- замена токсичных, пожаровзрывоопасных веществ на менее опасные и вредные;
- характеристика конструкции проектируемого технологического оборудования с точки зрения надёжности и безопасности;
- характеристика материала конструкций с учетом механической прочности, жароопасности и коррозионной стойкости; методы защиты от коррозии;
- обеспечение герметичности оборудования: виды соединения, способы герметизации и герметизирующие материалы;
- выбор системы автоматизации производственных процессов: измеряемые параметры, контрольно - измерительные приборы, контрольная и аварийная сигнализация, система регулирования и используемый источник энергии для запорных арматур, системы управления и противоаварийные защиты;
- предохранительные устройства для сосудов, работающих под давлением, типы и характеристики их;
- механизация трудоемных опасных процессов;
- обеспечение допустимого уровня шума и вибрации;
- ограждение движущихся и вращающихся частей оборудования;
- теплоизоляция поверхностей оборудования;
- индивидуальные средства защиты.
Разработка технологического процесса, разделение технологической схемы на отдельные технологические стадии и блоки, ее аппаратурное оформление, выбор средств контроля, управления и противоаварийной защиты должны обеспечивать минимальный уровень взрывоопасности технологических процессов в соответствии ПБ 09.540 – 03 [4].
Одним из важнейших направлений технологического процесса в химической технологии является уменьшение числа стадий и переход к одностадийным технологическим процессам. Безопасность в одностадийных технологических процессов обусловлено тем, что управление технологическим процессов становится более совершенным, уменьшается число аппаратов, трубопроводов и емкостей, более компактно размещается оборудование с меньшим числом соединений и запорных арматур, а также уменьшается число насосов, компрессоров, теплообменников и другого механического оборудования. Непрерывный процесс характеризуется равномерностью и устойчивостью. [16,17,18].
При размещении оборудования на открытых площадках улучшаются условия монтажных и строительных работ, уменьшается протяженность технологических трубопроводов, снижается вероятность образования вредных и взрывоопасных концентраций.
Технологический процесс необходимо проектировать из более устойчивых операций. В тех случаях, когда по технологическим причинам процесс нужно вести в области опасных концентраций, в смесь вводят дефлегматоры или используют вакуум.
Применяемые в технологическом процессе растворители и катализаторы должны быть менее вредными и огнеопасными.
Выбор оборудования осуществляется в соответствии с исходными данными на проектировании, требованиями действующих нормативных документов, по показателям надежности. Необходимо использовать новые типы высоко эффективного оборудования, улучшить качество машин и приспособлений по безопасности, надежности при эксплуатации технологического оборудования.
В пояснительной записке проекта показать основные элементы проектируемой конструкции и их достоинство [20].
Технологические оборудования должны быть герметичными. Конструкция теплообменных элементов технологического оборудования должна исключать возможность взаимного проникновения теплоносителя и технологической среды. В пояснительной записке приводят виды соединения, их конструкцию и выбранные материалы для герметизации. Для сосудов, работающих под давлением, указываются сроки технического освидетельствования и значение давлений при испытании на прочность и герметичность.
Выбор системы контроля параметров технологического оборудования, сигнализации, регулирования, управления и противоаварийной защиты, а также системы связи и оповещения об аварийных ситуациях по надежности, быстродействию, допустимой погрешности измерительных систем и другим техническим характеристикам осуществляется с учетом особенностей технологического процесса и в зависимости от категории взрывоопасности технологических блоков.
Размещение электрических средств, элементов систем контроля, управления и ПАЗ, а также связи и оповещения во взрывоопасных зонах производственных помещений и наружных установок, степень взрывозащиты должны соответствовать ПУЭ.
Во взрывоопасных зонах предусматривается устройство световой и звуковой сигнализации о загазованности воздушной среды.
Для предупреждения разрушения при повышенных давлениях технологические оборудования оснащают предохранительными клапанами, мембранами и системами аварийного сброса. Производится подбор конструкции предохранительных клапанов или мембран [20], и указываются проходные сечения, давление начала срабатывания, количества и место установки.
При разработке технологических процессов и оборудований должна быть предусмотрена максимально возможная степень механизации ручного труда: погрузочно – разгрузочные, транспортные, ремонтные работы, по сливу – наливу нефтепродуктов, по отбору проб и замеру уровней в емкостях.
При проектировании сосудов, используемых в химических отраслях промышленности, должны учитываться требования «Общих правил промышленной безопасности для организаций, осуществляющих деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов», утвержденных постановлением Госгортехнадзора России от 18.10.02 № 61 – А.
