывания мембраны — эти существенные преимущества предохранительных мембран обусловливают их широкое применение. Предохранительные мембраны обычно изготавливают из тонколистового проката пластичных материалов — алюминия, нержавеющей стали, меди, латуни, полиэтиленовой и фторопластовой пленок и др.

По характеру разрушения различают разрывные, ломающиеся, срезные, хлопающие и специальные предохранительные мембраны (рис. 25.4).

Разрывная мембрана представляет собой тонкостенный сплошной либо с прорезями купол, форма которого близка к сферическому. Разрывные мембраны устанавливают вогнутой поверхностью в направлении давления, оказываемого средой. Срабатывание мембраны происходит при разрыве купола.

 

Рис. 25.4. Основные типы предохранительных мембран:   а — разрывная; б — хлопающая; в, г — ломающиеся; д — срезная; е — отрывная; ж — специальная

 

Хлопающие мембраны эффективно используются для защиты переодически вакуумируемых аппаратов. Выпуклой стороной такая мембрана обращена внутрь защищаемого аппарата. При повы­шении давления сферический купол теряет устойчивость, резко с хлопком выворачивается в обратную сторону, ударяется о крестообразный нож и разрезается им. Нашли применение и хлопа­ющие мембраны без разрезных ножей, которые припаивают или приклеивают к зажимному кольцу.

Ломающиеся мембраны используют для защиты аппаратов, ра­ботающих в условиях динамических и пульсирующих нагрузок. Известны срезные мембраны, которые при срабатывании срезаются по острой кромке прижимного кольца и полностью освобождают проходное сечение для выхода газа. Хрупкие мембраны разрушаются принудительно ударным механизмом. Отрывные мембраны чаще всего имеют вид колпачка с проточкой, образующей ослабленное сечение.

Химическое оборудование, и в особенности аппараты для проведения периодических технологических процессов, часто подвергаются вакуумированию, а некоторые технологические про­цессы протекают в условиях постоянного вакуума, поэтому раз­рывные предохранительные мембраны должны выдерживать многократное вакуумирование без разрушения и больших пластических деформаций.

Для защиты от потери устойчивости мембраны оснащены ва­куумными опорами, которые представляют собой перфорирован­ную куполообразную сферическую оболочку, точно повторяющую профиль мембраны.

При выборе мембраны необходимо учитывать давление в аппа­рате, конкретные условия работы оборудования и требования, предъявляемые к его взрывобезопасности. Мембрана должна сра­батывать при давлении, на 20 —30 % превышающем рабочее дав­ление.

Однако при всех достоинствах предохранительные мембраны имеют и ряд существенных недостатков: срабатывание мембраны всегда приводит к выбросу в атмосферу большого количества ток­сичных газов, что вызывает загрязнение окружающей среды и создает возможность возникновения вторичных взрывов; защита с помощью мембран аппаратов значительных объемов, содержа­щих быстрогорящие газовые смеси и имеющих большое пропуск­ное сечение сбросных отверстий, сопряжена с особыми техническими трудностями (при выбросе горящих газов через отвер­стия образуются мощные очаги пламени, которые могут стать при­чиной пожара); при использовании мембран следует принимать меры для исключения искрообразования и травмирования об­служивающего персонала осколками мембран при их срабатыва­нии.

Помимо мембран для обеспечения безопасной работы аппаратов применяют предохранительные клапаны пружинного, откидного и других типов.

Предохранительный клапан.Это устройство автоматическо действия предназначено для выпуска из емкостей и трубопроводов излишнего количества газа, пара или жидкости при превышении давления сверх установленных пределов.

Предохранительные клапаны устанавливают в местах, доступных для осмотра, монтажа и демонтажа. Между сосудом и предо» хранительным клапаном не разрешается устанавливать запорные приспособления для отключения клапана от сосуда. Отрицатель­но сказывается на работе клапанов обмерзание запорной тары N зимних условиях, забивка ее твердыми отложениями в кристал­лических и полимеризующихся средах, ослабление герметично­сти.

Аппарат, в котором может произойти взрыв или протекает быстрая неуправляемая реакция, следует защищать путем уста­новки совмещенного клапана, состоящего из мембраны и откид­ного клапана. В этом случае мембрана быстро срабатывает при взры­ве в аппарате с большим пропускным сечением, а откидной кла­пан защищает сосуд от возможного превышения давления.

