На одном из магистральных нефтепроводов произошла автоматическая остановка насоса при резком падении давления продукта в линии. Оператор насосной станции предположил, что падение давления произошло за счет уменьшения подачи продукта с предыдущей станции, поэтому включил насос повторно и подключил к линии второй насос, забирающий нефть из пристанционного резервуарного парка. Давление в линии удалось поднять, но через некоторое время оно снова упало. При выяснении обстоятельств оказалось, что на линии за насосной станцией произошло повреждение трубопровода. Когда жидкость стала выходить наружу, линейное сопротивление уменьшилось, давление в трубопроводе упало, и насос автоматически остановился. Повторное включение первого насоса и подключение к линии дополнительного насоса, питающегося из самостоятельного источника, усугубил аварию. В результате нефтью была залита большая территория вследствие чего возник пожар.
В некоторых случаях для отключения при аварии аппарата и трубопроводов используют автоматически действующие движки и отсекатели потока. Импульсом для их срабатывания является также резкое снижение давления или увеличение скорости движения продукта в трубопроводе.
Устройства против растекания жидкости.
Характер растекания жидкости при авариях аппаратов и трубопроводов, а также величина залитой жидкостью площади определяются многими факторами: количеством излившейся жидкости, ее вязкостью, температурой жидкости и среды, интенсивностью излива жидкости, высотой падения струи, наличием уклона площадки или пола, состоянием поверхности и т. п. Естественно, что учесть все это и расчетным путем определить возможную площадь растекания жидкости весьма трудно.
Практика показала, что, например, разливаясь по бетонной горизонтальной площадке, 1 л авиационного топлива марки Т-1 при температуре 18СС занимает площадь 0,8 м~ а то же количество минерального масла (вязкость при 18°С равна 30 сл^/сек) заливает площадь 0,2 м2.
Отсюда видно, что при значительных количествах выходящей наружу жидкости могут быть залиты большие участки территории. При уклонах местности жидкость будет распространяться преимущественно в одном направлении и на большую длину.
На одной из нефтебаз разрыв вновь смонтированного резервуара с бензином емкостью 600 м" привел к растеканию жидкости по склону местности на расстояние более 700 м.
Для ограничения свободного растекания горючей жидкости при повреждениях и авариях аппаратов устраивают обвалования, стенки, бортики, пороги, лотки и т. п.
В соответствии с правилами пожарной безопасности отдельно стоящие наземные или полуподземные резервуары и группы резервуаров с огнеопасными жидкостями и сжиженными газами ограждаются с учетом рельефа местности сплошным земляным валом высотой по расчету, но не менее 1 м и шириной в верхней части не менее 0,5 м или сплошной несгораемой стенкой высотой также не менее 1 м. Вал и стенка рассчитываются на гидростатическое давление разлившихся жидкостей. В местах перехода людей через вал или стенку устраивают стационарные лестницы-переходы, а места прохода трубопроводов уплотняют глиняными замками.
Группы аппаратов емкостного типа (электродегидраторы, отстойники и т. п.) также ограждаются валом или стенкой.
Отдельно стоящие резервуары с горючими жидкостями и сжиженными газами, а также резервуарные парки располагают преимущественно на более низких отметках территории по отношению к промышленным установкам, предприятиям и населенным пунктам. Если же резервуары размещены на более высоких отметках (уклон местности более 0,01%) по отношению к смежным объектам и находятся от них на расстоянии меньше 400 м, то предусматривают сооружение одного из следующих дополнительных защитных устройств, предотвращающих возможный разлив жидкостей при аварии:
второго земляного вала или ограждающей стены на расстоянии не ближе 20 м от основного обвалования, рассчитанного на удержание 50% объема жидкости наибольшего резервуара. В качестве второго обвалования можно использовать внутризаводские автодороги, приподнятые до необходимых отметок;
отводящих каналов (траншей) шириной по верху не менее 2 м, глубиной не менее 1 м на расстоянии не менее 20 м от основного обвалования. На противоположной по отношению к резервуару стороне канала устраивают небольшой вал; открытого земляного амбара емкостью не менее объема наибольшего резервуара в парке и шириной не более 40 м, на расстоянии не менее 20 м от основного обвалования. Для направления жидкости в амбар предусматривают дополнительное обвалование или кювет с валом.
Если производственные аппараты с огнеопасными жидкостями или сжиженными газами размещены на наружных этажерках или группы аппаратов установлены на открытой площадке (группы теплообменников, ректификационных и абсорбционных колонн, сепараторов и т. п.), то для защиты от растекания жидкостей при авариях по периметру площадок на расстоянии около 1 м от аппаратов устраивают бортики высотой не менее 0,2 м.
Междуэтажные площадки этажерок и промежуточные площадки помещений, где расположены емкостные аппараты со сжиженными газами. ЛВЖ. горючими жидкостями, а также проемы в междуэтажных площадках и в местах провисания аппаратов защищают от растекания жидкостей по периметру бортиками высотой не менее 0.15 м.
При отсутствии сплошного настила на площадках под аппаратами устраивать бортовое ограждение нет необходимости.
Если производственное помещение или открытая установка имеет значительную площадь и на ней сравнительно равномерно размещено большое количество аппаратов с огнеопасными жидкостями (поэтому устройство бортиков у каждого аппарата или для группы аппаратов нецелесообразно), то появляется необходимость разделения всей производственной площади бортиками на противопожарные отсеки. В пределах выделенного отсека ограничивается разлив жидкости и размер возможной площади горения.
Чтобы жидкость не попадала через дверные проемы из помещения наружу или в смежные помещения, устраивают пороги с пандусами высотой не менее 15 см. С такой же целью в туннелях для прокладки трубопроводов через 60 м устраивают пороги.
