МЕТОД РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ КРИТЕРИЕВ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ДЛЯ ГОРЮЧИХ ПЫЛЕЙ

49. В качестве расчетного варианта аварии для определения критериев пожарной опасности для горючих пылей следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в горении пылевоздушной смеси участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий такого горения.

50. Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие пылевоздушные смеси, определяется, исходя из предпосылки о том, что в момент расчетной аварии произошла плановая (ремонтные работы) или внезапная разгерметизация одного из технологических аппаратов, за которой последовал аварийный выброс в окружающее пространство находившейся в аппарате пыли.

51. Расчетная масса пыли, поступившей в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле

М = М _вз + М _ав, (42)

где М - расчетная масса поступившей в окружающее пространство горючей пыли, кг, М_вз - расчетная масса взвихрившейся пыли, кг; М_ав - расчетная масса пыли, поступившей в результате аварийной ситуации, кг.

52. Величина М_вз определяется по формуле

М _вз= К _г × К _вз× М _п, (43)

где Кг - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли; К_вз - доля отложенной вблизи аппарата пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. В отсутствие экспериментальных данных о величине К_вз допускается принимать К_вз = 0,9; М_п - масса отложившейся вблизи аппарата пыли к моменту аварии, кг.

53. Величина М_ав определяется по формуле

М _ав=(М _ап+ q ×Т)× К _п, (44)

где М_ап - масса горючей пыли, выбрасываемой в окружающее пространство при разгерметизации технологического аппарата, кг; при отсутствии ограничивающих выброс пыли инженерных устройств следует полагать, что в момент расчетной аварии происходит аварийный выброс в окружающее пространство всей находившейся в аппарате пыли; q- производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, кг×с^-1; Т -расчетное время отключения, с, определяемое в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки. Следует принимать равным времени срабатывания системы автоматики, если вероятность ее отказа не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов (но не более 120 с); 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов; 300 с при ручном отключении; К_п - коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата. В отсутствие экспериментальных данных о величине К_п допускается принимать: 0,5 - для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм; 1,0 - для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.

54. Избыточное давление DР для горючих пылей рассчитывается следующим образом:

а) определяют приведенную массу горючей пыли m_пр, кг, по формуле

m _пр= M × Z × H _т/ H _то, (45)

где M - масса горючей пыли, поступившей в результате аварии в окружающее пространство, кг; Z- коэффициент участия пыли в горении, значение которого допускается принимать равным 0,1. В отдельных обоснованных случаях величина Z может быть снижена, но не менее чем до 0,02; H_т - теплота сгорания пыли, Дж×кг^-1; H_то - константа, принимаемая равной 4,6 × 106Дж×кг^-1;

б) вычисляют расчетное избыточное давление DР, кПа, по формуле

D Р = Р ₀×(0,8 m _пр^0,33/ r +3 m _пр^0,66/ r ²+5 m _пр/ r ³), (46)

где r - расстояние от центра пылевоздушного облака, м. Допускается отсчитывать величину r от геометрического центра технологической установки; Р0 - атмосферное давление, кПа.

55. Величину импульса волны давления i, Па×с, вычисляют по формуле

i =123 m _пр^0,66/ r. (47)

Методы расчета значений критериев пожарной опасности для горючих газов и паров

Выбор и обоснование расчетного варианта

1. Выбор расчетного варианта следует осуществлять с учетом вероятности реализации и последствий тех или иных аварийных ситуаций. В качестве расчетного для вычисления критериев пожарной опасности для горючих газов и паров следует принимать вариант аварии, для которого произведение вероятности реализации этого варианта Q_w и расчетного избыточного давления DР при сгорании газопаровоздушных смесей в случае реализации указанного варианта максимально, то есть:

G = Q_w × DР =mах (34)

Расчет величины G производится следующим образом:

рассматриваются различные варианты аварии и определяются из статистических данных или на основе ГОСТ 12.1.004 вероятности аварий со сгоранием газопаровоздушных смесей Q_wi для этих вариантов;

для каждого из рассматриваемых вариантов определяются по изложенной ниже методике значения расчетного избыточного давления DР_i;

вычисляются величины G_i = Q_wi × DР_i для каждого из рассматриваемых вариантов аварии, среди которых выбирается вариант с наибольшим значением G_i;

в качестве расчетного для определения критериев пожарной опасности принимается вариант, в котором величина G_i максимальна. При этом количество горючих газов и паров, вышедших в атмосферу, рассчитывается, исходя из рассматриваемого сценария аварии с учетом пунктами 12.1.3–12.1.8.

