Пожаровзрывозащита технологического производства гороховой муки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

Институт Неразрушающего контроля

Направление 280700 «Техносферная безопасность»

Кафедра экологии и безопасности жизнедеятельности

Пожаровзрывозащита технологического производства гороховой муки

КУРСОВАЯ РАБОТА

Выполнил

студент гр. 1Е2А Ермолаев Д.С.

Проверил

преподаватель Сечин А.И.

Томск - 2015 г.



Содержание

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПОЖАРА (ВЗРЫВА)

1.1 Описание расчетной ситуации

1.2 Особенности пожаровзрывоопасности горючих веществ

1.3 Расчет критериев пожарной опасности при сгорании веществ

1.3.1 Расчет избыточного давления при сгорании веществ в помещении

1.3.2 Расчет интенсивности теплового излучения и времени существования «Огненного шара»

1.3.3 Расчет параметров волны давления при сгорании горючего вещества

1.3.4 Расчет размеров возможного пожара и его потенциальной энергии

1.4 Оценка индивидуального и социального рисков

2. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ

2.1 Общие положения

2.2 Предотвращение взрывов

2.2.1 Технологические процессы

2.2.2 Производственное оборудование

2.2.3 Производственные здания, помещения

2.3 Взрывозащита

2.3.1 Производственное оборудование и технологические процессы

2.3.2 Производственные здания, помещения и сооружения

2.4 Взрывобезопасность

2.4.1 Общие требования

2.4.2 Обучение и инструктаж персонала по взрывобезопасности

2.4.3 Контроль за соблюдением требований взрывобезопасности

2.4.4 Мероприятия при возникновении предаварийных и аварийных ситуаций

2.5 Планово-предупредительный ремонт оборудования

2.6 Молниезащита объекта защиты

2.6.1 Молниезащита объекта

2.6.2 Оценка среднегодовой продолжительности гроз и ожидаемого количества поражений молнией зданий

2.6.3 Построение зоны защиты

3. ВЗРЫВОЗАЩИТА

3.1 Общие положения

3.2 Взрыворазрядные устройства

3.2.1 Расчет площади проходных сечений взрыворазрядителей

3.2.2 Расчет и установка взрыворазрядителей на технологическом оборудовании

3.2.3 Эксплуатация взрыворазрядителей

3.3 Система локализации взрыва

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ВЗРЫВОПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ МЕР ПО ВЗРЫВОЗАЩИТЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ИЛЛЮСТРАЦИИ



МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Уважаемый коллега, главное в данной работе дать полученным результатам объективную оценку, на основе которой строятся мероприятия, направленные на устойчивость и защиту, как расчетного объекта, так и объекта расположенного рядом.

При выполнении работы необходимо во введении и в первом разделе привести анализ оперативной обстановки с пожарами в Российской Федерации текущего года, по сравнению с аналогичным периодом прошлого года (АППГ). Дать характеристику основным показателям.

По результатам, полученным в первом разделе дать оценку состояния рассматриваемого объекта и соседнего объекта расположенного на указанном расстоянии.

При защите работы необходимо иметь продуманные и обоснованные предложения, на основе которых строятся мероприятия, направленные на устойчивость и защиту, как расчетного объекта, так и объекта расположенного рядом.



Введение

Среди огромного количества окислительных процессов, протекающих в природе под влиянием кислорода воздуха, обращает на себя внимание горение, резко бросающееся в глаза благодаря значительному выделению тепла и появлению пламени. Именно эти явления - большое выделение тепла и появление пламени и обусловили практическое использование химической реакции горения человеком на заре своего существования.

Подавляющее большинство энергетических процессов в технике на современном этапе развития основано на реакции горения. Существование самой жизни на земле обусловлено наличием реакции горения или в общем смысле - окисления. Основная химическая реакция, тепловая энергия которой является основой жизни современных живых организмов, может быть выражена в первом приближении следующим уравнением:

C + O₂ = CO₂ + 394,7 кДж,

то есть при окислении (горении) одного моля углерода кислородом образуется один моль углекислоты, теплота образования которой равняется 394,7 кДж/моль.

Первоначально под окислением понималось только присоединение к веществу кислорода, а под восстановлением понималось отнятие кислорода.

С современной точки зрения понятия окисление и восстановление можно обобщить в том смысле, что сущность окисления понимается как потеря электронов окисляющимся веществом и, наоборот, - реакция восстановления как присоединение электронов восстанавливающимся веществом [1].

За 2010 год оперативная обстановка с пожарами в Российской Федерации по сравнению с аналогичным периодом прошлого года (АППГ) характеризовалась следующими основными показателями:

· зарегистрировано 158 637 пожаров (-5,2 %);

· погибло при пожарах 10 935 человек (-8,0 %), в том числе 455 детей (-13,7 %);

· получили травмы на пожарах 11 503 человека (-1,5 %);

· прямой материальный ущерб причинен в размере 12744,9 млн руб. (21,7 %).

· зарегистрировано 400 545 выездов пожарных подразделений на ликвидацию загораний (в 2009 г. - 321617 (+24,5 %)).

Подразделениями ГПС на пожарах спасено 75 тысяч 615 человек и материальных ценностей на сумму более 39,6 млрд. рублей.

Ежедневно в Российской Федерации происходило 475 пожаров, при которых погибало 33 человека и 34 человека получали травмы, огнем уничтожалось 166 строений, 23 единицы автотракторной техники. Ежедневный материальный ущерб составил 38,2 млн рублей.

Основное время суток, когда погибали люди - это ночные часы. Так в период с 0 до 2 часов ночи погибло 1887 человек, с 2 до 4 часов - 1430 человек. Всего же за вечернее и ночное время (с 18-ти вечера до 6 часов утра) погибло 7028 человек (64,3 % от общего количества).

На предприятиях, охраняемых подразделениями ФПС МЧС России, зарегистрировано:

· 819 пожаров (+18,0 % к АППГ);

· погибших 62 человека (+87,9 %);

· травмированных 61 человек (-16,4 %).

Прямой материальный ущерб причинен в размере 174,3 млн руб.