С целью предотвращения распространения пламени по произ­водственным коммуникациям применяют сухие огнепреградители, жидкостные предохранительные затворы, затворы из твердых измельченных материалов, автоматически закрывающиеся задвиж­ки и заслонки, водяные завесы, а также быстродействующие пламеотсекатели.

Огнепреградитель сухого типа (НПБ 254-99). Это устройство противопожарной защиты устанавливают на пожароопасном технологическом аппарате или трубопроводе. Он свободно пропускает поток газопаровоздушной смеси или жидкости через пламегасящий элемент и способствует локализации пламени.

Огнепреградители классифицируют по типу пламегасящего элемента, месту установки и времени сохранения работоспособ­ности при воздействии пламени. По типу пламегасящего элемента огнепреградители подразделяются на сетчатые, кассетные, с пламегосящим элементом из гранулированного материала и с пламегосящим элементом из пористого материала. По месту установки они подразделяются на резервуарные или концевые (когда длина трубопровода, сообщающегося с атмосферой, не превышает трех его внутренних диаметров) и коммуникационные (встроенные). По времени сохранения работоспособности при воздействии пла­мени огнепреградители разделяют на два класса: I класс — время не менее 1 ч, II класс — время менее 1 ч.

Различающиеся по устройству огнепреградители имеют один и тот же принцип защитного действия, основанный на гашении н имени в узких каналах в результате потери теплоты, поступа­ющей из зоны реакции к стенкам каналов. Именно насадка огне­преградителя разбивает движущуюся горючую смесь на тонкие струйки, что резко увеличивает тепловыделение, и распростране­ние пламени прекращается.

Пламегасящая способность огнепреградителей зависит от гео­метрических размеров пламегасящего элемента (диаметра каналов и их высоты), которые определяются свойствами среды и классом огнестойкости огнепреградителя.

Основными элементами конструкции огнепреградителя явля­ются корпус, пламегасящий элемент и присоединительные шту­церы.

В качестве пламегасящего элемента в сухих огнепреградителях используют насадки из гранулированных тел (шарики, кольца, фавий) и волокон (асбестовое волокно, стеклянная вата), кассеты с прямыми узкими каналами, сетчатые элементы, а также эле­менты из пористых металлокерамических и металловолокнистых материалов.

В насадочных огнепреградителях насадка жестко фиксируется в корпусе сетками или более прочными решетками. Все элементы огнепреградителя должны обладать достаточной механической прочностью, чтобы выдерживать давление, возникающее при де­тонации, и иметь минимальное гидравлическое сопротивление при прохождении газа через огнепреграждающий элемент. Это дости­гается установкой предохранительных клапанов и выбором опти­мального соотношения между толщиной слоя насадки и площа­дью поперечного сечения огнепреградителя.

На рис. 25.5 представлены принципиальные схемы применяе­мых огнепреграждающих элементов.

 

Рис. 25.5. Схемы огнепрефадителей с различными типами насадок:   а — горизонтальные сетки; б — вертикальные сетки; в — гравий, шарики, коль­ца; г — пластины с прямыми каналами; д — спиральные свернутые ленты с наклонными гофрами; е — металлокерамические насадки; 1 — корпус; 2 — пла­мегасящий элемент; 3 — решетка; 4 — прокладки и крепежные устройства

 

 

С помощью сухих огнепреградителей защищают дыхательные линии резервуаров, мерников, промежуточных емкостей, напорных баков и аналогичных аппаратов с горючими жидкостями, температура которых близка или выше температуры вспышки, а так же паровоздушные линии рекуперационных установок, линии газовой обвязки резервуаров с легковоспламеняющими жидкостями и т. п.

Жидкостные предохранительные затворы. Это защитные устройства, гашение пламени в которых происходит в момент барботажа горящей газообразной смеси через слой жидкости. Конструкции гидрозатворов весьма разнообразны. Схемы некоторых типов жидкостных предохранительных затворов представлены на рис. 25.6.

Эффективность работы гидрозатвора обеспечивается опреде­ленной высотой слоя жидкости, через который проходит горящая смесь, а также степенью дробления газового потока на пузырьки или струйки. Прекращению горения способствует насыщение го­рящей смеси парами жидкости, через которую смесь барботируют, Это связано с уменьшением уровня жидкости, что необходимо учитывать для обеспечения надежной и эффективной работы гид­розатвора. Кроме того, гидрозатворы должны надежно задержи­вать распространение взрывной волны.