2. При невозможности реализации описанного выше метода в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в образовании горючих газопаровоздушных смесей участвует наибольшее количество газов и паров, наиболее опасных в отношении последствий сгорания этих смесей. В этом случае количество газов и паров, вышедших в атмосферу, рассчитывается в соответствии с пунктами 12.1.3–12.1.8.

3. Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется, исходя из следующих предпосылок:

3.1. Происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно пункта 12.1.1 или пункта 12.1.2 (в зависимости от того, какой из подходов к определению расчетного варианта аварии принят за основу).

3.2. Все содержимое аппарата поступает в окружающее пространство.

3.3. Происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат по прямому и обратному потоку в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов.

Расчетное время отключения трубопроводов определяется в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки, и должно быть минимальным с учетом паспортных данных на запорные устройства, характера технологического процесса и вида расчетной аварии.

Расчетное время отключения трубопроводов следует принимать в соответствии 4.2.3.

3.4. Происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости; площадь испарения при разливе на горизонтальную поверхность определяется (при отсутствии справочных или иных экспериментальных данных), исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих 70% и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,10 м², а остальных жидкостей - на 0,15 м².

3.5. Происходит также испарение жидкостей из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей.

3.6. Длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.

Автоматизация и механизация технологических процессов.

Классификация систем автоматики в обеспечении пожарной безопасности технологических процессов.

Автоматизация - это внедрение технических средств, управляющих процессами без непосредственного участия человека. В настоящее время она развивается особенно динамично и проникает во все сферы человеческой деятельности.

Автоматика - отрасль науки и техники, охватывающая теорию автоматического управления, а также принципы построения автоматических систем и образующих их технических средств. Автоматические устройства обеспечивают заданный режим работы машин и установок. Поддерживая в нужных пределах технологические параметры, автоматические устройства не только контролируют и регулируют производственные процессы, но и обеспечивают пожарную безопасность технологических процессов производств.

Поэтому одним из наиболее перспективных направлений совершенствования работы органов государственного пожарного надзора следует считать широкое использование возможностей производственной автоматики (КИПиА) и электронно-вычислительной техники.

Это особенно актуально для производств химии, нефтехимии, нефтепереработки и других отраслей народного хозяйства, где технологические процессы в своем большинстве являются потенциально пожаровзрывоопасными. Такие технологические процессы требуют для их регламентного ведения применения средств автоматизации, одновременно решающих и задачи предупреждения пожаров и взрывов путем исключения возможности образования горючей среды, источников зажигания и путей распространения пожаров и взрывов в результате нарушений технологического процесса. Это достигается поддержанием автоматикой в заданных пределах пожароопасных параметров — температуры, давления, уровня расхода и соотношения легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и горючих газов.

Автоматические устройства состоят из отдельных элементов, выполняющих какую-либо конкретную задачу в автоматизации производственного процесса.

Автоматическая система состоит из объекта автоматизации и автоматических устройств, взаимодействующих друг с другом во время совместной работы.

По назначению автоматические системы классифицируются на:

• системы автоматического контроля и сигнализации;
• автоматической защиты и блокировки;
• автоматического управления;
• автоматического регулирования.

Системы автоматического контроля и сигнализации обеспечивают наблюдение за состоянием параметров технологического процесса производства: температуры, давления, уровня, расхода, концентрации и т. п. Приборы контроля извещают обслуживающий персонал о состоянии контролируемых объектов и дают возможность своевременно принять необходимые меры, исключающие их отклонение от опасных пределов.

