Реферат: Анализ пожарной опасности и разработка мер противопожарной защиты процесса окраски
Название: Анализ пожарной опасности и разработка мер противопожарной защиты процесса окраски Раздел: Рефераты по безопасности жизнедеятельности Тип: реферат | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
СОДЕРЖАНИЕ 1..... Описание технологического процесса.. 3 1.1Общее описание технологического процесса. 3 1.2Описание стадий технологического процесса. 3 1.3Составление принципиальной технологической схемы процесса 2..... Основное оборудование технологического процесса.. 3 3.Расчёт категории помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.. 3 МИНИСТЕРСТВО ПО ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «КОМАНДНО-ИНЖЕНЕРНЫЙ ИНСТИТУТ» Кафедра пожарной профилактики и предупреждения чрезвычайных ситуаций ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ по дисциплине: «Безопасность технологических процессов» Тема: Анализ пожарной опасности и разработка мер противопожарной защиты процесса окраски. Исполнитель: курсант (слушатель) 31 взвода (группы) 3 курса ________________________ ________________________________ ПОДПИСЬ ИНИЦИАЛЫ И ФАМИЛИЯ Руководитель: _______________________________ ______________ УЧЕНОЕ ЗВАНИЕ,,УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ, ДОЛЖНОСТЬ, ПОДПИСЬ ИНИЦИАЛЫ И ФАМИЛИЯ МИНСК 2011 1.
|
Характеристики оборудования | Наименование оборудования/поз. на схеме | |||||||||||
Насос подачи растворителя/1 | Мерник растворителя/2 |
Смеситель растворителя/3 | Бункер полуфабриката/4 |
Насос подачи краски/5 | Фильтр/6 | Бак готовой краски/7 | Насос циркуляционный/8 |
Окрасочная камера/17 | Краскораспылитель/13 | Сушильная камера/11 | Расходная ёмкость растворителя/9 | |
Объём аппарата, м3 | 0,03 | 3 | 9 | 6 | 0,03 | 0,3 | 10,8 | 0,15 | 60 | |||
Степень заполнения аппарата | 0,65 | 0,72 | 0,68 | 0,65 | 0,72 | |||||||
Давление в аппарате, МПа | 0,35 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,7 | 0,7 | 0,1 | 0,29 | 0,29 | 0,1 | ||
Температура среды в аппарате, ºС | 22 | 22 | 40 | 22 | 40 | 40 | 22 | 22 | 22 | 22 | 132 | |
Диаметр подводящей линии, м | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 10 | 100 | ||
Диаметр отводящей линии, м | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||||
Расход подводящей линии, м3 | 0,030 | 0,030 | 0,045 | 0,015 | 0,054 | 0,054 | 0,054 | 0,015 | 0,015 | 0,030 | ||
Расход отводящей линии, м3 | 0,030 | 0,030 | 0,054 | 0,015 | 0,054 | 0,054 | 0,015 | 0,015 | ||||
Расстояние до задвижек, м | 2,0 | 4,0 | 2,9 | 3,3 | 2,5 | 2,2 | 3,7 | 2,7 | 5,0 | 2,0 | ||
Площадь окрашенных изделий (S0 ), м2 | 300 | 300 | ||||||||||
Расход ЛКМ, кг/м3 | 0,3 | |||||||||||
Защита от давления | есть | нет | есть | есть | есть | есть | ||||||
Аварийный слив | нет | нет | есть | нет | есть | нет | ||||||
Защита дыхательной линии | нет | нет | нет | нет | есть | |||||||
Привод запорной арматуры | руч. | руч. | авт. | руч. | авт. | авт. | авт. | авт. | руч. | руч. | руч. | авт. |
Обвалование (высота, м/площадь, м2 ) | 1/170 | |||||||||||
Доля растворителя | 100 | 100 | 73,5 | 21 | 73,5 | 73,5 | 73,5 | 73,5 | 73,5 | 100 | ||
Вид ЛВЖ | ацетон |
3.
Расчёт категории помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности
Исходя из характеристик применяемых веществ, категория категория каждого помещения определяется путём последовательной проверки принадлежности помещения от высшей (А) к низшей (Д), в зависимости от величины избыточного давления взрыва и удельной пожарной нагрузки в помещениях.
