Лекция 9 (4.3.2.1)

4.3. Анализ пожарной опасности технологических процессов

4.3.2. Анализ пожарной опасности выхода горючих веществ из нормально работающего и поврежденного оборудования

4.3.2.1. Выход горючих веществ из нормально работающих аппаратов

Введение

Если говорить о производственных помещениях и открытых площадках, то горючая среда здесь может образоваться только при выходе горючих веществ из аппаратов наружу.

Такие условия появляются даже при нормальной работе технологического оборудования.

В каких же случаях это происходит? Прежде всего, это зависит от типа используемого оборудования, необходимого для ведения того или иного технологического процесса.

Например, когда применяются аппараты с открытой поверхностью испарения, аппараты с дыхательными устройствами, периодически открываемые для загрузки и выгрузки, герметичные и с сальниковыми уплотнениями т.п.

При работе с такими аппаратами размеры образующихся наружных пожароопасных зон определяются свойствами обращающихся в технологическом процессе веществ, их количеством, которое может выходить наружу за определенный промежуток времени, условиями выброса, растекания или рассеивания в окружающей среде.

Сейчас нам предстоит рассмотреть работу таких типов аппаратов, которые в нормально работающем режиме могут создать взрывопожароопасную ситуацию.

Вопросы:

1. Пожарная опасность аппаратов с открытой поверхностью испарения лвж и гж:

- определение количества жидкости, испаряющейся в неподвижную и движущуюся среду;

- мероприятия, направленные на снижение пожарной опасности аппаратов с открытой поверхностью испарения.

2. Пожарная опасность аппаратов, имеющих дыхательные устройства:

- большие и малые «дыхания»;

- определение количества выбрасываемых паров и объемов зон взрывоопасных концентраций;

- способы снижения пожарной опасности аппаратов с дыхательными устройствами.

3. Пожарная опасность аппаратов периодического действия:

- меры пожарной безопасности при использовании аппаратов периодического действия.

4. Опасность утечек горючих веществ через сальниковые уплотнения и фланцевые соединения:

- мероприятия, направленные на снижение этой опасности.

5. Пожарная опасность аппаратов с пылями:

- мероприятия, направленные на уменьшение выхода пыли из оборудования.

Вопрос 1. Пожарная опасность аппаратов с открытой поверхностью испарения лвж и гж:

- определение количества жидкости, испаряющейся в неподвижную и движущуюся среду;

- мероприятия, направленные на снижение пожарной опасности аппаратов с открытой поверхностью испарения.

Аппараты с открытой поверхностью испарения

1.Определение количества жидкости, испаряющейся в неподвижную и движущуюся среду.

В современном производстве довольно часто эксплуатируются аппараты с открытой поверхностью испарения, к ним относятся ванны для окраски окунанием, ванны для пропитки тканей, ванны для пропитки бумаги смолами, ванны для промывки и обезжиривания деталей растворителями, открытая поверхность испарения в случае аварийного разлива ЛВЖ, ГЖ.

Эти аппараты являются наиболее опасными, т.к. даже при их нормальной работе возможно поступление большого количества паров горючих веществ в воздушное пространство производственного помещения.

Горючая концентрация смеси паров с воздухом над поверхностью такого аппарата образуется, если температура жидкости Т выше температуры вспышки ее паров:

Т≥Т_всп – это условие образования пожаровзрывоопасных концентраций.

Для практического использования этого условия численное значение Т определяют по проекту или технологическому регламенту, Т_всп определяется по справочнику.

Количество жидкости, испаряющей со свободной поверхности, зависит от физических свойств этой жидкости, температурных условий, площади и времени испарения, а также подвижности воздуха.

Различают испарение в неподвижную и движущуюся среду.

Движущей силой процесса в случае испарения в неподвижную среду будет являться молекулярная диффузия.

При испарении паров в неподвижную среду рассеивание их в производственное помещение затруднено. Практический интерес представляет закон изменения концентрации пара по высоте над поверхностью испаряющейся жидкости, возможные размеры зоны взрывоопасности, количество испаряющейся жидкости.

При решении практических задач обычно определяют скорость испарения, а затем количество испарившейся жидкости.

Для практических расчётов важно знать и величину средней концентрации горючих паров в паровоздушной зоне.

Под скоростью испарения понимают объем паров жидкости V, испаряющейся со свободной поверхности в 1 секунду.

Скорость испарения зависит от формы сосуда, в котором находится жидкость и от высоты взлива жидкости.

На рисунке 1 показан аппарат с открытой поверхностью испарения:

1-корпус; 2-жидкость с высотой взлива h см от краев резервуара; 3 – паровоздушная смесь

Рис.1

Испарение в подвижную среду будет определяться законами массообмена.

Для расчета количества испарившихся паров в подвижную среду на практике используют эмпирические зависимости.

Интенсивность испарения в движущуюся среду определяют по зависимости:

, (5.13)

где: - интенсивность испарения в движущуюся среду, кг∙с^-1;

- скорость движения воздуха над поверхностью испаре­ния, м∙с^-1;

- давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, Па;

- молярная масса, кг∙кмоль^-1;

- площадь испарения, м².