Основными элементами систем автоматического контроля (рис. 2.1) являются:

1. измерительный преобразователь (датчик);

2. канал связи (медные, стальные, алюминиевые или полиэтиленовые трубки, электропровода);

3. вторичный прибор;

4. сигнальные лампы-звонки

На основе приборов автоматического контроля в условиях производства применяют три вида технологической сигнализации:

1. Контрольная сигнализация - извещает о состоянии контролируемых объектов: открыты или закрыты регулирующие органы, включены или отключены насосы, воздуходувки и т. п.;

2. Предупредительная сигнализация - извещает о возникновении опасных изменений технологического режима, т. е. о достижении крайних, предельных значений технологических параметров, дальнейшее отклонение которых может привести к аварии, пожарам и взрывам;

3. Аварийная сигнализация - извещает о недопустимых отклонениях технологических параметров или о внезапном, аварийном отключении оборудования.

Системы автоматической защиты и блокировки обеспечивают сигнализацию об опасных, аварийных отклонениях технологических параметров в процессах, где авария может привести к тяжелым последствиям, частично или полностью останавливают процесс, прекращают подачу сырья или теплоносителя, стравливают избыток паров и газов в атмосферу

Автоматическая защита широко применяется:

• для предотвращения переполнения горючими жидкостями технологических аппаратов;
• для предотвращения переполнения газгольдеров газом;
• защиты компрессорных установок от перегрева и избыточных давлений, для локализации перехода самоускоряющихся реакций во взрыв и т. п.

Основными элементами системы автоматической защиты (рис. 2.2) являются:

1.измерительный преобразователь (датчик); 2.канал связи; 3. вторичный прибор; 4. сигнальные лампы-звонки; 5. исполнительный механизм; 6. регулирующий орган.

Автоматическая блокировка относится к особому виду автоматической защиты и предупреждает возможности неправильных или несвоевременных включений и отключений машин и аппаратов, могущих привести к авариям, пожарам и взрывам.

Автоматическая блокировка применяется для предупреждения образования взрывоопасных концентраций в технологических установках, в которых имеются клапаны переключения коммуникаций; в производственных помещениях, в которых выделяются ядовитые и взрывоопасные пары и газы (блокировка газоанализаторов с вентиляционными установками) и т. п.

Системы автоматического управления предназначены для автоматической смены предусмотренных операций в технологическом, процессе производства. Они действуют по заранее разработанной программе и не только обеспечивают повторение циклов с определенным комплексом мероприятий, но и могут управлять более сложным ходом производства, состоящим из нескольких последующих циклов.

Повсеместное решение объективно необходимых задач управления становится возможным на основе разработки и применения АСУ с широким использованием электронно-вычислительных машин.

В процессе управления производством выполняются следующие операции:

• получение информации о состоянии объекта управления с помощью средств и систем автоматического контроля;
• обработка и анализ полученной информации, формирование решения о характере воздействия на управляемый объект;
• реализация принятого решения с помощью устройств, непосредственно воздействующих на объект.

Системы автоматического регулирования используют для поддержания заданных физических величин, характеризующих протекание технологического процесса или изменения их по определенному закону (программе).

Автоматическое регулирование является наиболее совершенным видом автоматики и выполняет одновременно функции контроля и управления. Всякая автоматическая система регулирования состоит из двух взаимодействующих между собой частей: объекта регулирования и регулятора.

Существует большое число разнообразных типов регуляторов, однако все они представляют собой совокупность некоторых элементов, выполняющих определённые функции (рис. 2.3.).

Рис. 2.3. Основные элементы системы автоматического регулирования:

I – объект регулирования; II – регулятор; 1. измерительный преобразователь; 2. устройство сравнения; 3. задающее устройство; 4. управляющее устройство; 5. исполнительный механизм; 6. регулирующий орган.

Измерительный преобразователь (датчик) производит непрерывное измерение текущего значения регулируемой величины в объекте управления, который испытывает возмущающие воздействия и преобразует эту величину в соответствующий сигнал (например, электрический или пневматический).

Задающее устройство выдаёт сигнал соответствующий заданному значению регулируемой величины. Устройство 2 сравнивает сигналы от датчика и задающего устройства и в случае их различия выдаёт сигнал рассогласования (разбаланса) на управляющее устройство. Управляющее устройство 4 преобразует, а в случае необходимости усиливает этот сигнал, и с помощью исполнительного механизма 5 и регулирующего органа 6 осуществляет управляющее воздействие на объект.

Автоматическое регулирование технологических процессов нашло применение на всех пожарно- и взрывоопасных объектах.

Поиск по сайту: