Пожаровзрывозащита мукомольного производств

Рисунок 1. Общий вид молниезащиты здания мельницы. М 1 : 1000

Для зоны Б высота одиночного тросового молниеотвода при известных значениях высоты здания и половин ширины определяют по формуле: h=(rх+1,85·hх)/1,7 (2.6)

Расположив опоры у торцов здания, принимают, что радиус зоны защиты на уровне высоты здания rх, равен половине ширины здания: rх=S/2 (2.7)

Получаем rх=45/2=22,5 м, высота тросового молниеотвода h=(22,5+1,85·7)/1,7=20,85 м.

Так как для Ш категории молниезащиты при установке отдельно стоящих молниеотводов расстояние от них по воздуху и в земле до защищаемого объекта и вводимых в него подземных коммуникаций не нормируется, то расстояние опор от торцов здания принимают равным 5 м. Тогда длина пролета троса а=120+2·5=130 м.

Исходя из условия (2.3) 120 < а=130 < 150, определяем высоту опор, преобразуя формулу (2.3) hоп =20,85+3=23,85 м.

Высота зоны защиты hо=0,92 · 20,85 = 19,182 м.

Радиус зоны защиты на уровне земли r0=1,7 · 20,85 = 35,445 м.

Фундаментом и заземлителем одновременно служит конструкция из 4х железобетонных подножников. Защита от заноса высокого потенциала по подземным коммуникациям осуществляется путем их присоединения на вводе в здание к железобетонному фундаменту здания.

Таким образом, определили параметры конструкции молниеотводов:

- высота тросового молниеотвода 20,85 м;

- высота опоры 23,85 м;

- длина пролета троса 130 м;

- высота зоны защиты 19,182 м;

- радиус защиты на уровне земли 35,445 м.

Взрывобезопасность предприятий, на которых возможно возникновение взрыва, должна обеспечиваться комплексом профилактических мероприятий и применением систем взрывозащиты производственного оборудования, зданий и сооружений. Профилактика взрывов направлена на предотвращение условий для возникновения взрывоопасных смесей, насколько это допустимо с позиций обеспечения нормального ведения технологических процессов, а также на исключение возможности появления потенциальных источников их зажигания.

Все необходимые требования по взрывопредупреждению на элеваторах и мукомольных заводах должны постоянно уточняться, а мероприятия и средства, обеспечивающие их выполнение, непрерывно совершенствоваться по технической и экономической эффективности. Требования и мероприятия по профилактике взрывов полностью отвечают современным представлениям о взрывопредупреждении на промышленных предприятиях. Однако, как показывает практика эксплуатации предприятий, невозможно полностью исключить ошибки обслуживающего персонала, нарушения правил, случаи нарушения режимов работы оборудования, внезапный выход из строя отдельных узлов, деталей и машин. В связи с этим остаются актуальными вопросы взрывозащиты оборудования, зданий и сооружений. Конкретные требования по взрывозащите для каждой отрасли сформулированы в специальных ведомственных нормативно-технических документах.

Анализ результатов технического расследования аварий показывает необходимость разработки и внедрения ряда технических мероприятий по взрывозащите, не предусматриваемых действующими нормативными документами. Для создания высокоэффективных, экономически приемлемых, надежных и простых в эксплуатации систем взрывозащиты предстоит выполнить в дальнейшем большой объем научно-исследовательских, опытно-конструкторских и проектных работ.

Особое место и значительную часть в этом комплексе работ составят экспериментальные исследования. Это связано не только с тем, что до настоящего времени до конца не изучены механизмы пылевоздушного и гибридного взрыва и его газотермодинамика, нет данных по процессам взрывного горения многих пылевоздушных и пылегазовоздушных смесей, но и с тем, что создание каждого нового устройства или системы взрывозащиты требует экспериментальной отработки и проверки в натуральных условиях.

Обзор способов взрывозащиты, применяемых как в России так и за рубежом, позволяет сформулировать основные направления разработок технических средств взрывозащиты:

- ограничение роста давления взрыва выше допустимого уровня за счет вскрытия проходных сечений для отвода продуктов сгорания из объема защищаемого оборудования, сооружения или помещения (рис. 3.1);

- подавление процесса взрывного горения на начальной стадии введением в зону взрыва пламегасящих веществ (рис. 3.2);

- предотвращение распространения пламени и высокотемпературных продуктов взрывного горения по технологических и другим коммуникациям устройством огнепреградителей;

- предотвращение распространения пламени и высокотемпературных продуктов сгорания установкой на магистралях пламеотсекателей.

Отдельная система взрывозащиты, например какого-либо технологического аппарата, может состоять из нескольких различных устройств, предназначаемых для предотвращения повышения давления в зоне взрыва и ограничения распространения продуктов взрывного горения из зоны взрыва в смежные объемы. Как показывают результаты исследований, опыт эксплуатации различных типов систем взрывозащиты, в настоящее время наиболее приемлемы для предприятий по хранению и переработке зерна разработки по первому и четвертому направлениям.

