Тема 3. Потребление и сбережение

Вопрос № 2. Образование горючей среды при эксплуатации аппаратов с открытой поверхностью испарения, аппаратов периодического действия и герметичных аппаратов, работающих под избыточным давлением (35 мин).

Ликвидация паровоздушного пространства резервуаров путем применения плавающих крыш и понтонов (1 мин).

5. Снижение количества выбросов от "малых дыханий" (3 мин), возникающих вследс­твие нагрева аппаратов от солнечной радиации. Это может быть дос­тигнуто путем:

· окраски аппаратов в светлые тона;

· орошения аппаратов водой посредством специальных распыли­телей, устанавливаемых на крыше и стенках. В местностях с жарким климатом такое решение позволяет снизить выход паров в два раза;

· устройства теплоизоляции аппаратов;

· хранения горючих жидкостей в подземных емкос­тях.

6. Вывод дыхательных труб за пределы помещения (3 мин).

Такое мероп­риятие является обязательным в том случае, если емкости с горючи­ми жидкостями располагаются внутри производственных и складских помещений. Вывод дыхательных труб в таких случаях должен произво­диться за пределы этих помещений на расстояние не менее 2 м от конька крыши.

При нормальных режимах работы оборудования горючая среда на технологических участках может образовываться в том случае, если по условиям технологии применяются:

1. Аппараты с открытой поверхностью испарения (На изучение подвопроса отводится 13 мин.) (окрасочные ванны, ванны для пропитки изделий, ванны для промывки и обезжиривания деталей закалочные ванны и т. п.). Горючая концентрация па­ров жидкости в смеси с воздухом над поверхностью таких аппаратов будет образовываться в том случае, если рабочая температура жидкости t _р будет выше температуры вспышки паров:

. (13)

Рис. 4. Основные способы предупреждения образования горючей среды при использовании쾟аппаратов с открытой поверхностью испарения

Для предупреждения образования горючей среды при использова­нии аппаратов с открытой поверхностью испарения необходимо пре­дусматривать следующие мероприятия и технические решения:

1. Заменять по возможности аппараты с открытой поверхностью испарения на закрытые герметизированные аппараты. Такие мероприя­тия рекомендуется производить при пересмотрении и внесении изме­нений в технологические схемы. Если по условиям технологии невоз­можна замена аппаратов с открытой поверхностью, то необходимо предусматривать компенсирующие мероприятия, приведенные ниже.

2. Заменять ЛВЖ и ГЖ на пожаробезопасные жидкости и составы. В настоящее время различными научно-исследовательскими организа­циями разработано достаточно большое количество пожаробезопасных жидкостей, которые могут применяться в тех или иных технологичес­ких процессах вместо ЛВЖ и ГЖ. Перечни таких жидкостей приводят­ся в специальных каталогах, которые широко используются в промыш­ленности.

3. Поддерживать рабочую температуру горючей жидкости ниже температуры вспышки. При этом условие безопасности записывается следующим образом:

t_р < t_всп – 10. (14)

Выполнение условия (14) позволяет исключить образование над поверхностью жидкости горючих смесей.

4. Производить выбор наиболее рациональной формы открытого аппарата, позволяющей иметь минимальную величину поверхности ис­парения.

5. Устройство систем местных отсосов и систем улавливания выделяющихся при испарении паров жидкости непосредственно у аппа­ратов. При этом концентрация горючих паров над поверхностью жид­кости не должна превышать 50% от НКПР.

4. Аппараты, периодически открываемые для выгрузки и загруз­ки веществ. (На изучение подвопроса отводится 10 мин.).

