logo
Пожарная безопасность технологических процессов / Goryachev - PB tekhnologicheskikh processov 2007

§ 6.1. Использование естественной вентиляции оборудования перед проведением ремонтных огневых работ

Для освобождения технологического аппарата перед ремонтом от находившегося в нем продукта используют трубопроводы и специальные дренажные линии. Трудность при этом создается с освобождением оборудования от горючих отложений осадка, полимерных материалов, «мертвого» остатка. Так, если в резервуарах с помощью основного приемо-раздаточного устройства «мертвый» остаток удалить невозможно, его удаляют с помощью передвижных насосных агрегатов через вскрытые люки-лазы либо выветривают. При производстве таких работ имеют место пожары и взрывы..

При откачке «мертвого» остатка бензина из резервуара (в том числе и при использовании бензина для растворения и удаления тяжелых остатков) вблизи резервуара внутри обвалования появ­ляется горючая паровоздушная смесь, которая может воспламениться от искр рубильника открытого исполнения, от выхлопной трубы топливозаправщика, а также от искр магнитного пускателя насоса. При выветривании остатков жидкости с тарелок ректифи­кационной колонны источниками зажигания могут явиться работающие рядом технологические печи.

Первичная мера пожарной безопасности в подобных случаях — использование передвижных насосных агрегатов со взрывозащищенными электротехническими устройствами. Однако другие факторы, присущие процессу откачки легковоспламеняющегося жидкого остатка по временной переносной схеме, имеют место в связи с возможностью образования горючей смеси снаружи и внутри опорожняемого аппарата при его естественной вентиляции.

Рис. 6.1. Схема естественной вен­тиляции (аэрации): / — «мертвый» остаток жидкости; 2 — световой люк; 3 — люк-лаз

Рис. 6.2. Расчетная схема аэрации

Естественная вентиляция оборудования происходит за счет сил гравитации и ветра при наличии открытых люков и лазов в верхней и нижней частях аппарата (рис. 6.1). Более тяжелая, по сравнению с воздухом, паровоздушная смесь вытекает из аппарата в атмосферу через открытые нижние люки, а чистый атмосферный воздух входит в аппарат через открытые крышевые люки. Так как в данном случае движущей силой процесса вентилирования является разность внутреннего и внешнего давлений в сечении нижнего люка, естественная вентиляция особенно интенсивно происходит на высоких вертикальных аппаратах.

Для расчета расхода паровоздушной смеси, удаляемой из аппарата в процессе естественной вентиляции, необходимо знать величину избыточного давления Δризб с наружной стороны аппарата на уровне центра отдельного отверстия, которое можно представить так:

Δризб = рв + ргр, (6.1)

где рв — ветровое давление на уровне световых люков;

pB=(kH - k3)fBVв2/2; (6.2)

ргр — гравитационное давление на уровне центра отверстий, определяемое по формуле

ргр = Нg (ρс—ρв) = HΔρg; (6.3)

kн, kз, — аэродинамические коэффициенты с наветренной и заветренной сторон аппарата; υв — скорость приточного воздуха; ρв, ρс — плотность приточного воздуха и удаляемой смеси; рв — ветровое давление на уровне нижнего ряда аэрационных отверстий; Н — расстояние по вертикали между центрами приточных и вытяжных аэрационных отверстий; Δр — разность плотностей паровоздушной смеси и воздуха.

В расчетах можно принимать, что аэрация происходит под действием только ветра, если

Рв>10ргр; (6.4)

под действием совместных сил гравитации и ветра, если

0,5ргр<рв<.10ргр; (6.5)

под действием сил гравитации, если

рв≤0,5ргр. (6.6)

Например, при kн=0,8; k3=0,6; vB = 4 м/с; рв=14,5 Па для резервуаров РВС—2000, 3000, 5000, 20 000 (при #=10...11 м) из-под бензинов максимальное гравитационное давление может достигать 50 кПа. В процессе аэрации вследствие снижения концентрации паров гравитационное давление уменьшается.

Для обеспечения устойчивой аэрации, то есть для предотвращения «опрокидывания» потока в вытяжных отверстиях, эквивалентные площади приточных (Σfвμв) и вытяжных отверстий, (Σfсμс) должны быть связаны соотношением

Σfвμв = аΣfсμс, (6.7)

где fв и fс — площади приточных и вытяжных отверстий; а — коэффициент, равный 1,2... 1,3; μв и μс — коэффициент расхода воздуха (через приточное отверстие) и коэффициент расхода паровоздуш­ной смеси (через вытяжное отверстие).

Расход удаляемой из аппарата смеси зависит от схемы аэрации. Исходя из расчетной схемы (рис. 6.2) его можно определить по формуле

(6.8)

Расчеты показывают, что в некоторых случаях (например, на: вертикальных резервуарах с остатками бензина) интенсивность аэрации достаточно высока и может быть приемлема для основного процесса дегазации. В то же время при наличии в разгерметизированном аппарате легкоиспаряющейся жидкости с высоким давлением насыщенных паров неизбежно образование пожаровзрывоопасных концентраций внутри аппарата и появление горючей смеси снаружи.

Для снижения пожарной опасности процесса аэрации оборудования следует использовать пожаробезопасные насосные агрегаты и устройства, а кроме того, применять пожаробезопасные моющие средства.

Для забора из резервуара оставшегося нефтепродукта целесообразно производить закачку в аппарат воды. Всплывающий на воде более легкий нефтепродукт откачивают через основное приемо-раздаточное устройство, а подтоварную и вспомогательную воду спускают через сифонное устройство и водоспускной кран. Большую пожарную опасность представляет наличие на стенках оборудования и в донных отложениях пирофорных соединений. Вопросы, связанные с профилактикой образования пирофорных соединений и очисткой от них оборудования, рассматривались в главе 5 данного учебника.

Для ускорения процесса удаления горючих паров и газов из отключенного оборудования часто используют принудительную вентиляцию.