При определении объектов, подлежащих взрывозащите, и решении вопроса о сроках (очередности) обеспечения объекта системой взрывозащиты необходимо провести оценку по следующим показателям:

- возможность возникновения в объеме взрывоопасной смеси при нормальной работе на стационарном режиме, переходных режимах, холостом ходу, в аварийном режиме, после остановки или до включения;

- показатели пожаровзрывоопасности образующейся аэровзвеси - концентрационные и температурные пределы распространения пламени (воспламенения), максимальное давление взрыва, скорость его нарастания и т.д.;

- предельные параметры возможного взрыва в условиях отсутствия систем взрывозащиты - максимальное давление, скорость его нарастания, суммарная энергия (мощность взрыва) по тротиловому эквиваленту или удельному тепловыделению;

- возможность возникновения источника зажигания взрывоопасной смеси в процессе работы оборудования в нормальном и аварийных режимах, попадание его из смежного оборудования, при нарушениях противопожарного режима (привнесенный источник) и т.д.;

- связь рассматриваемого объема со смежными объемами (помещениями, сооружениями, технологическими аппаратами);

- возможность возникновения взрыва в смежных объемах или возможность их разрушения от взрыва в рассматриваемом объеме;

- наличие средств (систем) взрывопредупреждения;

- возможность контроля режима работы обслуживающим персоналом или автоматикой;

- эксплуатационная надежность рассматриваемого объекта;

- масштаб и перспективы применения на предприятиях отрасли;

- роль в производственном процессе (возможность нормальной работы предприятия без рассматриваемого объекта, ограничение работы или невозможность эксплуатации предприятия);

- материальная ценность объекта, сложность восстановления после возможного повреждения взрывом. [1, с. 213-219]

При использовании предохранительных мембран другого типа или из других материалов расчет взрыворазрядителей должен быть проведен при условии определения статического давления их вскрытия, рекомендуемые значения которого составляют 10…15 кПа. Отводящие трубопроводы взрыворазрядителей должны быть прямыми, минимальной длины. Общая длина трубопровода от корпуса защищаемого оборудования до наружного среза не должна превышать 12 м. В качестве отводящих трубопроводов взрыворазрядителей рекомендуется использовать стальные сварные трубы с толщиной стенок не менее 1,0 мм или трубы любых типов, выдерживающие остаточное давление взрыва. Внутренний диаметр отводящего трубопровода должен быть не менее диаметра проходного сечения взрыворазрядителя. При вертикальном выведении из здания отводящего трубопровода на его срезе для защиты от атмосферных осадков устанавливают диффузор с зонтом. Отводящие трубопроводы от нескольких единиц оборудования допускается объединять в единый коллектор, диаметр которого должен быть не менее наибольшего диаметра трубопроводов из числа объединяемых в коллектор.

Взрыворазрядителями защищают оборудование, в котором обращаются горючие вещества органического или неорганического происхождения - молотковые дробилки, нории, фильтры и циклоны аспирационных установок, рециркуляционные зерносушилки с камерами нагрева, шахтные зерносушилки с подогревателями, каскадные нагреватели. Устанавливают взрыворазрядители на действующих предприятиях в плановом порядке по технической документации, согласованной с вышестоящей организацией, при проведении капитальных ремонтов, техническом перевооружении и реконструкции. [1, с. 219-224]

В рассматриваемом случае мельницы 45*120*7 м, для оборудования, выдерживающего внутреннее избыточное давление более 100 кПа, следует принимать ?Pдоп = 100 кПа. Величину свободного объема (V, м3) защищаемого оборудования определяют за вычетом объемов расположенных внутри оборудования узлов и агрегатов.

При защите объема взрыворазрядителем с прямым отводящим трубопроводом общей длиной L=12 м и с предохранительной мембраной, вскрывающейся при избыточном статическом давлении ?Pст ? 10 кПа с разрывными мембранами из полиэтиленовой пленки, площадь (диаметр D, м) проходного сечения взрыворазрядителя определяют по номограмме, представленной на рисунке 3.7. [1, с. 224-226]

Для определения F или D по заданным значениям ?P, V и L необходимо объединить прямой линией соответствующие точки на вертикальных шкалах ?P и V и найти точку пересечения этой прямой с заданной линией L. Кривая линия FD, проходящая через эту точку, дает ответ. При попадании точки пересечения между линиями FD в качестве ответа принимают ближайшую слева линию FD или методом интерполяции определяют значение F и D. Таким образом согласно номограмме F = 0,159 м2, а D = 0,45 м.

Значение допустимого давления взрыва для дробилок с выпускными бункерами объемом до 2 м3, принимаем равным ?Pдоп=100 кПа. Диаметры взрыворазрядителей определяем в соответствии с методикой в п. 3.2.1. По номограмме проводя прямую через точки ?P=100 кПа и V для дробилки ДДО, находим точки пересечения прямой с линией L=2,5 м, по пометке, ближайшей слева от точки пересечения линии FD, получают для дробилки значение D=300 мм. В качестве мембраны используют полиэтиленовую пленку толщиной ? = 0,07 мм при D=300 мм.

