Оценка техногенных воздействий

 

Взрывное воздействие

Избыточное давление дефлограционного взрыва можно определить по формуле:

 

, кПа (8.1)

 

где P_max – максимальное давление дефлограционного взрыва, кПа; Р_max = 828 кПа;

Р₀ – давление воздушной среды в помещении до взрыва, кПа; Р₀ = 101,3 кПа;

m_г – масса горючего газа, поступившего в помещение в результате утечки или погасания горелки, кг;

z_y – коэффициент участия горючей смеси во взрыве;

r_г – плотность газа; r_г = 0,8 кг/м³;

V_св – объем помещения, который может быть заполнен взрывоопасной смесью, м³;

с_ст – стехиометрическая концентрация рабочего газа, %;

k_н – коэффициент, учитывающий не герметичность помещения и не аддиабатичность взрывного процесса, k_н = 3.

 

Масса газа, поступившего в помещение, определяется по формуле:

 

, кг (8.2)

 

где V_у – объем газа, поступившего в помещение из техногенного устройства, м³;

V_т – объем газа, поступившего в помещение из трубопровода, м³;

 

, м³ (8.3)

 

где Р₁ – абсолютное давление газа в техногенном устройстве, Р₁ = 102,1 кПа;

V – геометрический объем техногенного устройства, заполненный горючим газом,

 

 м³.

м³

Объем газа, поступившего из трубопроводов:

 

, м³ (8.4)

 

где V_т1 – объем газа, поступившего в помещение из трубопровода до отключения подачи газа в газопровод

 

, м³ (8.5)

 

где В – расход газа в трубопроводе, м³/с; В = 0,106 м³/с;

t - время срабатывания запорного устройства или время необходимое для отключения подачи газа в газопровод. Принимаем t = 180 с при наличии клапана отсекателя.

 

м³

 

V_т2 – объем газа, поступившего в помещение, после отключения подачи газа в газопровод:

 

, м³ (8.6)

 

где Р_i – абсолютное давление газа на i-ом участке газопровода;

L_i – длина i-го участка газопровода;

r_i – внутренний радиус трубы на i-ом участке газопровода;

N – количество участков газопровода.

 

 м³

м³

кг

 

Стехиометрическую концентрацию горючего газа определяем по формуле:

 

, % (8.7)

 

где m – количество атомов углерода в молекуле горючего газа;

n – количество атомов водорода в молекуле горючего газа;

 

%

 

Объем помещения определяется как разность между геометрическим объемом и объемом занимаемым техногенными устройствами.

 

, м³ (8.8)

 

где L_п, B_п, H_п – соответственно длина, ширина и высота помещения;

L_п = 100 м, B_п = 20 м, H_п = 10 м.

 

м³.

 

Коэффициент участия газа во взрыве рассчитывается по формуле:

 

, (8.9)

где с_г – приведенная концентрация газа во взрывоопасной зоне помещения;

е_н – нижний концентрационный предел распространения пламени, е_н = 5%;

d - допустимое отклонение концентрации газа во взрывоопасной зоне, d = 1,38;

x_n – размер взрывоопасной зоны вдоль длины помещения;

y_n – размер взрывоопасной зоны вдоль ширины помещения;

z_n - размер взрывоопасной зоны вдоль высоты помещения.

 

 , (8.10)

%

, м (8.11)

м

, м (8.12)

 м

, м (8.13)

 м

кПа

При полученном значении Р_s>0 существует вероятность взрыва, в результате которого может пострадать обслуживающий персонал.

 

Тепловое воздействие

При соприкосновении с наружной поверхностью стенки печи существует вероятность ожога кожного покрова обжигальщика. Для оценки этой вероятности рассчитаем температуру наружной поверхности стенки печи.

Определим поток тепла через стенку. Для этого выбираем 1 участок зоны охлаждения (см. тепловой баланс рабочего пространства печи), для которого температура рабочего пространства максимальна t = 980⁰С, а толщина стен кладки минимальна R = 1140 мм.

