Взрывозащиты технологического
вания и проведения восстановительных работ. К недостаткам взрывных клапанов следует отнести их большую инерционность по сравнению с мембранами, сложность конструкции, а также недостаточную герметичность, ограничивающую область их применения (они могут использоваться для взрывозащиты оборудования, работающего при нормальном давлении).
взрывной клапан его сбросное отверстие вновь закрывается и, таким образом, не вызывает необходимости немедленной остановки оборудования и проведения восстановительных работ. К недостаткам взрывных клапанов следует отнести их несколько большую инерционность по сравнению с мембранами, значительную сложность конструкции, а также недостаточную герметичность, ограничивающую область их применения (они могут использоваться для взрывозащиты оборудования, работающего при нормально'м давлении).
Достаточно надежным способом взрывозащиты оборудования и зданий является применение устройств сброса давления взрыва: взрывных клапанов, мембран, вышибных проемов и легкосбрасываемой кровли. Применение таких устройств в известной мере представляет собой паллиативное решение задачи обеспечения взрывобезопасности производств, во-первых, конечно, потому, что они не устраняют полностью, а лишь уменьшают разрушительное действие взрыва, а во-вторых, их срабатывание почти всегда связано с большими залповыми выбросами продуктов, представляющих опасность для окружающей среды и людей, а кроме того, — с выбросами больших очагов пламени и горячих продуктов, обусловливающих серьезную пожарную опасность. Тем не менее, правильно применяя устройства сброса давления взрыва, можно значительно уменьшить потенциальную опасность многих производств.
Стремление предельно уменьшить массу подвижных деталей и одновременно увеличить пропускную способность привело к созданию взрывных клапанов. Однако такая модернизация была сделана в ущерб другой важной характеристике клапанов — герметичности. Герметичность даже общепромышленных предохранительных клапанов часто не соответствует современным требованиям, так как в условиях химической промышг ленности, например, утечки газов связаны со значительными потерями ценных продуктов и с загрязнением окружающей атмосферы вредными веществами. Недостаточная герметичность взрывных клапанов ограничивает область их применения: они могут использоваться для взрывозащиты оборудования, работающего при нормальном давлении.
Для решения вопроса о возможности применения предохранительной мембраны в качестве устройств взрывозащиты оборудования часто бывает необходимо знать время, в течение которого происходит полное раскрытие сбросного отверстия. Умножая это время на скорость нарастания давления в аппарате в аварийной ситуации, можно оценить возможное превышение давления, обусловленное инерционностью мембран. Кроме того, эксперименты показывают, что и само давление срабатывания мембран в некоторых случаях тоже может зависеть от скорости нарастания давления.
Инерционность клапанов прямого действия обусловлена ^большой приведенной массой движущихся деталей, приходящейся на единицу полезной площади золотника. Стремление предельно уменьшить массу подвижных деталей предохранительных клапанов и одновременно увеличить их пропускную способность привело к созданию взрывных клапанов. Однако такая модернизация была сделана в ущерб другой важной характеристике клапанов — герметичности. Герметичность даже общепромышленных предохранительных клапанов часто не соответствует современным требованиям, так как в условиях химической промышленности, например утечки газов связаны со значительными потерями ценных продуктов и с загрязнением окружающей атмосферы вредными веществами. Недостаточная герметичность взрывных клапанов определила область их применения: для взрывозащиты оборудования, работающего при атмосферном давлении, либо при давлении, отличающемся от атмосферного не более, чем на несколько десятков сантиметров водяного столба, т. е. под вытяжкой или с небольшим поддувом.
Итак, активную взрывозащиту оборудования можно обеспечить и без подавления пламени, только охлаждая продукты сгорания. Назовем этот новый метод взрывозащиты оборудования методом «охлаждения» взрыва в отличие от метода подавления. Сущность его заключается в том, что в защищаемый объем впрыскивается тонкораспыленный хладагент с такой скоростью, что, несмотря на продолжающееся распространение пламени, продукты сгорания охлаждаются настолько быстро, что давление в защищаемом объеме существенно не повышается. При этом процесс впрыска, в отличие от метода подавления взрыва, следует производить не за предельно короткий промежуток времени, а наоборот — «растянуть» во времени до полного выгорания горючей смеси.
