Способы обеспечения пожаро- и взрывобезопасное™
Хотя упомянутые выше правила соблюдения пожаро- и взрывобезопасное™ охватывают почти все возможные ситуации, тем не менее представляется целесообразным осветить здесь основные принципы обеспечения безопасности химических производств.
На рис. 1.30 схематично указаны три параллельных комплекса мер для снижения степени риска при производстве, хранении и использовании горючих материалов с «допустимой» степенью пожаро- и взрывоопасности (в качестве примера «недопустимо» опасного вещества можно указать треххлористый азот, взрывающийся даже при легком сотрясении). Для обеспечения максимальной безопасности технологического процесса перечисленные комплексы мер должны использоваться совместно и в соответствующем сочетании. Некоторые из вкратце обсуждаемых здесь рекомендаций описаны в справочнике [445]. Сначала рассмотрим пассивные методы обеспечения пожаро- и взрывобезопасное™ (см. левую часть рис. 1.30), затем — активные методы, требующие вмешательства или оператора, или автоматических противопожарных систем и, наконец, комплекс профилактических мероприятий (правая часть рис. 1.30).а) Пассивные методы
Полностью безопасное оборудование
В некоторых случаях можно использовать стандартное электрическое оборудование, обеспечивающее полную пожаро- и взрывобезопасность при его эксплуатации. Подобная ситуация достижима при условии, когда электрические искры, возникающие при функционировании такого оборудования, будут настолько маломощными, что инициирование любой горючей парогазовой смеси не сможет произойти. Принципы обеспечения полной внутренней безопасности электрооборудования обсуждаются в [292,447], а некоторые примеры его использования в шахтах — в работе [379].
' Взрывозащищенное оборудование
Взрывозащищенное электрооборудование предназначено для использования в горючих газовых, парогазовых и пылевых средах. При .размещении оборудования в газовых и парогазовых системах считается, что горючая смесь может затечь внутрь защитного кожуха электрооборудования и воспламениться под действием электрической искры.
Следовательно, электрооборудование, создаваемое для использования в таких средах, во-первых, не должно разрушаться в результате локального взрыва и, во- вторых, должно иметь предохранительные зазоры для истечения продуктов сгорания из кожуха, причем размер этих зазоров должен быть достаточно малым (меньше максимального безопасного размера предохранительной щели), чтобы не произошло инициирования горючей смеси вне кожуха с оборудованием. В случае пылегазовых сред считается, что пыль нФ может попасть внутрь защитного кожуха, который при этом должен проектироваться с таким расчетом, чтобы температура его поверх-
Глава 1
ности не превысила температуру воспламенения слоя пыли. Вопросы правильного размещения взрывозащищенного электрооборудования обсуждаются в инструкциях NFPA 70 [448].
Наддув защитных кожухов воздухом или инертным газом
В некоторых случаях единственно возможным способом обес-. печения безопасности функционирования электрооборудования во взрыво- и пожароопасных средах является наддув в защитные кожухи воздуха или инертного газа (например, азота).Этот способ существенно дороже непосредственного использования взрывозащищенного электрооборудования. Однако если оборудование, размещаемое во взрывоопасных средах, является очень чувствительным (как, например, датчики для измерения концентраций или расхода газа в трубопроводах), то оно не сможет выдержать нагрузок, возникающих в результате «допустимого» взрыва внутри защитного кожуха. В этом случае во внутренний объем защитного кожуха необходимо постоянно под-, качивать инертный газ или воздух, причем давление в этом внутреннем объеме все время должно поддерживаться на повы- тпенном уровне, чтобы исключить затекание горючего газа внутрь защитного кожуха. Основы этого способа обеспечения безопасного функционирования электрооборудования описаны в справочниках [440, 445] и в работе [186].
Аварийный сброс давления
Способы сброса давления за счет разгерметизации реакторов и трубопроводов, а также вентиляции зданий обсуждаются в гл. 3. Соответствующие данные приведены в справочнике [446].
Ловушки пламени и детонации
Другой способ борьбы с распространением пламен по трубопроводам и другим магистралям, а также в реакторах и зданиях заключается в использовании огнепреградителей, или ловушек пламени, размещаемых на пути возможного распространения пламени. Конструкции таких огнепреградителей обсуждаются в работах [147, 286, 340, 407, 34*]. Гораздо труднее сконструировать ловушки детонации, поскольку такие ловушки должны обеспечивать гораздо большее снижение давления в системе, чем ловушки пламени. Пример успешного использования ловушки детонации приведен в работе [626], в которой описан случай искусственного срыва распространения детонации в ацетилене по трубопроводу длиной 11 км за счет использования пузырькового экрана непосредственно перед секцией с оборудованием.
Дожигание ъ
При возникновении аварийной ситуации в технологическом, процессе часто появляется необходимость выброса из реактора значительного количества горючей смеси, при этом эта смесь
дожигается в верхнбй части дожигателя по мере ее истечения. 3τςρ метод подробно обсуждается в работе [562].
б) Активные методы
К активным методам обеспечения пожаро- и взрывобезопас- ности относятся такие методы, в которых при аномальном увеличении давления и температуры в реакторе, регистрируемых автоматическими датчиками, соответствующее противоаварийное устройство, например, автоматически прекращает процесс или вводит в реактор ингибирующие агенты для предотвращения взрыва. Подробнее эти методы обсуждаются в работе Барткнех- та *>. При использовании автоматических противоаварийных устройств особое внимание следует уделять их надежности во избежание возникновения ложных аварийных ситуаций.
в) Средства автоматического контроля
Эти средства также реагируют на аномальное поведение параметров рабочего процесса, но соответствующие решения принимаются подготовленным для этой цели оператором.
Для достижения желаемого успеха в этом случае важны не только высокая надежность диагностирующего оборудования, но и высокая квалификация обслуживающего персонала.г) Комплекс профилактических мероприятий
Для обеспечения безопасности химических предприятий очень важно уделять внимание соответствующему обучению персонала. Рабочие и операторы, занятые на взрывоопасных участках, должны осознанно и четко соблюдать соответствующие инструкции по технике безопасности, соблюдать чистоту в производственных помещениях, курить только в отведенных для этого местах, проводить сварочные и другие огнеопасные работы только с разрешения администрации предприятия. Наилучший способ обучения персонала правилам техники пожаро- и взрыво- безопасности — это проведение регулярных занятий по широкой программе с обсуждением комплекса профилактических мероприятий и поведения персонала при возникновении аварийных ситуаций. Заинтересовать персонал в соблюдении правил техники безопасности можно только в том случае, если в соблюдении этих правил заинтересована администрация предприятия.
1.5.2.3.