Растекание излившейся на территории жидкости может быть ограничено также устройством лотков, желобов и канав, располагаемых с учетом естественного уклона местности.
Устройства против растекания жидкостей следует содержать в исправности. Валы, бортики и пороги, поврежденные при производстве ремонта или монтажа оборудования, должны быть восстановлены до пуска оборудования в эксплуатацию.
Защита аппаратов от разрушения при взрыве.
Взрыв горючих смесей в аппаратах и трубопроводах может привести к их разрушению, при этом возможно повреждение соседних аппаратов, электрооборудования, а в некоторых случаях и строительных конструкций. По имеющимся данным, более 30% всех взрывов сопровождаются возникновением пожаров, а в некоторых случаях воздействие теплоты пожара является причиной взрыва аппаратов, баллонов, емкостей.
Разрушение и повреждение аппаратов, вызванные взрывом, способствуют быстрому распространению пожара, увеличению его масштабов. Взрывы осложняют действия подразделений по пожаротушению и ликвидации аварий, являются причиной травм людей. Все это обусловливает необходимость эффективной защиты аппаратов от разрушения при возможном взрыве.
Масштабы возможных разрушений при взрыве аппарата зависят от многих факторов, основными из которых являются химические свойства вещества, концентрация его в смеси с воздухом, объем аппарата, давление и температура смеси до взрыва.
Характерным признаком взрыва является быстрое нарастание давления в аппарате. Так, при горении паро- и газовоздушных стехиометрических смесей (без явления детонации) давление в сосудах по сравнению с начальным возрастает в 8-- 10 раз, а при горении пылевоздушных смесей -- в 4--6 раз.
Длительность горения смеси при взрыве, т. е. время достижения максимального давления, зависит от скорости горения смеси и объема аппарата, в котором происходит взрыв. Для аппаратов и емкостей сравнительно небольшого объема длительность взрыва газо- и паровоздушных смесей находится в пределах 0,05--0,3 сек, а пылевоздушных смесей 0,25--0,8 сек.
Для защиты аппаратов от разрушения при взрыве необходимо создать условия для своевременного стравливания из них образующихся продуктов горения.
Стравливание продуктов взрыва производят так, чтобы в аппарате не образовалось давление выше установленной величины. Устройство для стравливания избыточного давления, образующегося при взрыве, принципиально отличается от обычных предохранительных» клапанов, которые предназначены для защиты от повышенного давления, образующегося при нарушении технологического режима без взрыва. В последнем случае давление нарастает сравнительно медленно, предохранительный клапан успевает сработать и отвести избыток газов из аппарата.
При взрыве давление нарастает очень быстро, следовательно, так же быстро надо отводить газы. Чтобы давление при взрыве не было выше тех величин, на которые, рассчитаны стенки аппарата, применяют взрывные предохранительные клапаны мембранного типа иди взрывные клапаны в виде откидных дверец. Наиболее широко применяют взрывные мембранные клапаны. Ими защищают аппараты рекуперационных установок, аппараты производств, связанных с приготовлением пылевидного топлива и порошковой продукции, ацетиленовые генераторы и ацетиленопроводы. электрофильтры для улавливаний горючих пылей и очистки горючих газов и другие опасные по взрыву аппараты, емкости и трубопроводы.
Откидными клапанами защищают радиантные камеры печей, газогенераторы и т. п. Мембраны устанавливают на аппаратах и трубопроводах с учетом наиболее вероятного направления распространения взрывной волны. Исходя из характера разрушения, мембраны разделяются на следующие виды: разрывные, срезные, ломающиеся, выщелкивающие, отрывные.
Система мгновенного подавления химической реакции взрыва.
Несмотря на распространенность системы защиты аппаратов от разрушения при взрыве, ее нельзя назвать достаточно прогрессивной, так как в этом случае не предотвращается сам взрыв.
Второй способ защиты аппаратов от разрушения более активен. Он заключается в подавлении начавшейся химической реакции взрыва, т. е. взрывное горение прекращается до того, как давление повысится до опасного предела. Известно, что время достижения максимального давления при взрыве углеводородных смесей достигает 50--100 м/сек без учета периода индукции. Нарастание давления от начала его появления до 1 атм. длится 10--20 м/сек. В дальнейшем скорость нарастания давления быстро возрастает. Если уловить первоначальный момент нарастания давления, химическую реакцию можно затормозить и погасить быстрым введением какого-либо инертного вещества.
Подавляющее устройство состоит из пиропатрона и разрывного сосуда с огнегасительной жидкостью. После взрыва пиропатрона, при улавливании соответствующего импульса датчиком, огнегасительное или ингибирующее вещество под давлением распыляется внутрь защищаемого объема. В качестве таких веществ используют воду, четыреххлористый углерод, хлорбромметан, порошковые составы и другие вещества. Перспектива таких устройств защиты от взрыва бесспорна.
Список используемой литературы
1. Пожаро-взрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справ, изд.: в 2 книгах; кн. 2 А.Н. Баратов, А.Я. Корольченко. Г.Н. Кравчук и др. М.: Химия, 1990. 384 с.
2. Клубань B.C., Петров А.П., Рябиков B.C. Пожарная безопасность предприятий промышленности и агропромышленного комплекса: Учебник для пожарно-технических училищ. М.: Стройиздат. 1987. 477 с.
3. Ивановское производственное объединение «Химпром», Технологический регламент №5-26-81 производства пироватекса ЦП.
4. Основы пожарной профилактики в технологических процессах производств: М.В.Алексеев, Москва 1972 г.
5. Задания и методические указания по выполнению курсового проектирования по дисциплине «Пожарная безопасность технологических процессов» специальность 330400 «Пожарная безопасность»: кафедра пожарной профилактики.
6. НПБ 105-03: «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности», Москва 2003 г.