Безопасность оборудования работающего под давлением. Исполнитель
- Скачано: 52
- Размер: 87 Kb
Безопасность оборудования работающего под давлением.
Цель занятия: Ознакомиться с безопасным обращением оборудования работающего под давлением.
План.
- Аппараты, работающие под давлением.
- Определение количества вредных веществ выделившихся из оборудования.
- Определение максимальных концентраций.
{spoiler=Подробнее}
Аппараты, работающие под давлением.
Представляют повышенную опасность, так как среда в них находится
под избыточным давлением, превышающим 0.7 атм. Чаще всего они взры-
ваются при превышении допустимого давления. Все аппараты, работающие
под повышенным давлением после изготовления и монтажа проходят соот-
ветствующую проверку и гидравлические испытания. При визуальном осмот-
ре обращают внимание на герметичность швов, целостность сварных, кле-
паных, болтовых соединений, отсутствие коррозии. Осмотр аппаратов про-
водят не реже 1 раза в 4 года. Гидравлическое испытание проводят за-
полнением аппарата водой под давлением в 1.25-1.5 раза превышающим ра-
бочее давление и выдержкой в течении 10 - 30 минут. При этом обращают
внимание на появление деформаций, подтеков и капель воды на внешней
части аппарата. Желательно обратить внимание на потерю давления в ап-
парате по манометру. Гадравлические испытания проводятся не реже 1 ра-
за в 8 лет. После монтажа и испытания аппарата, которые проводят в
присутсвии гостехнадзора, на аппарат краской наносят его регистрацион-
ный номер, допустимое давление, дату последующего испытания. Аппарат
обязательно снабжают манометром, запорной арматурой. Размещают такие
аппараты на улице или в отдельных зданиях.
Баллоны
Расчитаны на рабочее давление до 15 МПа и ихготавливают из
цельнотянутых стальных труб, снабжают сверху вентилем. Хранят в верти-
кальном положении, стремясь при установке предотвратить их опрокидыва-
ние. Взрывы балонов происходят обычно при перегреве и охлаждени < 30°C
Кислородные балоны могут взрываться при попадании масла на внутреннюю
поверхность вентиля, а водородные при попадании более 1% кислорода.
Помимо общих данных на баллоне указывается их внутренний объем и
вес. При испытании баллонов выбраковывают баллоны с пониженным весом и
увеличенным внутренним объемом из-за утончения стенок баллона. Баллоны
подвергаются гидравлическим (вода на воздухе) и пневматическим испыта-
ниям (воздух под водой).
Баллоны окрашиваются:
1. Черные - негорючие
2. Красные - горючие
3. Темнозеленый - водород
4. Голубой - кислород
5. Белый - ацетилен
6. Розовый в серобуромалиновую крапинку - газ LiSiCN
При работе с баллонами газы отводят через редуктор, состоящий из
манометров низких и высоких давлений, регулировочного винта, предохра-
нительного клапана, ниппеля.
Баллоны с ацетиленом отличаются тем, что заполнены активированным
углем и залиты ацетоном. Ацетилен расстворяется в ацетоне и накаплива-
ется в порах угля.
Компрессоры
Бывают осевые и поршневые. При сжатии воздуха до 5 атм воздух
нагревается до 220°С. Взрывы компрессоров случаются при перегреве,
поэтому и снабжают воздушными или водяными холодильниками. При этом в
систему охладителя включают до начала работы компрессора. После ком-
прессор смазывают маслом, причем температура вспышки масла должна быть
не меннее 200°С или на 20-40°С превосходить рабочую температуру ком-
прессора. Масло в компрессоре нагревается, испаряется и разлагается на
углеводороды, образующие с воздухом взрывоопасные смеси. Продукты раз-
ложения образуют нагар, отлагающийся на стенках компрессора, повышая
трение и перегрев.
Газгольдеры
Газгольдеры предназначены для хранения, выравнивания давления и
подачи газа потрабителю.
Газгольдеры подразделяются на:
1. Низкого давления
- сухие (с подвижной перегородкой) - мокрые (с гидрозатвором)
┌─────────┐
│ _____ │ ┌───┐
│/ /│ │ │
│ │ ┌┼───┼┐
│ │ │ │
│ │ ┌┼─────┼┐
<────╞╡ ╞╡<───── <────╞╡ ╞╡<─────
┴─────────┴ ┴───────┴
P - постоянное P - переменное
V - переменный V - постоянный
2. Высокого давления - обычно выполняются в виде цилиндрический и сфе-
рических емкостей. V = const, Р - максимально возможное.
Газгольдеры снабжают:
1. Предохранительной и запорной аппаратурой
2. Измерительными устройствами
3. Окрашивают белой аллюминиевой краской
4. Молниезащитой
AИзотермические газгольдеры - помещают под землю и хранят в них
сжиженные газы.
Газгольдеры размещают на отдельной территории, обслуживают от-
дельными бригадами (левой и правой рукой по отдельности, наверное).
Трубопроводы
Распологают где попало, например:
1. Подземно
- в проходных тоннелях (чтоб рядом ходить можно было)
- в каналах (чтоб рядом не ходили)
- в грунте (чтоб вообще подлезть нельзя было)
2. Наземно (на стойках)
3. Надземно
- не менее 2.2 м над проходами
- не менее 4.5 м над проездами
Запрещено:
1. Прокладывать в грунте трубопроводы с веществами 1 класса опасности.
2. Прокладывать подземно трубопрововоды с взрыво - пожароопасными ве-
ществами.
3. Трубопроводы с сильными окислителями прокладывать рядом с трубопро-
водами с сильными востановителями.
При надземной прокладке желательно трубопроводы с более агрессив-
ными средами прокладывать ниже остальных трубопроводов.
Во взрыво- пожароопасных цехах трубопроводы, расположенные на
близком расстоянии ( <100 мм), соединяются стальными перемычками во
избежании проскакивания между ними искры, возникающей в результате
воздействия молнии или статического электричества.
Трубы соединяются между собой при помощи фланцев. Фланцы над ра-
бочими местами, проходами и проездами в случае транспортирования аг-
рессивных сред закрывают жестяными кожухами, которые хоть и не герме-
тичны, но зато гасят струю из плохого фланца.
Теплоизоляцию трубопроводов применяют для предотвращения:
1. Конденсации пара в трубах.
2. Охлаждения, затвердевания и кристаллизации сред в трубах.
3. Выпадения росы на холодных трубах в горячем помещении.
4. Ожёгов персонала (Тизоляции < 45)
5. Попыток персонала сушить носки на трубопроводах.
Для подогрева трубопроводов в случае необходимости используют
следующие методы (рисунки для квадратных труб):
▓▓▓▓▓▓▓▓▓ ▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓
▓▓╔═══╗▓▓ ▓▓┌─────┐▓▓
▓▓║ ║▓▓ ▓▓│ ╔═╗ │▓▓
▓▓╚╤═╤╝▓▓ ▓▓│ ╚═╝ │▓▓
▓▓▓└─┘▓▓▓ ▓▓└─────┘▓▓
▓▓▓▓▓▓▓▓▓ ▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓
1. Не очень сильный подогрев - под большой ос- 2. Сильный подогрев
новной трубой распологают маленькую обогре- (до 100С) - труба
вающую, затем обе трубы обматывают сеткой и в рубашке
теплоизолируют.
Трубопроводы окрашивают: (целеком или на отдельных участках)
1. Зеленый - вода
2. Красный - пар
3. Желтый - газы
4. Коричневый - жидкости
5. Оранжевый - кислоты
6. Фиолетовый - щелочи
Дополнительно для показания степени опасности на трубопроводы наносят
маркировочные кольца (от 1 до 3 - чем больше, тем опаснее)
1. Красные - взрыво- пожароопасные (органика всягая и прочая дрянь)
2. Желтые - вредные и опасные (например HCl)
3. Зеленые - нейтральные (вода под давлением, бетон жидкий и т.д.)
