Технологической установки
При внедрении автоматических систем [предупреждения аварийных ситуаций допускается другая крайность. Бывают случаи когда особенно осторожные конструкторы отдельных агрегатов предусматривают в проектах множество блокировок по различным параметрам работы агрегата, не учитывая надежность средств контроля и автоматики и последствия, которые могут выявиться при внезапной остановке данного агрегата, непосредственно связанного с технологическим процессом. Известно, что каждое средство контроля и автоматики (датчик, преобразователь, реле и т. п.) имеет определенные показатели надежности работы и при увеличении числа блокировочных параметров, а следовательно и средств КИПиА, возрастает вероятность ложного срабатывания блокировки вследствие отказа какого-нибудь элемента схемы. При проектировании технологических процессов этот фактор надежности систем противоаварийной защиты необходимо учитывать. Нельзя забывать, что каждый агрегат на технологической установке — это неотъемлемая часть процесса, и, пытаясь, например, не допускать повышения температуры подшипника компрессора при помощи недостаточно надежных приборов, можно вывести из строя дорогостоящий катализатор или нагревательную печь.
Кроме анализа наиболее опасных ситуаций перед разработчиками технологических процессов стоят сложные задачи перехода с масштаба лабораторной установки на укрупненный масштаб промышленной установки. Изменение масштаба неизбежно сопровождается изменениями геометрических соотношений,, которые серьезно влияют на такие процессы, как смешение, теплоотдачу, расходы жидкостных и паровых потоков, распределение частиц по размерам и многие другие. Связанные с увеличением масштаба технологической установки изменения часто трудно точно предсказать; поэтому наиболее надежной информацией о промышленной технологической установке могут быть-только данные заводских испытаний на укрупненных установках.
Комиссия, расследовавшая несчастный случай, предложила руководству завода: а) установить четкий порядок подготовки технологического оборудования и коммуникаций к ремонту по каждой технологической установке с разработкой конкретных схем освобождения аппаратов и трубопроводов от нефтепродуктов и реагентов, схем их пропарки, методов контроля интенсивности пропарки и методов определения степени готовности аппаратов, трубопроводов и отдельных узлов к ремонту; б) установить порядок выдачи технологическому персоналу письменных распоряжений на освобождение аппаратуры и трубопроводов от нефтепродуктов и реагентов и пропарку их с указанием конкретных операций и методов контроля хода пропарки; в) проверить состояние герметизации взрывоопасных помещений; г) внести в планы ликвидации возможных аварий на технологических установках положение о действиях обслуживающего персонала при ликвидации аварийных ситуаций и эвакуации людей в период подготовки и проведения ремонта. Комиссия предложила также проектным институтам предусматривать в проектах схемы освобождения аппаратуры и трубопроводов от нефтепродуктов и реагентов и пропарки их с указанием конкретных операций и методов контроля хода пропарки.
по каждой технологической установке (отделению, цеху), составить схему пропарки (продувки), промывки с указанием мест и способов подачи острого пара (инертного газа), воды, а также путей и мест эвакуации газовых выбросов и сточных вод;
На одной технологической установке призошел взрыв аппарата нейтрализации, выведенного из работы; в нем взровалось несколько тонн аммиачной селитры. Раствор аммиачной селитры мог попасть в аппарат по неотглушенной линии из действующей системы через .негерметично закрывающуюся арматуру.
Один из таких случаев произошел на технологической установке, в состав которой входили сблокированные сушильные барабаны, элеваторы, валковые дробилки, грохоты и др. В процессе эксплуатации агрегата было замечено, что расход пульпы, подаваемой в барабан, самопроизвольно начал снижаться. Персоналом была уменьшена температура топочных газов на входе в барабан до 230 "С и проведена пропарка пульпопровода на всасывающей стороне насоса, однако это не дало положительных результатов. Поэтому было принято реше-•ние перевести топку на .меньший расход газа, прекратить распыление пульпы и еще раз пропарить пульпопровод и пульпонасос. После выполнения этих операций была начата подача пульпы, а температура газов на входе в аппарат была доведена до 272 °С. При этом выяснилось, что одна из форсунок барабана оказалась забитой отложениями, поэтому распыление пульпы вновь прекратили. Через некоторое время перешли на работу барабана с одной форсункой (вторую отключили для чистки). Через некоторое время было обнаружено, что происходит разложение нитрофоски на косых лопатках передней части барабана. Поэтому снова прекратили распыление пульпы, погасили топку, а вентилятор вторичного дутья не выключили и продолжали подачу воздуха в барабан. В это же время произошло заклинивание двухвалковой дробилки, и блокировками были остановлены грохот, элеватор и сушильный барабан.