При открывании загрузочных и разгрузочных крышек, лю­ков и других приспособлений, установленных на аппаратах период峐­ческого действия, в окружающую среду может выходить значительное количество горючих паров, газов и пылей. Оценка возможности образования горючей среды в объеме помещений или локальных зонах в общем случае может быть произведена путем сравнения фактической концентрации горючих веществ j _ф со значением нижнего концентраци­ного предела распространения пламени j _н. Горючая среда будет образовываться в том случае, если выполняется условие:

. (15)

Рис. 5. Основные способы предупреждения образования горючей среды в помещениях при использовании аппаратов периодического действия

При использовании аппаратов, которые по условиям технологии должны периодически открываться для загрузки или выгрузки из них веществ, образования горючей среды в помещениях можно избежать путем реализации следующих мероприятий и технических решений:

1. Заменять по возможности аппараты периодического действия на герметичные аппараты непрерывного действия. Такие мероприятия, также как и в случае использования аппаратов с открытой поверх­ностью, рекомендуется производить при пересмотрении и внесении изменений в технологические схемы.

2. Максимально герметизировать загрузочные и разгрузочные устройства аппаратов. Для этого используются специальные уплотнительные прокладки, выполняемые из материалов, стойких к воздейс­твию окружающей среды. Загрузку и разгрузку аппаратов лучше про­изводить не открытым способом, а через специальные загрузочные и разгрузочные трубы. При выгрузке веществ из аппаратов необходимо использовать закрытую тару.

3. Предусматривать системы местных отсосов горючих газов, паров и пылей у мест их сосредоточенного выхода из аппаратов (открываемые крышки, люки для взятия проб и т.п.). При этом кон­центрация горючих веществ в воздухе непосредственно у мест отсоса и в воздуховодах не должна превышать 50% от НКПР.

4. Предусматривать системы отсоса горючих паров и газов из внутреннего объема аппаратов с открытой выгрузкой веществ. При этом гашение вакуума в аппарате должно производиться путем подачи в него инертного газа в момент выгрузки веществ или в течение всего периода работы.

5. Очищать освобожденные аппараты от остатков продукта, про­дувать инертным газом или заполнять водой при их остановке на длительный период.

5. Герметичные аппараты, работающие под избыточным давлени­ем. (На изучение подвопроса отводится 12 мин.).

При эксплуатации таких аппаратов даже при их исправном состо­янии могут происходить небольшие утечки горючих веществ через прокладки, швы, разъемные соединения, уплотнения валов, плунжеров и т.п. Это объясняется тем, что даже при самой тщательной обра­ботке прилегающих друг к другу поверхностей нельзя создать абсо­лютную непроницаемость. При соприкосновении двух поверхностей из-за наличия незначительных выпуклостей образуется большое коли­чество капиллярных каналов, по которым происходит истече­ние газов и жидкостей.

Значительное количество аппаратов, работающих под избыточным давлением, имеют вращающиеся механизмы (лопасти мешалок, колеса насосов, винты шнеков и т.п.). Все эти элементы связаны с элект­роприводом при помощи валов или штоков, которые проходят через корпус аппаратов. Зазоры между валами и корпусом аппаратов чаще всего герметизируются посредством сальниковых уплотнений. Создать надежную герметичность сальников достаточно трудно, в процессе работы оборудования они изнашиваются, поэтому эксплуатация аппа­ратов с наличием сальниковых уплотнений всегда связана с утечками паров, газов или жидкостей. На один центробежный насос утечка горючей жидкости составляет до 1000 гр/час и может быть найдена по формуле:

G = 0,005· d · · К·, (16)

где: d – диаметр вала, м;

- плотность жидкости;

К – коэффициент испаряемости жидкости;

Н – рабочее давление насоса, м.вод.ст.

Для оценки возможности образования горючей среды в объеме помещений или локальных зонах необходимо, как и в случае с аппа­ратами периодического действия, проверить условие по формуле (15).

Горючая смесь образуется над поверхностью испарения и может перемещаться в окружающей среде на значительное удаление от места испарения.

При оценке уровня ПО необходимо знать интенсивность испарения горючей жидкости и интенсивность переноса паров горючей жидкости. Интенсивность испарения определяется интенсивностью переноса паров, следует отметить, что это явление характеризуется не термодинамикой жидкости, а переносом паров жидкости по закону диффузии Фика, а именно:

(17)

где G - масса паров горючей жидкости, кг;

t - время испарения, с;

F - площадь испарения, м²;

Д - коэффициент диффузии;

ρ - плотность паров испаряющейся жидкости;

Из уравнения (1) основная задача состоит в определении градиента функции ,

. (18)

Это при условии, что в окружающей среде отсутствуют пары горючей жидкости от испарения в неподвижную среду.

