Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow БЖД arrow Анализ пожарной опасности и разработка мер противопожарной защиты основных технологических участков Тихвинской нефтебазы

Анализ пожарной опасности применяемых веществ и материалов

Во всех технологических блоках объекта обращаются опасные вещества - дизельное топливо (табл. 3.1), бензин (табл. 3.2) [11,12] и моторные масла [13].

В различный период в резервуарах могут находится различные типы нефтепродуктов в зависимости от времени года и государственного заказа.

Масла представляют собой нефтяные масла селективной очистки с присадками, улучшающими эксплуатационные свойства. Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, в пределах 190 ? 207оC. Температура самовоспламенения 340оC. Температурные пределы воспламенения: верхний 193 ? 225оC, нижний 154 ? 187оC.

Наиболее часто в технологическом процессе обращается бензин Аи-80.

Бензин Аи-80, легковоспламеняющаяся бесцветная жидкость, представляющая собой смесь легких углеводородов. Бензин при горении прогреваются в глубину. Скорость нарастания прогретого слоя 0,7 м/ч; температура прогретого слоя 80-100оС; температура пламени 1200оС. Химическая формула С6,99Н19,1; молекулярная масса 97,2; константы уравнения Антуана: А=4,19500, В=682,876, С=222,066; плотность примерно равно 715 кг/м3; теплота сгорания 44239,0 кДж/кг; температура вспышки -35 оС; температура самовоспламенения 375оС; температурные пределы распространения пламени: нижний -35оС, верхний +17оС; концентрационные пределы распространения пламени: нижний 1,08 % (об.), верхний 5,16 % (об.); нормальная скорость распространения пламени 0,45 м/с [11,12].

Таблица 3.1. - Пожароопасные характеристики дизельного топлива

Параметры

А, ГОСТ 305-82

АВТ

Л, ГОСТ 305- 82

ДА (арктич.)

ДЗ, ГОСТ

4749-73

ДЛ, ГОСТ

4749-73

ДС, ГОСТ

4749- 73

ДТ-1

ДТ-2

З, ГОСТ

305-82

Мол.

-

-

203,6

-

-

-

-

-

-

172,3

масса

Плотность,

кг/м3

788

866

824

847

815

841

832

916,8

921

804

Т.кип., °С

  • 150-
  • 322

?

246

?

  • 185-
  • 348
  • 198-
  • 356

?

?

?

209

Группа

горючести

ЛВЖ

ГЖ

ГЖ

ГЖ

ЛВЖ

ГЖ

ГЖ

ГЖ

ГЖ

ЛВЖ

Т. вспышки, °С

37

75

65

64

59

65

92

ПО

ПО

48

Т. воспл., °С

-

-

-

-

-

-

112

-

-

-

Т. само- воспл., °С

333

260

210

330

237

225

231

370

350

225

Нижи, конц. пр. распр.пл., % об.

0,5

0,6

Темп. пр. распр. пл., °С:

нижний

35

-

58

57

54

64

76

99

91

43

верхний

75

-

108

105

98

116

146

137

155

92

Таблица 3.2. - Пожароопасные характеристики бензина

Марка бензина

Плотн.,

кг/м3

Т.всп.,

°С

Т.само

воспл.,

°С

Конц. пр. распр. пл., % об.

Темп. пр. распр. пл., °С

Миним. энергия заж., мДж

БЭМЗ,

мм

Норм. скор, распр. пл.. м/с

Авиационный

91/115

729,5

-38

435

-

-38...5

0,41

-

-

Авиационный

95/130

этилированный

736,2

-37

380

0,98 - 5,48

-37...-10

Выход пожаро-, взрывоопасных веществ из резервуара с бензином Аи-80 возможен и при больших дыханиях.

Количество горючих паров, выходящих из сообщающегося с атмосферой аппарата при «большом дыхании», определяем по формуле:

где ? количество выходящих паров из заполненного жидкостью аппарата, кг/цикл;

? объем жидкости, поступающей в аппарат, м3;

? атмосферное давление, Па;

? рабочая температура жидкости, К (принимаем при -50С);

? концентрация паров жидкости в аппарате, об. доли;

М ? молекулярная масса жидкости, кг/кмоль;

R=8314,31 Дж/(кмольЧК) ? универсальная газовая постоянная.

Объем взрывоопасной смеси составит:

- без источника зажигания;

- с источником зажигания.

Диаметр взрывоопасной зоны для случая без источника зажигания:

.

Диаметр взрывоопасной зоны для случая с источником зажигания:

.

При эксплуатации насоса могут происходить небольшие утечки горючих веществ через прокладки, швы, разъемные соединения, уплотнения валов и т.п. техногенный аварийный пожарный опасность

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.