Конструкция сосудов должна обеспечивать надежность и безопасность эксплуатации и предусматривать возможность проведения технического освидетельствования, очистки, промывки, полного опорожнения, продувки, ремонта, эксплуатационного контроля металла и соединений.
Устройства, препятствующие наружному и внутреннему осмотру сосудов (мешалки, змеевики, рубашки, тарелки, перегородки и другие приспособления), должны быть съемными.
На каждом сосуде должны быть предусмотрены вентиль, кран или другие устройства, позволяющие осуществлять контроль за отсутствием давления в сосуде перед его открытием для слива воды и удаления воздуха, приспособление, предотвращающие их самоопрокидывание. Конструкция сосудов должна обеспечивать надежное охлаждение стенок до расчетной температуры.
Сосуды должны быть снабжены необходимым количеством люков и смотровых лючков, обеспечивающих осмотр, очистку и ремонт сосудов, монтаж и демонтаж устройств, расположенных в доступных местах. Крышки люков должны быть съемными.
Конструкция шарнирно – откидных или вставных болтов, хомутов, зажимных приспособлений люков, крышек и их фланцев должна предотвращать их самопроизвольный сдвиг.
В сосудах применяются днища: эллиптические, полусферические, неотбортованные, конические отбортованные, конические неотбортованные, плоские отбортованные, плоские неотбортованные. Предъявляются специальные требования к сварочным швам. Отверстия для люков и штуцеров должны располагаться вне сварочных швов.
Материалы, применяемые для изготовления сосудов, должны обеспечивать их надежную работу в течении расчетного срока службы с учетом заданных условий эксплуатации (расчетное давление, температуры), состава и характера среды и влияния температуры окружающего воздуха.
Неметаллические материалы должны быть совместимы с рабочей средой. Чугунные отливки из высококачественного чугуна следует применять термически обработанными.
Для управления работой и обеспечения безопасных условий эксплуатации сосуды в зависимости от назначения должны быть оснащены:
- запорной или запорно-регулирующей арматурой;
- приборы для измерения давления, температуры;
- предохранительными устройствами;
- указателями уровня жидкости.
Сосуды, снабженные быстросъемными крышками, должны иметь предохранительные устройства, исключающие возможность включения сосуда под давлением при неполном закрытии крышки и открывании ее при наличии в сосуде давления.
Запорная и запорно – регулирующая арматура должна устанавливаться на штуцерах, непосредственно присоединенных к сосуду. Количество, тип арматуры и места установки должны выбираться разработчиком проекта сосуда исходя из условий эксплуатации.
Сосуды для взрывоопасных, пожароопасных и вредных веществ, испарители с огневым или газовым обогревом должны иметь на подводящей линии от насоса или компрессора обратный клапан, автоматически закрывающийся давлением из сосуда.
В качестве предохранительных устройств применяются: пружинные, рычажно-грузовые клапаны и импульсные предохранительные устройства, мембраны и редуцирующие устройства [20]. Количество предохранительных клапанов, их размеры и пропускная способность должны быть выбраны по расчету так, чтобы в сосуде не создавалось давление, превышающее расчетное более чем на 0,05МПа для сосудов с давлением до 0,3 МПа, на 15% - для сосудов с давлением от 0,3 до 6,0 МПа и 10% - для сосудов с давлением свыше 6,0 МПа.
Мембранные предохранительные устройства устанавливаются вместо рычажно-грузовых и пружинных клапанов, когда эти клапаны в рабочих условиях не могут быть применены вследствие их инертности, перед предохранительными клапанами в случаях, когда они не могут надежно работать, параллельно с предохранительными клапанами, на выходной стороне клапанов для предотвращения вредного воздействия рабочих сред со стороны сбросной системы и для исключения влияния колебаний противодавления со стороны этой системы на точность срабатывания предохранительных клапанов.
Сосуды аммиачных холодильных установок относятся к группе 1. В холодильной установке должны быть предусмотрены аппараты, предотвращающие попадание капель жидкого аммиака во всасывающую полость компрессоров. Блок испаритель для охлаждения хладоносителя должен включать в себя устройство для отделения капель жидкости из парожидкостной аммиачной смеси и возврата отделенной жидкости в испаритель. Для отделения жидкой фазы из перемещаемой парожидкостной смеси в холодильных системах предусматриваются циркуляционные (или защитные) ресиверы, совмещающие функции отделителя жидкости [21].