Разработка мер пожаровзрывобезопасности

 

 

 

 

 

 

                           Аннотация.

В данном курсовом проекте оценивается 

пожаровзрывоопасность технологического

процесса выплавки металла в ВДП-2,5.

          В курсовом проекте 18 страниц.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                     Содержание.

 

1. Введение, актуальность проблемы.                                   стр.4
2. Оценка пожаровзрывоопасности процесса выплавки металла в вакуумно-дуговой печи-2,5т.                                              стр.5-7
3. Оценка пожаровзрывоопасности процесса разливки металла в атмосфере водорода:

• расчёт избыточного давления взрыва при аварийной ситуации;                                                                   стр.7-8
• расчёт тротилового эквивалента;                            стр.9
• расчёт границ зон разрушения при взрыве с разными степенями воздействия на людей и объекты.         стр.9

4. Разработка мер пожаровзрывобезопасности:

• организационные мероприятия;                               стр.10-14                             
• расчёт защитного заземления.                                  стр.14-15

5. Заключение.                                                                          стр.16
6. Список литературы.                                                             стр.17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                          Актуальность проблемы.

  По оценкам специалистов, ежегодно в мире, например на нефтеперерабатывающих предприятиях имеет место около 1500 пожаров и взрывов, только 4% из них уносит от 150 до 200 человеческих жизней.

         В США за 30 лет число аварий увеличилось в 3 раза, число человеческих жертв – почти в 6 раз, материальный ущерб – в 11 раз. В различных странах около 20-25% пожаров и взрывов возникают из-за плохого качества и недостаточной квалифицированной эксплуатации электротехнического оборудования, используемого в отраслях промышленности, связанных с получением, переработкой, хранением и транспортировкой взрывоопасных веществ.

         Ежегодно в мире 5% аварий (взрывы, пожары) от общего их количества  происходят по причине воздействия на взрывоопасную среду электрических источников энергии.

В результате аварий на промышленных предприятиях СССР за период с 1989 по 1991 гг. в среднем ежегодно погибало 70249 человек. После образования  СНГ в результате производственных аварий и катастроф на промышленных предприятиях число человеческих жертв увеличилось в 4,7 раза.

         Приведенные данные свидетельствуют  о том, что задачи по обеспечению  взрывобезопасности на промышленных  предприятиях до конца не изучены  и не решены. Поэтому задачи связанные с прогнозированием вероятности взрывов на промышленных предприятиях и разработки организационных и технических мероприятий по их предотвращению является актуальная научная задача, решение которой служит интересом экономики страны.

 

 Оценка пожаровзрывоопасности процесса выплавки металла в  

                           вакуумно-дуговой печи-2,5т.

 

Процесс представлен в виде таблицы.

№ п/п	Технологические операции	Используемое  оборудование	Потенциальные опасности	Потенциальные вредности
1.	Завалка шихты	Загрузочная бадья или корзины, мостовой кран, ВДП-2,5	Выплеск металла или шлака из печи. Механическое травмирование.	Вредные выделения в виде пыли, шум.
2.	Период  плавления t=1560 0C	ВДП-2,5	«Паровой» взрыв, электрический удар	Сильный шум, вибрация, тепловое и световое излучения
3.	Рафинировка t=1580 0C	ВДП-2,5	«Паровой» взрыв, электрический удар, термический  ожог	Тепловое  и световое излучения, вредные выделения  в виде пыли и газов
4.	Выпуск  металла и шлака t=16200 C	ВДП-2,5, сталеразливочный ковш	«Паровой» взрыв, механическое травмирование, термический  ожог	Тепловое  и световое излучения, вредные выделения  в виде пыли и газов
5.	Операции  в ковше t=1590 0C	Сталеразливочный  ковш	Взрыв гремучей смеси	Тепловое  и световое излучения, вредные выделения газов
6.	Разливка  на МНЛЗ t=1570 0C	Оборудование  МНЛЗ	Механическое  травмирование, термический ожог	Тепловое  и световое излучения, вредные выделения  газов

 

 

 

Оценивая  пожаровзрывоопасность процесса можно  сделать следующие выводы:

На  операциях плавления, рафинировки возможен паровой взрыв (в случае прогорания водоохлаждённого кристаллизатора или в случае подачи в печь непрокаленной шихты и легирующих присадок).