3.1 Характеристика пожарной опасности помещений
Параметры помещений приведены в таблице 2. Максимальная температура воздуха принята 35 ºС […]. Свободный объём помещения принимаем равным 80% от объёма помещения (…).
Таблица 2 – Характеристика пожарной опасности помещений
Площадь, м2 | Высота, м | Свободный объем помещения, м3 | Назначение | Объем ацетона, м3 | |
Помещение 1 | 144 | 3,8 | 437,8 | Приготовление краски | 2,9301 |
Помещение 2 | 288 | 3,8 | 875,5 | Фильтрация краски | 5,1144 |
Помещение 3 | 432 | 3,8 | 1313,3 | Подача краски | 5,3438 |
Помещение 4 | 576 | 3,8 | 1751,0 | Окраска и сушка деталей | 0,1676 |
3.2 Пожароопасные характеристики обращающихся веществ
Основные пожароопасные характеристики веществ и материалов, обращающихся в помещениях и наружной установке, приведены в таблице 3. Свойства обращающихся вещесьв определены по справочным данным […].
Таблица 3 - Основные пожароопасные характеристики веществ.
Наименование вещества |
Показатель пожарной опасности | |||
Тсам | Твсп | Qсг | Pmax | |
Легковоспламеняющаяся жидкость | ||||
Ацетон | 535 ºС | 18 ºС (з. т.) | 1821,38 кДж | 572 кПа |
3.3
Расчёт категории первого помещения
При расчете значений критериев взрывопожарной опасности в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии. Для данного помещения принимаем наихудший вариант – полное разрушение мерника растворителя. В таком случае объём разлившегося вещества будет определяться по формуле:
VА1 = V1 +V2 +V3 +V4 , (1)
где V1 – объём разлившейся жидкости из аппарата, м3 ; V2 – объём подводящего трубопровода, м3 ; V3 – объём отводящего трубопровода, м3 ; V4 – объём жидкости, поданной насосом до закрытия задвижки, м3 .
(2)
где Vа – объём аппарата, м3 ; ε – степень заполнения аппарата; wp – доля растворителя, %.
(3)
где в – диаметр трубопровода, м.
(4)
где S2
– площадьсечения подводящего трубопровода, м2
; l2
– расстояние до запорной арматуры на подводящей линии, м.
(5)
где S3
– площадьсечения отводящего трубопровода, м2
; l3
– расстояние до запорной арматуры на отводящей линии, м.
(6)
где q – расход подводящей линии, м3 /с; Т – время срабатывания запорной арматуры, с.
По условию аварии в помещение выливается VА1 = 11,0128 м3 жидкости, которая разливается на площади 11012,8 м2 , т. к. 1 л жидкости разливается на 1 м2 .
Масса разлившегося вещества будет определяться по формуле:
(7)
где r - плотность вещества, кг/м3 .
Давление насыщенных паров определяем по следующей формуле:
(8)
где А, В, СА – константы уравнения Антуана (…); tp – температура среды, °С.
Определяем интенсивность испарения по формуле:
(9)
где h – коэффициент, зависящий от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения; М – молярная масса вещества, кг/кмоль.
Площадь обвалования найдём по формуле:
(10)
где Sпом – площадь помещения, м2 ; k – коэффициент ограничения розлива, %.
Т.к. площадь обвалования меньше площади помещения, то принимаем, что площадь испарения равна площади обвалования (Fисп =Sобв ).
Масса испарившейся жидкости, поступившей в помещение:
(11)
где Тисп – время испарения, с.
Определяем плотность паров вещества при расчётной температуре по формуле:
(12)
где – молярный объем, м3
/кмоль.
Определяем стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания по следующей формуле:
b = nc
+ (13)
где nс , nн , nо , nх – число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле вещества.
Определяем стехиометрическую концентрацию паров вещества по формуле:
(14)
Избыточное давление взрыва определяем по формуле:
DР = (Рmax
- Ро
) (15)
где Pmax – максимальное давление взрыва стехиометрической паровоздушной смеси в замкнутом объеме, кПа; P0 – атмосферное давление; Z – коэффициент участия горючего во взрыве; Кн – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения; VСВ – свободный объем помещения, м3 .
