Туннельная печь обжига кирпича ОАО Ивановский завод керамических изделий (стр. 14 из 15)

Таблица 8.2 Характеристика воздействий

№	Полное название воздействия	Эффекты воздействия	Фактор или параметры воздействия	Оптимальное значение	Предельно допустимое значение	Номер ссылки на нормативный документ
1	Тепловое воздействие при соприкосновении с нагретыми поверхностями	Ожоги различной степени тяжести	Температура поверхности контакта	36,50С	При Твн<100°С Тпов ≤ 35°С При Твн>100°С Тпов ≤ 45°С	ГОСТ 12.1.005-88
2	Воздействие взрыва при утечке природного газа	Нарушение целостности кожных покровов, ушибы, переломы, черепно-мозговые травмы	Избыточное давление Рs	0	104 Па - порог поражения органов слуха	[ ]

7.2 Оценка техногенных воздействий

7.2.1 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.

7.2.2 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.