Дисциплина: мдк. 02. 02 потенциально-опасные процессы и производства
ПЛАН ЗАНЯТИЯ
Дисциплина: МДК.02.02 ПОТЕНЦИАЛЬНО-ОПАСНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ПРОИЗВОДСТВА
Преподаватель: Евсеева Е.В.
Курс:4
Группа: 1 ЗЧС-19з
Специальность: 20.02.02 Защита в чрезвычайных ситуациях
Дата 20.04.2023
Время проведения: 8-10-9-40, 1пара.
Тема: Активные способы защиты
Цель занятия:
дидактическая: изучить активные способы защиты.
развивающая: развивать логику мышления, обогащать запас знаний, которые пригодятся в практической деятельности.
Вид занятия: лекция
Список литературы:
1. Воробьев Ю.Л. и др. Катастрофы и человек. - М.: АСТ-ЛТД,. 1997. -- 256 с.
2. Кулаков В..А. Опасные технологии и производства. - СП6б.: С! 161'11У. 2002.
3. Агапитов В.Ю. и др. Техногенные опасности. - СПб: СПбГПУ. 2000. - 51 с.
Домашнее задание: оформить конспект по заданной теме, ответить на контрольные вопросы.
Активные способы защиты
1.Пожаровзрывобезопасность технологических процессов и оборудования достигается:
- исключением образования внутри аппаратов и оборудования горючей среды;
- исполнением, применением и режимом эксплуатации аппаратов и оборудования;
- не превышением допустимых величин - температуры и количества горючих веществ, концентрации кислорода или другого окислителя в смеси;
- обеспечением необходимой концентрации флегматизатора в воздухе;
- применением устройств аварийного сброса давления;
- использованием оборудования, рассчитанного на давление взрыва;
- применением средств пожаротушения и взрывоподавления;
- надежностью системы контроля, управления и противоаварийной защиты производственного процесса.
Снижение опасных концентраций горючих веществ должно достигаться устройством отсосов из мест их образования и скопления.
Исключение образования внутри аппаратов и оборудования горючей среды достигается применением твердых или газообразных флегматизаторов горения. В качестве флегматизаторов горения применяются негорючие порошки, азот, диоксид углерода или другие инертные газы, добавление которых делает смесь негорючей.
Допустимая безопасная температура нагрева поверхностей аппаратов и оборудования составляет 80% от температуры самонагревания горючих пылей, склонных к самовозгоранию, и 80% от температуры самовоспламенения пылей, не склонных к самовозгоранию.
Расчет аппаратов и оборудования на взрывоустойчивость следует производить по максимальному давлению взрыва горючих пылей.
Самой эффективной мерой обеспечения пожаро,- и взрывозащиты является замена пожаровзрывоопасных процессов на безопасные путем исключения пожаро- и взрывоопасных веществ и материалов из обращения еще на стадии проектирования производства. Однако осуществить это на практике удается крайне редко. Более приемлема замена отдельных пожаро- и взрывоопасных операций на менее опасные. Комплексное решение этих двух задач дает наибольший социальный и экономический эффект.
На практике пожаро- и взрывозащита технологического процесса в значительной степени достигается за счет правильного выбора промышленных площадок, строительных конструкций производственных зданий и способов пожаровзрывозащиты оборудования.
В промышленности широко используют как активные, так и пассивные средства взрывозащиты. К числу активных мер относятся: контроль за накоплением взрывоопасных паров в помещениях; аварийное вентилирование помещений при образовании в них взрывоопасной среды; флегматизация взрывоопасной среды в помещениях; применение предохранительных |конструкций, ослабляющих разрушительное действие взрыва, подавление возникшего взрыва.
2.Активные средства взрывозащиты срабатывают в момент возникновения взрыва по сигналу газоанализатора, локализуют и подавляют очаг взрыва еще до достижения им разрушительной силы.
Действие активных средств защиты направлено:
- на подавление взрыва при его зарождении путем введения в очаг взрыва огнегасящего вещества, что осуществляется с помощью автоматических систем подавления взрыва (АСПВ);
- создание инертной зоны в трубопроводах и в соседних аппаратах для предотвращения распространения взрыва;
- блокирование аппарата, в котором произошел взрыв, с помощью отсекающих устройств;
- автоматическое прекращение работы оборудования.
При выборе методов и средств активной взрывозащиты необходимо знать основные пожаро- и взрывоопасные свойства веществ, механизм горения и параметры, характеризующие взрыв, химический состав горючих технологических сред и их рабочие физические параметры, объем оборудования, скорость движения горючих сред и т. п.
Принцип действия систем подавление взрыва с помощью АСПВ состоит в обнаружении очага взрыва высокочувствительным датчиком и быстром введении в защищаемый аппарат распыленного огнетушащего вещества, прекращающего процесс развития взрыва (рис. 18.1).
Высокочувствительный датчик (индикатор взрыва), через блок управления 5 приводит в действие исполнительные устройства 3 и 6, впрыскивающие в полость аппарата огнетушащую жидкость. В качестве исполнительных устройств системы могут быть также использованы пламеотсекатели 4, препятствующие распространению пламени по технологическим коммуникациям в другие аппараты. На схеме показан простейший пример взрывозащиты одного аппарата. АСПВ можно использовать и для защиты всей производственной линии, включающей ряд аппаратов.
В комплект устройства АСПВ может входить несколько индикаторов взрыва, и, наоборот, на один индикатор взрыва может приходиться несколько взрывоподавляющих устройств. Все зависит от конкретных условий.
Важным преимуществом АСПВ (по сравнению, например, с устройствами для сброса давления взрыва — мембранами, клапанами) является отсутствие выбросов в атмосферу токсичных и пожаро- и взрывоопасных продуктов, горючих газов и открытого огня.