Если же окружающая среда подвижна, тогда:

(19)

при этом - средняя концентрация паров жидкости за пределами граничного слоя при

. (20)

Однако числовые значения h и Δh_{граничное} по высоте или толщине граничного слоя в справочной и научной литературе отсутствуют.

Поэтому, в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-91 для определения интенсивности переноса паров испаряющейся горючей жидкости определяется по эмпирической формуле

(21)

где P_S - давление насыщенных паров испаряющейся горючей жидкости, кПа;

η - коэффициент влияния температуры окружающей среды и скорости

движения воздуха в помещении, η = 0-10, при η = 0 - при отсутствии движения воздуха;

M - молекулярная масса паров горючей среды, кг/кмоль.

В случае использования герметичных аппаратов, работающих под избыточным давлением, образования горючей среды внутри помещений и на открытых технологических площадках можно избежать путем вы­полнения следующих мероприятий и технических решений:

1. Применением сварки, пайки, развальцовки, склеивающих и це­ментирующих составов для обеспечения надежной герметичности не­разъемных соединений.

2. Использованием легкодеформируемых и износоустойчивых прок­ладочных материалов (фибры, резины, асбеста, паронита и т.п.) для обеспечения герметичности разъемных (например, фланцевых) соеди­нений.

3. Применением по возможности оборудования без сальниковых уплотнений. Для обеспечения герметич­ности в местах прохода валов через корпус аппаратов рекомендуется вместо сальниковых уплотнений или в дополнение к ним предусматри­вать торцевые уплотнения.

Рис. 6. Основные способы предупреждения образования горючей среды при использовании герметичных аппаратов, работающих под избыточным давлением

4. Устройством отсосов паров и газов у мест установки сальни­ковых уплотнений. Такие мероприятия предусматриваются в том слу­чае, если нет возможности заменить сальниковые уплотнения на уп­лотнения других видов.

5. Проверкой оборудования на герметичность. Она должна произ­водиться каждый раз перед пуском технологического оборудования после ремонта, обслуживания, длительного простоя, а также через определенные отрезки времени, предусмотренные технологической инструкцией. В процессе проверки выявляются места утечек и произ­водятся необходимые мероприятия для их устранения. Контроль за герметичностью оборудования необходимо также осуществлять и в процессе его эксплуатации.

В заключительной части занятия (не более 10 мин.):

- подводится итог проведенного занятия;

- оставляется время на ответы на вопросы и дополнения по изученной теме;

- дается задание на самостоятельную подготовку и контрольные вопросы для проверки знаний. Так, по теме №3 с помощью мультимедийного проектора демонстрируется слайд №14:

«ЗАДАНИЕ НА САМОПОДГОТОВКУ» (1час):

Изучить способы защиты от образования горючей среды при эксплуатации аппаратов с дыхательными устройствами, аппаратов с открытой поверхностью испарения, аппаратов периодического действия и герметичных аппаратов, работающих под избыточным давлением.

- прием доклада старшины курса (командира группы) о завершении учебного занятия;

- дежурный по учебной группе наводит порядок в аудитории и докладывает преподавателю (для практического занятия);

- преподаватель проверяет чистоту, порядок (выровнены парты, расставлены стулья, вымыта классная доска) сохранность имущества находящегося в аудитории;

- аудитория обесточивается, проверяется в соответствии с инструкцией о мерах пожарной безопасности, закрывается и опечатывается (при проведении лекции последней парой).

1 вопрос. Анализ потребление и сбережения как составляющих совокупного спроса.

2. вопрос. Кейнсианская модель макроэкономического равновесия.

3 вопрос. Инфля­ционный и рецессионный разрывы.

Дата добавления: 2014-01-07