Горюче середовище в період пуску та зупинки апаратів

Аварійні ситуації, що супроводжуються вибухами та пожежами, часто виникають у період зупинки технологічних апаратів та установок на профілактичний огляд та ремонт, а також під час виведення їх на режим.

Горюче середовище може утворюватися при пуску та зупинці технологічних апаратів і установок, як у внутрішньому об’ємі обладнання, так і в приміщеннях та на відкритих майданчиках.

Основними причинами утворення вибухонебезпечних концентрацій в апаратах та трубопроводах при їх зупинці є:

· неповне вилучення з апарата горючих рідин (з їх нижньої частини, тарілок ректифікаційної колони, насадок тощо);

· відсутність або недостатнє продування водяною парою або інертним газом, недостатнє промивання водою або погане вентилювання повітрям внутрішнього простору від парів рідин та газів, що залишилися;

· негерметичне від’єднання трубопроводів від апаратів із горючими рідинами та газами.

Якщо апарати від’єднуються тільки перекриттям засувок на трубопроводах, то це не гарантує повної герметичності, оскільки під час експлуатації робочі частини засувок (клапани, тарілки тощо) зношуються, деформуються. Все це призводить до того, що в закритому стані такі засувки здатні пропускати рідину, гази та пари. Просочуючись через засувки і поступово нагромаджуючись, вони можуть утворювати вибухонебезпечні концентрації навіть у цілком спорожнених та продутих апаратах і трубопроводах.

Особливо небезпечними є ручні операції, оскільки помилкові рішення, недостатній або запізнілий контроль обслуговуючого персоналу можуть призводити до небезпечних ситуацій.

Причини пожеж та вибухів в період пуску та зупинки апаратів:

· недостатня попередня підготовка апаратів до процесу

Наприклад, на початку чергової операції в залишок реакційної суміші, що містила воду від попередньої операції було завантажено порцію металічного натрію, необхідного для процесу. В результаті екзотермічної реакції натрію з водою спалахнули пари органічних продуктів та водню з повітрям, від якого апарат не був продутий інертним газом. В іншому випадку, в апарат, не повністю звільнений від азотної кислоти, помилково направили рідкий вуглеводень, що призвело до вибуху;

· завантаження горючих речовин та вилучення горючих матеріалів відкритим способом, коли в апараті можуть утворюватися вибухонебезпечні суміші

Наприклад, в реакторі приготування нікелевого каталізатора під час завантаження сплаву вручну через відкритий люк виник вибух. Продувка апарата азотом від повітря перед початком операції не проводилася, тому що різко знизився тиск в лінії інертного газу.

· експлуатація балонів з горючими газами, технологічні операції наповнення та спорожнення яких є періодичними

Наприклад, вибух заповненого кисневого балона, що виник при закриванні вентиля. Вибух був зумовлений наявністю всередині балона масла, що потрапило в балон з азотом, яким раніше заповнювали кисневий балон.

· утворення вибухонебезпечних концентрацій в періоди пуску апаратів, виходу їх на заданий робочий режим через недостатнє вилучення з внутрішнього об’єму апарата повітря

Можливе в газгольдерах, ацетиленових генераторах, компресорах, ректифікаційних колонах тощо.

Заходи для запобігання утворення горючого середовища в період пуску та зупинки технологічного обладнання:

· Повне вилучення з апаратів та трубопроводів горючих рідин і горючих газів. Для повного зливу рідин зливний трубопровід приєднують до найнижчої точки апарата. Якщо конструкція апарата не забезпечує повного зливу рідини, то застосовують промивання водою.

· Надійне відключення апаратів і трубопроводів від працюючих систем. Це досягається шляхом:

- повного роз'єднання ліній;

- встановленням між фланцями трубопроводів заглушок (як правило, застосовують металеві заглушки з хвостовиком, місця установки заглушок вказуються в документах, що оформляються на період зупинки апаратів);

- застосуванням гідравлічних затворів-від’єднувачів (на газопроводах низького тиску) (рис.11);

Рис.11. Гідравлічний затвор-від’єднувач на газовій лінії: 1 – корпус; 2 – газові лінії; 3 – перегородка; 4, 5 – лінії подачі і випусканння води; Н – максимальна висота водяного затвору.

- встановленням на лініях двох близько одна до одної розташованих засувок з відвідною трубкою між ними та подачею між засувками інертного газу або водяної пари (рис.12);

а)

Рис.12. Способи герметичного від’єднання ліній від апаратів: а – двома вентилями з відкритою трубкою в атмосферу; б – двома вентилями з підведенням водяної пари між ними; 1 – трубопровід з продуктами; 2,3,5 – засувки; 4 – відвідна труба; 6 – лінія водяної пари; 7 – апарат.

· Правильне розкриття апарата (на вертикальних апаратах люки відчиняють зверху донизу).

· Продування апаратів від залишків рідин та газів водяною парою або негорючими газами (мал.13).

Рис.13. Продування абсорбера від залишку горючої речовини: 1 – корпус апарата; 2 – насадка; 3, 4, 5, 6 – виробничі трубопроводи; 7 – лінія інертного газу на продування апарата; 8 – продувна свіча.

Найчастіше продування здійснюється водяною парою. Висока температура пари сприяє випаровуванню залишків рідини, що знаходяться в апараті. Час продування апаратів і трубопроводів негорючими газами залежить від багатьох чинників, із яких найбільш істотними є: внутрішній об’єм апарата, кількість горючих залишків в апараті та їх леткість, розміри ліній подачі газу на продування і відводу суміші, тиск продувного газу тощо.

Кількість водяної пари або інертного газу, необхідного для флегматизації горючої суміші в апараті, визначається з виразу: ,

де - кількість інертного газу, що подається в апарат ; - вільний об’єм апарата, що заповнений парогазоповітряною сумішшю, ; - гранично допустима вибухонебезпечна концентрація флегматизатора, визначається за формулою: ,

де - коефіцієнт безпеки. При об.частки ; при об.частки ; - мінімальна концентрація флегматизатора, об.частки, яка визначається розрахунком.

Продування вважається закінченим, якщо в суміші, що відходить, концентрація горючих газів або парів буде не більшою встановленої норми, що у кожному конкретному випадку може бути різною, але завжди меншою нижньої межі поширення полум'я, тобто:

Порядок відключення та продування апаратів від горючих газів і парів записується в цехову технологічну інструкцію.

· Після закінчення продування приступають до відкривання апарата. На вертикальних апаратах люки відчиняють зверху вниз. Після цього апарат із відкритими люками залишають вентилюватися і прохолоджуватися. Якщо всередині апарата будуть проводитися вогневі роботи, то перед цим із різних точок треба взяти пробу повітря.

· Продувні свічі виводяться за межі виробничого приміщення (приблизно на 2 м вище гребеня даху) або приєднуються до загальної лінії для вловлювання газів і парів із метою подальшої утилізації. Аналогічно, як і при зупинці, проводиться продування апаратів та трубопроводів від повітря при пуску їх в експлуатацію. Продування проводиться найчастіше водяною парою або негорючими газами і лише у виняткових випадках припускається витіснення повітря горючим газом (ацетиленові генератори). В цьому випадку продувні свічі захищають вогнеперешкоджувачами.

Таким чином, умови утворення вибухонебезпечних концентрацій при експлуатації технологічного обладнання залежать не тільки від вибухопожежонебезпечних властивостей та агрегатного стану горючих речовин, а також і від конструктивних особливостей та режиму роботи обладнання, що необхідно враховувати при розробці пожежно-профілактичних заходів.

Дата добавления: 2014-11-09