книги из ГПНТБ / Охрана труда на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах учебник

ми тепла в окружающую среду. Например, для бензина теорети­

§ 5. ТЕМПЕРАТУРА ВСПЫШКИ

Воспламенение твердых и жидких веществ может возникнуть только при достижении критической температуры, которая назы­ вается температурой воспламенения. При этой температуре газо­ образные продукты начинают выделяться в количестве, достаточ­ ном для горения.

Для жидкостей более широко применяют показатель, называе­ мый температурой вспышки и определяющий минимальную тем­ пературу жидкости, при которой в условиях специальных испыта­ ний над ее поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать в воздухе от постороннего источника зажигания, устой­ чивого горения вещества при этом не возникает. Температура вспышки несколько ниже температуры воспламенения. Температу­ ра вспышки— один из важнейших параметров, по которому опреде­ ляют степень пожарной опасности жидкостей. Различают легко воспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие (ГЖ) жидкости с темпе­

Температуру вспышки нефтепродуктов в открытом тигле опре­ деляют по ГОСТ 6356—62. Ее можно рассчитать по приближенной эмпирической формуле

Т'всп — 0,736ТК Я П

где TKliU — температура кипения, К-

Температура вспышки углеводородов одного гомологического ряда повышается от первого члена ряда к последующему с увели­ чением молекулярного веса, плотности, температуры кипения и с понижением упругости паров жидкостей.

§ 6. КОНЦЕНТРАЦИОННЫЕ И ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПРЕДЕЛЫ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ

Известно, что для воспламенения газов и жидкостей необхо­ дима достаточная концентрация горючих газов и паров жидкостей в воздухе.

но минимальная и максимальная концентрации горючих газов и паров в смеси с воздухом, при которых они способны загораться и распространять пламя. Интервал между этими пределами назы­ вается промежутком или областью воспламенения.

Пределы воспламенения (в объемн. %) многокомпонентных смесей паров и газов (верхний или нижний) определяют по фор­ муле

ющими минимальную и максимальную температуры, при которых давление насыщенных паров жидкости соответствует нижнему и верхнему концентрационным пределам воспламенения. Очевидно, что нижний температурный предел равен температуре вспышки.

Наибольшее влияние на изменения пределов воспламенения оказывают примеси инертных газов и паров, температура и дав­ ление смеси, диффузия газов, размер сосуда, в котором проис­ ходит воспламенение, и мощность импульса. Например, добавле­ ние в смесь азота или двуокиси углерода значительно понижает

ееспособность к воспламенению, сужая диапазон воспламенения. Смеси различных веществ при изменении давления ведут себя

взрыве газообразные продукты, расширяясь при изменении дав­ ления от взрывного до атмосферного, способны произвести боль­ шие разрушения в окружающей среде.

в определенном соотношении, то при воздействии импульса вос­ пламенения на эту смесь будет иметь место взрывное горение, ко­ торое протекает с большой скоростью. Практически считается, что время взрыва для газов составляет 0,1 с, для паров жидкости 0,2—0,3 с, для пыли около 0,5 с.

При горении паров или газов в трубах давление при опреде­ ленных условиях может повыситься до 10 МН/м2 (100 кгс/см2 ) и скорость распространения пламени достигает 1000—3000 м/с. Го­ рение, при котором скорость распространения пламени превыша­ ет скорость распространения звука в данной среде, называется детонационным. При детонации тепло из зоны горения передается ударной волной, которая, сжимая и нагревая горючую смесь, вы­ зывает протекание цепных химических реакций с огромной ско­ ростью. Энергия, выделяющаяся в результате химической реак­ ции, поддерживает ударную волну, обеспечивая постоянную ско­ рость ее распространения. Детонация обычно вызывается действием ударной волны, которая может возникнуть при взрыве газоили паровоздушной смеси.

Сжатие газа и его нагревание в ударной волне тем сильнее, чем больше скорость движения расширяющихся газов, определя­ емая скоростью горения веществ. При быстром сгорании повыше­ ние температуры смеси в ударной волне становится настолько зна­ чительным, что происходит самовоспламенение смеси. Возникает

Для детонации необходимы определенная концентрация горю­ чего вещества, минимально допустимое давление и достаточный диаметр трубы. Явление затухания детонационной волны при ма­ лых диаметрах используется в огневзрывопреградителях.

§ 8. ЗНАЧЕНИЕ ПОЖАРООПАСНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕЩЕСТВ

При проектировании, организации и проведении технологиче­ ских процессов и экспериментальных работ в нефтеперерабаты­ вающей и нефтехимической промышленности придается большое значение пожароопасным характеристикам всех веществ. Зная па-

раметры, определяющие огнеопасные свойства веществ, можно установить степень пожарной опасности производства и наметить надлежащие противопожарные мероприятия. Сущность оценки пожарной опасности веществ состоит в определении ряда показа­ телей, состав и количество которых зависят от агрегатного состоя­ ния веществ.