1. Особенности распространения пожара (взрыва)

Анализ данных по взрывам, происшедшим на элеваторах и мукомольных заводах, позволяет установить их распределение по видам производства, месту и причинам возникновения первичного взрыва.

Распределение пылевых взрывов по производствам

Тип производства	Число взрывов на 100 предприятий за 10 лет	Число взрывов от общего числа, %
Элеваторы	1,1	25,5
Мукомольные заводы	2,2	17,0
Комбикормовые заводы	5,6	37,5
Склады силосного типа	2,0	16,0
Хлебоприемные и другие предприятия	0,05	4,0

В то же время на элеваторах в последние годы наметилась тенденция к снижению взрывов. Это связано с уменьшением числа взрывов, происшедших при проведении огневых работ с нарушением правил безопасности, которые являлись одной из основных причин. Ниже приведен анализ распределения пылевых взрывов и тяжести последствий на различных типах производств.

Распределение пылевых взрывов и тяжести последствий по производствам

Тип производства	Взрывы с тяжелыми последствиями, %
Элеваторы	50
Мукомольные заводы	40
Комбикормовые заводы, в т.ч. склады силосного типа для комбикормового сырья и продукции	30

К наиболее тяжелым последствиям приводят взрывы на элеваторах, а также на мукомольных заводах старой постройки. Подобное распределение во многом определяется объемом и эффективностью применяемых на предприятии технических средств взрывозащиты производственного оборудования, зданий и сооружений. На элеваторах, как и на мукомольных заводах старой постройки, практически никаких мер по взрывозащите не предусматривалось.

При проектировании новых мукомольных и комбикормовых заводов, относящихся к взрывопожароопасным производствам, в соответствии с требованиями нормативно-технических документов предусматриваются мероприятия по взрывозащите.

1.1 Описание расчетной ситуации

Ситуационная обстановка

В результате ЧС природного характера N-ского региона, в близлежащем поселке городского типа произошли сбои в электроснабжении, в т.ч. короткое замыкание.

В технологическом помещении предприятия, перерабатывающем пылеобразующие материалы, с размерами помещения (100х50х8), произошла внезапная разгерметизация технологического аппарата, за которой последовал аварийный выброс всей находившейся в нем пыли массой 140 тонн, а в результате короткого замыкания произошло её возгорание.

Число работающих смены: 25 человек.

На соседнем объекте, расположенном в 95 м от аварийного объекта, существует опасность возникновения пожара или получения значительных повреждений.



1.2 Особенности пожаровзрывоопасности горючих веществ

Согласно ГОСТ 12.1.041-83 «Пожаровзрывобезопасность горючих пылей. Общие требования» (с изменениями 1988 г., 1990 г.) горючие пыли, находящиеся во взвешенном состоянии в газовой среде характеризуются следующими показателями пожаровзрывоопасности [2]:

· нижним концентрационным пределом воспламенения (НКПР);

· минимальной энергией зажигания (W_min);

· максимальным давлением взрыва (P_max);

· температурой самовоспламенения (t_св);

· минимальным взрывоопасным содержанием кислорода (МВСК).

· скоростью нарастания давления при взрыве

Горох
НКВП, г · м-3	79,0
Wmin, мДж	-
tсв, °С	525
Pmax, кПа	562
кПа · с-1	20700
МВСК, % по объему	12,5

В данном случае для гороховой муки следующие показатели:

Горение взрывоопасной смеси при ее воспламенении может протекать в различных режимах, зависящих от ряда факторов (вспышка, хлопок, локальный и развитый одиночный взрыв). Причины их возникновения непосредственно связаны с образованием в условиях производства взрывоопасных смесей и появлением источников зажигания.

Большая часть производственного оборудования, сооружений и помещений производств, перерабатывающих пылеобразующие материалы, связана между собой технологическими и транспортными коммуникациями, аспирационными, вентиляционными и воздушными отопительными сетями, переходными галереями, тоннелями, лестничными клетками, шахтами, технологическими проемами и т.д.

Поэтому отдельная вспышка взрывоопасной смеси, локальный одиночный взрыв могут развиться в серию последовательных мощных пылевоздушных взрывов, распространяющихся по производственному оборудованию, сооружениям и помещениям всего предприятия.

Условия развития и распространения взрывов усугубляется тем, что многие технологические и транспортные магистрали и коммуникации представляют собой каналы и трубопроводы, заполненные в различной степени мелкодисперсным продуктом.

В сооружениях, галереях, тоннелях, шахтах и производственных помещениях скапливаются отложения, россыпи пыли или завалы мелкодисперсных материалов.

При появлении внешних возмущений (направленных газовоздушных потоков, ударных волн, вибраций и сотрясений) значительное количество этих мелкодисперсных продуктов переходит в аэровзвесь и воспламеняется горящей смесью или раскаленными газами первичного и следующих за ним взрывов.



Схема технологического помещения предприятия

На мукомольных заводах наиболее вероятными вариантами развития взрывов являются 1-2-3-4, 5-6-7-4, 5-6-8-9. Менее вероятны варианты 5-6-10-11.

Анализ аварий, связанных с пылевоздушными взрывами, показывает, что в большинстве случаев место возникновения первоначального взрыва или вспышки - технологическое, транспортное или аспирационное оборудование, а также силосы и оперативные бункера.

Именно отсюда и берется обоснование начала аварийной ситуации, а его незаслуженно пропустили.

1.3 Расчет критериев пожарной опасности при сгорании веществ

Методика расчета критериев пожарной опасности при сгорании взрывоопасной пыли определена в ГОСТ Р 12.3.047-98 «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля» [3], а также НПБ 107-97 «Определение категорий наружных установок по пожарной опасности» [4].

1.3.1 Расчет избыточного давления при сгорании веществ в помещении

Одним из поражающих факторов является избыточное давление, служащее количественным критерием категории опасности.