Вывод: первое помещение относится к категории А, т.к. в нём хранится легковоспламеняющаяся жидкость с температурой вспышки менее 28 о С в таком количестве, что может образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.
3.4
Расчёт категории второго помещения
Для данного помещения принимаем наихудший вариант – полное разрушение смесителя растворителя. В таком случае объём разлившегося вещества будет определяться:
V1 = 9 . 0,72 . 0,735 = 4,7628 м3 ,
S2 = 0,00785 м2 ,
V2 = 0,00785 . 2,9 . 1 = 0,02277 м3 ,
V3 = 0,00785 . 2,9 . 0,21 = 0,00478 м3 ,
V4 = 0,00785 . 2,9 . 0,735 = 0,01673 м3 ,
V5 = 0,045 . 120 . 1 = 5,4 м3 ,
V6 = 0,045 . 120 . 0,21 = 1,134 м3 ,
VА2 = 4,7628 + 0,02277 + 0,00478 + 0,01673 + 5,4 + 1,134 = 11,3411 м3 .
где V1 – объём разлившейся жидкости из аппарата, м3 ; V2 – объём подводящего трубопровода cацетоном, м3 ; V3 – объём подводящего трубопровода cполуфабрикатом, м3 ; V4 – объём отводящего трубопровода, м3 ; V5 – объём жидкости, поданной насосом до закрытия задвижки cацетоном, м3 ; V6 – объём жидкости, поданной насосом до закрытия задвижки cполуфабрикатом, м3 .
По условию аварии в помещение выливается VА2 = 11,3411 м3 жидкости, которая разливается на площади 11341,1 м2 , т. к. 1 л жидкости разливается на 1 м2 .
Масса разлившегося вещества будет определяться по формуле (7):
11,3411 .
790,8 =8968,5 кг.
Площадь обвалования найдём по формуле (10):
где Sпом – площадь помещения, м2 ; k – коэффициент ограничения розлива, %.
Т.к. площадь обвалования меньше площади помещения, то принимаем, что площадь испарения равна площади обвалования (Fисп =Sобв ).
Определяем интенсивность испарения по формуле (9):
Масса испарившейся жидкости, поступившей в помещение определяется по формуле (11):
Избыточное давление взрыва определяем по формуле (15):
DР
Вывод: второе помещение относится к категории А, т.к. в нём хранится легковоспламеняющаяся жидкость с температурой вспышки менее 28 о
С в таком количестве, что может образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.
3.5 Расчёт категории третьего помещения
Для данного помещения принимаем наихудший вариант – полное разрушение бака готовой краски. В таком случае объём разлившегося вещества будет определяться:
V1 = 10,8 . 0,65 . 0,735 = 5,1597 м3 ,
S2 = 0,00785 м2 ,
V2 = 0,00785 . 3,7 . 0,735 = 0,02135 м3 ,
V2 = 0,00785 . 3,7 . 0,735 = 0,02135 м3 ,
V4 = 0,054 . 120 . 0,735 = 4,7628 м3 ,
VА 3 = 5,1597 . 0,02135 . 0,02135 . 4,7628 = 9,9652 м3 .
По условию аварии в помещение выливается VА3 = 9,9652 м3 жидкости, которая разливается на площади 9965,2 м2 , т. к. 1 л жидкости разливается на 1 м2 .
Масса разлившегося вещества будет определяться по формуле (7):
9,9652 .
790,8 = 7880,5 кг.
Определяем интенсивность испарения по формуле (9):
Площадь обвалования найдём по формуле (10):
Т.к. площадь обвалования меньше площади розлива, то принимаем, что площадь испарения равна площади обвалования (Fисп =Sобв ).
Масса испарившейся жидкости, поступившей в помещение определяется по формуле (11):
Избыточное давление взрыва определяем по формуле (15):
Вывод: третье помещение относится к категории А, т.к. в нём хранится легковоспламеняющаяся жидкость с температурой вспышки менее 28 о С в таком количестве, что может образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.
