Возникновения источников
Утечка жидких углеводородов при эксплуатации трубопроводов и оборудования может привести к серьезным последствиям. Особенно опасна утечка сжиженных углеводородных газов, так как при их воспламенении часто возникает фронт нестационарного быстрого горения или детонации. Условия возникновения детонации еще недостаточно изучены. До недавнего времени считали, что детонировать могут лишь быстрогорящие смеси: водород— воздух, водород — кислород; смеси непредельных углеводородов с воздухом и кислородом; смеси предельных углеводородов с кислородом. В настоящее время считают, что детонировать могут почти все газообразные углеводороды в смеси с воздухом [45]. Для детонации (взрывов) характерны три особенности: создается пик давления, примерно в 20 раз превышающий пик давления обычного взрыва при тех же начальных условиях; фронт детонации распространяется со сверхзвуковыми скоростями; детонация создает прямой удар разрушительной силы, а не гидростатическое давление.
Рассматривая описанный механизм возникновения детонации, важно отметить, что его нельзя понимать как непрерывный переход от дефлаграции в результате постоянного ускорения фронта пламени: детонация возникает скачкообразно перед дефлаграционным пламенем, когда там создаются соответствующие критические условия. В дальнейшем детонационная волна, представляющая собой единый комплекс ударной волны и волны химической реакции, распространяется стационарно с постоянной скоростью по невозмущенному горючему газу, независимо от породившего ее дефлаграционного пламени, кото-
Рассматривая трубы как «генераторы детонации», следует -отметить, что для формирования детонации необходим достаточно протяженный участок разгона пламени, называемый преддетонационным расстоянием. При всех прочих равных условиях преддетонационное расстояние сильно зависит от диаметра трубы, поэтому его принято выражать в относительных единицах, кратных диаметру. Для гладких труб оно, как правило равно нескольким десяткам диаметров. В шероховатых трубах оно может сокращаться до 2—4 диаметров. Естественно также, что преддетонационное расстояние для одной и той же горючей смеси сильно зависит от места поджога: у открытого или закрытого конца трубы. Таким образом, не всякая труба представляет опасность в отношении возникновения детонации, а лишь та, длина которой превышает преддетонационное расстояние для данной горючей смеси в данных условиях возникновения пламени.
Так, если система срабатывает за 0,2 с, а пламя распространения со скоростью до 30 м/с, то индикатор пламени должен быть установлен на расстоянии не менее 6 м от отсекателя. Если расстояние между аппаратами меньше этой величины, то для эффективной работы пламеотсекателя необходимо либо искусственно удлинять соединительный трубопровод, либо выбирать более быстродействующий пламеотсекатель. При определении скорости распространения пламени по трубопроводу требуется учитывать не только самоускорение пламени, обусловленное турбулизацией, но и скорость перемещения самих газов по трубопроводу, а также возможность возникновения детонации.
Ацетилено-воздушные и ацетилено-кислородные сме си при концентрации С2Н2 соответственно 4,2—50 и 3,5—9,3 объемн. % могут в определенных условиях детонировать. Скорость распространения детонационной волны в аце-тилено-кислородных смесях составляет 1800— 3800 м/сек. Явление детонации в основном изучено для газов, движущихся в трубопроводах. Возможность возникновения детонации при взрыве газо-воздушных или газо-кислородных смесей, которые находятся в помещениях большого объема или в виде газового облака, в настоящее время мело исследована,
Детонация происходит в определенных кцнцентра-цпях, более узких, чем пределы воспламенения. Для возникновения детонации требуется сильная ударная волна.
В отличие от дефлаграции, скорость детонационного горения не зависит от кинетики реакции в пламени. Особенности кинетики существенны только для самой возможности возникновения детонации. Скорость детонации зависит только от калорийности горючей среды в расчете на единицу массы и от отношения теплоемко-стей Y Для продуктов реакции. Влияние исходного состава на скорость детонации определяется его влиянием на указанные величины. Хотя ширина зоны, в которой происходит 'изменение давления, имеет порядок длины свободного пробега молекул, химическая реакция в детонационной волне требует многих столкновений; это определяет сравнительно большую ширину зоны реакции при детонации. Расчет и опыт показывают, что она много больше, чем при дефлаграции, порядок ее величины — 1 см.
Возникновение детонации. Детонационный режим горения возникает во взрывчатой среде при ее сжатии достаточно сильной ударной волной. Такая волна может создаваться внешним инициирующим импульсом сжатия, например, от заряда твердого или жидкого взрывчатого вещества. Известны случаи возникновения детонации по этому механизму на промышленных объектах при воздушных бомбардировках во время войны.
Нормальная скорость пламени не превосходит нескольких метров в секунду, а для многих горючих систем, способных детонировать — десятков сантиметров в секунду. Необходимую для возникновения детонации большую скорость газового потока создают расширение при реакции и турбулизания газа. При адиабатическом сгорании в закрытой трубе горючая среда движется по
Преддетонационный разгон пламени в трубе характеризуется расстоянием от точки зажигания до места возникновения детонации. Увеличение нормальной скорости пламени и усиление турбулизации газа приводит к сокращению преддетонационного расстояния. Абсолютное значение этого расстояния возрастает с увеличением диаметра трубы, однако если его измерять диаметрами трубы, детонация легче возникает в широких трубках. Для гладких труб преддетонационное расстояние, как правило, равно нескольким десяткам диаметров.
Возможность ускорения горения в трубах и возникновения детонации делает газопроводы и длинные аппараты с неровной, шероховатой внутренней поверхностью очень опасными объектами, если в них могут образоваться взрывчатые газовые системы. Эта опасность особенно возрастает в случае, когда такая труба—потенциальный очаг детонации—соединена с большой емкостью, заключающей тот же взрывчатый газ.