Избыточное давление при сгорании веществ в помещении , кПа, рассчитывается по формуле:

где m - расчетная масса взвешенной в объеме помещения горючей пыли, образовавшейся в результате аварийной ситуации, кг;

Н_т - теплота сгорания истекающего вещества, Дж/кг;

Р₀ - начальное атмосферное давление, кПа;

Z - доля участия взвешенной горючей пыли при сгорании пылевоздушной смеси (0,5 при газе и пыли; 0,3 при парах жидкости; 1 при водороде);

V_п - свободный объем помещения, который принимается как 80 % от геометрического объема помещения, м³;

_в - плотность воздуха до сгорания пылевоздушной смеси при начальной температуре Т₀, кг/м³;

С_в - теплоемкость воздуха,;

Т₀ - начальная температура воздуха в помещении, К;

К_н - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения (принимается равным 3);

Определим значения приведенных составляющих формулы для определения избыточного давления:

а) атмосферное давление Р₀ = 101 кПа;

б) коэффициент участия горючего вещества во взрыве Z = 0,5 (при газе и пыли при отсутствии возможности получения сведений для расчета);

в) свободный объем помещения V_п = 0,8*100*50*8= 32000 м³;

г) плотность воздуха _в = 1,2 кг/м³;

д) теплоемкость воздуха С_в = 1010 Дж/(кг·К);

е) температура в помещении Т₀ = 293 К;

ж) коэффициент негерметичности К_н = 3;

з) теплота сгорания истекающего вещества Н_т= 93,37 · 10⁶ Дж/(кг·К);

и) расчетную массу m, кг, принимаем равной m = 0,8 · 140000 = 112000 кг.

Учитывая заданные условия расчетной ситуации согласно формуле, определяем избыточное давление:

Таким образом, избыточное давление, рассчитанное для заданной ситуации, составляет 19360 кПа. Исходя из этого, определяем категорию помещения по взрывопожарной и пожарной опасности (НПБ 105-95) - Б взрывопожароопасная [5].

1.3.2 Расчет интенсивности теплового излучения и времени существования «Огненного шара»

Образование «Огненных шаров» приводит к тяжелым последствиям. Они вызывают вторичные пожары, так как интенсивность теплового излучения очень высока.

1. Расчет интенсивности теплового излучения «огненного шара» q, кВт/м², проводят по формуле:



q = E_f · · ф,

где E_f - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м²;

- угловой коэффициент облученности;

ф - коэффициент пропускания атмосферы.

2. E_f определяют на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать E_f равным 450 кВт/м².

3. рассчитывают по формуле:

где Н - высота центра «огненного шара», м;

- эффективный диаметр «огненного шара», м;

r - расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара», м.

4. Эффективный диаметр «огненного шара» рассчитывают по формуле:

= 5,33m^0,327,

где m - масса горючего вещества, кг

5. H определяют в ходе специальных исследований. Допускается принимать H равной /2.

6. Время существования «огненного шара» t_s, с, рассчитывают по формуле:

t_s = 0,92m^0,303.

7. Коэффициент пропускания атмосферы ф рассчитывают по формуле:

1. Определяем эффективный диаметр «огненного шара» :

2. Принимая H = D_s /2=256,75/2=128,375 м, находим угловой коэффициент облученности :

3. Находим коэффициент пропускания атмосферы :

4. Принимая E_f = 450 кВт/м², находим интенсивность теплового излучения q:

q= E_f · F_q · ф = 450 кВт/м² · 0,186 · 0,967 = 80,93 кВт/м².

5. Определяем время существования «огненного шара» t_s:

t_s = 0,92m^0,303 = 0,92 · 140000^0,303 = 33,3 c.

Q = t_s · q = 33,3 · 80,93 = 2694 · 10³ = 2,6 ·

Итак, значение интенсивности излучения «Огненного шара» составляет 80,93 кВт/м², при такой величине возможны ожоги первой степени и смертельное поражение людей.

1.3.3 Расчет параметров волны давления при сгорании горючего вещества

Основными параметрами волны давления при сгорании горючего вещества в открытом пространстве являются избыточное давление и импульс волны давления. При большой величине избыточного давления возможно повреждение находящихся поблизости оборудования и других зданий.

Избыточное давление p, кПа, развиваемое при сгорании, рассчитывают по формуле:

где р₀ - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

r - расстояние от геометрического центра облака, м;

m_пp - приведенная масса горючей пыли, кг, рассчитанная по формуле:

m_пр = (Q_сг / Q₀)m_г,п Z,

где Q_сг - удельная теплота сгорания газа или пара, Дж/кг;

Z - коэффициент участия, который допускается принимать равным 0,05;

Q₀ - константа, равная 4,52 10⁶ Дж/кг;

m_г,п - масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.

Импульс волны давления i, Па с, рассчитывают по формуле:

1. Находим приведенную массу m_пр по формуле:

m_пр = (Q_сг / Q₀)m_г,п Z =

2. Находим избыточное давление p по формуле:

3. Находим импульс волны давления i по формуле:

1.3.4 Расчет размеров возможного пожара и его потенциальной энергии

Размер пожара и его потенциальную энергию определяют на основе учета особенностей пыли, технологического оборудования и его конструктивного исполнения.

1.Площадь возможного пожара F_пож определяют по формуле:

,

где V_л - линейная скорость распространения пламени, м/с (принимаем 0,12 м/с);

ф_р - расчетное время развития пожара, с.

Тогда

F_пож = 3,14 · (0,12 · 120)² = 651,1 м².

Тогда диаметр пожара

2.Высота пламени h, м, рассчитывается по формуле:

где d - диаметр пожара, м;

m - удельная массовая скорость выгорания, кг/(м²·с);

с_в - плотность воздуха, кг/м³ (равна 1,2);

g - ускорение свободного падения, м/с²;

3. Продолжительность пожара ф рассчитывают исходя из условия, что горючая пыль горит размещенная на 100 м² без условия тушения:

ф = N/n,

где N - количество горючего вещества, кг;

n - скорость выгорания муки, кг/(м² · ч) (равна 100).

ф = N/n =140 000 кг/100 кг/(м² · ч) = 1400 с = 0,38 ч.