При оценке пожарной опасности газов определяют область вос­ пламенения в воздухе, максимальное давление взрыва, температу­ ру самовоспламенения, категорию взрывоопасной смеси*, харак­ тер взаимодействия горящего вещества с огнегасительными веще­ ствами, минимальную энергию зажигания, нормальную скорость горения и др.

При оценке пожарной опасности жидкостей определяют температуру вспышки, температуру самовоспламенения, характер взаимодействия горящего вещества с огнегасительными вещест­ вами, минимальные огнегасительные концентрации, температур­ ные пределы воспламенения, скорость выгорания, скорость про­

взрыва, категорию взрывоопасной смеси, минимальную энергию зажигания, минимальное содержание кислорода, которое необхо­ димо для образованиявзрывоопасной смеси, и скорость горения.

При оценке пожарной опасности твердых горючих веществ и материалов определяют группу горючести (возгораемости), тем­ пературу самовоспламенения, характер взаимодействия с огнега­ сительными веществами.

При оценке пожарной опасности необходимо тщательно изу­ чить поведение веществ при эксплуатации, выявить возможные изменения тех или иных свойств и определить степень опасности таких изменений, особенно физико-химических свойств.

Для глубокого понимания физико-химических показателей, ха­ рактеризующих огневзрывоопасность веществ, необходимо также знать их строение и состав, плотность, вязкость, температуру плав­ ления, давление насыщенных паров, скорость испарения, темпера­ туру кипения, теплоту сгорания, скорость разложения на свету, растворимость в воде, электризуемость, электропроводность и др.

Литература к главе III

М о н а х о в В. Т. Методы исследования пожарной опасности веществ. М., «Химия», 1972. 416 с.

Пожарная опасность веществ и материалов, применяемых в химической промышленности. Справочник. Под ред. И. В. Рябова. М., «Химия», 1970. 336 с.

* Категория взрывоопасной смеси характеризует способность газо- и паро­ воздушной смеси передавать взрыв через узкие щели и фланцевые зазоры. Этот параметр учитывают при выборе типа взрывозащищенного оборудования в со­ ответствии с требованиями ПУЭ.

Г л а в а IV

ПОЖАРНАЯ ПРОФИЛАКТИКА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ

смотренных противопожарных мероприятий, направленных на пре­ дупреждение возникновения и распространения пожаров, а также обеспечение условий для безопасной эвакуации людей и матери­ альных ценностей, удаление горючих газов, жидкостей из сферы пожара и создание условий для быстрого и эффективного туше­ ния пожара в случае его возникновения.

Основные задачи пожарной профилактики при организации и проведении технологических процессов заключаются в предупреж­ дении причин, вызывающих образование взрывоопасных смесей, по­ явление импульсов воспламенения и образование контакта огне­ опасных смесей с ними, а также причин развития пожара.

Мероприятия, направленные на решение этих задач, были рас­ смотрены в главах X I — X I V второго раздела учебника. С их уче­ том задачи пожарной профилактики должны выполняться в сле­ дующих направлениях:

1. Уменьшение пожарной опасности веществ, применяемых в производстве, например применение в качестве хладоагентов и растворителей фреонов, фторорганических масел, хлорированных углеводородов, в качестве сорбентов — силикагеля, воды, флегматизация огнеопасных смесей путем применения инертных добавок, хранения и использования Л В Ж в среде инертного газа.

2. Усовершенствование технологических процессов и оборудо­ вания за счет непрерывности и поточности процессов, снижения количества огнеопасных веществ в аппаратуре под высоким давле­ нием, укрупнения установок и комбинирования нескольких техно­

го оборудования в строгом соответствии со стандартами на осно­ вании точных расчетов. Расширение применения новых прочных, стойких к коррозии и огнестойких материалов (пластмассы, кремнеорганические соединения и др.).

4. Герметизация систем и установок путем создания малых за­ зоров, лабиринтных и торцевых уплотнений в движущихся дета­ лях, применением сварки, пайки, чеканки, замазок, цементов, клеев в неподвижных соединениях, гидрозатворов, сальников, пла­ вающих крыш и др.

5. Применение защитных устройств, гарантирующих пожарную безопасность, таких, как молниезащита, заземление, использова­ ние плавких предохранителей и реле в электрических сетях, ком­ пенсаторов на горячих трубопроводах и др.

циями, которые определяют рабочие параметры, порядок подготов­ ки к ремонту, безопасное проведение сварочных работ.

8. Исключение причин распространения пожара путем под­ держания в надлежащем состоянии противопожарных разрывов и огнепреграждающих устройств (гидрозатворы, перемычки, обва­ лование и др.).

