Защита аппаратов от разрушения при 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 и главным признаком взрыва является быстрое нарастание давления, образование в локальной зоне повышенного давления, распространение в окружающую среду взрывной волны.

И именно быстро нарастающее давление внутри аппарата является основным показателем, разрушающим аппарат при взрыве.

Комплекс методов и средств защиты технологического оборудования должен включать (в последовательности от стадии возникновения горения):

1. предотвращение образования и воспламенения горючей смеси внутри технологического оборудования;
2. подавление возникшего внутри оборудования загорания в начальной стадии;
3. применение прочного оборудования, способного выдержать полное давление взрыва;
4. применение устройств для безопасного сброса взрыва (взрывные клапаны и предохранительные мембраны);
5. применение внешних ограждений для защиты окружающего пространства от поражающего воздействия взрывной волны и разлетающихся осколков.

Для выбора требуемой прочности оборудования, способного выдержать полное давление взрыва, необходимо, прежде всего, определить максимальное давление взрыва.

Давление при взрыве парогазовоздушной смеси можно рассчитать по следующей формуле:

Р_взр = Р_раб (Т_взр/Т_нач)∙(m/n)∙z, где

n- количество смеси в молях до взрыва;

m- количество смеси в молях после взрыва;

z - коэффициент сжимаемости реальных газов.

Температуру продуктов горения при взрыве Т_взр можно взять из справочников.

Защиту аппаратов от разрушения при взрыве осуществляют путем создания условий для своевременного стравливания из них образующихся продуктов сгорания.

Для этой цели не могут быть использованы предохранительные клапаны, которые эффективны для защиты аппаратов от избыточного давления, образующегося при нарушениях технологического процесса производства.

Причина этого кроется в значительной разнице скоростей приращения давления при нарушении работы аппаратов и взрыве.

Предохранительные клапаны имеют недопустимо большую инерционность срабатывания и малое, для стравливания продуктов взрыва, живое сечение.

В связи с этим для того, чтобы в аппарате, где возможен взрыв, не образовалось давление выше пробного (расчетного), аппарат защищают взрывными предохранительными клапанами мембранного типа (взрывными мембранами) или в виде шарнирно-откидных дверец.

55. Пожарная профилактика средств перемещения горючих жидкостей

Средства перемещения жидкостей – насосы и подъемники.

Насосы – это машины, обеспечивающие всасывание и нагнетание (подачу жидкости).

Подъемники – это устройства, обеспечивающие лишь нагнетание жидкости. К подъемникам относятся монтежю, эрлифты и ленточные устройства. Они имеют вспомогательное значение и применяются ограниченно.

Насосы, как вы уже знаете, делятся на центробежные, поршневые, шестеренчатые, вихревые, винтовые и др.

Центробежные насосы наиболее часто используются для транспортировки горючих жидкостей, так как обеспечивают равномерную ее подачу, имеют набольшие габариты при большой производительности, а также непосредственно соединяются с двигателем. Они сравнительно просты в эксплуатации и менее опасны в пожаровзрывоопасном отношении, ибо при увеличении сопротивления в линиях могут работать на себя.

Герметизация вала рабочего колеса центробежного насоса осуществляется чаще всего с помощью сальниковых уплотнений, которые представляют собой асбестовые (для холодных жидкостей при давлении 2,5 МПа), асбосвинцовые (при давлении более 2,5 МПа) или асбоалюминиевые (для горячих насосов) набивки.

Создать абсолютную герметичность сальников очень трудно: из-за их износа и потери эластичности просачивания жидкости просачивание жидкости увеличивается.

Поэтому даже при правильной эксплуатации и нормальной работе насосов может быть утечка горючей жидкости и выход ее в помещение насосной.

Величину утечки через сальник центробежного насоса (при перекачке легких жидкостей) можно оценить по формуле

G_с = 0,005ρdK√H,гдеG_с- количество жидкости, просачивающейся в течение 1 ч через сальник насоса;ρ- плотность жидкости;d- диаметр вала насоса;K- коэффициент испаряемой жидкости (используется в тех случаях, когда необходимо определить массу испаряющейся жидкости);H- напор насоса.

Для уменьшения утечки во время перекачки ЛВЖ и сжиженных газов применяют насосы с торцевыми уплотнениями.

Торцевое уплотнение представляет собой герметизирующее устройство, в котором герметичность создается за счет плотного соприкосновения тщательно отшлифованных торцевых поверхностей неподвижной и вращающихся втулок.

Компенсация износа втулок от трения осуществляется за счет некоторого перемещения вращающейся и неподвижной втулок в осевом направлении, а также помогает пружине создавать плотный контакт между торцевыми поверхностями.

При использовании торцевых уплотнений в центробежных насосах величина потерь снижается на 40%, по сравнению с потерями при использовании сальниковых уплотнений.

Например, при перекачке темных нефтепродуктов при температуре 100-350^оС через сальниковые уплотнения теряется 0,5 кг/ч тяжелых углеводородов. При использовании насосов с торцевым уплотнением – эти потери составят лишь 0,2 кг/ч.

При перекачки легких холодных нефтепродуктов поршневыми насосами величину утечки через сальники можно оценить по эмпирической формуле:

G = AS√p·g,гдеG– количество жидкости, просачивающееся в течение 1 ч через сальники;S- периметр штока;A-опытный коэффициент(для и керосинов бензинов =0,0025, для сжиженных газов = 0,005);p- избыточное давление, создаваемое насосом.

Нормальная работа и герметичность насосов обеспечивается системами охлаждения и смазки, предназначенными для отвода выделяющегося тепла и уменьшения силы трения и износа деталей от трения.

В центробежных насосах применяется обычно смазка при помощи маслоразбрызгивающих колец, а в быстроходных насосах – смазка под давлением.

Неисправности и повреждения насоса в виде нарушения герметичности уплотнений или разрушения деталей могут быть вследствие вибрации, трения, перегрева подшипников и т.д.

Следствием неисправностей и повреждений может быть выход горючих веществ в помещение насосной.