|
|
Усередині закритого апарата з нерухомим рівнем горючої рідини (рис. 2.1) горюче середовище може утворюватися тільки за наявності в апараті пароповітряного простору, що у тій або іншій мірі насичується парами.
Наявність вибухонебезпечних концентрацій в апараті буде визначатися основною умовою (2.3):
 (2.3)
Але на практиці для оцінки горючості середовища при нерухомому зберіганні горючих рідин, коли концентрація їх парів у вільному просторі апаратів досягає стану насичення, частіше використовуються температурні межі поширення полум’я . Вони вказують на значення меж температур, за яких концентрація парів рідини буде відповідати нижній або верхній концентраційній межі поширення полум’я.
Розглянемо цю методику на наступному прикладі. На установці одержання етилового спирту (рис.2.2) 20%-ний розчин спирту при температурі 180С із проміжної ємності поступає на підігрів до 700С, а потім направляється на ректифікацію. Температура в ректифікаційній колоні дорівнює 800С. Із верхньої частини колони пари спирту-ректифікату направляються на конденсацію в холодильник при температурі 200С, а потім поступають в збірник ректифікату.
Необхідно визначити пожежовибухонебезпеку парів спирту у всіх апаратах технологічної схеми. Для цього визначаємо, чи мають апарати вільний об’єм, в якому можуть утворюватися пароповітряні суміші, і порівнюємо робочі температури рідин в апаратах з величиною їх температурних меж поширення полум’я (табл.2.1).
Рисунок. 2.2 - Схема установки для укріплення водного розчину спирту
1 – проміжна ємність; 2 – насос; 3 – підігрівник;
4 –ректифікаційна колона; 5– конденсатор – холодильник;
6 – ємність ректифікату
Як видно з таблиці, в апараті 1 горюче середовище не утворюється, оскільки температура розчину спирту нижче нижньої температурної межі поширення полум’я ; в апараті 6 утворюється горюче середовище в апаратах 2-5 взагалі відсутній пароповітряний простір.
Таким чином, температурні умови експлуатації апаратів з нерухомим рівнем рідини можуть в достатній мірі охарактеризувати стан горючості пароповітряної суміші (за умов насиченої концентрації парів в апараті).
Але робоча температура рідини в процесі експлуатації апаратів та резервуарів може змінюватися і за певних умов може привести до виникнення горючих концентрацій.
Таблиця 2.1- Аналіз можливості утворення горючого середовища в апаратах
№ апарата |
Найменування апарата;
рідина |
Наявність
пароповітряного
простору |
Робоча темпера-
тура в апараті,
0С |
Температурні
межі поширення
полум’я водно-спиртових
розчинів |
Висновок про
горючість
середовища
в апараті |
нижня |
верхня |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
1.
|
Резервуар;
20%-ний
розчин спирту |
Є |
18 |
33 |
54 |
Середовище негорюче,
|
2. |
Насос;
20%-ний розчин спирту |
Немає |
18 |
33 |
54 |
Відсутній пароповітряний простір |
3. |
Підігрівник;
20%-ний
розчин спирту |
Немає |
70 |
33 |
54 |
Відсутній пароповітряний простір |
4. |
Ректифікаційна колона;
верх-96%-ний розчин спирту;
низ-вода |
Немає |
Верх-80
Низ-100 |
11 |
40 |
Відсутній пароповітряний простір |
5. |
Холодильник; спирт-
ректифікат |
Немає |
80...20 |
11 |
40 |
Відсутній пароповітряний простір |
6. |
Ємність ректифікату |
Є |
20 |
11 |
40 |
Середовище горюче, бо є пароповітряний простір |
За незначних коливань робочої температури в апаратах з нерухомим рівнем горючої рідини у більшості випадків за розрахункову температуру приймають середню температуру рідини. За значних коливань робочої температури в апаратах необхідно враховувати те, що концентрація насиченої пари в паро-газовому просторі ємності визначається меншою із температур поверхневого шару рідини або паро-газового простору. Наприклад, у неізольованих металевих ємностях, що розміщуються на відкритих технологічних майданчиках (резервуари для нафти та нафтопродуктів), під впливом сонячної радіації виникають коливання добових температур та температури поверхневого шару рідини, і температура паро-газового простору перевищує температуру рідини. Звідки концентрація насичених парів визначається температурою поверхневого шару рідини, яка перевищує середню робочу температуру рідини. В цьому випадку необхідно додатково визначати та враховувати перегрів поверхневого шару рідини. Це особливо важливо для рідин, що мають високі значення нижньої концентраційної межі поширення полум’я (гас, реактивне паливо, в деяких випадках дизельне паливо), коли при підвищенні температури навколишнього середовища або під впливом сонячної радіації температура поверхневого шару зростає та досягає нижньої концентраційної межі поширення полум’я.
На рис.2.3 наведені результати оцінки горючості середовища в резервуарах із стаціонарною покрівлею при зберіганні ЛЗР з різними показниками пожежної небезпеки для умов помірно-континентального клімату з врахуванням екстремальних коливань температури вдень та вночі [7]. Як видно із рисунка, резервуари з бензином небезпечні взимку; резервуари з уайт-спіритом безпечні взимку, але можуть бути небезпечними влітку, а зберігання толуолу небезпечне майже протягом всього року.
При застосуванні даної методики оцінки горючості середовища за температурними межами поширення полум’я до резервуарів нафтобаз з нерухомим зберіганням нафтопродуктів, що мають середню температуру навколишнього середовища, маємо наступні результати: резервуари з бензином небезпечні взимку, резервуари з гасом безпечні взимку, але можуть бути небезпечними влітку; дизельне паливо безпечне і влітку, і взимку.
Але в конкретних виробничих умовах співвідношення температур може змінюватися. Так, наприклад, при зберіганні гарячих нафтопродуктів на нафтопромислах, нафтопроводах, нафтопереробних заводах за розрахункову температуру приймають підвищену робочу температуру рідини, за якої резервуар з бензином та нафтою вже буде в безпечному, а з гасом та дизельним паливом – в небезпечному стані.
Рисунок 2.3 - Оцінка горючості середовища в резервуарах із стаціонарною покрівлею при зберіганні ЛЗР в залежності від пори року
1 – максимальна температура верхнього шару рідини;
2 – середньомісячна температура рідини; 3 – мінімальна температура пароповітряної суміші в нічний час ( -бензин Б-70).
Слід зазначити, що методика оцінки пожежовибухонебезпеки середовища усередині апаратів з горючими рідинами за температурними межами поширення полум’я зручна для практичного використання, але можливості її обмежені. Її не можна застосовувати до резервуарів, в паро-газовому просторі яких концентрація парів завжди далека від стану насичення (наприклад, в резервуарах з понтонами).
|