  На операции в ковше возможен  взрыв гремучей смеси из-за  взаимодействия водорода с кислородом воздуха. Взрыв возможен, когда под разливку подаётся недостаточно прокаленный сталеразливный ковш. Водород подаётся к месту разливки в газовом баллоне ёмкостью 50л. Водород применяется для синтеза аммиака, карбамида, метанола; при гидрогенизации жиров, нефтепродуктов, углей и смол; как восстановитель; для автогенной резки и сварки; для наполнения аэростатов и метеорологических шаров-зондов; как хладагент; в газовых термометрах и других приборах.

Получается в лабораториях – действием кислот на Zn; в промышленности – из водяного газа, электролизом воды, как побочный продукт электролиза водных растворов щелочей и хлоридов щелочных металлов.  При смеси с воздухом образует взрывоопасную смесь - так называемый гремучий газ. Наибольшую взрывоопасность этот газ имеет при объёмном отношении водорода и кислорода 2:1, или водорода и воздуха приближённо 2:5, так как в воздухе кислорода содержится примерно 21%. Также водород пожароопасен. Жидкий водород при попадании на кожу может вызвать сильное обморожение.

Взрывоопасные концентрации водорода с кислородом возникают от 4% до 96 % объёмных. При смеси с воздухом от 4% до 75(74) % объёмных.

Физические и химические свойства. Бесцветный газ без вкуса и запаха. 259,14⁰; =252,8⁰; ; растворимость в воде 2,14 мл/100г(0⁰), 1,6мл/100г(100⁰); коэффициент растворимости в воде 0,0196. Сильный восстановитель. С образует взрывчатые смеси. Пределы взрываемости в смеси с воздухом 4,0 – 75%( 510⁰), с кислородом 4,6 – 95%( 450⁰), с 5,2 – 80%, с NO 13,5 – 49%; смесь с 50% взрывается на свету.

Токсическое действие. Физиологически инертный газ; лишь в очень высоких концентрациях вызывает удушение вследствие уменьшения нормального давления кислорода. Наркотическое действие может проявиться лишь при очень высоких давлениях – того же порядка, что и при действии гелия. Если наркотическое действие N₂ принять за 1, сила наркотического действия H₂ составляет 0,26.

         Оценка пожаровзрывоопасности процесса разливки металла в

                                        атмосфере водорода.

 

Процесс относится к категории А. К  такой категории относятся горючие  газы, легко воспламеняющиеся жидкости с t вспышки ≤ 25⁰C в таком количестве, что могут образовываться взрывоопасные газовоздушные смеси, избыточное давление которых > 5 Па.

              Расчёт избыточного давления горючих газов.

- максимальное  давление взрыва стехиометрической  газовоздушной смеси, определено  экспериментально, допускается  = 900.

  - начальное давление взрыва, = 101 KПа.

m – масса или количество горючего вещества, поступающего при взрыве.

z – коэффициент участия горючего вещества во взрыве: z=0,1 для облака горючего пара в незамкнутом пространстве; z=0,5 для горючих газов; z=0,3 для паров легко воспламеняющихся жидкостей, нагретых до t вспышки паров и выше.

– свободный объём  помещения = 80% от объёма помещения.

– плотность горючего вещества, t= 20⁰C.

– стехиометрическая  концентрация горючего газа или пара.

β – стехиометрический  коэффициент кислорода в реакции  горения.

- число атомов  углерода в молекуле горючего  газа.

  - количество атомов галогенов.

- коэффициент,  учитывающий негерметичность помещения,  = 3.

 

1,45 кг.

 

 

          6200 МПа.

 

1.Оцениваем последствия взрыва в печи ВДП-2,5 в тротиловом эквиваленте.

 

q_т = = =0,070гр.

