2018-01-21
270
Курсовая работа
по курсу «Пожаровзрывоопасность»
на тему:
«Разработка проектных и технологических мероприятий по взрывопредупреждению и взрывозащите химического цеха»
Студент: Елецкий В.О.
Группа: ЭЖ-14-1
Вариант: 20
Проверил: Толешов А.К.
ФГОУ ВПО Национальный Исследовательский Технологический Университет «МИСиС»
Кафедра Техносферной безопасности
№20
В помещении цеха длинной 36 м, шириной 18 м, высотой 10 м находится смеситель для изготовления экзотермической шлакообразующей смеси состава 8% порошка алюминия, 5% ПАМ с дисперсностью менее 100 мкм, 15% натриевой селитры, 26% доменного шлака, 26% карбоната натрия, 23% силикатной глыбы, 16% фторида кальция и 10% флюса АНФ-6. Загрузка смесителя 400 кг. В период между генеральными уборками в помещении скапливается 10 кг смеси, в период между текущими уборками 3 кг смеси. На труднодоступных поверхностях откладывается 60% всей пыли. В вентиляционной системе скапливается до 20 кг пыли. Теплота сгорания алюминия составляет 31037 кДж/кг, ПАМ – 15647 кДж/кг, экзосмеси 3057 кДж/кг.
Задание:
1. Разработайте модель аварийной ситуации, возникающей в результате аварийного разлива жидкости, и определите категорию помещения во взрывопожарной и пожарной опасности, используя параметры испарения опасной жидкости- ацетона. Определите класс опасности зоны по ПУЭ.
2. Предложите мероприятия по взрывопредупреждению и взрывозащите и обоснуйте их выбор.
3. Сформулируйте требования по обеспечению взрывостойкости и огнестойкости здания и мероприятия по предупреждению и ликвидации загораний.
Содержание
1 Основная часть. 4
1.1 Общие сведения. 4
1.2 Оценка потенциальной пожаровзрывоопасности ПА.. 4
1.3 Категорирование помещения химического цеха по взрывопожарной и пожарной опасности. 6
1.4 Оценка последствий взрыва в помещении цеха изготовления экзотермической шлакооразующей смеси 11
1.5 Разработка мероприятий по взрывопредупреждению в помещении цеха изготовления экзотермической шлакооразующей смеси. 12
1.6 Разработка средств взрывозащиты оборудования союержащего ПА.. 13
1.7 Графический материал - чертеж взрывозащитного устройства в химическом цеху. 18
1.8 Проектные решения по обеспечению взрывостойкости в помещении цеха изготовления экзотермической шлакооразующей смеси. 18
1.9 Решения по обеспечению пожарной безопасности в производственном помещении. 21
2. Список используемой литературы.. 22
Основная часть
Общие сведения
Большое практическое значение имеют алюминиевые порошки и частицы. Размер частиц составляет от 0,015 до 17000 мкм, а размер порошков — от 1 до 1000 мкм. Форма может быть сферической, в виде тонких чешуек и частиц неправильной формы.
Порошки производятся по разным технологиям и отличаются размерами и физико-химическими свойствами. Получают порошки распылением в струе воздуха или воды, методом центробежного литья, гранулированием через вибрирующее сито с последующим охлаждением водой, размола в мельницах, охлаждением алюминия из газовой фазы и др.
Алюминиевые порошки используются в металлургии в качестве легирующих добавок, в алюмотермии (для термитной сварки и восстановления соединений Cr, Mn, W, Ca). Порошки применяются в химической промышленности для синтеза алюмоорганичних соединений и в качестве катализатора, а также для получения ряда соединений алюминия.
Алюминиевые порошки применяют как компонент взрывчатых веществ, пиротехнических смесей и твердого ракетного топлива. Вследствие реакции окисления алюминия выделяется большое количество энергии, поэтому летучие вещества, которые входят в состав ВР или топлива нагреваются до высокой температуры.
Алюминиевая пудра и паста используются как пигменты лакокрасочных материалов. Пудра также применяется как газообразователь в производстве ячеистых бетонов.
Также из алюминиевых порошков изготавливают различные детали методами порошковой металлургии. Это позволяет снизить отходы металла к минимуму, а также детали из испеченных порошков обладают уникальными характеристиками и в ряде случаев заменяют такие металлы как титан и высокопрочные марки стали.