4. Потенциальная энергия пожара Е_пож вычисляется по формуле:

Е_пож = G_н · Q · К,

где G_н - масса сгораемого вещества, кг;

Q - теплота сгорания горючей пыли, кДж/кг (93 370 кДж/кг);

К - коэффициент недожога (равен для муки - 0,95).

Е_пож = 140000 кг · 93370 кДж/кг · 0,95 = 12,4 · 10⁹ кДж.

Итак, в данном разделе рассчитаны критерии пожаровзрывоопасности при сгорании горючей пыли, значения которых представлены в таблице 1.

Таблица 1

Критерии пожаровзрывоопасности

№ п/п	Наименование критерия	Обозна-чение	Значение	Единица измерения
1	Избыточное давление	p		кПа
2	Интенсивность теплового излучения «огненного шара»	q	80,93	кВт/м2
3	Время существования «огненного шара»	ts	33,3	с
4	Избыточное давление (при сгорании горючей пыли на открытом пространстве)	p	135,334	кПа
5	Импульс волны давления	i	2716	Па с
6	Площадь пожара	Fпож	651,1	м2
7	Диаметр пожара	d	28,8	м
8	Высота пламени	h	9,4	м
9	Продолжительность пожара	ф	0,38	ч
10	Потенциальная энергия пожара	Епож	12,4 · 109	кДж

По полученным критериям пожаровзрывоопасности определяют величины индивидуального и социального рисков.

1.4 Оценка индивидуального и социального рисков

Оценим индивидуальный и социальный риск для людей, работающих на мельнице. В процессе расчетов необходимы следующие данные:

В помещении мукомольного предприятия (зальное) размерами 100х50х8м произошла аварийная разгерметизация оборудования и загорание пылевоздушной смеси на площади 600 м². На мукомольном предприятии работают 25 человек в две смены Р_пр = 0,67. Здание имеет два эвакуационных выхода посередине. Ширина центрального прохода между оборудованием равна 2 м, а ширина проходов между оборудованием и стенами равна 4 м. Характеристики горения муки, взятые из литературных источников, следующие: низшая теплота сгорания Q = 93,37 МДж/кг; дымообразующая способность (согласно ГОСТ 12.1.044-89 [6] показатель дымообразующей способности - коэффициент дымообразования - для пылей неприменим).

Расчетная схема эвакуации представлена на рисунке 1.

Эвакуацию осуществляют в направлении первого эвакуационного выхода, так как второй заблокирован очагом пожара.

Плотность людского потока на первом участке эвакуационного пути:



где N₁ - число людей на первом участке, чел;

f - средняя площадь горизонтальной проекции человека, м², (0,100 - взрослого в домашней одежде);

₁ - ширина первого участка пути, м;

l₁ - длина первого участка пути, м.

Время движения людского потока по первому участку:

t₁= l₁/v₁ = = 0,75 мин.

(где скорость движения людского потока по горизонтальному пути на первом участке, м/мин.)

Тогда по второму участку:

t₂= l₂/v₂ = = 0,5 мин.

Интенсивность движения людского потока по третьему участку:

Время движения людского потока по третьему участку, так как q₃ = 1 < q_max = 16,5:

Расчетное время эвакуации:

t_р = t₁ + t₂ = 0,75 мин + 0,5 мин = 1,25 мин.

Геометрические характеристики помещения:

V= 0,8 · 100м · 50м · 8м = 32000 м³.

По рекомендуемым данным принимаем значения t_кр при аварии со сходными веществами и условиями:

· по повышенной температуре - 362 с;

· по потере видимости - 435 с;

· по пониженному содержанию кислорода - 366 с.

t_кр = min (362, 435, 366) = 362 c = 6,03 мин.

Необходимое время эвакуации людей из помещения:

t_нб = К_б t_кр = 0,8 · 362 = 289,6 с = 4,83 мин.

Из сравнения t_р с t_нб получается:

t_р = 1 < t_нб = 4,83,

тогда вероятность эвакуации по эвакуационным путям: Р_э.п = 0,999.

Вероятность эвакуации:

Р_э = 1 - (1 - Р_э.п ) (1 - Р_д.в) =1 - (1 - (1 - 0,999) (1 - 0) = 0,999.

Расчетный индивидуальный риск при Р_п.з= 0, т.е. выбираем наихудший вариант - вероятность эффективной работы технических решений противопожарной защиты равна нулю (вероятность пожара в здании в год - 0,03):

Q_в = Q_п P_пp (1 - Р_э) (1 - Р_п.з) = = 0,03 · 0,67 · (1 - 0,999) · (1 - 0) = 2,01 · 10-⁵;

Q_в = 2,01 · 10-⁵ > Q_в^н = 10-⁶.

Условие безопасности людей не выполнено, значение индивидуального риска больше допустимого. Необходимо внедрение систем взрывопредупреждения и взрывозащиты.

Выполним оценку социального риска на рассматриваемом участке по формуле:

В нашем случае - время от начала пожара до блокирования эвакуационных путей в результате распространения на них опасных факторов поражения, имеющих предельно допустимые для людей значения, мин, принимаем максимальное из времени существования «огневого шара», после которого полностью теряется несущая способность конструкций, и расчетного времени развития пожара (31,8 с = 0,53 мин и 120 сек = 2 мин). Для зальных помещений вероятность Q₁₀ гибели 10 и более человек рассчитывают по формуле:

где

- расчетное время эвакуации людей, мин (согласно расчетам равно 1,96 мин).

Таким образом, ? и М = 21 · (2 мин / 1 мин) = 21,4 > 10 .

Тогда Q₁₀ = (21,4 - 9) / 21,4 = 0,58.

Вероятность гибели от пожара 10 и более человек в течение года R₁₀ рассчитывают по формуле:

R₁₀ = Q_п · P_пр (1 - Р_э) (1 - Р_пз)Q₁₀.

В данном случае

R₁₀ = 0.03 · 0.67 · (1 - 0,999) · (1 - 0) · 0,58 = 11,6 · 10-⁶.

Для эксплуатируемых зданий (сооружений) расчетное значение социального риска допускается проверять окончательно с использованием аналитических данных по формуле:

где N₁₀ - число пожаров, повлекших за собой гибель 10 и более человек в течение периода наблюдения Т, лет:

N_об - число наблюдаемых объектов.

В данном случае значение социального риска не превышает 10-⁵ (при таких значениях эксплуатация технологических процессов недопустима), поэтому пожарная безопасность считается условно выполненной. Однако довольно частым является тот случай, что t_р < t_бл принимаем Q₁₀ = 0 по формуле:

следовательно, вероятность гибели в результате пожара 10 и более человек на рассматриваемом участке равна 0.



2. Обеспечение пожаровзрывобезопасности

2.1 Общие положения

Взрывобезопасность - состояние производственного процесса, предприятия или его отдельных участков, при котором исключена возможность взрыва, предотвращения воздействия на людей опасных и вредных факторов в случае его возникновения, которое обеспечивает сохранение материальных ценностей - зданий, сооружений, производственного оборудования, сырья и готовой продукции.

Взрывобезопасность производственных процессов, зданий, сооружений, производственного оборудования обеспечивают мерами по взрывопредупреждению и взрывозащите, организационными и организационно-техническими мероприятиями в соответствии с действующими нормативно-техническими документами.

Взрывопредупреждение - комплекс организационных и технических мер, предотвращающих возможность возникновения взрывов и направленных на исключение условий образования взрывоопасных пылевоздушных, газовоздушных или пылегазовоздушных (гибридных) смесей и источников их зажигания.

Взрывозащита - комплекс технических мер, предотвращающих воздействие на людей опасных и вредных факторов взрыва и обеспечивающих сохранение производственного оборудования, зданий, сооружений, сырья и готовой продукции. Так как необходимым и достаточным условием возникновения взрыва является наличие взрывоопасной пылевоздушной, газовоздушной или гибридной смеси (смеси с содержанием горючего в пределах области воспламенения) и источника инициирования взрыва (источника зажигания смеси достаточной мощности и температуры), то для предотвращения взрыва необходимо исключить эти условия или хотя бы одно из них.

Для обеспечения защиты людей и материальных ценностей при возникновении взрыва должны быть предусмотрены меры, предотвращающие воздействие следующих опасных факторов взрыва:

· пламени и высокотемпературных продуктов горения;

· давления взрыва;

· высокоскоростных газовоздушных потоков;

· ударных волн;

· обрушившихся конструкций зданий и сооружений и разлетающихся элементов строительных конструкций, производственного оборудования и коммуникаций.

Выбор, установку и эксплуатацию электрооборудования следует производить в соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок (ПУЭ), Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей на основе классификации взрывоопасных и пожароопасных помещений (зон) и наружных установок.

Молниезащита зданий, сооружений и наружных установок от прямых ударов молний, а также от вторичных их проявлений необходимо выполнять в соответствии с СН 305-77 [7] и отраслевыми правилами пожарной безопасности.

пожар взрывопредупреждение горючий вещество

2.2 Предотвращение взрывов

2.2.1 Технологические процессы

При разработке технологических процессов должны быть предусмотрены меры, максимально предотвращающие возможность образования взрывоопасных концентраций пыли в технологическом и транспортном оборудовании в условиях стационарных режимов ведения технологических процессов и возникновения источников инициирования взрыва.

На предприятиях по хранению и переработке гороха должны быть предусмотрены:

· автоблокировка приводов групп машин для того, чтобы последовательность пуска и остановки их, а также аварийная остановка одной из машин этой группы исключали возможность завалов и подпоров;

· блокировка приводов вентиляторов аспирационных установок с приводами аспирируемого оборудования;

· блокировка приводов задвижек воздуходувок с пусковыми устройствами каждой воздуходувки;

· светозвуковая сигнализация, автоматически включаемая при срабатывании любой блокировки;

· средства связи;

· устройства аварийного отключения всех приводов;

· амперметры в цепях электродвигателей приводов с выводом показаний на пульт управления и по месту для контроля за нагрузкой указанных машин.

В приемниках пневмотранспортных установок с механическим побуждением должно быть предусмотрено блокировочное устройство для выключения подачи продукта на ротор при завале приемника.

Транспортные коммуникации должны содержать минимальное количество точек перегрузки и иметь минимальную протяженность. Размещение производственного оборудования должно обеспечивать свободный доступ для его обслуживания и уборки пыли. Нагрузки на оборудование должны соответствовать паспортным данным, Нормам технологического проектирования и Правилам организации и ведения технологического процесса. Оборудование при эксплуатации должно быть в технически исправном состоянии, обеспечивающем безаварийную работу между плановыми ремонтами, его следует использовать в соответствии с требованиями технологической схемы по производительности и назначению.

Взрывозащита переносных светильников должна быть не ниже уровня «электрооборудование повышенной надежности против взрыва» (знак уровня - 2). Электродвигатели должны иметь защиту от перегрузок и коротких замыканий. При сортовых помолах пшеницы влажность зерна на 1 драной системе должна быть не менее 15 %, при сортовых помолах ржи - не менее 13,5 %. При переработке в сортовую муку пшеницы стекловидностью менее 40 % допускается влажность на 1 драной системе не менее 14,5 %. Все свежеубранное зерно перед сушкой необходимо подвергать предварительной очистке в ворохоочистителей или сепараторе для отделения грубых, крупных и легких примесей.

Для транспортирования отходов производства следует использовать самотечный, механический (нории, цепные конвейеры, ленточные и безроликовые конвейеры в закрытых кожухах) транспорт и пневмотранспорт. При этом ленточные и безроликовые конвейеры должны иметь скорость не более 1,0-1,5 м/с. Запрещается транспортирование отходов производства на открытых ленточных конвейерах. В помещениях категорий Б и В запрещено устройство выбоя отходов производства в тару.

2.2.2 Производственное оборудование

Для снижения пылевыделения в производственные помещения к оборудованию предъявляют требования по его герметичности. Нории, ленточные и винтовые конвейеры (шнеки) на натяжных барабанах или концевых валах должны иметь реле контроля скорости. Реле контроля скорости должны быть сблокированы с приводом оборудования, на котором оно установлено, и с оборудованием, подающим продукт на транспортное оборудование.

К техническим средствам, применяемым в настоящее время и направленным на предотвращение возможностей возникновения аварийных ситуаций, следовательно, условий возникновения взрыва в нориях, относят:

· реле контроля скорости (РКС), применяемые для норий производительностью 50 т/ч и выше;

· мембранные датчики уровня (подпора), устанавливаемые на всех нориях независимо от их производительности;

· блокирующие устройства;

· защиту привода от перегрузок;

· противозавальные устройства.

Эффективность работы РКС как одного из основных средств взрывопредупреждения определяется составом технических средств, тщательностью настройки и условиями их эксплуатации. На предприятиях по хранению и переработке зерна в качестве датчиков РКС используют датчики магнитоиндуктивные ДМ-2 и тахогенераторные УПДС, в качестве технологического реле - реле скорости РС-2М, РС-67, УКС. Все реле реализуют один и тот же принцип для осуществления своей основной функции - воспринимают, детектируют и фильтруют напряжение, поступающее от датчика скорости, сравнивают его с заданной (в неявном виде) установкой скорости и регулируют при изменении результатов сравнения состояние контактов выходного электромагнитного реле в цепях контроля и управления.

Одно из основных условий ликвидации пробуксовки лент вследствие их недостаточного натяжения - контроль за положением ремня относительно барабанов и своевременная регулировка его схода. Основной способ регулировки - натяжными и регулировочными винтами. Нории должны иметь автоматически действующие тормозные устройства, предохраняющие ленту от обратного хода. Цепные конвейеры должны иметь датчики подпора продукта, обеспечивающие автоматическое отключение привода конвейера в случае подпора транспортируемого продукта. Винтовые конвейеры должны иметь надежное блокирующее устройство, обеспечивающее отключение электропривода при подпоре в конвейере. Дробильно-измельчающее оборудование должно иметь устройства для его автоматической остановки в случае прекращения подачи продукта (сырья).

Материало- и воздуховоды, подвергающиеся в процессе эксплуатации частой разборке, следует выполнять легкоразъемными, надежно загерметизированными. Резьбовые соединения деталей и узлов оборудования должны быть снабжены устройствами, исключающими их самоотвинчивание.

Зерносушильные агрегаты должны иметь систему автоматики, предотвращающую поступление топлива в форсунку, в случаях, когда переполнен зерном бункер тепловлагообменника, произошел отрыв факела форсунки и др.

Запрещена работа зерносушильного агрегата, имеющего нарушенную герметичность топливопроводов, неплотное соединение форсунки с камерой сгорания, неисправные дымоходы и другие дефекты, допускающие проникновение продуктов сгорания в помещение или сушильное отделение. Запрещено использовать в качестве воздуховодов аспирационных установок на горизонтальных и наклонных участках витые трубы. В воздуховодах не допускается отложение пыли. Пылеуловители и воздуходувные машины следует заземлять дополнительно отдельно. Допустимая безосная температура нагрева поверхностей оборудования, материалопроводов и воздуховодов составляет 80 % температуры самонагревания горючих пылей, склонных к самовозгоранию, и 80 % температуры самовоспламенения пылей, не склонных к самовозгоранию.

2.2.3 Производственные здания, помещения

Внутренние поверхности стен, потолков, несущих конструкций, заполнений дверных проемов и полов должны быть гладкими (без выступов, впадин, поясков), позволяющими легко производить их очистку от пыли. Все производственные и складские помещения, а также находящиеся в них оборудование и механизмы следует содержать в чистоте.

Уборку пыли на предприятиях, в т.ч. на крышах зданий, проводят в строгом соответствии с графиками для конкретных участков производства необходимо указывать периодичность уборки (ежесменно, ежедневно, ежемесячно, ежеквартально и т.д.). Графики уборки пыли следует разрабатывать на каждом конкретном предприятии, их утверждает директор предприятия или главный инженер. Графики уборки пыли должны быть вывешены на рабочих местах.

Производственные помещения, в которых происходит выделение горючих производственных пылей, должны быть обеспечены стационарными или передвижными пылесосными установками для систематического удаления пыли с потолка, стен, полов, поверхности оборудования.

2.3 Взрывозащита

2.3.1 Производственное оборудование и технологические процессы

При проектировании новых и реконструкции действующих предприятий по хранению и переработке зерна следует применять системы взрывозащиты, предусматривающие:

· взрыворазрядители, устанавливаемые в соответствии с Временной инструкцией №9-1-88 по расчету, проектированию и эксплуатации взрыворазрядителей для производственного оборудования предприятий;

· быстродействующие задвижки или другие типы огнепреградителей, устанавливаемые в местах наиболее вероятного возникновения взрыва и сблокированные с быстродействующими задвижками или другими типами огнепреградителей, приводами машин, звуковой и световой сигнализацией на пульте управления;

· датчики-индикаторы взрыва, устанавливаемые в местах наиболее вероятного возникновения взрыва и сблокированные с быстродействующими задвижками или другими типами огнепреградителей, приводами машин, звуковой и световой сигнализацией на пульте управления. При проектировании новых и реконструкции действующих предприятий необходимо применять автоматическое противопожарные клапаны, перекрывающие при возникновении пожара технологические проемы для пропуска лент конвейеров и устанавливаемые в противопожарных стенах и перегородках.

При размещении оборудования в производственных помещениях не допускается загромождать пути эвакуации и наружные легкосбрасываемые ограждающие конструкции. В защищаемом взрыворазрядителями оборудовании должны быть предусмотрены отверстия, а при необходимости - специальные переходные патрубки для присоединения к нему взрыворазрядителей.

2.3.2 Производственные здания, помещения и сооружения

В производственных помещениях и лестничных клетках зданий и сооружений категории Б, рабочих зданий и сооружений категории Б, рабочих зданий элеваторов и зерноочистительных отделений мукомольных заводов должны быть предусмотрены наружные легкосбрасываемые ограждающие конструкции (ЛСК), площади которых следует определять в соответствии с Временной инструкцией по определению площади легкосбрасываемых конструкций зданий, помещений и сооружений предприятий по хранению и переработке зерна, исходя из допустимой в помещении величины избыточного давления, которое может возникнуть в аварийной ситуации при взрыве. При отсутствии расчетных данных площади ЛСК должны быть не менее 0,03 м² на 1 м³ объема помещения, а для лестничных клеток и галерей - не менее 0,06 м² на 1 м³. В качестве легкосбрасываемых конструкций следует использовать остекление окон с толщиной стекла 3, 4, 5 мм и площадью отдельного стекла не менее соответственно 0,8, 1,0, 1,5 м².

При недостаточной площади остекления допустимо в качестве ЛСК использовать конструкции стеновых панелей и плит с применением стальных, алюминиевых, асбоцементных листов с утеплителем (для отапливаемых помещений), открывающихся наружу распашных ворот, дверей и других конструкций, крепления которых к каркасу здания или запорные устройства (для ворот и дверей) обеспечивают сбрасывание (открывание) указанных конструкций при избыточном давлении, не превышающем 2 кПа (200 кг·с/м²) в момент взрыва.

Собственная масса легкосбрасываемых конструкций покрытий не должна превышать 70 кг/м². При использовании вышеперечисленных конструкций ЛСК необходимо предусматривать разработку мероприятий, направленных на исключение возможности их случайного повреждения (разрушения). ЛСК следует устраивать в наружных стенах и (или) покрытиях помещений, размещать равномерно по периметру наружных ограждающих стен или площади покрытия, не оставляя глухих, не защищенных от взрыва участков помещения.

При проектировании новых предприятий следует учитывать, что недопустимо наличие подвалов, тоннелей и каналов в зданиях категории Б и на территориях, где располагаются наружные установки категории Б. Допустима эксплуатация действующих предприятий со зданиями и помещениями категории Б, имеющими подвальные этажи, при условии их обеспеченности ЛСК в соответствии с вышеизложенными требованиями. При этом легкосбрасываемые конструкции устраивают с использованием приямков. При проектировании новых и реконструируемых предприятий двери в тамбурах-шлюзах предусматривают открывающимися в разные стороны (например, из производственных помещений в тамбуры-шлюзы - против хода эвакуации, из тамбуров-шлюзов на лестничные клетки по ходу эвакуации).

Покрытия, перекрытия, стены и перегородки помещений категорий Б и В не должны иметь открытых проёмов, не заглушенных отверстий и щелей. Монтажные проёмы в междуэтажных перекрытиях должны быть закрыты несгораемыми герметичными конструкциями, рассчитанными на равномерную нагрузку от давления взрыва не менее 5 кПа (500 кгс/м²). При проектировании новых предприятий все строительные конструкции производственных помещений (стены, перекрытия, перегородки, двери и т.д.), за исключением ЛСК, следует рассчитывать на равномерную нагрузку от давления взрыва не менее 5 кПа (500 кгс/м²).

В зданиях категорий Б и В размещение вспомогательных помещений с массовым (временным и постоянным) пребыванием людей (красных уголков, комнат для собраний и т.д.) не допускается. При проектировании новых и реконструкции действующих предприятий вспомогательные помещения для обслуживающего персонала следует размещать в отдельно стоящих зданиях.

Вспомогательные помещения располагают в торце в пристройке производственных зданий со стороны помещений категории Г, Д, В (за исключением элеваторов и зерноочистительных отделений мукомольных заводов). В производственных зданиях размещают диспетчерскую, помещения для обогрева рабочих, вальцерезную мастерскую и подсобные помещения, не требующие постоянного пребывания людей. Двери эвакуационных выходов должны быть без замков, а также других запоров снаружи.

Во всех производственных и вспомогательных помещениях (коридорах, лестничных клетках и т.п.), расположенных на путях эвакуации, должно быть предусмотрено аварийное освещение, подсоединяемое к сети, не зависящей от сети рабочего освещения. При проектировании новых предприятий над - и подсилосные помещения элеваторов и складов бестарного хранения муки следует отделять от производственных помещений мукомольных заводов противопожарными перегородками, выдерживающими равномерную нагрузку не менее 5 кПа (500 кг·с/м²).

2.4 Взрывобезопасность

2.4.1 Общие требования

Обязанность и ответственность административно-технического персонала по охране труда определяют отраслевые правила пожарной безопасности, Правила техники безопасности и производственной санитарии.

Ответственность за принятие мер по обеспечению взрывобезопасности предприятий системы хлебопродуктов возложена персонально на их руководителей (директоров) без права передоверия этой ответственности другим, подчиненным им лицам. Лицами, ответственными за взрывобезопасность отдельных цехов и подразделений предприятия, являются их руководители (начальники, заведующие), которые несут персональную ответственность за взрывобезопасность цехов, нарушение норм и правил взрывобезопасности на подведомственных им участках работы и за все последствия этих нарушений.

Назначение указанных лиц ответственными за взрывобезопасность оформляет приказом руководитель предприятия. Ответственность за соблюдение требований взрывобезопасности в каждой смене несет начальник смены (сменный инженер, сменный мастер), а на каждом рабочем месте - работник, обслуживающий участок, станок, группу станков, агрегат, систему, установку.

Ответственность за общее состояние аспирационных и пневмотранспортных установок на предприятии возложена на главного инженера предприятия, за правильную эксплуатацию аспирационных и пневматических установок, пылеуловителей - на начальника цеха и начальников смен.

Ответственность за обеспечение своевременной и качественной уборки пыли в производственных помещениях и оборудовании возложена на начальника цеха (участка).

На каждом предприятии должен быть полный комплект технической документации:

· чертежи строительные (планы, разрезы, характеризующие конструкции зданий и сооружений);

· чертежи монтажные с расположением всего оборудования, машин, агрегатов;

· технологические схемы;

· схемы электротехнической части проекта с указаниями типа электрических машин, необходимых характеристик кабелей, электрических сетей, пусковых приборов и др.;

· схемы аспирационных установок, их характеристики и паспорта;

· технический паспорт взрывозащиты;

· паспорта или техдокументации устанавливаемого по утвержденной схеме технологического и транспортного оборудования.

Все новшества, связанные с техническим перевооружением, реконструкцией и другими работами, должны быть отражены в технической документации, в которую вносят изменения, или в новых чертежах, оформляемых в установленном порядке. Вся техническая документация должна быть сосредоточена в техническом отделе или у главного инженера. На каждом предприятии должны быть годовые или перспективные планы повышения их взрывобезопасности. В проектной документации на новое строительство и реконструкцию должен быть предусмотрен самостоятельный раздел по охране труда и взрывопожаробезопасности. Повышение производительности предприятия при формировании планов производства должно в обязательном порядке сопровождаться разработкой и внедрением технических средств и мероприятий, направленных на обеспечение взрывобезопасности производственных процессов.

Для обеспечения бесперебойной работы оборудования и предотвращения случаев аварийного выхода оборудования из строя необходимо обеспечивать требования системы планово-предупредительного ремонта (система ППР) в соответствии с Инструкцией по организации и проведению ремонта технической базы хлебоприемных и зерноперерабатывающих предприятий. Инструкция предусматривает составление графика на каждую единицу оборудования с указанием периодичности и объема профилактических ремонтов, замены и проверки основных узлов, регламента технического обслуживания, номенклатуры и объема запасных узлов, деталей и материалов. Графики ППР утверждает директор или главный инженер предприятия. Ответственность за составление и выполнение графиков ППР несут главный механик и главный энергетик предприятия.

2.4.2 Обучение и инструктаж персонала по взрывобезопасности

Обучение и инструктаж персонала по взрывобезопасности входит составной частью в содержание обучения и инструктажа по технике безопасности, установленных ГОСТ 12.0.004-79, отраслевым положением о проведении инструктажа по технике безопасности и обучения рабочих безопасным методам труда [8].

При инструктаже по взрывобезопасности лиц, вновь принимаемых на работу, нужно ознакомить:

· с действующими на предприятии правилами и инструкциями по взрывобезопасности;

· техническими и организационно-техническими причинами взрывов;

· мерами взрывопредупреждения и взрывозащиты;

· практическими действиями в случае возникновения взрыва (остановка технологического и транспортного оборудования, отключение вентиляции и электроустановок, порядок эвакуации и сообщения и взрыве и т.д.).

В помещение, где проводят инструктаж, должен быть оборудован специальный уголок с плакатами и другими наглядными пособиями. Программа должна предусматривать изучение:

· основных показателей пожаровзрывоопасности производственных пылей, газов, пылевоздушных, газовоздушных и гибридных смесей;

· категорий зданий и помещений по взрывопожароопасности в соответствии с ОНТП 24-86 [9];

· классификацией производственных помещений по взрывной и пожарной опасности в соответствии с правилами устройства электроустановок;

· типичными источниками зажигания (инициирования взрыва) и условия образования взрывоопасных пылевоздушных, газовоздушных и гибридных смесей;

· опасными (поражающими) факторами взрыва;

· техническими причинами взрывов;

· организационно-техническими причинами взрывов и причинно-следственными связями между нарушениями норм и правил и возникновением аварийной обстановки;

· распределением взрывов по причинам, местам возникновения и производствам;

· мерами взрывопредупреждения;

· мерами взрывозащиты;

· поведением обслуживающего персонала в аварийной ситуации;

· порядком сообщения о взрывах;

· действующими

· нормативно-техническими документами по взрывобезопасности.

2.4.3 Контроль за соблюдением требований взрывобезопасности

Ведомственное обследование состояния взрывобезопасности предприятия осуществляют представители вышестоящих организаций или специалисты научно-исследовательских организаций в соответствии с отраслевой Инструкцией по проверке состояния взрывобезопасности предприятий по хранению и переработке зерна.

Ведомственные проверки состояния взрывобезопасности предприятий осуществляют областные (краевые, республиканские) объединения хлебопродуктов ежегодно. Главный инженер предприятия и лица, ответственные за взрывопожаробезопасность отдельных цехов предприятия, должны контролировать правильность заполнения и последующего ведения паспорта взрывозащиты производственных зданий, сооружений и оборудования. Проверку срабатывания сигнализации, систем локализации взрыва и блокировок оборудования следует проводить не реже одного раза в квартал.

Контроль работы аспирационных установок предприятия следует производить не реже одного раза в год (в отопительный период); запыленность воздуха контролируют приборами, которые могут быть использованы во взрывоопасных помещениях класса В-IIа.

Контроль за напряженности электростатического поля и электризации оборудования следует производить приборами ИНЭП-1 и С96 согласно инструкциям по их эксплуатации. Визуальным осмотром следует постоянно контролировать состояние подшипников и редукторов. Соответствие устройств защитного заземления и зануления требованиям ГОСТ 12.1.030-81 должно периодически устанавливаться в процессе эксплуатации указанных устройств в соответствии с Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей [10].

Все результаты контроля следует заносить в соответствующие журналы с указанием даты за подписью ответственного лица.

2.4.4 Мероприятия при возникновении предаварийных и аварийных ситуаций

При появлении опасных предаварийных ситуаций (запах гари или дыма, малейших признаков загорания, шума, возникающего при аварийном трении вращающихся деталей машин, завала машины продуктом, повышенной вибрации оборудования, поломки шкива, шестерни и других деталей машин, попадания в оборудование посторонних предметов и т.п.) оборудование должно быть немедленно остановлено. Его запуск может быть произведен только после выявления и устранения причин неполадок.

В случае обнаружения запаха гари или загорания материала в оборудовании все транспортное, технологическое и аспирационное оборудование цеха должно быть остановлено и тщательно проверено. Ликвидацию загорания необходимо производить при непосредственном участии работников пожарной охраны либо членов добровольной пожарной дружины предприятия. Запуск оборудования после ликвидации загорания следует производить после оформления специального письменного разрешения руководителя предприятия. При уборке места аварии, связанной с загоранием, запрещается загрузка завалов и россыпей продукта в бункера и силосы на хранение.