 

масса горючего вещества во взрывоопасной горючей смеси

оля участия горючего вещества во взрыве

удельная теплота  сгорания горючего вещества

энергия взрыва 1кг тротила.

 

1. Определяем границу зон разрушения при взрыве с разными степенями воздействия на людей и объекты.

 

 коэффициент пропорциональности соответственно данной зоны разрушения.

энергия взрыва 1кг тротила.   

          Разработка мер пожаровзрывобезопасности.

Организационные и организационно-технические мероприятия  по обеспечению взрыво- и пожарной безопасности.

 

Предотвращение  возникновения чрезвычайных ситуаций на производстве, связанных с пожарами и взрывами, требует разработки и  внедрения специальной системы  организационных и организационно-технических  мероприятий, содержащей:

разработку  и реализацию норм и правил взрывопожаробезопасности, инструкций по обращению с пожаровзрывоопасными материалами, о соблюдении противопожарного режима и действиях людей при  возникновении пожара, регламентов  и норм ведения технологических  процессов;

паспортизацию веществ, материалов, изделий, технологических  процессов, зданий и сооружений в  части обеспечения взрывопожаробезопасности, перечень взрывопожароопасных участков;

организацию обучения, инструктажа и допуска  к работе персонала, обслуживающего взрывопожароопасные цеха и участки или выполняющего на них ремонтные работы;

организацию пожарной охраны, ведомственных служб  пожарной безопасности, пожарно-технических  комиссий на предприятиях; постоянный контроль и надзор за соблюдением  норм технологического проектирования, технологического режима, правил и норм взрывопожаробезопасности;

организацию противоаварийных, газоспасательных и  горноспасательных работ и установление порядка ведения работ в аварийных  условиях; составление плана ликвидаций аварий;

определение порядка хранения веществ и материалов в зависимости от их физико-химических и взрывопожароопасных свойств  с обеспечением отдельного хранения материалов, взаимодействие которых  приведёт к увеличению последствий  пожара или взрыва, может вызвать токсические поражения, а также материалов, тушение которых одними и теми же средствами недопустимо;

нормирование  численности персонала на взрывопожароопасных  объектах, ограничение доступа на эти объекты посторонних, обозначение  опасных участков с помощью предупредительных надписей и знаков;

оповещение  персонала и населения об опасной  ситуации;

разработку  порядка действий администрации, рабочих, служащих и населения при пожаре и эвакуации людей;

обеспечение основных видов, количества, размещения и обслуживания пожарной техники по ГОСТ 12.4.009-83, которая должна  обеспечивать эффективное тушение пожара, быть безопасной для природы и людей.

Особого внимания требует организация ремонтных  и особенно огневых и электросварочных работ на взрывопожароопасных участках, так как в последние годы резко участились взрывы и пожары при проведении таких работ (прежде всего в химических цехах коксохимического производства, на участках измельчения ферросплавов и приготовления порошков металлов). Проведение таких работ должно строго соответствовать специальным правилам и инструкциям; основное требование безопасности – полное удаление горючих и взрывоопасных материалов из оборудования, вентиляционных систем и опасной зоны вблизи проведения работ.

Технические мероприятия по предупреждению взрывов и пожаров и защите персонала и материальных ценностей от опасных и вредных факторов взрыва и пожара очень разнообразны и специфичны для разных технологических процессов. Мы ограничимся только их классификацией в соответствии с ГОСТ 12.1.010-76 и ГОСТ 12.1.004-91.

В практике разработки мероприятий по обеспечению  пожаровзрывобезопасности производства нашла распространение простая  классификация мероприятий технического характера: предотвращение образования  взрывоопасной среды, исключение возникновения источников воспламенения, локализация взрывов. Мероприятия первой группы наиболее эффективно обеспечивают взрывобезопасность. Если же существует вероятность возникновения аварий, сопровождающихся одновременным образованием взрывоопасной среды и источников воспламенения, предусматриваются ограничение распространения взрыва, уменьшение массы материала, вовлекаемого во взрыв, и снижение разрушительных последствий взрыва.