§ 11.1. Пожарная профилактика средств перемещения горючих жидкостей

Средства перемещения жидкостей — насосы и подъемники. Насосы — машины, обеспечивающие всасывание и нагнетание (подачу) жидкости. Подъемники — устройства, обеспечивающие лишь нагнетание жидкости. К подъемникам относятся монтежю, эрлифты и ленточные устройства. Они имеют вспомогательное значение и применяются ограниченно.

Насосы 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 небольшие габариты при большой производительности, а также непосредственно соединяются с двигателем; сравнительно просты в эксплуатации и менее опасны в пожаро-взрывоопасном 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 просачивание жидкости увеличивается.

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

В табл. 11.1 представлены данные, характеризующие выделение горючих веществ в производственное помещение (из расчета на один насос).

Таблица 11.1

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

. (11.1)

где G_c — количество жидкости, просачивающейся в течение 1 ч через сальник насоса;

ρ — плотность жидкости; d — диаметр вала насоса; К — коэффициент испаряемости жидкости (используется в тех случаях, когда необходимо определить массу испаряющейся жидкости); Н — напор насоса.

Для уменьшения утечки при перекачке ЛВЖ и сжиженных газов применяют насосы с торцовыми уплотнениями. Торцовое уплотнение представляет собой герметизирующее устройство, в котором герметичность достигается за счет плотного соприкосновения тщательно отшлифованных торцовых поверхностей неподвижной и вращающейся втулок. На рис. 11.1 показана схема одинарного торцового уплотнения, из которого понятен принцип его работы.

Рис. 11.1. Схема торцового уплотнения: / — пружина; 2 — устройство передачи крутящего момента от вала к втулке;

3, 6 — уплотняющие элементы; 4 — вращающаяся втулка; 5 — неподвижная втулка; 7 —стопор; 8 — вал насоса

На валу насоса 8 установлена вращающаяся втулка 4, которая своей торцовой поверхностью с помощью пружины 1 приведена в плотный контакт с торцовой поверхностью неподвижной втулки 5. Уплотнение втулок осуществляется уплотняющими элементами 3 и 6. Компенсация износа втулок от трения осуществляется за счет некоторого перемещения вращающейся и неподвижной втулок в осевом направлении. Перекачиваемая жидкость охлаждает и смазывает торцы вращающихся и неподвижных втулок, а также помогает пружине создавать плотный контакт между торцовыми поверхностями. При использовании торцовых уплотнений в центробежных насосах величину потерь через сальники следует принимать в размере 40% указанных в таблице 11.1 или определенных по формуле (11.1), то есть

G_T = 0,4G_c. (11.2)

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

, (11.З)

где G — количество жидкости, просачивающееся в течение 1 ч через сальники;

S — периметр штока; А — опытный коэффициент (A = 0,0025 для бензинов и керосинов;

А =0,005 для сжиженных газов); р — избыточное давление, создаваемое насосом.

Нормальная работа и герметичность насосов обеспечиваются 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.

При нормальной работе внутренний объем насоса полностью заполнен жидкостью и поэтому горючие смеси внутри насоса образоваться не могут. Пожарная опасность здесь может возникнуть в двух случаях: в случае появления неисправностей и повреждений в насосе и в периоды остановки насоса на ремонт.

Неисправности и повреждения насоса в виде нарушения герметичности уплотнений или разрушения деталей могут быть вследствие вибрации, трения, износа, коррозии, ослабления соединений, перекоса валов, перегрева подшипников и т. д. Следствием неисправностей и повреждений может быть выход горючих веществ в помещение насосной. В целях пожарной профилактики предусматривается:

систематический контроль за герметичностью уплотнений;

применение торцовых уплотнений. При транспортировке токсичных и легковоспламеняющихся жидкостей (сжиженные газы, нестабильные бензины, растворители) применяют двойные торцовые уплотнения с подводом уплотняющей жидкости под давлением в замкнутую камеру торцового уплотнения;

применение бессальниковых насосов, в том числе мембранных, погружных;

устройство по возможности открытых насосных, обеспечивающих рассеивание горючих паров и газов;

устройство перепускных линий (со стороны нагнетания на всасывание) и предохранительных клапанов на поршневых, шестеренчатых и винтовых насосах;

предотвращение вибраций насосов путем тщательной регулировки, устройством массивного фундамента;

исключение перегревов насосов в местах трения (из-за перекоса вала, нарушения смазки и охлаждения).

В силу высокой пожарной опасности насосов, предназначенных для перекачки горючих жидкостей, к ним предъявляются особые требования.

Помещения насосных должны быть отделены от других помещений (операторной, вентиляционной камеры, электропомещений и др.) глухими газонепроницаемыми несгораемыми стенами и иметь самостоятельные выходы наружу.

Насосы, перекачивающие горячие продукты с рабочей температурой, достигающей температуры самовоспламенения t_CB и выше (например, для нефтепродуктов 250° С и выше), должны отделять­ся глухой стеной от насосов, перекачивающих другие горючие жидкости.

Использование двигателей внутреннего сгорания и электродвигателей в нормальном исполнении в насосных, перекачивающих продукты с температурой вспышки паров 61° С и ниже, допускается при условии, что они будут отделены от насосов глухой непроницаемой стеной. При этом проход вала от двигателя к насосу допускается только через уплотнение.

Все всасывающие и нагнетательные трубопроводы горючих продуктов, связывающие технологическую аппаратуру с насосами, должны иметь отключающую арматуру, расположенную вне насосной, на расстоянии не менее 3 м от здания насосной до 5 м. от открытой насосной, но не более 50 м.

В насосных, имеющих категорию пожаровзрывоопасности А или Б, предусматриваются автоматические системы обнаружения опасных концентраций горючих паров и газов в воздухе помещения с использованием сигнализаторов (например, СВК-ЗМ или другого типа). Сигнализаторы рекомендуется включать в автоматизированные системы управления. В этих случаях по аварийному сигналу включается аварийная вентиляция, отключается подача электроэнергии, перекрываются электрифицированные задвижки. В закрытых насосных объемом до 500 м³ оборудуют стационар­ные системы паротушения. В открытых насосных (и в закрытых с объемом более 500 м³) устраивают стационарные системы тушения пожаров воздушно-механической пеной.