Однако фактическая концентрация горючих веществ нижнего концентрационного предела распространения пламени не достигает.

Выход горючих веществ без повреждения конструкций возможен через сальниковые уплотнения насоса.

Согласно приложению 1 к РД-39-142-00, расчетная величина утечки для сальниковых уплотнений насосов составляет 38,89 мг/с (0,14 кг/ч).

Таким образом, количество вышедших веществ через торцевые уплотнения насоса при нормальных условиях незначительно.

Выход горючих веществ наружу при повреждении технологического оборудования

Аварии в резервуарных парках инициируются [17]:

факторами опасности объективного характера (воздействие природных процессов;

наличие скрытых дефектов в материале оборудования; отказы оборудования, автоматики и т.д.);

факторами опасности субъективного характера (ошибки при проектировании и изготовлении оборудования; нарушения при выполнении строительно-монтажных работ; действия людей, приводящие к созданию аварийной ситуации, и т.д.).

Перечисленные факторы приводят к чрезмерным механическим, температурным и химическим воздействиям на материал оборудования.

Механические воздействия на материал оборудования возникают [19]:

вследствие нарушения материального баланса (при переполнении резервуаров;

при увеличении гидравлического сопротивления трубопроводов из-за образования пробок, отложений, не полностью открытых задвижек;

при снижении пропускной способности дыхательных клапанов;

при объемном расширении бензина в герметично отключенных участках трубопроводов из-за повышения температуры окружающей среды и др.);

вследствие воздействия нагрузок динамического характера (при несоблюдении скорости заполнения резервуара);

при несоблюдении скорости нарастания давления в оборудовании при пуске в работу;

при взрыве горючей среды в оборудовании; при гидравлическом ударе, знакопеременных нагрузках, вибрации, механических ударах и др.).

Температурные воздействия на материал оборудования возникают при чрезмерно низкой температуре окружающей среды.

Химические (коррозионные) воздействия на материал оборудования отсутствуют в связи с отсутствием агрессивной окружающей среды, агрессивных примесей в бензине и появлением блуждающих токов.

Предотвращение опасных воздействий на материал оборудования, способных привести к разгерметизации резервуара и трубопроводов, обеспечивается следующими основными способами и техническими решениями [20]:

ограничением давления нагнетания, создаваемого насосом;

ограничением производительности насоса;

контролем и регулированием уровня бензина в резервуаре с автоблокировкой привода насоса при достижении верхнего предельного уровня;

устройством сигнализатора верхнего предельного уровня;

установкой предохранительных клапанов;

предотвращением герметичного отключения участка трубопровода, полностью заполненного бензином и не имеющего защиты от опасного повышения давления;

защитой от нагрева продукта солнечной радиацией окраской резервуара в светлые тона;

применением материалов, обладающих высоким коэффициентом ударной вязкости при опасности воздействия на оборудование низких температур окружающей среды;

снижением механической нагрузки на оборудование при опасности воздействия на него низких температур окружающей среды;

соблюдением регламентного режима нарастания (снижения) давления;

предотвращением возникновения гидроудара и устройством систем защиты при опасности его возникновения;

надежным креплением резервуара;

устройством температурных компенсаторов на трубопроводах;

использованием установок протекторной и катодной защиты;

применением антикоррозионных защитных покрытий.

Количество бензина, поступающего в открытое пространство при разгерметизации оборудования в резервуарном парке, определяется видом аварийной ситуации. Как уже отмечалось, возможна локальная разгерметизация приемного патрубка резервуара (аварийная ситуация 1) или квазимгновенное разрушение резервуара (аварийная ситуация 2).

Для насоса возможны воздействия механического характера, а именно кавитация, эрозия и вибрация. Во избежание этого необходимо предусматривать:

выбор насоса производить согласно требуемым характеристикам (расход, высота всасывания, температурный режим работы);

производить очистку насоса;

качественный монтаж насоса.

Для всех насосов недопустима работа «всухую» (без заполнения полости насоса жидкостью).

Работа «всухую» приводит к перегреву и разрушению уплотнений. В сальниковом уплотнении истирается набивка, а затем повреждается защитная втулка. У ряда насосов разрушаются подшипники скольжения, которые в нормальных условиях смазываются и охлаждаются перекачиваемой жидкостью.

Для защиты от работы «всухую» необходима установка датчика сухого хода или датчика давления на входе, установка защиты по току (от работы с током, меньшим номинального).

В ряде случаев при вероятности работы «всухую» возможно использование центробежных насосов с двойными уплотнениями (с подводом затворной жидкости).

Для динамических насосов недопустимым режимом является также выход за пределы рабочей зоны (подача меньше Qmin или больше Qmax),т.к. при этом возрастает вероятность возникновения кавитации. Работа с подачей, большей максимальной, приводит также к перегрузке электродвигателя.