3.6 Расчёт категории четвёртого помещения
Для данного помещения принимаем наихудший вариант – разрыв подводящей линии краскораспылителя. В таком случае объём разлившегося вещества будет определяться:
S1 = 0,0000785 м2 ,
V1 = 0,0000785 . 5 . 0,735 = 0,0002885 м3 ,
V2 = 0,015 . 300 . 0,735 = 3,3075 м3 ,
VА4 = V1 +V2 = 0,0002885 + 3,3075 = 3,3078 м3 .
По условию аварии в помещение выливается VА4 =3,3078 м3 жидкости, которая разливается на площади 3307,8 м2 , т. к. 1 л жидкости разливается на 1 м2 .
Масса разлившегося вещества будет определяться по формуле (7):
3,3078 .
790,8 = 2615,8 кг.
Определяем интенсивность испарения по формуле (9):
Площадь обвалования найдём по формуле (10):
Т.к. площадь обвалования меньше площади розлива, то принимаем, что площадь испарения равна площади обвалования (Fисп =Sобв ).
Масса испарившейся жидкости, поступившей в помещение определяется по формуле:
(16)
где mисп1 – масса вещества, испарившегося с поверхности деталей, кг; mисп2 – масса испарившегося вещества, вышедшего из разрушившегося трубопровода, кг.
Массу вещества, испарившегося с поверхности деталей, определяем по формуле:
(17)
где Sокр – площадь окрашенных деталей, м2 ; qЛКМ – расход ЛКМ, кг/м2 .
Массу испарившегося вещества, вышедшего из разрушившегося трубопровода, определяем по формуле (11):
Избыточное давление взрыва определяем по формуле (15):
Вывод: четвёртое помещение относится к категории А, т.к. в нём хранится легковоспламеняющаяся жидкость с температурой вспышки менее 28 о С в таком количестве, что может образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.
3.6 Расчёт категории наружной установки
В данном технологическом процессе наружная установка представлена расходной ёмкостью растворителя.
Принимаем наихудший вариант – полное разрушение наружной установки. В таком случае объём разлившегося вещества будет определяться по формуле:
V1 = 60 . 0,72 . 1 = 43,2 м3 ,
S2 = 0,00785 м2 ,
V2 = 0,00785 . 2 . 1 = 0,0157 м3 ,
VНУ = V1 +V2 = 43,2 + 0,0157 = 43,2157 м3 .
По условию аварии выливается VНУ = 43,2157 м3 жидкости, которая разливается на площади 6482,4 м2 , т. к. 1 л жидкости разливается на 0,15 м2 .
Масса разлившегося вещества будет определяться по формуле (7):
43,2157.
790,8 = 34175 кг.
Определяем интенсивность испарения по формуле (9):
Т.к. площадь обвалования меньше площади розлива, то принимаем, что площадь испарения равна площади обвалования (Fисп =Sобв ).
Масса испарившейся жидкости, поступившей в помещение определяется по формуле (11):
Приведенная масса пара вычисляется по формуле:
(18)
где Qсг – удельная теплота сгорания газа или пара, Дж × кг-1 ; Z – коэффициент участия горючих газов и паров в горении; Qо – константа, Дж × кг-1 .
Расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака определяем по формуле:
(19)
где dуст
– диаметр установки, м.
Если принять высоту наружной установки равной 5 м, то диаметр будет равен:
(20)
где Vуст – объём аппарата, м3 ; hуст – высота установки, м.
2+30 = 32 м.
Величину избыточного давления, развиваемого при сгорании газопаровоздушных смесей, определяем по формуле:
(21)
Вывод: наружная установка относится к категории Ан , т.к. в ней хранится легковоспламеняющаяся жидкость с температурой вспышки менее 28 о С, при этом горизонтальный размер зоны, ограничивающей газопаровоздушные смеси с концентрацией горючего выше нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР), превышает 30 м и расчетное избыточное давление при сгорании газопаровоздушной смеси на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 5 кПа.
Полученные данные заносим в таблицу 4.
Таблица 4 – Категории помещений и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности
Наименование помещения | Площадь помещения, м2 | Категория помещения (по НПБ 5-2005) |
Приготовление краски | 144 | А |
Фильтрация краски | 288 | А |
Подача краски | 432 | А |
Окраска и сушка деталей | 576 | А |
Наружная установка | - | Ан |