Кроме того существуют цифровые обозначения, но нам они без надобности,
хотя кому приспичит может поискать. В каждом цехе на видном месте ви-
сит щит (вот shit, а где же меч?) с расшифровкой цветовой и цифровой
сигнализации трубопроводов.
Определение количества вредных веществ, выделяющихся из оборудования, работающего под давлением
Исходя из нормируемого коэффициента негерметичности, непревышение которого гарантируется испытаниями оборудования на плотность и проведением мероприятий, в результате которых достигается требуемая нормами герметичность оборудования, можно с достаточной для практических расчетов точностью найти величины выбросов вредных веществ в атмосферу, а следовательно, прогнозировать загрязнение приземного слоя атмосферы.
Количество газа вытекающего из оборудования под давлением определяется по следующей формуле:
;
,
G - количество газа вытекающего из оборудования (кг/ч);
V - объем газовой или паро-воздушной фазы в оборудовании (м3);
R - газовая постоянная для рабочей среды (Дж/(кг*К));
Pн - рабочее давление газа (Па);
Т - температура газа (К);
m - коэффициент негермитичности оборудования и газопроводов, ч-1 (таблица 1);
- плотность газа при рабочем давлении и температуре (кг/м3).
По этой формуле можно определить количество вытекающего из оборудования газа только в том случае, если испытание на плотность производилось с тем же газом и при той же его температуре, которые будут в оборудовании в рабочем состоянии.
Таблица 1.
| Допустимый коэффициент негерметичности оборудования, ч-1 | ||||||
| Наибольшее рабочее давление в оборудовании, Па | До 2*105 | 2*105 | 7*105 | 17*105 | 41*105 | 401*105 |
| Допустимый коэффициент | 0.04 | 0.03 | 0.01 | 0.005 | 0.0005 | 0.0002 |
3.3.2. Определение количества вредных веществ, выделяющихся из оборудования, работающего под разряжением
Оборудование, токсичная среда в котором находится под разрежением до 103 Па, является источником загрязнения воздушной среды. При разрежении больше 1000 Па оборудование рассматривается, как вакуумное, и к его герметичности предъявляются повышенные требования.
Поскольку к оборудованию, работающему под разрежением, не предъявлялись требования относительно его герметичности, то оно не подвергалось испытаниям на плотность. Несмотря на разрежение, в результате молекулярной диффузии через неплотности навстречу потоку воздуха, происходит вынос вредных веществ в окружающую среду, особенно, если в оборудовании концентрации высокотоксичных веществ в 105 раз и более превышают предельно допустимые.
Например, согласно производственным исследованиям из ванн электролиза хлора при недостаточной их герметизации даже при разрежении 40 - 60 Па может выделяться до 70 г/ч хлора на одну ванну. Необходимый воздухообмен для удаления этого количества хлора составляет около 70000 м3/ч. При хорошей герметизации выделение хлора снижается в 3—4 раза.
Таким образом, герметизация оборудования способствует значительному сокращению капитальных и эксплуатационных расходов на вентиляцию, и обеспечению в цехах требуемой санитарными нормами чистоты воздушной среды.
В.М. Эльтерманом были выведены формулы, позволяющие определить количество вредных веществ, проникающих из оборудования навстречу потоку воздуха вследствие турбулентного или диффузионного переноса вещества.
Количество газа вытекающего из оборудования под разряжением определяется по следующей формуле:
,
G - количество вредных веществ выделяющихся из оборудования (г/с);
F - площадь отверстия в корпусе оборудования (м2);
а - длинна канала (м);
v - скорость воздуха (м/с);
С0 - концентрация вредного газа в оборудовании (г/м3);
D - коэффициент диффузии газа в воздухе (м2/с).