Вся аппаратура, кроме датчиков, задвижек и кнопок управления, монтируется в РП цеха. Задвижки устанавливают на технологических и аспирационных трубопроводах, по которым возможно распространение продуктов горения и пламени при пылевых взрывах. На пульт управления выводят сигнальную лампочку, показывающую срабатывание ЛСВ. Звуковую сигнализацию устанавливают по этажам здания. Количество лампочек сигнализации о срабатывании датчиков взрыва равно количеству датчиков, а количество сигнальных лампочек дли сигнализации закрытия задвижек равно количеству задвижек.

Эксплуатация систем локализации взрыва проводится в соответствии с Рекомендациями по проектированию и эксплуатации при выполнении требований Правил технической эксплуатации электроустановок потребителем, Правил безопасности при эксплуатации электроустановок, отраслевых правил пожарной безопасности и Правил техники безопасности и производственной санитарии. [1, с. 237-246]

- возможно разрушение защитных сооружений, существует опасность возгорания и повреждения (от термического воздействия и волны избыточного давления) находящихся поблизости материалов и техники;

- опасность возникновения пожара на расположенной в 100 метрах от мельницы животноводческой фермы.

Анализ вопросов обеспечения пожаровзрывобезопасности мельницы показывает, что безопасность при рабочем процессе определяется строгим выполнением существующих норм и правил. Согласно РД 34.21.122.87 «Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений» [5] рассчитаны параметры конструкции тросового молниеотвода, обеспечивающего молниезащиту здания мельницы, параметры которого составляют:

- высота тросового молниеотвода - 20,85 м;

- высота опоры тросового молниеотвода - 23,85 м;

- длина пролета троса - 130 м;

- высота зоны защиты - 19,18;

- радиус защиты на уровне земли - 35,45 м.

В соответствии с критериями определения категории помещения мельницы по взрывопожарной и пожарной опасности, изложенными в НПБ 105-95 [7], здание мельницы относится к категории Б - взрывопожароопасная. Учитывая категорию взрывопожарной опасности, в соответствии с требованиями, предъявляемыми к взрывозащите, и современными способами взрывозащиты, применяемыми как в России, так и за рубежом, представлены обоснования выбора конкретного метода - ограничение роста давления взрыва выше допустимого уровня за счет вскрытия проходных сечений для отвода продуктов сгорания из объема защищаемого оборудования, сооружения или помещения (установка взрыворазрядителей). Также обосновано применение системы локализации взрыва (СЛВ).

По методике, приведенной в ГОСТ 12.3.047 - 98 «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля» [4], определено значение индивидуального 2,01 · 10-5 (условия безопасности людей не выполнены; необходимо внедрение систем пожаротушения и взрывозащиты) и социального риска 8,241 · 10-6 (пожарная безопасность выполнена, но требуется принятие всех возможных мер по снижению риска).

Список литературы

1. Семенов Л. И., Теслер Л. А. Взрывобезопасность элеваторов, мукомольных и комбикормовых заводов. - М.: Агропромиздат, 1991. - 367 с.

2. СНиП 2.04.09.84 «Пожарная автоматика зданий и сооружений».

3. ППБ 01-93 Правила пожарной безопасности РФ.

4. ГОСТ Р 12.3.047 - 98 «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля».

5. РД 34.21.122.87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений».

6. НПБ 107-97 «Определение категорий наружных установок по пожарной опасности».

7. НПБ 105-95 «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности».

8. ГОСТ 12.1.041 - 83 «Пожаровзрывобезопасность горючих пылей. Общие требования» с изменениями 1988 г., 1990 г.

9. ГОСТ 12.1.044 - 89 «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов».

10. ГОСТ 12.1.010 - 76 (1999) «Взрывобезопасность. Общие положения».

11. ГОСТ 12.1.011 - 78 «Смеси взрывоопасные. Классификация и методы испытаний».

12. ГОСТ 12.1.033 - 81 (изм. 1983) «Пожарная безопасность. Термины определения».

13. ГОСТ 12.3.046 - 91 «Установки пожаротушения автоматические».

14. Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности силосов и бункеров на предприятиях по хранению и переработке зерна, утвержденные ГПО МВД СССР и Министерством хлебопродуктов СССР 14 марта 1989 г.

15. Вогман Л. П., Зуйков В. А., Чистов А. Е. Анализ пожарной опасности пневмотранспортных установок горючих пылей и меры по обеспечению их пожарной безопасности // Пожаровзрывобезопасность. - №2. - 2001 г.

16. Пособие по оценке пожарной опасности помещений и зданий // Пожаровзрывобезопасность. - №6. - 2001 г.

17. Брушлинский Н. Н., Соколов С. В., Вагнер П. Сколько пожаров на Земле было, есть и будет в обозримом будущем (о динамике пожарных рисков) // Пожарная безопасность. - 2001 г. - №1.

18. http//www.fireman.ru

19. http//docs.nexter.ru

Рисунок. Возможные варианты развития взрывов на элеваторах и зерноперерабатывающих предприятиях

Страницы: 1, 2, 3, 4