Оценка потенциальнойпожаровзрывоопасностиПА
Представления об условиях протекания химической реакции в форме взрыва и формах превращения взрывчатых систем являются теоретической основой анализа вероятности возникновения взрывоопасных ситуаций на производстве и разработки систем мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности производства. Практически эта работа по обеспечению пожаровзрывоопасности обращающихся в данном технологическом процессе или образующихся в нем веществ.
Номенклатура показателей пожаровзрывоопасности и методы их определения установлены ГОСТ 12.1.044-89 ССБТ «Пожаровзрывобезопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения»[2]. Согласно этому документу для горючих пылей металлов, в данном случае для порошка алюминия, характеристика ПВО являются:
· Группа горючести;
· Температура воспламенения;
· Температура самовоспламенения;
· Концентрационные пределы распространения(воспламенения) пламени (НКПР, ВКПР);
· Температура тления;
· Условия теплового возгорания;
· Минимальная энергия зажигания;
· Способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой кислородом воздуха и другими веществами;
· Минимальноефлегматиризующая концентрация флегматизатора;
· Скорость нарастания давления взрыва;
Данные показатели для ПА взяты из справочника «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов» под редакцией А.Я. Корольченко [3].
Физико-химические свойства:
Ат. масса 26,98;
плотн. 2700 кг/м3,
т. плавл. 660,1 °С;
т. кип. 2486 °С.
Пожароопасные свойства: Горючий металл. Тепл. сгор. -31087 кДж/кг. Алюминиевая стружка и пыль могут загораться при местном действии малокалорийных источников зажигания (пламени спички, искры и др.). При взаимодействии алюминиевого порошка, стружки, фольги с влагой образуется оксид алюминия и выделяется большое количество тепла, приводящее к их самовозгоранию при скоплении в кучах. Этому процессу способствует загрязненность указанных материалов маслами. Выделение свободного водорода при взаимодействии алюминиевой пыли с влагой облегчает ее взрыв. Т. самовоспл. образца алюминиевой пыли дисперсностью 27 мкм 520 °С; т. тлен. 410 °С; нижн. конц. предел распр. пл. 40 г/м; макс. давление взрыва 1,3 МПа; скорость нарастания давл.: средн. 24,1 МПа/с, макс. 68,6 МПа/с. Предельная концентрация кислорода, при которой исключается воспламенение аэровзвеси электрической искрой, 3% об. Осевшая пыль пожароопасна. Т. самовоспл. 320 °С. Алюминий легко взаимодействует при комнатной т-ре с водными растворами щелочей и аммиака с выделением водорода. Смешивание алюминиевого порошка со щелочным водным раствором можетпривести к взрыву. Энергично реагирует со многими металлоидами. Алюминиевая стружка горит, например, в броме, образуя бромид алюминия. Взаимодействие алюминия с хлором и бромом происходит при комнатной т-ре, с иодом - при нагревании. При нагревании алюминий соединяется с серой. Если в пары кипящей серы всыпать порошок алюминия, то алюминий загорается. Сильно измельченный алюминий вступает в реакцию с галоидированными углеводородами; присутствующий в небольшом количестве хлорид алюминия (образующийся в процессе этой реакции) действует как катализатор, ускоряя реакцию, в ряде случаев приводящую к взрыву. Такое явление наблюдается при нагревании порошка алюминия с хлористым метилом, четыреххлори-стым углеродом, смесью хлороформа и четыреххлористого углерода до т-ры около 150 °С. Алюминий в виде компактного материала не взаимодействует с четыреххлори-стым углеродом. Смешивание алюминиевой пыли с некоторыми хлорированными углеводородами и спиртом приводит к самовозгоранию смеси. Смесь алюминиевого порошка с оксидом меди, оксидом серебра, оксидом свинца и особенно диоксидом свинца горит со взрывом. Смесь нитрата аммония, алюминиевого порошка с углем или нитросоединениями - взрывчатое вещество.
Средства тушения: Сухой песок, глинозем, магнезитовый порошок, асбестовое одеяло. Применять воду и пенные огнетушители нельзя.
Методика расчета характеристик пожаровзрывобезопасности также приведены в ГОСТ 12.1.044-89 ССБТ «Пожаровзрывобезопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения» [2]. В соответствии с данной методикой и при помощи программы директории «Vspiska» рассчитываются такие показатели, как теплота сгорания, стехиометрическая концентрация, температура горения жидкости, теплота сгорания жидкости, температура горения, давление взрыва, молекулярная масса жидкости.