Нужно отметить, что при стационарном потоке бесконечной длины расход вредного газа из оборудования равен нулю. Если бы в помещении, где установлено оборудование, была совершенно невозмущенная воздушная среда, то поле концентраций вредных веществ, создающееся вокруг источников их выделения, не нарушалось бы, и расход вещества равнялся бы нулю. Но так как в вентилируемых помещениях воздух всегда подвижен, и воздушная среда в них турбулизуется приточными и тепловыми струями, то течение у всасывающего отверстия нарушается, и поле концентраций вокруг оборудования размывается. В результате этого концентрация вредных веществ вблизи оборудования снижается, из оборудования в помещение поступают вредные вещества.
Определение максимальных концентраций при кратковременном выделении вредных веществ из наземных источников
При авариях (разрывах трубопроводов, по которым транспортируется газ с большим содержанием вредных веществ, взрывах цистерн с вредными веществами, разливе на почве легкокипящих и летучих жидкостей) выделяется на несколько порядков больше вредных веществ, чем при нормальной работе оборудования. Как правило, такое выделение происходит кратковременно. Авария ликвидируется в течение одного-двух часов, разлившаяся химическая жидкость также в короткий срок собирается или сливается в закрытые емкости, или покрывается каким-либо изолирующим материалом, препятствующим ее испарению.
Главной Геофизической обсерваторией под руководством М. Е. Берлянда разработан метод расчета максимальных концентраций вредных веществ от наземных кратковременных источников.
Определение максимальных концентраций для точечного источника
,
Cм - максимальная концентрация при кратковременном выделении вредных веществ для точечного источника (мг/м3);
A - константа, по предварительным расчетам A = 0.11;
M - мощность выброса (мг/с);
t - определяемая технологами возможная продолжительность аварии с большими выделениями вредных веществ (с);
x - расстояние от источника (м).
Определение максимальных концентраций для линейного источника
,
Cм - максимальная концентрация при кратковременном выделении вредных веществ для линейного источника (мг/м3);
A - константа, по предварительным расчетам A = 0.17;
M1 - мощность выброса (мг/(с*м)).
,
- суммарная величина всех низких выбросов на площадке (мг/с);
b - проекция границ промузла на линию, перпендикулярную оси промузел - город (м).Данные о концентрации в приземном слое высотой 50 м были получены путем численного решения нестационарного уравнения диффузии. С увеличением расстояния от источника концентрации возрастают не сразу и максимум концентраций наступает через некоторое время после начала действия источника. На расстоянии x = 20 м и x = 40 м от источника максимум концентраций наступает после прекращения его действия.
Приведенными выше формулами можно также воспользоваться для определения максимальной концентрации в жилых районах от наземных источников при нормальной работе оборудования, но при кратковременных особо неблагоприятных метеорологических условиях (штиль, инверсия). Тогда в формулах время t - длительность непрерывных особо неблагоприятных метеорологических условий (в с).
Для каждой точки x соответствуют свои неблагоприятные метеорологические условия. Сочетание малых скоростей ветра и ослабленного турбулентного обмена приводит к максимальным значениям наземных концентраций вредных веществ вблизи источника. На больших расстояниях x неблагоприятные условия загрязнения атмосферы проявляются при усиленном перемешивании и значительных скоростях ветра.
То обстоятельство, что при аварийном выбросе вредных, в большинстве своем, взрывоопасных веществ концентрации на расстоянии от места аварии возрастают не мгновенно, дает возможность принять меры против возможных взрывов и отравлений на соседних объектах. Рекомендуется при аварии по всей территории подать сигнал и начать проводить противовзрывные мероприятия: отключить приточные системы, закрыть в приточных шахтах клапана и окна в зданиях, находящихся на заветренной стороне по отношению к месту аварии, и другие мероприятия, разрабатываемые конкретно для каждого производства.
{/spoilers}
