Прогнозирование последствий аварии с аммиачными веществами на холодильной установке молочного завода (стр. 2 из 13)
Испарение аммиака происходит с поглощением значительно количества тепла из окружающей среды. Поэтому аммиак применяют также в качестве дешевого хладагента в промышленных холодильных установках. При этом жидкий аммиак должен соответствовать требованиям, предъявляемым ГОСТ 6221 – 90 «Аммиак жидкий технический». В качестве хладагента используется жидкий технический аммиак марки А. При этом содержание воды не должно превышать 0,1%.
Аммиак используется также для получения синтетических волокон, например, нейлона и капрона. В легкой промышленности он используется при очистке и крашении хлопка, шерсти и шелка. В нефтехимической промышленности аммиак используют для нейтрализации кислотных отходов, а в производстве природного каучука аммиак помогает сохранить латекс в процессе его перевозки от плантации до завода. В сталелитейной промышленности аммиак используют для азотирования – насыщения поверхностных слоев стали азотом, что значительно увеличивает ее твердость [5].
1.4 Общие правила устройства и безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок
1.4.1 Общие понятия о холодильных установках
Холодильная система – совокупность содержащих хладагент и сообщающихся между собой частей, образующих один закрытый холодильный контур для циркуляции хладагента с целью подвода и отвода тепла.
Холодильная установка – агрегаты, узлы и другие составные части холодильной системы и вся аппаратура, необходимая для их функционирования.
Абсорбционная (или адсорбционная) холодильная система – система, в которой выработка холода осуществляется в результате испарения хладагента; абсорбер (адсорбер) поглощает пары хладагента, которые впоследствии выделяются из него при нагреве с повышением парциального давления и затем под этим давлением конденсируются при охлаждении.
Холодильный агент (хладагент) – используемая в холодильной системе рабочая среда, которая поглощает теплоту при низких значениях температуры и давления и выделяет теплоту при более высоких значениях температуры и давления. Этот процесс сопровождается изменением агрегатного состояния рабочей среды.
Хладоноситель – любая жидкость, используемая для передачи тепла без изменения ее агрегатного состояния [21].
1.4.2 Требования к аппаратурному оформлению холодильных установок
1) В холодильной установке должны быть предусмотрены аппараты, предотвращающие попадание капель жидкого аммиака во всасывающую полость компрессоров.
2) Блок испарителя для охлаждения хладоносителя должен включать в себя устройство для отделения капель жидкости из парожидкостной аммиачной смеси и возврата отделенной жидкости в испаритель.
3) Для отделения жидкой фазы из перемещаемой парожидкостной смеси в холодильных системах с непосредственным охлаждением, на каждую температуру кипения предусматриваются циркуляционные (или защитные) ресиверы, совмещающие функции отделителя жидкости. Допускается предусматривать для этих целей отдельные отделители жидкости, соединенные трубопроводами с циркуляционными (защитными) ресиверами, не совмещающими функции отделителя жидкости.
4) Геометрический объем циркуляционных ресиверов со стояком, совмещающих функции отделителя жидкости, для каждой температуры кипения в насосных схемах с нижней и верхней подачей аммиака в охлаждающие устройства следует рассчитывать по формулам, приведенным в [27].
5) Для аварийного (ремонтного) освобождения от жидкого аммиака охлаждающих устройств, аппаратов, сосудов и блоков, а также для удаления конденсата при оттаивании охлаждающих устройств горячими парами, необходимо предусматривать дренажный ресивер, рассчитанный на прием аммиака из наиболее аммиакоемкого аппарата, сосуда или блока.
6) Геометрический объем дренажного ресивера следует принимать из условия заполнения его не более чем на 80%.
7) Геометрический объем линейных ресиверов холодильных установок следует принимать не более 30% суммарного геометрического объема охлаждающих устройств помещений, аммиачной части технологических аппаратов и испарителей.
8) Для холодильных машин с дозированной зарядкой аммиака линейный ресивер не предусматривается.