вий, приводящих к контакту горючей или взрывоопасной среды и источников воспламенения. Совокупность всех причин и условий, вызывающих взрыв, возникновение и распространение пожаров и определяющих его масштабы и последствия, характеризует пожаро- и взрывоопасность производственных помещений, устано­ вок, агрегатов и оборудования.

Согласно СНиП II-M.2—72 «Производственные здания про­ мышленных предприятий. Нормы проектирования», производства подразделяются по взрывной, взрыво-пожарной и пожарной опас­ ности на категории (категории производств) следующим образом:

или увеличивать на 10° по отношению к верхнему пределу. Об­ ращают внимание на «дыхание» емкостей и изменение уровня жидкости в них, так как в этих случаях могут возникать взрыво­ опасные смеси. Устанавливают, какие способы защиты от взрыва

ше верхнего предела воспламенения, а также для аппаратов, ра­ ботающих под вакуумом, определяют способы контроля установ­ ленных концентраций. Одновременно выясняют, имеются ли ав­ томатические устройства, исключающие образование опасной концентрации, а также эффективность средств защиты от взрыва.

Аппаратура с пылями считается взрывоопасной, если действи­

ставляющий 50% от нижнего предела взрываемое™ данной пыли. Для аппаратов, где это может иметь место, определяют техниче­ ские мероприятия, уменьшающие количество взвешенной пыли или снижающие концентрацию кислорода в смеси, а также их эффек­

стем пневматического транспорта измельченных материалов, передавливания или перемешивания жидкостей при постоянном конт­ роле концентрации горючего вещества, наличии автоматической защиты и эффективности его действия.

Необходима проверка безопасности действия устройств, исклю­ чающих выход веществ из аппаратов и емкостей в условиях нор­ мальной эксплуатации. Горючие вещества могут выйти из аппа­ ратов, емкостей и трубопроводов в производственные помещения, если они имеют открытую поверхность испарения, при открывании люков, действии дыхательных и предохранительных клапанов и других устройств. Для предупреждения образования локальных взрывоопасных концентраций у места выхода наружу горючих па­ ров и газов предусматривают систему улавливания паров и газов (местные отсосы), устройства против переполнения и растекания жидкостей, приборы контроля и регулирования температуры, гер­ метичные крышки и люки.

У аппаратов и емкостей с дыхательными или предохранитель­ ными клапанами проверяют состояние отводных дыхательных ли­ ний и их соответствие предъявляемым требованиям.

Серьезное внимание уделяют выявлению возможных причин повреждений и аварий аппаратов и трубопроводов. В процессе

эксплуатации могут быть случаи увеличения подачи веществ в ап­ параты при неизменном отборе их из аппаратов или уменьшение отбора при неизменной подаче. Это приводит к повышению давле­ ния в системе. К повышенному давлению может привести также отсутствие или неисправность на питающих линиях насосов и ком­ прессоров регуляторов расхода и давления, увеличение сопротив­ ления трубопроводов, неисправность дыхательных линий и пред­ охранительных клапанов, переполнение емкостей и аппаратов с жидкостями. Безопасность зависит от наличия и исправного дей­ ствия систем автоматики.

Нарушение температурного режима, температурные расшире­ ния, прекращение процесса конденсации или уменьшение отсоса несконденсировавшихся газов, попадание обводненного сырья и водяного конденсата в аппараты с высокой температурой, дина­ мические воздействия, коррозия, отсутствие систематического на­ блюдения, регулярного осмотра и своевременного ремонта произ­ водственного оборудования — вот далеко не полный перечень воз­ можных причин возникновения опасных давлений в системах.

При оценке пожарной опасности производства учитывают на­ личие, возможность и причины появления источников воспламене­ ния. Например, недостаточные противопожарные разрывы между производственными печами и аппаратами с горючими газами и жидкостями, отсутствие между ними огнестойких стен, паровых завес и других преград могут привести к взаимному контакту взрывоопасной среды и источника воспламенения.

Исследуя пути распространения пожара, прежде всего обра­ щают внимание на производственные коммуникации. Одновремен­ но выясняют наличие и эффективность огнепреграждающих уст­ ройств. Устанавливают места возможного образования опасных концентраций (дыхательные, продувочные и отсасывающие ли­ нии), наличие горючих веществ в промышленной канализации, пе­

щение цеха быстро заполняется парами, газами, жидкостью. За очень короткий промежуток времени может образоваться взры­ воопасная концентрация горючих паров или газов с воздухом. Это время можно определить путем сопоставления минимального ко­ личества газа, необходимого для образования взрывоопасной сме­ си в объеме помещения, с объемным расходом газа, вытекающего в месте разрыва.

Помещение считают взрывоопасным, если попавших в него па­ ров и газов в объеме 5% и более от объема помещения достаточ-