Пожарная безопасность вентиляционных установок химических лабораторий достигается путем исключения условий образования взрывоопасных смесей и возникновения источников зажигания, а также предупреждением возможности беспрепятственного распространения пожара по разветвленной системе вентиляционных воздуховодов. Рассмотрим некоторые пожарно.профилактические мероприятия.
исключение возникновения источников воспламенения (см. 18.1); теплоизоляцию выхлопных двигателей внутреннего сгорания при помощи листового асбеста. Выхлопные газы следует выводить на расстояние не менее 15 м от устья скважины и на 5 м от стен машинного и насосного помещений с оборудованием сборного коллектора искрогасителем и устройством вертикальной части выхлопа на высоту, превышающую конец крыши более чем на 1,5 м. Недопустимо хранить в помещениях обтирочный материал, курить на территории буровой, пользоваться открытым огнем. Все транспортные средства, пребывающие на буровую, должны быть оборудованы искрогасителями;
Для предотвращения возникновения источников зажигания следует соблюдать требования безопасности при проведении сварочных и огневых работ, регламентируемых правилами [31 ]. Кроме того, необходимо принимать следующие меры:
Воздуховоды приточной вентиляции в такой же мере, Как и воздуховоды вытяжной вентиляции, могут явиться путем для распространения продуктов горения в помещения, объединяемые общей вентиляционной установкой. Это объясняется тем, что при пожаре в помещении могут возникать повышенные давления. Пожарная безопасность вентиляционных установок мОж'еТбыть обеспечена исключением условий образования взрывоопасных смесей, возникновения источников зажигания и предупреждением возможности распространения пожара по вентиляционным воздуховодам.
Необходимым условием возникновения пожара является наличие окислителя горючего и источника загорания. Обеспечение пожарной безопасности технологического процесса, т. е. предупреждение возникновения пожара, означает исключение возможности образования условий, необходимых для развития пожара. Пожарная безопасность технологического процесса достигается разработкой мероприятий двух типов: исключением возникновения источников загорания (импульсов воспламенения) и предупреждением в технологическом процессе образования и попадания горючей смеси в зону источника загорания.
2.4. ЗАЩИТА — комплекс организационных, инженерно-технических, экологических, природоохранных, специальных и иных мероприятий, направленных на предупреждение возникновения источников чрезвычайных ситуаций, подготовку к преодолению вызванных ими опасностей и ликвидации их последствий с целью снижения потерь и разрушений на объектах экономики и личного имущества граждан, а также на ограничение ущерба окружающей природной среде при чрезвычайных ситуациях и снижение рисков.
2.14. ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ СИТУАЦИИ — комплекс правовых, организационных, экономических, инженерно-технических, защитных и специальных мероприятий, направленных на организацию наблюдения и контроля за состоянием окружающей природной среды и потенциально опасных объектов, прогнозирования и профилактики возникновения источников ЧС, а также на подготовку к ЧС.
2.15. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ -комплекс мероприятий, проводимых заблаговременно и направленных на определение вероятности возникновения источников ЧС и на максимально возможное предотвращение риска возникновения ЧС, а также на защиту персонала, населения, объектов экономики и территории с целью сохранения жизни и здоровья людей, снижение ущерба окружающей природной среды или материальных потерь в случае их возникновения.
При оценке взрывоопасности технологического оборудова-иия должна учитываться возможность образования взрывоопасных сред в объеме закрытых аппаратов, утечки (выбросов) этих продуктов и образования взрывоопасных смесей в воздухе, а также возникновения источников (импульсов) воспламенения. Кроме того, долл^ны учитываться масштабы происшедших аварий при эксплуатации такого оборудования, число и состояние такого и другого взрывоопасного оборудования.
Наибольшую опасность представляют отказы в работе средств регулирования заданных параметров: температуры, давления, уровней жидкости в аппаратуре, скорости дозирования и состава материальных сред, которые, в конечном итоге, приводят к разгерметизации технологического оборудования, выбросам в атмосферу взрывоопасных продуктов и крупным авариям. Отказы средств регулирования указанных и других параметров процессов часто приводят также к образованию и накоплению тазовых, жидких или твердых взрывоопасных смесей и отдельных веществ. Многие отклонения режима, вызванные отказами КИП и средств регулирования, являются также и причиной возникновения источников воспламенения или импульсов взрыва. В химической технологии наиболее часто возникают тепловые и некоторые другие источники инициирования взрыва.
Широкое применение пневмотранспортных установок объясняется простотой их конструкции, компактностью, незначительностью затрат на изготовление и эксплуатацию, надежностью работы и сравнительно высокой производительностью. Наряду с отмеченными достоинствами пневмотранспорт-ные установки имеют серьезный недостаток — они пожаро- и взрывоопасны при перемещении горючих материалов. Взрывы в аппаратах (циклонах и фильтрах), установленных в конце пневмотранспортной линии, описаны в литературе [114, 151, 152]. Причем импульсом воспламенения частиц транспортируемого продукта во многих случаях считают разряд статического электричества, теплоту трения, искры удара и трения. При соударении частиц материалов, весьма чувствительных к механическим воздействиям, с конструктивными элементами транспортирующего оборудования также возможно воспламенение материала. Условия возникновения источников зажигания в соответствующих аппаратах ниже рассмотрены более подробно.
 Читайте далее:
 Вследствие нарушения
Вследствие неполного
Выполнения подготовительных
Вследствие окисления
Вследствие перегрева
Вследствие поражения
Выполнения погрузочно разгрузочных
Вследствие расширения
Вследствие возможного
Возможность возникновения несчастного
Выполнения поставленной
Вспомогательные сооружения
Выполнения предписаний
Вспомогательных сооружений
Вспомогательное оборудование
|