 

, Вт/м², (8.14)

 

где t_вн – температура внутренней стороны печи, ⁰С; t_вн = 980⁰С;

t_в – температура окружающего воздуха, t_в = 20⁰С;

R_i – толщина i-го слоя кладки. Кладка двухслойная: R₁ = 250 мм, R₂ = 790 мм;

l_i – коэффициент теплопроводности i-го слоя кладки, Вт/м×⁰С. Для определения l для каждого слоя кладки найдем среднюю температуру кладки:

 

⁰С

⁰С

, Вт/м×⁰С (8.15)

 Вт/м×⁰С

 Вт/м×⁰С

 

a_н – коэффициент теплоотдачи, a_н = 15 Вт/м²×⁰С

 

 Вт/м²

 

Определим температуру наружной поверхности стенки печи:

 

, ⁰С (8.16)

⁰С

 

Температура t_н превысила температуру поверхности стенки, допустимую по санитарным нормам равную 45⁰С. Поэтому требуется изолировать стенку теплоизолирующим материалом, например, минеральной ватой толщиной 100 мм (l_мв = 0,07 Вт/м×⁰С).

Проведем поверочный расчет по формулам (8.14) и (8.16):

 

 Вт/м²

⁰С

 

Температура не превышает 45⁰С, значит применение минеральной ваты для теплоизоляции в этом случае целесообразно.

7.3 Обеспечение техногенной безопасности

 

Во избежание взрыва, газопроводы изготавливают из цельнотянутых труб, соединенных сваркой, при этом не используют резьбовые и фланцевые соединения. Цеховую газовую сеть снабжают перекрывающимися и отключающимися устройствами, регуляторами давления.

Требования промышленной безопасности при использовании природного газа, сформулированные в «Правилах безопасности в газовом хозяйстве», предусматривают следующие правила эксплуатации газового оборудования и агрегатов. Подача газа на установку прекращается:

а) при погасании контролируемого пламени горелок в результате снижения или повышения давления на горелку.

Для контроля давления установлен электроконтактный манометр типа ЭКМ, используется звуковая и световая сигнализация. При погасании факела срабатывает технологическая защита, осуществляющая отсечку газа к горелкам с помощью электромагнитных клапанов (поз.11в из схемы автоматизации), установленных перед горелками. К повторному розжигу разрешается приступать после вентиляции топки и газоходов, а также устранение причин неполадок.

б) при обнаружении обжигальщиком в процессе работы печи неисправности контрольно-измерительных приборов, средств автоматизации и сигнализации;

в) при отключении дутьевых вентиляторов или недопустимых отклонениях подачи воздуха для сжигания газа в горелке;

г) при появлении неплотностей в обмуровке печи, в местах установки предохранительно взрывных клапанов и газоходах;

д) при прекращении подачи энергии, при исчезновении напряжения на КИП и на установках автоматического управления (блок управления БУ-21, регулятор Р-27);

е) при выходе из строя предохранительных блокирующих устройств и потери герметичности затвора запорной арматуры (поворотно-регулирующие задвижки ЗД);

ж) при неисправности горелок;

з) при появлении загазованности, обнаружении утечек газа на газовом оборудовании;

и) при пожаре, угрожающем персоналу или оборудованию, а также цепям защиты и дистанционного управления запорной арматуры.

В соответствии с Федеральным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» [ ] кирпичный цех ОАО «Ивановский завод керамических изделий» относится к ряду опасных производственных объектов, так как в цехе используется природный газ, который отнесен к опасным веществам.

ОАО «Ивановский завод керамических изделий», как опасный производственный объект, обязан:

- иметь лицензию на эксплуатацию опасного производственного объекта;

- обеспечивать укомплектованность штата работников опасного производственного объекта в соответствии с установленными требованиями;

- допускать к работе на опасном производственном объекте лиц, удовлетворяющих квалификационным требованиям и не имеющих медицинских противопоказаний к указанной работе;

- обеспечивать проведение подготовки и аттестации работников в области промышленной безопасности;

- иметь на опасном производственном объекте нормативные правовые акты и нормативные технические документы, устанавливающие правила ведения работ на опасном производственном объекте;

- организовывать и осуществлять производственный контроль за соблюдением требований промышленной безопасности;

- обеспечивать наличие и функционирование необходимых приборов и систем контроля за производственными процессами в соответствии с установленными требованиями;

- предотвращать проникновение на опасный производственный объект посторонних лиц;

- приостанавливать эксплуатацию опасного производственного объекта самостоятельно или по предписанию федерального органа исполнительной власти, специально уполномоченного в области промышленной безопасности, его территориальных органов и должностных лиц в случае аварии или инцидента на опасном производственном объекте, а также в случае обнаружения вновь открывшихся обстоятельств, влияющих на промышленную безопасность;

- осуществлять мероприятия по локализации и ликвидации последствий аварий на опасном производственном объекте, оказывать содействия государственным органам в расследовании причин аварии;

- анализировать причины возникновения инцидента на опасном производственном объекте, принимать меры по устранению указанных причин и профилактике подобных инцидентов;

- своевременно информировать в установленном порядке федеральный орган исполнительной власти, специально уполномоченный в области промышленной безопасности, его территориальные органы, а также иные органы государственной власти, органы местного самоуправления и население об аварии на опасном производственном объекте;

- принимать меры по защите жизни и здоровья работников в случае аварии на опасном производственном объекте.

Работники опасного производственного объекта обязаны:

- соблюдать требования нормативных правовых актов и нормативных технических документов, устанавливающих правила ведения работ на опасном производственном объекте и порядок действий в случае аварии или инцидента на опасном производственном объекте;

- проходить подготовку и аттестацию в области промышленной безопасности;

- незамедлительно ставить в известность своего непосредственного руководителя или в установленном порядке других должностных лиц об аварии или инциденте на опасном производственном объекте;

- в установленном порядке приостанавливать работу в случае аварии или инцидента на опасном производственном объекте;

- в установленном порядке участвовать в проведении работ по локализации аварий на опасном производственном объекте.

Заключение

 

В дипломном проекте проведен расчет туннельной печи обжига кирпича ОАО «Ивановский завод керамических изделий». Рассчитаны тепловые балансы для туннельной печи обжига кирпича и камерной сушилки для сушки сырца. Выбраны горелочные устройства, вентиляторы для отбора воздуха, продуктов горения и вентилятор подачи воздуха на охлаждение кирпича. Разработана методика расчета внешнего теплообмена в щелевой электрической печи. Произведен расчет себестоимости производства кирпича, разработана схема автоматизации и теплового контроля туннельной печи. Рассмотрены вопросы безопасности при обслуживании туннельной печи.

Литература

 

1. Левченко П.В. Расчет печей и сушил силикатной промышленности. - М., Высшая школа, 1968

2. Д.В. Гинзбург и др. Печи и сушила силикатной промышленности. - М., Промстройиздат, 1963

3. Тепловые расчеты печей и сушилок силикатной промышленности. 2-е издание, переработанное и дополненное, Баренбойм А.М., Галиева Т.М. и др. - М., Стройиздат, 1964

4. Справочник по производству строительной керамики под ред. Наумова М.М. и Нохратяна К.А., Том III, Госстройиздат, 1962

5. Сидоров М.Д. Справочник по воздуходувным и газодувным машинам. – М.-Л., Машгиз, 1962

6. Зигель Р., Хауэлл Д. Теплообмен излучением: Пер. с англ.– Мир, М.1975 г.

7. Математическое моделирование тепловой работы промышленных печей: Учебник для вузов. Арутюнов В.А., Бухмиров В.В., Крупенников С.А.– М.: Металлургия, 1990

8. Коленда З.С., Гнездов Е.Н. О зональном методе расчета лучистого теплообмена с введением условных поверхностей // Изв. вуз. Черная металлургия, – 1982.– №1.– С.138–142

9. Математическое моделирование и оптимизация теплотехнологических установок: Учеб. пособие / Е.Н.Гнездов; Иван. гос. энерг. ун-т. – Иваново, 1994. – 124 с.

10. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. Справочное пособие. Под ред. Б.Д.Кошарского. Л., Машиностроение, 1976

11. Техногенная безопасность. Методические указания к разделу дипломного проекта для технических специальностей университета. – Иваново, 2002

12. Чернов К.В. Безопасность в чрезвычайных ситуациях: Курс лекций / Иван. гос. энерг. ун-т. – Иваново, 2001. – 116 с.

13. Правила безопасности в газовом хозяйстве. ПБ от 26.12.90.

14. О промышленной безопасности опасных производственных объетов: Федеральный закон РФ принят Гос. Думой 20.6.97 № 116-ФЗ // Безопасность труда в промышленности, № 10, 1997