Взрыв в замкнутом объеме сопровождается повышением температуры и давления, световым излучением, а также ионизацией газа, и обнаружить взрыв в аппарате можно по любому из этих проявлений. Индикатор взрыва АСПВ как раз и является устройством, преобразующим один из указанных параметров в электрический сигнал. В качестве индикаторов взрыва применяют три типа датчиков — датчик максимального давления и максимальной скорости нарастания давления, а также оптические датчики. Первый из них срабатывает при достижении установленного предела давления, второй — подает импульс в случае достижения установленной скорости нарастания давления. Оптический датчик фиксирует появление излучения, соответствующего спектру пламени горючего вещества. Это наиболее быстродействующий датчик, однако, он имеет довольно сложную конструкцию и может давать ложное срабатывание от случайного источника света соответствующего спектра.
Оросители предназначены для продолжительного введения огнетушащего вещества в полость защищаемого аппарата или трубопровода с целью охлаждения продуктов сгорания и предотвращения повторного воспламенения в аппарате или распространения пламени по трубопроводу.
При подаче электрического командного импульса на пироустройство разрушается мембрана, и огнетушащее вещество через распылитель попадает в полость защищаемого аппарата или трубопровод.
В комплект АСПВ входят быстродействующие пламеотсекатели, являющиеся его основным исполнительным органом. Масштабы разрушения и материального ущерба в результате взрыва в аппарате могут быть значительно снижены, если не допустить распространения пламени по технологическим коммуникациям в другое оборудование производства. Для этой цели и служат, в частности, пламеотсекатели. На рис. 18.2 представлены схемы песчаного и мембранного пламеотсекателей.
Принцип действия песчаного пламеотсекателя состоит в следующем. При подаче электрического импульса воспламеняется пирозаряд 2. Образующиеся при этом газы разрушают мембраны 3 и с большой скоростью выбрасывают песок вниз. Под действием потока песка опорные лепестки, размещенные в пакете 5, отгибаются и перекрывают оба сечения патрубка 4, а песок заполняет всю нижнюю полость. Время срабатывания конструкции составляет не более 0,03—0,2 с (при величине условного прохода 100— 350 мм).
Пламеотсекатели не обеспечивают герметичного перекрытия трубопроводов, однако полностью исключают прохождение пламени. По сравнению с огнепреградителями они имеют ряд преимуществ: не создают дополнительного гидравлического сопротивления и эффективны в условиях сильно запыленных и загрязненных сред.
В качестве огнетушащих веществ для АСПВ за рубежом широко применяют бром-, хлор- и фторпроизводные метана и этана. В отечественной системе «Радуга» в качестве огнетушащего вещества используют воду.
Для подавления взрывов нашли применение также порошковые составы на основе карбонатов и бикарбонатов натрия и калия, аммониевых солей фосфорной, серной, борной и щавелевой кислот, а также комбинированные составы.
Флегматизация взрывоопасной среды основана на разбавлении взрывоопасной среды до состояния, в котором она не способна распространять пламя.
Флегматизирующее устройство представляет собой автоматический быстродействующий огнетушитель, который срабатывает по сигналу индикатора взрыва. При этом освобождается выходное отверстие и флегматизирующая смесь под давлением вытесняющего газа вспрыскивается в защищаемый объем.
Для блокирования взрыва используют отсекающие устройства, в частности быстродействующие отсечные клапаны (отсекатели), которые приводятся в действие от детонатора по сигналу индикатора взрыва.
Отсекатели и флегматизирующие устройства устанавливают на вводных и выводных коммуникациях потенциально взрывоопасного аппарата. Обычно отсечные клапаны обеспечивают защиту наиболее «слабых» аппаратов технологической нитки. Время срабатывания отсекателя определяется длиной трубопровода от взрывоопасного аппарата до установленного отсекателя.
Часто при возникновении взрыва в одном из аппаратов для предотвращения серьезных аварийных ситуаций требуется немедленное прекращение работы всей технологической линии. В этом случае от индикатора взрыва срабатывает специальное устройство, которое автоматически прекращает работу всей технологической нитки или отдельной группы аппаратов.
Как правило, этот способ применяют в сочетании с другими активными методами взрывозащиты.
Контроль за накоплением горючих газов и паров осуществляют с помощью специальных газоанализаторов и газосигнализаторов. Наибольшее распространение получили термохимические приборы, принцип действия которых основан на каталитическом окислении горючих примесей в воздухе в специальной камере, являющейся одним из плеч равновесного моста Уитстона. За счет выделяющейся при окислении горючих примесей теплоты плечо (электрическая спираль) нагревается, увеличивается его электрическое сопротивление, что приводит к разбалансировке моста. По величине разбаланса определяют содержание горючих примесей в воздухе.
Аварийное вентилирование помещений является одним из наиболее распространенных традиционных способов предупреждения образования взрывоопасных сред. Основным показателем работы системы вентиляции является кратность воздухообмена. Вентиляция обеспечивает равномерное распределение горючих примесей в пространстве и вместе с тем предотвращает возможность образования локальной взрывоопасной среды. Допустимый объем взрывоопасной среды определяется величиной развиваемого локальным облаком, образующимся при выгорании избыточного давления, которое не должно превышать 5 кПа. Этому условию соответствует объем локального облака со средней концентрацией на уровне нижнего концентрационного предела распространения пламени, равный примерно 5 % от объема помещения. Согласно расчетам ПДК горючих примесей с учетом запаса надежности (50%) составляет 3,5% нижнего предела распространения пламени.
Вопросы для самоконтроля:
1.Раскрыть сущность п ожаровзрывобезопасности.
2. Описать активные средства взрывозащиты.