9) Допускается предусматривать дополнительные линейные ресиверы для хранения годового запаса аммиака. При этом ресиверы не должны заполняться более 80% их геометрического объема.
10) Не допускается использовать в холодильных установках линейные ресиверы (неунифицированные) в качестве защитных, дренажных или циркуляционных, а кожухотрубные испарители в качестве конденсаторов и наоборот.
11) При подаче паров аммиака со стороны высокого давления к сосудам (аппаратам) на стороне низкого давления для освобождения их от жидкого аммиака и очистки от масла, давление в этих сосудах (аппаратах) не должно превышать давления испытания на плотность в соответствии с [21,27].
12) Воздух и другие неконденсирующиеся газы должны выпускаться из системы в сосуд с водой через специально устанавливаемый аппарат – воздухоотделитель.
1.4.3 Опасности, источником которых являются холодильные системы
1) Опасность от прямого воздействия температуры:
– хрупкость металлов при низких температурах;
– замерзание жидких хладоносителей (воды, соляных растворов) в замкнутом пространстве;
– термические напряжения;
– повреждение сооружений из-за замерзания грунта под ними;
– вредное воздействие на людей, вызванное низкими температурами.
2) Опасность, вызванная действием повышенного давления:
– увеличение давления конденсации, вызванное несоответствующим охлаждением или парциальным давлением неконденсируемых газов, или накоплением масла или жидкого хладагента;
– увеличение давления насыщенного пара, вызванное чрезмерным наружным нагревом (жидкого охладителя) или высокой температурой окружающей среды при длительном простое установки;
– расширение жидкого хладагента в замкнутом пространстве без присутствия пара, вызванное подъемом наружной температуры;
– пожар.
3) Опасность от прямого воздействия жидкой фазы:
– чрезмерное заполнение или затопление аппарата;
– присутствие жидкости в компрессорах, вызванное конденсацией в компрессоре;
– потери смазки из-за эмульгирования масла.
4) Опасность из-за вытекания хладагента:
– пожары пролива;
– взрыв ГПВС;
– интоксикация;
– паника;
– асфиксия (удушье) [1].
1.5 Общие сведения об авариях с выбросом (разливом) АХОВ на ХОО
Особенности современного производства и потребления связаны с переработкой, хранением, использованием в технологических процессах огромного количества опасных для жизнедеятельности веществ, в том числе АХОВ. Снижение уровня безопасности в техносфере связано с повышением плотности размещения разнородных объектов и производств и их зачастую непредсказуемым взаимодействием в аварийных ситуациях. О возрастании потенциальных опасностей техносферы в связи с ростом масштабов и концентрации производства можно судить по удельным, т.е. на душу населения, значениям летальных доз химически опасных веществ, накопленных в различных производствах Западной Европы. Можно привести следующие цифры: удельные значения летальных доз равны по мышьяку – 0,5 млрд. летальных доз; по фосгену, синильной кислоте, аммиаку – 100 млрд. летальных доз, по хлору – 10 триллионов летальных доз [2].
Согласно экспертным оценкам в России в ближайшей перспективе, несмотря на спад производства, не следует ожидать снижения количества аварий и катастроф на предприятиях химической и других отраслей промышленности, использующих или перерабатывающих АХОВ.
1.5.1 Виды химически опасных объектов
Химически опасный объект – объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют опасные химические вещества, при аварии на котором или при разрушении которого может произойти гибель или химическое заражение людей, сельскохозяйственных животных и растений, а также химическое заражение окружающей природной среды [18].
Следует иметь ввиду, что к ХОО относятся не только собственно химические производства, но и обширный класс различных объектов, использующих в своей работе АХОВ. Значительные запасы ядовитых веществ сосредоточены на объектах пищевой, мясомолочной промышленности, холодильниках торговых баз, в жилищно-коммунальном хозяйстве. Это, в первую очередь, аммиак, использующийся в качестве хладагента, и хлор, предназначенный для обеззараживания воды.
В случае аварии на таких объектах создается опасность химического заражения местности, поэтому они получили название химически опасных объектов.
Структура химически опасных объектов представлена на рисунке 1.2.
