Пожарная безопасность технологического процесса первичной переработки нефти Антипинского нефтеп (стр. 7 из 15)
Определим температуру на поверхности стенки трубы без ококсования:
.Определим температуру на поверхности стенки трубы с отложениями:
.Из приведенного анализа делаем вывод, что на участке трубы с ококсованием температура на поверхности стенки достигает предела текучести металла, что приведет к прогару трубы и выходу продукта на данном участке в топочное пространство.
Для предотвращения перегрева необходимо строго соблюдать температурный режим, следить за скоростью движения продукта.
2.5. Анализ возможных источников зажигания при эксплуатации технологического оборудования
Одновременное появление в пространстве трех факторов – горючего вещества, окислителя и источника зажигания – может привести при определенных количественных соотношениях к возникновению и развитию пожара. Основной принцип пожарной профилактики состоит в устранении или хотя бы в разобщении по времени с остальными одного из указанных факторов.
На многих производствах горючая среда присутствует постоянно, и именно пожароопасный источник тепла является тем единственным фактором, который может и должен быть устранен.
Рассмотрим ниже вероятность возникновения источника зажигания при эксплуатации технологического оборудования на установке БНПУ.
2.5.1. Тепловое проявление механической энергии
При ремонте и эксплуатации технологического оборудования имеет место высечение искр при использовании искрящего инструмента. Размеры искр удара и трения, которые представляет собой раскаленную до свечения частичку металла, обычно не превышающую размера 0,5 мм, а их температура находится в пределах температуры плавления металла. Температура искр, образующихся при соударении металла, способных вступить в химическое взаимодействие друг с другом с выделением значительного количества тепла, и может превышать температуру плавления.
Определим расчетом количество теплоты, отдаваемое каплей металла при искрении пролитого нефтепродукта, на которое она упала [4]:
(2.25)где W – количество теплоты, Дж;
Vк – объем капли, м3;
ρ – плотность металла кг/м3;
lt – удельная теплоемкость металла при температуре 0,5(tп+tсв), Дж/кгК;
tсв – температура самовоспламенения нефти, оС.
, (2.26)где dк – диаметр капли, м.
VК=0,524 х1,25х10-10=6,55 10-11м3 
Из приведенного расчета можно сделать вывод, что энергии данной искры будет недостаточно для воспламенения нефти с большой энергией зажигания [5]
Wрасч.=0,12Дж<[W=1,3Дж] (руководство)
Наиболее опасными по возможности перегрева являются подшипники скольжения сильно нагруженных и высокооборотных валов. К увеличению сил трения, а, следовательно, и количество выделяющегося тепла могут привести нарушение качества смазки рабочих поверхностей, загрязнения, перекосы, перегрузка двигателя насосов и чрезмерная затяжка подшипников.
Рассчитаем температуру подшипника по перекачки бензиновых фракций с подшипниками «414», диаметр вала 0,06 м. Коэффициент теплообмена между поверхностью подшипника и средой 200 Вт/м2.К, температура окружающей среды 25оС, коэффициент трения 0,15, число оборотов вала 3000 1/мин. сила действующая на подшипник 3000 Н, поверхность подшипника 0,08 м2
Определим мощность сил трения [1],[2].
(2.27)где f – коэффициент трения;
N – радиальная сила, действующая на подшипник, Н;
d – диаметр шейки вала, м;
n – число оборотов вала, 1/мин.
Определим максимальную температуру корпуса подшипника:
(2.28)где Тп – максимальная температура подшипника, К;
Тв – температура окружающей среды, К;
α – коэффициент теплообмена между поверхностью подшипника и средой, Вт/м2.К;
F – поверхность корпуса подшипника, м2.
На основании проведенного расчета делаем вывод, что температура подшипника превышает температуру самовоспламенения бензина tп=3780С>tсв=3000С следовательно при попадании бензина на поверхность подшипника произойдет его воспламенение. Для исключения перегрева подшипников необходимо осуществлять постоянный контроль установкой термопар с выводом на пульт управления.