Среди неисправностей системы электропитания выделяют отклонения параметров сети от номинальных и неисправности, связанные с соединительными проводами.

Повышенное давление может возникнуть в результате появления отложений или пробок в коммуникациях технологического оборудования. Рассмотрим нагнетательную линию центробежного насоса для перекачки бензина.

Приращение давления в аппарате при наличии в нем отложений или пробок определяется по формуле [21]:

где л - коэффициент трения при движении продукта по трубе;

- диаметр трубы;

- плотность вещества;

- скорость потока;

- длина трубопровода.

Скорость потока бензина по напорному патрубку определим, исходя из расхода и диаметра нагнетательной линии, по формуле:

где - расход жидкости по нагнетательному трубопроводу, м3/с;

- диаметр нагнетательного трубопровода, м;

- скорость потока.

Определяем число Рейнольдса при движении бензина через напорный трубопровод:

Так как

коэффициент трения находим по формуле Шифринсона:

Воздействию гидравлических ударов чаще всего подвержены трубопроводы и насосы. Гидравлические удары могут возникнуть в результате быстрого закрывания или открывания вентилей на трубопроводах, при больших пульсациях подаваемой насосами жидкости, при резком изменении давлении на каком-либо из участков трубопровода.

Приращение давления в трубопроводе при гидравлическом ударе определяют по формуле Н.Е. Жуковского [17, 21]:

где с - скорость распространения ударной волны:

где - удельная плотность жидкости;

- внутренний диаметр трубы;

- модуль упругости материала трубы (для стальных труб);

- модуль упругости бензина;

- толщина стенки трубы;

- уменьшение скорости движения жидкости в трубопроводе, м/с:

где - начальная скорость движения продукта в трубопроводе, м/с;

- конечная скорость движения продукта в трубопровод, м (часто ).

Рассчитаем площадь предохранительного клапана для защиты резервуара [17, 21]:

где ? необходимая площадь проходного сечения пружинного предохранительного клапана, м2;

? максимальная производительность клапана по парогазовой среде, кг/с (согласно паспортным данным

);

? коэффициент расхода среды через клапан;

? избыточное давление срабатывания клапана, МПа (согласно [22] для оборудования работающего под избыточным давлением ниже 0,05 МПа максимальное избыточное давление принимается равным 0,06 МПа, т.е. );

? избыточное давление за предохранительным клапаном, МПа (сброс происходит в открытое пространство, т.е. );

? плотность паров жидкости при температуре и давлении в аппарате, кг/м3.

(прилож.2, таб.п.6 [21]).

Плотность паров жидкости определим по формуле (рабочую температуру принимаем +100С):

,

где - молярная масса, кгкмоль-1 ',

- молярный объем, равный ,

- расчетная температура, С.

Вибрация наблюдается у трубопроводов, находящихся под давлением, и недостаточно хорошо закрепленных, у аппаратов, соединенных с насосами. Наблюдается вибрация у недостаточно закрепленных наружных аппаратов и от воздействия ветра.

Наибольшая опасность от вибрации возникает в том случае, когда число колебаний возмущающей силы по своему значению будет приближаться к числу собственных колебаний системы или отличаться от него в целое число раз. При этом наблюдается так называемое явление резонанса.

Вибрация насосов и трубопроводов, соединяющихся с ними, возникают от резко изменяющегося давления, от наличия плохой центровки валов и плохого крепления трубопроводов [21].

Для уменьшения этой опасности:

необходимо плавно перекрывать задвижки на линиях;

плавно увеличивать и снижать давление при пуске и остановке линии;

на компрессоре иметь перепускной клапан между нагнетательной и всасывающей линиями.

Агрегаты должны иметь самостоятельные фундаменты.

Трубопроводы должны быть надежно закреплены.

Постоянство давления должно обеспечиваться автоматическими регулированием, а также должны быть установлены манометры.

Снижение температурных напряжений достигается путем уменьшения разности температур между отдельными конструктивными элементами и подбора соответствующих материалов при конструировании отдельных узлов аппаратов с примерно одинаковыми коэффициентами линейного расширения.

Также температурные напряжения возникают в трубопроводах, которые определяются по формуле:

где t - температурные напряжения, кг/см2;

- коэффициент линейного расширения,С-1(для стальных труб t = =1,210-5С-1);

Е - модуль упругости материала, кг/см2(для стальных труб Е = 2,1106).

t - изменение температуры, С.

Следует отметить, что обращающийся в производстве бензин не обладают корродирующими свойствами, в нем нет примесей, обладающими этими свойствами, поэтому аппараты не будут испытывать интенсивного износа коррозией от продукта.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Право
Психология
Религиоведение
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее