Дипломная работа: Пожаровзрывозащита мукомольного производств

Дипломная работа: Пожаровзрывозащита мукомольного производств

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Кафедра безопасности жизнедеятельности

 

 

 

Пожаровзрывозащита мукомольного производства

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к выпускной квалификационной работе

Уфа  2006

Аннотация

Пояснительная записка к дипломной работе по специальности «Защита в чрезвычайных ситуациях» на тему «Пожаровзрывозащита мукомольного производства».

ВЗРЫВ, ПОЖАР, ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ, МУКОМОЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО, ЭЛЕВАТОР, АЭРОВЗВЕСЬ, МОЛНИЕЗАЩИТА, МУКА ПШЕНИЧНАЯ, БЕЗОПАСНОСТЬ.

В дипломной работе приведено описание аварии на мельнице в рабочее время, представлены особенности распространения пожара (взрыва) на мукомольном производстве. На основании действующих документов ГОСТ Р 12.3.047 – 98 «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля», Правила пожарной безопасности Российской Федерации ППБ 01-93, РД 34.21.122.87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений», СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений», ГОСТ 12.1.044 – 89 «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов», ГОСТ 12.1.041 – 83 (с изменениями в 1988г. и 1990 г.) «Пожаровзрывобезопасность горючих пылей. Общие требования» рассчитаны критерии пожаровзрывоопасности при пожаре (взрыве), проведен анализ методов обеспечения взрывопредупреждения и взрывозащиты.

Пояснительная записка на 45 стр., табл. 9, использованных источников- 19.

Содержание

Введение

1. Особенности распространения пожара (взрыва)

1.1. Описание расчетной ситуации

1.2. Особенности пожаровзрывоопасности горючих пылей

1.3. Расчет критериев пожарной опасности при сгорании взрывоопасной пыли

1.3.1. Расчет избыточного давления при сгорании пылевоздушной смеси в помещении

1.3.2. Расчет интенсивности теплового излучения и времени существования «Огненного шара»

1.3.3. Расчет параметров волны давления при сгорании горючей пыли

1.3.4. Расчет размеров возможного пожара и его потенциальной энергии

1.4. Оценка индивидуального и  социального рисков

2. Обеспечение пожаровзрывобезопасности

2.1. Общие положения

2.2. Предотвращение взрывов

2.2.1. Технологические процессы

2.2.2. Производственное оборудование

2.2.3. Производственные здания, помещения

2.3. Взрывозащита

2.3.1. Производственное оборудование и технологические процессы

2.3.2. Производственные здания, помещения и сооружения

2.4. Взрывобезопасность

2.4.1. Общие требования

2.4.2. Обучение и инструктаж персонала по взрывобезопасности

2.4.3. Контроль за соблюдением требований взрывобезопасности

2.4.4. Мероприятия при возникновении предаварийных и аварийных ситуаций

2.5. Планово-предупредительный ремонт

2.6. Молниезащита мельницы

2.6.1. Молниезащита мельницы

2.6.2. Оценка среднегодовой продолжительности гроз и ожидаемого количества поражений молнией здания мельницы

2.6.3. Построение зоны защиты

3. Взрывозащита

3.1. Общие положения

3.2. Взрыворазрядные устройства

3.2.1. Расчет площади проходных сечений взрыворазрядителей

3.2.2. Расчет и установка взрыворазрядителей на молотковых дробилках

3.2.3. Расчет и установка взрыворазрядителей на рециркуляционных зерносушилках с камерами нагрева, шахтных с подогревателями, на каскадных нагревателях

3.2.4. Определение размеров и  установка взрыворазрядителей на нориях

3.2.5. Определение размеров и установка взрыворазрядителей на фильтрах и циклонах аспирационных установок

3.2.6. Эксплуатация взрыворазрядителей

3.3. Система локализации взрыва

Заключение

Список литературы

Приложение 1. Физико-химические свойства муки

Приложение 2. Основные направления мероприятий по взрывопредупреждению

Приложение 3. Основные направления технических мер по взрывозащите

Приложение 4. Иллюстрации

Введение

В различных отраслях экономики России функционирует свыше 8 тыс. взрыво- и пожароопасных объектов. Наиболее часто аварии, сопровождаемые взрывами и пожарами, происходят на предприятиях химической, нефтехимической  и нефтеперерабатывающей отрасли, а также на объектах жилого и соци­ально-бытового назначения.

Основное количество пожаров (до 85%) приходится на склады товарно-мате­риальных ценностей, предприятий торговли и сферы услуг. В последнее время на­метилась тенденция роста количества возникающих пожаров в зернохранилищах, гаражах, на лесопромышленных комплексах и животноводческих фермах. За три последних года количество таких пожаров возросло в 2 раза.

Мукомольное производство занимает особое место в хлебопродуктовой промышленности ввиду того, что его объекты (мельницы, элеваторы и т.п.) расположены практически в каждом населенном пункте. В связи с этим они представляют потенциальную опасность и на них распространяется требования ФЗ «О промышленной безопасности производственных объектов».

Целью данной дипломной работы является оценка опасности взрыва на мельнице со 170 тоннами пшеничной муки в/с.

Задачами представленной работы является определение особенностей распространения взрыва на мельнице, разработка методов взрывопредупреждения и взрывозащиты, анализ и расчет взрыворазрядных устройств и автоматической системы локализации взрыва.

Социально-экономическое развитие страны базируется на кардинальном ускорении научно-технического прогресса. Необходимо осуществление глубокой реконструкции всего производства на основе самых современных достижений науки и техники.

При решении комплекса сложнейших задач, связанных с реализацией намеченного развития производства, необходимо предусмотреть всевозможные позитивные и негативные последствия. Малейшая неточность, не говоря уже об ошибках, грозит серьезнейшими, порой непоправимыми последствиями. Например, повышение производственных мощностей предприятий по хранению и переработке зерна, оснащение их новым оборудованием приводят к увеличению общего количества мелкодисперсных горючих материалов, обращающихся на производстве, возрастает вероятность возникновения взрывоопасных смесей и источников их зажигания. В итоге значительно повышается взрывоопасность производства. Избежать указанные неблагоприятные последствия могут при своевременном внедрении на предприятиях в необходимом объеме высокоэффективных организационных мероприятий и технических средств по предотвращению взрывов и взрывозащите. [1, с. 3-4]

Современная технология хранения, переработки зерна приводит к образованию на элеваторах, мукомольных и комбикормовых заводах большого количества мелкодисперсных горючих органических материалов. В свободных объемах технологического, транспортного и аспирационного оборудования, в производственных сооружениях и помещениях может возникнуть взрывоопасные пылевоздушные смеси.

Анализ результатов технического расследования взрывов на предприятиях по хранению и переработке зерна показывает, что решение проблемы взрывобезопасности производственной отрасли связано, прежде всего, с обеспечением взрывобезопасности оборудования.

Значительная часть аварийных взрывов начинается с первичных взрывов в производственном оборудовании. Тяжелые разрушительные последствия взрывов во многом определяются отсутствием или низкой эффективностью средств взрывозащиты производственного оборудования, что не только приводит к разрушению конструкций в зоне возникновения взрыва, но и способствует также развитию и распространению взрыва по всем взаимосвязанным участкам производства. [1, с. 5]

Одно из главных направлений повышения взрывобезопасности предприятий – увеличение эксплуатационной надежности производственного оборудования, технического уровня его обслуживания и эксплуатации, применение специальных контролирующих и блокирующих устройств, технических средств предотвращения взрывов.

Однако не исключена вероятность возникновения взрывов из-за случайных поломок оборудования, ошибок обслуживающего персонала и по другим причинам. Поэтому важное направление в обеспечении взрывобезопасности предприятий – разработка и оснащение производственного оборудования эффективными техническими средствами взрывозащиты.

Возможность развития загорания, вспышки, хлопка или локального первичного взрыва в серию мощных разрушительных взрывов с тяжелыми последствиями в ряде случаев определяется неудовлетворительными техническими решениями во взрывобезопасности, принимаемыми при  технологическом и строительном проектировании, отсутствием эффективных средств взрывозащиты производственного оборудования, зданий и сооружений.

На условия возникновения и развития предаварийных ситуаций влияют повышение запыленности в отдельных производственных зонах, повышение вероятности образования взрывоопасных смесей и возникновения источников их зажигания.

В настоящее время в отрасли хлебопродуктов проводят большую работу по развитию техническому перевооружению материально-технической базы предприятий, совершенствованию механизации и автоматизации производственных процессов, внедрению достижений науки, техники и передового опыта.

Все это будет служить обеспечению взрывопожарной безопасности предприятий и их устойчивой работы, которая заключается в эффективном использовании возможностей научно-технического прогресса и технологического потенциала.

При выполнении расчетов в данной работе использованы следующие действующие документы:

-  СНиП 2.04.09.84 «Пожарная автоматика зданий и сооружений» [2];

-  ППБ 01-93 Правила пожарной безопасности РФ [3];

-  ГОСТ Р 12.3.047 – 98 «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля» [4];

-  РД 34.21.122.87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» [5];

-  НПБ 107-97 «Определение категорий наружных установок по пожарной опасности» [6];

-  НПБ 105-95 «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности» [7].

1. Особенности распространения пожара (взрыва)

Анализ данных по взрывам, происшедшим на элеваторах и мукомольных заводах, позволяет установить их распределение по видам производства, месту и причинам возникновения первичного взрыва.

Таблица 1.1. Распределение пылевых взрывов по производствам

Тип производства	Число взрывов на 100 предприятий за 10 лет	Число взрывов от общего числа, %
Элеваторы	1,1	25,5
Мукомольные заводы	2,2	17,0
Комбикормовые заводы	5,6	37,5
Склады силосного типа	2,0	16,0
Хлебоприемные и другие предприятия	0,05	4,0

В то же время на элеваторах в последние годы наметилась тенденция к снижению взрывов. Это связано с уменьшением числа взрывов, происшедших при проведении огневых работ с нарушением правил безопасности, которые являлись одной из основных причин. Ниже приведен анализ распределения пылевых взрывов и тяжести последствий на различных типах производств.

Таблица 1.2. Распределение пылевых взрывов и тяжести последствий по производствам

Тип производства	Взрывы с тяжелыми последствиями, %
Элеваторы	50
Мукомольные заводы	40
Комбикормовые заводы, в т.ч. склады силосного типа для комбикормового сырья и продукции	30

К наиболее тяжелым последствиям приводят взрывы на элеваторах, а также на мукомольных заводах старой постройки. Подобное распределение во многом определяется объемом и эффективностью применяемых на предприятии технических средств взрывозащиты производственного оборудования, зданий и сооружений. На элеваторах, как и на мукомольных заводах старой постройки, практически никаких мер по взрывозащите не предусматривалось.

При проектировании новых мукомольных и комбикормовых заводов, относящихся к взрывопожароопасным производствам, в соответствии с требованиями нормативно-технических документов предусмотрены мероприятия по взрывозащите. [1, с. 50-55]

1.1. Описание расчетной ситуации

Согласно выданному заданию:

В результате аварии на гидротехнических сооружениях Павловской ГЭС, в близлежащем  поселке городского типа произошли сбои в электроснабжении, в т.ч. короткое замыкание.  В помещение мельницы размерами 45 м * 120 м * 7 м произошла внезапная разгерметизация технологического аппарата, за которой последовал  аварийный выброс  всей находившейся пыли – 170 тонн муки, а в результате короткого замыкания произошло её возгорание. Число работающих смены: 15 человек. На животноводческой ферме, расположенной в 100 м от мельницы, существует опасность возникновения пожара или получения значительных повреждений. Физико-химические свойства муки приведены в Приложении 1 на странице

1.2. Особенности пожаровзрывоопасности горючих пылей

Согласно ГОСТ 12.1.041 – 83 «Пожаровзрывобезопасность горючих пылей. Общие требования» (с изменениями 1988г., 1990 г.) [8] горючие пыли, находящиеся во взвешенном состоянии в газовой среде характеризуются следующими показателями пожаровзрывоопасности:

-  нижним концентрационным пределом воспламенения (НКПР);

-  минимальной энергией зажигания (Wmin);

-  максимальным давлением взрыва (Pmax);

-  температурой самовоспламенения (tсв);

-  минимальным взрывоопасным содержанием кислорода (МВСК).

-  скоростью нарастания давления при взрыве

В данном случае для пшеничной муки высшего сорта эти показатели следующие:

НКПР, г · м-3	28,8		Wmin , МДж	50		tсв , ºС	380
Pmax, кПа	650		, кПа · с-1	13 000		МВСК, % по объему	11,0

Горение взрывоопасной смеси при ее воспламенении может протекать в различных режимах, зависящих от ряда факторов (вспышка, хлопок, локальный и развитый одиночный взрыв). Причины их возникновения непосредственно связаны с образованием в условиях производства взрывоопасных смесей и появлением источников зажигания.

Большая часть производственного оборудования, сооружений и помещений элеваторов и мукомольных заводов связана между собой технологическими и транспортными коммуникациями, аспирационными, вентиляционными и воздушными отопительными сетями, переходными галереями, тоннелями, лестничными клетками, шахтами, технологическими проемами и т.д. Поэтому отдельная вспышка взрывоопасной смеси, локальный одиночный взрыв могут развиться в серию последовательных мощных пылевоздушных взрывов, распространяющихся по производственному оборудованию, сооружениям и помещениям всего предприятия. Условия развития и распространения взрывов усугубляется тем, что многие технологические и транспортные магистрали и коммуникации представляют собой каналы и трубопроводы, заполненные в различной степени мелкодисперсным продуктом. В сооружениях, галереях, тоннелях, шахтах и производственных помещениях скапливаются отложения, россыпи пыли или завалы мелкодисперсных материалов. При появлении внешних возмущений (направленных газовоздушных потоков, ударных волн, вибраций и сотрясений) значительное количество этих мелкодисперсных продуктов переходит в аэровзвесь и воспламеняется горящей смесью или раскаленными газами первичного и следующих за ним взрывов.

На элеваторах и мукомольных заводах наиболее вероятными вариантами (рисунок Приложения 1) развития взрывов являются 1-2-3-4, 5-6-7-4, 13-14-15-4, 5-6-8-9. Менее вероятны варианты 5-6-10-11, 13-14-16-9. При этом не исключено возможное ограничение развития взрывов по указанным вариантам на стадии первичных (2, 6, 14) или вторичных (3, 10, 16) взрывов. Анализ аварий, связанных с пылевоздушными взрывами, показывает, что в большинстве случаев место возникновения первоначального взрыва или вспышки – технологическое, транспортное или аспирационное оборудование, а также силосы и оперативные бункера. Только в нескольких случаях первоначальная вспышка возникла непосредственно в производственном помещении [1, с. 41-44]

1.3. Расчет критериев пожарной опасности при сгорании взрывоопасной пыли

Методика расчета критериев пожарной опасности при сгорании взрывоопасной пыли определена в ГОСТ Р 12.3.047-98 «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля» [4], а также НПБ 107-97 «Определение категорий наружных установок по пожарной опасности» [6].

1.3.1. Расчет избыточного давления при сгорании пылевоздушной смеси в помещении

Одним из поражающих факторов является избыточное давление, служащее количественным критерием категории опасности.

Избыточное давление при сгорании пылевоздушной смеси Dp, кПа, рассчитывается по формуле:

                                            (1.1)

где

m -  расчетная масса взвешенной в объеме помещения горючей пыли, образовавшейся в результате аварийной ситуации, кг;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7