2.5.2. Тепловое проявление электрической энергии. Разряды атмосферного электричества
Опасность прямого удара молнии заключается в контакте горючей среды с накалом молнии, температура в которой достигает 20000оС. При времени действия около 100 мкс. От прямого удара воспламеняются все горючие смеси. Опасность вторичного воздействия молнии заключается в искровых разрядах, возникающих в результате индукционного и электромагнитного воздействия атмосферного электричества на производственное оборудование. Энергия искрового разряда превышает 250 МДж. и достаточна для воспламенения горючих веществ с минимальной энергией зажигания до 0,25 Дж. Занос высокого потенциала на установку происходит по металлическим коммуникациям, не только при их прямом поражении молнии, но и при расположении коммуникаций в непосредственной близости от молниеотвода.
При несоблюдении безопасных расстояний между молниеотводами энергия возможных искровых разрядов достигает значений 100 Дж и более, то есть, достаточна для воспламенения практически всех горючих веществ.
Реальную опасность представляет «контактная» электризация людей работающих с движущимися электрическими материалами. При соприкосновении человека с заземленным предметом возникают искры с энергией от 2,5 до 7,5 МДж. Разряды статического электричества могут образоваться при перемещении жидкостей и газов. Искровые разряды статического электричества могут воспламенить паро- и газовоздушные смеси. Накапливанию высоких потенциалов статического электричества и формированию высоких потенциалов статического электричества способствует неэффективность или неисправность заземляющих устройств, образование электроизоляционного слоя отложений на заземленных поверхностях, нарушение режимов работы аппаратов (увеличение скорости движения жидкостей, загрязненность движения жидкостей). При коротком замыкании проводников электрического тока или замыкании на землю образуются электрические дуги, искры и выделяется большое количество тепла. Короткое замыкание может вызвать воспламенение изоляции, расплавление проводников или деталей электрических машин с разбрызгиванием частичек расплавленного металла,
Замыкание и искровые пробои между электродами электродегидраторов могу привести к повреждениям герметичных аппаратов и воспламенению горючих веществ.
2.5.3. Открытые источники огня
Пожары, вызванные открытым огнем довольно частое явление. Это объясняется не только тем, что открытый огонь широко используется для производственных целей, при аварийных и ремонтных работах и поэтому нередко создаются условия для случайного контакта пламени с горючей средой, но и тем, что температура пламени, а также количество выделяющегося при этом тепла достаточно для воспламенения почти всех горючих веществ. Трубчатые печи с огневым обогревом характеризуются наличием горящего топлива, высоко нагретой теплообменной поверхностью и раскаленными конструктивными элементами топки. При сжигании газообразных веществ действительная температура горения колеблется в пределах 1200-14000С, жидкостей 1100-13000С.
При такой температуре аппаратов огневого действия всякие повреждения и аварии смежных аппаратов, сопровождающиеся выходом наружу горючих жидкостей, паров или газов и распространением их в сторону печей, неизбежно приведут к возникновению вспышки и пожару. Для безопасного ведения процесса необходимо предусматривать паровую защиту печей.
Значительную пожарную опасность представляют собой огневые ремонтные и монтажные работы. Пожарная опасность обусловлена не только открытым пламенем, но и наличием раскаленного и расплавленного металла. При газовой сварке температура пламени дуги при использовании угольных электродов составляет 3200-39000С, стальных электродов 2400-26000С. При попадании на горючие материалы искры воспламеняют их.
2.5.4. Тепловое проявление химической реакции
По условиям технологии, находящиеся в ректификационных колоннах, трубчатых печах, насосах, жидкости нагреты до температуры превышающей температуру их самовоспламенения. Появление неплотностей в аппаратах и трубопроводах и соприкосновение с воздухом выходящего наружу продукта, нагретого выше температуры самовоспламенения, сопровождается его загоранием.