В зарубежной литературе описана авария, которая произошла в США на установке синтеза грег-бутилперацетата из трет-бутил-гидроперекиси и уксусного ангидрида. На этой технологической установке произошел пожар с последующим взрывом. При аварии погибли 11 человек и были ранены 37 человек. Полагают, что вначале произошло возгорание паров перэфира.
Ниже описывается взрыв нятроэфира хлоргидринстирола (XFC). Аварийная ситуация на технологической установке нитрования ХГС создалась в результате выхода из строя по» гружного насоса, предназначенного для циркуляции нитромас-сы в нитраторе. Подача на нитрование ХГС в отсутствие пе* ремешивания реакционной массы привела к быстрому подъему температуры в месте подачи до 70 *С с последующим спонтанным разложением и детонацией нитромассы в одном реакторе, а затем и в трех других (температура начала термического разложения нитромассы 30 °С). На момент, предшествовавший взрыву, в двух реакторах шел процесс нитрования, в двух был закончен слив ХГС, еще два были пустыми или залитыми азотной кислотой. Суммарная масса нитромассы в аппаратах составляла 3900 кг, что соответствует БООО кг тротила.
Дополнительные исследования другого описанного ранее взрыва на технологической установке производства аммиачной селитры показали, что взрыв произошел в нейтрализаторе и отдельно (через короткий промежуток времени) в выпарном аппарате (в нижней его части) и связанном с ним баке погружного насоса, содержащих суммарно около 5 т плава аммиачной селитры (концентрацией 99,9%), эквивалентной 1,8 т ТНТ, и расположенных на уровне земли. На месте установки погружного насоса при взрыве образовалась воронка диаметром 4,5—5 м и глубиной до 2 м, что характерно для наземного взрыва конденсированного ВВ. По характеру разрушения ней-. трализатора, расположенного на отметке 16 м, установлено, что произошел взрыв находящихся в нем 11 т 90%-го раствора селитры, эквивалентного 3762 кг ТНТ.
По сообщению очевидцев авария произошла от разрушения сосуда при превышении давления, в сепараторе, содержащем «50 м3 паров пропан-бутановой фракции. В результате образовалось газовое (паровое) облако в атмосфере, которое распространилось над территорией по направлению ветра в сторону, показанную на рис. 3.9. При достижении облаком печей пиролиза произошел взрыв с возникновением пожара на технологической установке.
Видно, что реальное предупреждение и локализация аварии были возможны лишь на стадиях 1—5; на последующих стадиях в сложившихся условиях ее развитие было неотвратимо, а возможные последствия непредсказуемы. Необходимо обратить внимание на возможность повышения надежности и обеспечение безотказной работы системы теплоспутников в зимних условиях. Как было установлено, система теплоспутников на технологической установке была выведена из строя (заморожена) еще в ноябре 1990 г., и соответственно сливной трубопровод сепаратора, как и многих других участков, не обогревался. В ночь перед аварией $ыла сделана попытка отогрева'сливного трубопровода сепаратора внешним паровым нагревом с помощью переносного шланга. Однако эта попытка не достигла цели — вода в трубопроводе замерзла и, как следствие, возникли трещины и произошел разрыв трубопровода.
Кроме анализа наиболее опасных ситуаций перед разработчиками технологических процессов стоят сложные задачи перехода с масштаба лабораторной установки на укрупненный масштаб промышленной установки. Изменение масштаба неизбежно сопровождается изменениями геометрических соотношений,, которые серьезно влияют на такие процессы, как смешение, теплоотдачу, расходы жидкостных и паровых потоков, распределение частиц по размерам и многие другие. Связанные с увеличением масштаба технологической установки изменения часто трудно точно предсказать; поэтому наиболее надежной информацией о промышленной технологической установке могут быть-только данные заводских испытаний на укрупненных установках.
Примером, иллюстрирующим проектную ошибку в выборе, материала» для труб и недооценку всех возможных обстоятельств при пуске технологической установки, может служить анализ аварии на установке пиролиза бензиновой фракции фирмы «Датч Стейт Майне» (Голландия) [27]. В результате аварии были уничтожены установка получения этилена мощностью" 100 тыс. т/год и несколько резервуаров для хранения нефтепродуктов — всего-около 100 различных единиц оборудования. Авария протекала следующим образом.
сети питания водой проложили под землей, а стояки расположили вблизи строительных колонн; предусмотрели дистанционное включение всех сек-щий дренчерной системы из щитового помещения и подачу суммарного расхода воды для защиты каждой технологической установки через две (или более) отдельные секции дренчерной системы;
Спустя 11 лет на вновь построенной/установке, несмотря на предупредительные меры, снова возник пожар по следующим причинам. В результате прекращения подачи электроэнергии остановились все насосы охлаждающе-то водоснабжения. Персонал считал, что отсутствие электроэнергии будет кратковременным. В это время произошел разрыв двадцатичетырехдюймового гофрированного компенсатора на всасывании промежуточной ступени пропиленового холодильного компрессора, что привело к выбросу пропилена. Облако пропилена за 1—2 мин достигло печей и воспламенилось. Печи находились на расстоянии 49—61 м от технологических установок. Обратный удар пламени сопровождался хлопком средней силы с легкой вибрацией и небольшими очагами пламени вокруг неплотностей сальников и фланцев. В зоне выхода пропилена огонь распространился на значительную часть технологической установки.
При рассмотрении чертежей монтажно-технологической части проекта необходимо проверять: соблюдение требований норм-в отношении этажности здания, площади застройки здания и наружной установки, ширины наружной установки, конфигурации зданий; размещение печей по отношению к зданиям и наружным установкам с пожаровзрывоопасными процессами^, обеспеченность производственных помещений зданий взрывными проемами; разработаны ли мероприятия, исключающие попадание агрессивных продуктов и пбжаровзрывоопасных веществг за пределы технологической установки при возникновении аварийных ситуаций.
Подобный случай произошел в США (шт. Техас) [1]. Требовалось отремонтировать два аппарата высокого давления. Проконсультировавшись у старшего оператора технологической установки, слесарь правильно вскрыл первый аппарат. А при вскрытии второго аппарата ошибся и вскрыл люк соседнего работающего аппарата. В аппарате было 6 т продукта в сжиженном состоянии. После снятия первых болтов утечки не последовало, потому что отложения образовали пробку. Но после полного разбалчивания люка внутреннее давление выдавило образовавшуюся пробку, произошел залповый выброс продукта из аппарата с последующим воспламенением от электростатического разряда или от искры удара. Слесарь и двое других рабочих погибли при взрыве.
Состояние аппаратуры, КИП и средств автоматизации узла стабилизации температуры греющего пара должно своевременно проверяться, не следует допускать работу технологической установки при неисправном их состоянии. Нельзя также без согласия проектной организации изменять проектную схему разводки теплоносителя и изменять установленные его параметры.
Как уже говорилось в предыдущем разделе, катастрофа во Флик-сборо была вызвана тем, что в конструкцию технологической установки было внесено изменение, которое привело к нарушению ее дельности. Любое изменение, вносимое в конструкцию установки, должно подвергаться тщательному анализу. Должны быть проведены детальные расчеты. Все системы, работающие под давлением и содержащие взрывоопасные вещества, должны проходить испытания перед вводом реконструированной установки в эксплуатацию. Руководители предприятия, производств, цехов должны обладать необходимыми техническими и практическими знаниями не только в своей области, но и в смежных областях. Технические решения по изменению технологической схемы или аппаратурного оформления производства должны быть согласованы с соответствующими специализированными проектными, конструкторскими или научно-исследовательскими организациями.
Известен случай загорания шлама ТИБА в гидрозатворе технологической установки. Шлам попал в гидрозатвор при передав-ливании ТИБА из технологического аппарата в передвижной контейнер, что объясняется несовершенством технологической схемы. Во время передавливания пробка на гидрозатворе для залива масла была снята, и воздух свободно проникал в аппарат, что и привело к загоранию. Аппаратчик, пытаясь завернуть пробку на гидрозатворе, получил ожег рук, несмотря на то, что был в кожаных перчатках.
На другом предприятии взрыв произошел в демпфере насоса типа ПНК-40, предназначенного для перекачки нестабильного (разлагающегося при определенных условиях) моновинилацетилена из хранилища в напорный бак технологической установки. Пожар, сопровождавший взрыв, продолжался примерно 30 мин.
Учитывая большой диапазон концентрационных пределов воспламенения смесей ацетилена с воздухом и кислородом, а также его особую склонность к детонации и взрывчатому термическому разложению в отсутствие окислителей, трубопроводы ацетиленсодержащих газов факельных систем целесообразно предусматривать максимально короткими. При значительной протяженности ацетиленопроводы необходимо оснащать огнепреградителями или другими средствами локализации распространения пламени и взрыва. Трубопроводы сбросных газов, как правило, следует располагать с уклоном не менее 0,002 по ходу газа или 0,003 против хода газа. Для трубопроводов сбросных газов факельной установки в пределах производства, цеха или технологической установки рекомендуется уклон в сторону факельного ствола. При размещении факельной установки на аппаратах или перекрытиях зданий трубопровод сбросных газов может иметь уклон в сторону технологического оборудования.
 Читайте далее:
 Температуры увеличивается
Температурах окружающего
Температура достигает
Температура насыщения
Температура окружающего
Температура питательной
Температура поверхностей оборудования
Трубопроводы подвергаются
Температура реакционной
Температура срабатывания
Температура возгорания
Температура застывания
Температуре насыщения
Температуре плавления
Температурный коэффициент
|