Если охлаждение взрыва рассматривать как некоторый новый способ активной взрывозащиты оборудования, то возникает мысль о возможности дублирования способов охлаждения взрыва и подавления пламени с целью повышения надежности взрывозащиты: если пламя не будет подавлено, то взрыв все равно не получит своего катастрофического развития, а будет «спущен на тормозах», и наоборот, если горючую смесь не удастся полностью заингибировать, хотя бы замедление горения облегчит работу системы охлаждения продуктов сгорания. Для осуществления такого дублирования на оборудовании достаточно разместить два вида исполнительных устройств АСПВ, одно из которых должно осуществлять кратковременный импульсный впрыск ингибитора, а другое — относительно продолжительный впрыск хладагента.
3.5.11.3. При обоснованной необходимости проведения процесса сушки в газовоздушной среде предусматриваются меры взрывопредупреждения процесса и взрывозащиты оборудования:
Взрывные клапаны могут быть использованы вместо мембран для устранения остановки технологического процесса и выброса всего содержимого аппарата, т.к. после срабатывания отверстие в клапанах вновь закрывается. К недостаткам взрывных клапанов следует отнести их большую по сравнению с мембранами инерционность, сложность конструкции и недостаточную герметичность (они могут использоваться для взрывозащиты оборудования, работающего при нормальном давлении).
Использование на технологическом оборудовании взрывных клапанов дает возможность устранить эти негативные последствия, так как после срабатывания и сброса отверстие вновь закрывается и таким образом не вызывает необходимости немедленной остановки оборудования и проведения восстановительных работ. К недостаткам взрывных клапанов следует отнести их большую инерционность по сравнению с мембранами, сложность конструкции, а также недостаточную герметичность, ограничивающую область их применения (они могут использоваться для взрывозащиты оборудования, работающего при нормальном давлении).
Выбор огнетушащего вещества для взрывоподавляющих устройств производится в зависимости от условий технологического процесса и физико-химических свойств обращающихся продуктов. В свою очередь применение того или иного огнетушащего вещества предопределяет способы взрывозащиты технологического оборудования. При выборе огнетушащих веществ учитывают, кроме фактора эффективности действия, также их совместимость с технологическим продуктом, т. е. обеспечение возможности дальнейшей его переработки в случае срабатывания систем взрывозащиты.
Система локализации взрывов инертизацией и разгерметизацией применяется для взрывозащиты технологического процесса сушки в кипящем слое (рис. 13.31). Наиболее вероятный участок воспламенения — устье сушильного аппарата 3 перед шиберным затвором /. Элементы взрывозащиты включаются одновременно при срабатывании любого из трех датчиков давления 4, установленных на сушильном аппарате 3, циклоне 6 или мешочном фильтре 7. Сушильный аппарат защищен баллонными взрывоподавителями 2, обеспечивающими надежную флегматизацию в случае воспламенения горючей среды. Для предотвращения распространения пламени в смежные аппараты на соединяющем массопроводе между сушильным аппаратом и циклоном размещен баллонный взрывопо-давитель. Если все же пламя из сушильного аппарата проникает по массопроводу в циклон или мешочный фильтр, то чрезмерное повышение давления предотвращается при срабатывании предохранительных мембран 5.
Для обеспечения взрывобезопасности основное внимание необходимо уделять предупреждению взрывов, т. е. необходимо исключать возможность образования взрывоопасных сред и источников их зажигания. Поскольку возможность взрыва не может быть полностью исключена, в промышленности широко используют средства взрывозащиты технологического оборудования, предотвращающие его разрушение даже в случае возникновения в нем взрыва.
В настоящей книге приведено краткое описание конструкций устройств взрывозащиты и предпринята попытка систематизировать их расчет, правила конструирования, а также особенности их применения и тем самым оказать методическую помощь инженерно-техническим работникам проектных и конструкторских организаций, а также промышленных предприятий в решении практических задач обеспечения взрывобезопасности производств. В книге отсутствуют сведения о правилах конструирования электрооборудования во взрывобезопасном исполнении и о других мерах предупреждения возникновения взрывов на производствах. Эти сведения, безусловно, представляют большой практический интерес, однако они уже получили достаточное отражение в литературе, и, кроме того, существуют официальные руководящие технические материалы. Поэтому в книге описаны лишь те устройства взрывозащиты, которые предотвращают разрушение технологического оборудования вследствие взрыва в нем, независимо от причин его возникновения, а также препятствуют распространению взрыва в другое оборудование данного производства по технологическим коммуникациям. К таким устройствам относятся предохранительные мембраны, взрывные клапаны и др. Широкое и умелое применение устройств взрывозащиты технологического оборудования позволяет значительно повысить безопасность труда в промышленности.
является быстрое повышение давления; причем (если не считать детонации) максимальное давление взрыва может превышать начальное в 8—10, реже в 12 раз. Высокая температура продуктов сгорания (до 2000 К и выше), как правило, не представляет серьезной опасности для оборудования, поскольку полная теплоемкость газов незначительна по сравнению с теплоемкостью материала оборудования, поэтому температура его стенок повышается всего лишь на несколько десятков градусов. Таким образом, меры взрывозащиты технологического оборудования по существу всегда направлены на предотвращение его разрушения под действием давления. Поэтому простейшим и наиболее надежным способом защиты является установка достаточно прочного оборудования, способного выдержать полное давление взрыва. В большинстве случаев этот способ экономически нецелесообразен.
Ответ на второй вопрос можно сформулировать более конкретно и даже категорично: применение средств взрывозащиты технологического оборудования не освобождает от необходимости предусматривать и соблюдать меры предупреждения взрывов.
Предельная простота конструкции и исключительно высокое быстродействие предохранительных мембран характеризуют их как самые надежные из всех существующих средств взрывозащиты технологического оборудования. Мембраны меньше других устройств подвержены влиянию кристаллизации, полимеризации среды (в известных пределах), обеспечивают полную герметичность оборудования (до срабатывания), не имеют ограничений по пропускной способности. Пожалуй единственный, но весьма существенный недостаток мембран заключается в том. что после их срабатывания оборудование остается открытым до замены сработавшей мембраны, а это, как правило, приводит к остановке технологического процесса и к выбросу излишне большого количества продуктов в атмосферу. Все это конечно вполне может быть оправдано тем, что предотвращено разрушение оборудования и, следовательно, еще более серьезная катастрофа. Однако при неправильном применении или при нарушении сроков замены мембран они могут срабатывать самопроизвольно в отсутствие аварийной ситуации, — такие ложные срабатывания могут приносить большой вред для производства и окружающей атмосферы. Все это необходимо учитывать при назначении давления срабатывания мембран, предусматривая достаточную разность между давлением срабатывания и максимально возможным рабочим давлением при нормальном технологическом режиме, и при установлении периодичности замены мембран.
Промышленность располагает достаточно большим арсеналом средств взрывозащиты технологического оборудования; в широком, а главное — в умелом применении этих средств заключен большой резерв дальнейшего повышения взрывобез-опасности многих потенциально опасных производств в различных отраслях промышленности.
Вопросы разработки и применения различных средств взрывозащиты должны базироваться на надежной научной основе. К этому обязывает и сложность всех физических процессов горения, а главное, высокая мера ответственности принимаемых технических решений. Одной из наиболее важных научных основ техники взрывозащиты технологического оборудования является динамика развития взрыва в замкнутом и полузамкнутом объемах. Только на основе анализа динамики развития взрыва в каждом конкретном случае можно рассчитать требуемые проходные сечения устройств сброса давления взрыва, сформулировать требования к быстродействию устройств взрывозащиты и определить эффективность устройств подавления и локализации пламени.
Возможность самовоспламенения горючей смеси в процессе развития взрыва в замкнутом объеме необходимо учитывать при решении практических вопросов взрывозащиты технологического оборудования. При этом основная задача должна состоять в том, чтобы не допустить самовоспламенения, так как после этого любые средства взрывозащиты (мембраны, взрывные клапаны и автоматические системы подавления взрывов) становятся неэффективными по быстродействию.
Сброс давления взрыва через предохранительные устройства, роль которых могут играть взрывные клапаны различной конструкции или разрушающиеся мембраны, представляет собой один из наиболее распространенных способов взрывозащиты технологического оборудования. Чтобы такая взрывозащита была достаточно надежной, необходимо выполнить два условия: обеспечить срабатывание предохранительных устройств при заданном давлении и обеспечить их достаточную пропускную способность. Поэтому выбор предохранительных устройств и расчет их основных характеристик являются очень ответственными этапами проектирования оборудования, и они должны базироваться на научно обоснованных методиках и рекомендациях.
 Читайте далее:
 Возможность проводить
Выраженные сосудистые
Выраженное раздражение
Выравнивание потенциала
Возможности образования взрывоопасных
Высокоскоростных компактных
Вытяжными установками
Вызывающие раздражение
Вызванные воздействием
Вызвавших несчастный
Важнейших показателей
Вальцовочные соединения
Веществами обладающими
Выявлении неисправностей
Ведомства организации
|