Гидрозатворы устанавливают на линиях производственной ка­нализации, трубопроводах аварийного слива жидкостей, перелив­ных линиях мерников и резервуаров, наполнительных и расход­ных линиях подземных резервуаров, газовых ацетиленовых лини­ях и т.д.

Аварийный слив. Аварийный слив с автоматизированной систе­мой пуска используют для экстренной эвакуации горючей жидко­сти из технологических аппаратов и емкостей. Слив может осуще­ствляться самотеком или под давлением инертной средой. Выдав­ливание инертной средой более эффективно, так как требует мень­шей затраты времени. В качестве инертной среды используют азот, водяной пар и диоксид углерода.

Принципиальная схема аварийного слива жидкости из аппара­та под напором инертной среды представлена на рис. 25.7.

Рис. 25.6. Гидравлический затвор в виде U-образного колена на линии:

1 — гидравлический затвор; 2 — пробка; 3 — аппарат

 

 

Риc. 25.7. Схема аварийного слива жидкости Из аппарата постоянного по высоте сечения при помощи инертной среды: 1 — опорожняемый аппарат; 2, 4— 7 — задвижки; 3 — манометр; 8 — гидравлический затвор; 9 — аварийная емкость; 10 — приемная горловина; 11 — дыхательная линия; I — наполнительная линия; II — водяной пар или инертный газ; III — линия продувки аварийной емкости

 

Для аварийного слива предусмотрены специальные резервуа­ры подземного или полуподземного типа, расположенные на без­опасном нормируемом расстоянии вне здания. В качестве аварий­ных следует использовать резервуары закрытого типа, защищен­ные дыхательными трубами с установленными на них огнепреградителями. Днище резервуара должно иметь коническую форму для удаления скапливающегося в нем водяного конденсата. Чтобы исключить возможность взрыва при сливе высоконагретых жидко­стей в аварийный резервуар и образования взрывоопасных концен­траций паров с воздухом, перед сливом емкость продувают инерт­ным газом или водяным паром. Линию аварийного слива прокла­дывают с наклоном к дренажной емкости и защищают от распространения по ней пламени с помощью гидравлического затвора. Установка задвижек по длине аварийного слива не допускается. Монтируют лишь задвижку, отключающую аппарат. Рекомендуется предусматривать автоматическое включение аварийных задвижек и блокирование их устройством для аварийной остановки аппаратов.

Допустимая продолжительность аварийного режима слива, ис­ходя из условий безопасности, устанавливается в пределах 10 — 30 мин.

Иногда, например, при остановке аппаратов на профилактический осмотр или ремонт, в частности на складах огнеопасных жидкостей, предусматривают перекачку огнеопасных жидкостей в другие аппараты и емкости, находящиеся в менее опасной зоне, При этом жидкость можно перекачивать насосами, под давлени­ем инертных газов, а в некоторых случаях (в зависимости от температуры вспышки жидкости) сжатым воздухом.

Случается, что при возникновении пожара бывает необходим не только аварийный слив жидкостей, но и сброс из аппаратов паров и газов. При аварии газы сбрасывают в атмосферу по специ­альным аварийным стравливающим линиям или через предохра­нительные клапаны.

Линии для аварийного сброса газа могут быть самостоятельны­ми для каждого аппарата или объединенными в общий коллектор, Автономные стравливающие линии и линии от коллекторов вы­ходят за пределы производственного помещения и располагаются на 2 — 3 м выше конька крыши наиболее высокого из прилега­ющих зданий и сооружений. Высота свечи должна обеспечивать своевременное рассеивание стравливаемого газа в воздухе, не вы­зывая взрыва или отравления.

Аварийное стравливание может быть связано с необходимо­стью выпуска наружу большого количества горючих газов. В этом случае воздушное пространство на значительном расстоянии от стравливающей линии загрязняется газами, концентрация кото­рых в некоторых точках может находиться в пределах взрывоопас­ной или превышать предельно допустимую по санитарным нор­мам. Радиус опасной по загазованности зоны увеличивается с уменьшением высоты стравливающей линии над уровнем земли, особенно при сбросе газа в тихую погоду. При наличии большого числа емкостей и аппаратов, из которых возможен выброс газа через предохранительные клапаны и стравливающие линии уст­раивают специальные цеховые или общезаводские факельные ус­тановки для его сжигания. В факельной установке имеется защ

⇐ Предыдущая24252627282930313233Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: