Дипломная работа: Пожаровзрывозащита мукомольного производств

Таким образом, определили параметры конструкции молниеотводов:

-  высота тросового молниеотвода 20,85 м;

-  высота опоры 23,85 м;

-  длина пролета троса 130 м;

-  высота зоны защиты 19,182 м;

-  радиус защиты на уровне земли 35,445 м.

3. Взрывозащита 3.1. Общие положения

Взрывобезопасность предприятий, на которых возможно возникновение взрыва, должна обеспечиваться комплексом профилактических мероприятий и применением систем взрывозащиты производственного оборудования, зданий и сооружений. Профилактика взрывов направлена на предотвращение условий для возникновения взрывоопасных смесей, насколько это допустимо с позиций обеспечения нормального ведения технологических процессов, а также на исключение возможности появления потенциальных источников их зажигания.

Все необходимые требования по взрывопредупреждению на элеваторах и мукомольных заводах должны постоянно уточняться, а мероприятия и средства, обеспечивающие их выполнение, непрерывно совершенствоваться по технической и экономической эффективности. Требования и мероприятия по профилактике взрывов полностью отвечают современным представлениям о взрывопредупреждении на промышленных предприятиях. Однако, как показывает практика эксплуатации предприятий,  невозможно полностью исключить ошибки обслуживающего персонала, нарушения правил, случаи нарушения режимов работы оборудования, внезапный выход из строя отдельных узлов, деталей и машин. В связи с этим остаются актуальными вопросы взрывозащиты оборудования, зданий и сооружений. Конкретные требования по взрывозащите для каждой отрасли сформулированы в специальных ведомственных нормативно-технических документах.

Анализ результатов технического расследования аварий показывает необходимость разработки и внедрения ряда технических мероприятий по взрывозащите, не предусматриваемых действующими нормативными документами. Для создания высокоэффективных, экономически приемлемых, надежных и простых в эксплуатации систем взрывозащиты предстоит выполнить в дальнейшем большой объем научно-исследовательских, опытно-конструкторских и проектных работ.

Особое место и значительную часть в этом комплексе работ составят экспериментальные исследования. Это связано не только с тем, что до настоящего времени до конца не изучены механизмы пылевоздушного и гибридного взрыва и его газотермодинамика, нет данных по процессам взрывного горения многих пылевоздушных и пылегазовоздушных смесей, но и с тем, что создание каждого нового устройства или системы взрывозащиты требует экспериментальной отработки и проверки в натуральных условиях.

Обзор способов взрывозащиты, применяемых как в России так и за рубежом, позволяет сформулировать основные направления разработок технических средств взрывозащиты:

-  ограничение роста давления взрыва выше допустимого уровня за счет вскрытия проходных сечений для отвода продуктов сгорания из объема защищаемого оборудования, сооружения или помещения (рис. 3.1);

-  подавление процесса взрывного горения на начальной стадии введением в зону взрыва пламегасящих веществ (рис. 3.2);

-  предотвращение распространения пламени и высокотемпературных продуктов взрывного горения по технологических и другим коммуникациям устройством огнепреградителей;

-  предотвращение распространения пламени и высокотемпературных продуктов сгорания установкой на магистралях пламеотсекателей.

Отдельная система взрывозащиты, например какого-либо технологического аппарата, может состоять из нескольких различных устройств, предназначаемых для предотвращения повышения давления в зоне взрыва и ограничения распространения продуктов взрывного горения из зоны взрыва в смежные объемы. Как показывают результаты исследований, опыт эксплуатации различных типов систем взрывозащиты, в настоящее время наиболее приемлемы для предприятий по хранению и переработке зерна разработки по первому и четвертому направлениям.

При определении объектов, подлежащих взрывозащите, и решении вопроса о сроках (очередности) обеспечения объекта системой взрывозащиты необходимо провести оценку по следующим показателям:

-  возможность возникновения в объеме взрывоопасной смеси при нормальной работе на стационарном режиме, переходных режимах, холостом ходу, в аварийном режиме, после остановки или до включения;

-  показатели пожаровзрывоопасности образующейся аэровзвеси – концентрационные и температурные пределы распространения пламени (воспламенения), максимальное давление взрыва, скорость его нарастания и т.д.;

-  предельные параметры возможного взрыва в условиях отсутствия систем взрывозащиты – максимальное давление, скорость его нарастания, суммарная энергия (мощность взрыва) по тротиловому эквиваленту или удельному тепловыделению;

-  возможность возникновения источника зажигания взрывоопасной смеси в процессе работы оборудования в нормальном и аварийных режимах, попадание его из смежного оборудования, при нарушениях противопожарного режима (привнесенный источник) и т.д.;

-  связь рассматриваемого объема со смежными объемами (помещениями, сооружениями, технологическими аппаратами);

-  возможность возникновения взрыва в смежных объемах или возможность их разрушения от взрыва в рассматриваемом объеме;

-  наличие средств (систем) взрывопредупреждения;

-  возможность контроля режима работы обслуживающим персоналом или автоматикой;

-  эксплуатационная надежность рассматриваемого объекта;

-  масштаб и перспективы применения на предприятиях отрасли;

-  роль в производственном процессе (возможность нормальной работы предприятия без рассматриваемого объекта, ограничение работы или невозможность эксплуатации предприятия);

-  материальная ценность объекта, сложность восстановления после возможного повреждения взрывом. [1, с. 213-219]

3.2. Взрыворазрядные устройства

Взрыворазрядные устройства (взрыворазрядители) предназначены для предотвращения роста давления взрыва в защищаемом оборудовании выше допустимого, в целях его защиты от разрушения и недопущения возможности распространения продуктов горения в производственные помещения. Предотвращают рост давления взрыва выше допустимого уровня отводом продуктов горения и несгоревшей пылевоздушной смеси из защищаемого оборудования в безопасную зону за пределы производственного здания.

В защищаемом оборудовании следует предусматривать специальные отверстия и переходные патрубки для присоединения взрыворазрядителей. Форма и расположение переходных  патрубков не должны способствовать накоплению пыли или продукта перед мембраной со стороны взрыворазрядного устройства. Взрыворазрядитель состоит из взрыворазрядного устройства с предохранительной мембраной и отводящего трубопровода. Предохранительную мембрану, перекрывающую проходное сечение взрыворазрядителя, следует устанавливать на минимальном расстоянии от корпуса защищаемого оборудования.

В качестве взрыворазрядных устройств обычно применяют взрыворазрядители шиберного типа,  с бандажным креплением предохранительных разрывных мембран и с легкоразъемным соединением отводящих трубопроводов (рис. 3.3), комбинированные (рис. 3.4), устанавливаемые при объединении отводящих трубопроводов в общий коллектор (рис. 3.5). В зонах  с повышенной температурой, например, в зерносушилках, устанавливают взрыворазрядители с выщелкивающейся мембраной из тонкого стального листа (рис. 3.6). Во взрыворазрядителях шиберного типа применяют разрывные мембраны из алюминиевой фольги толщиной 0,04 мм. Возможно изготовление мембран из полиэтиленовых пленок, которые применяют обычно во взрыворазрядителях с бандажным креплением разрывных мембран.

В качестве разрывных предохранительных мембран рекомендуется применять полиэтиленовые пленки марок Т, СТ, СНК, СК, В или Н (ГОСТ 10354 – 82). Толщину (δ) разрывных мембран из полиэтиленовой пленки выбирают в зависимости от диаметра (D) проходного сечения взрыворазрядителя. Зависимость D от δ получена экспериментально из условия необходимости обеспечения вскрытия (разрыва) мембран при давлении 10…15 кПа. Для прямоугольного проходного сечения взрыворазрядителя эквивалентное значение диаметра D определяют по формуле:          

            D = 4 · F /П                                     (3.1)

где F – площадь проходного сечения взрыворазрядителя, м2;

П – периметр проходного сечения взрыворазрядителя, м.

Диаметр проходного сечения взрыворазрядителя, мм	200…300	300…400	400…500	500…650	650…850	850…1050	1050...1250
Толщина разрывных мембран, мм	0,05	0,07	0,1	0,12	0,15	0,2	0,25

Опыт эксплуатации мембранных взрыворазрядителей шиберного типа выявил ряд недостатков в их конструкции:

-  взрыворазрядитель не обеспечивает полной герметизации защищаемого оборудования;

-  мембрана из алюминиевой фольги толщиной 0,04 мм быстро разрывается, что приводит к нарушению нормального режима работы аспирационных сетей и пылевыделению;

-  конструкция не позволяет производить осмотр мембраны в рабочем положении, сложна в изготовлении и эксплуатации.

При использовании предохранительных мембран другого типа или из других материалов расчет взрыворазрядителей должен быть проведен при условии определения статического давления их вскрытия, рекомендуемые значения которого составляют 10…15 кПа. Отводящие трубопроводы взрыворазрядителей должны быть прямыми, минимальной длины. Общая длина трубопровода от корпуса защищаемого оборудования до наружного среза не должна превышать 12 м. В качестве отводящих трубопроводов взрыворазрядителей рекомендуется использовать стальные сварные трубы с толщиной стенок не менее 1,0 мм или трубы любых типов, выдерживающие остаточное давление взрыва. Внутренний диаметр отводящего трубопровода должен быть не менее диаметра проходного сечения взрыворазрядителя. При вертикальном выведении из здания отводящего трубопровода на его срезе для защиты от атмосферных осадков устанавливают диффузор с зонтом. Отводящие трубопроводы от нескольких единиц оборудования допускается объединять в единый коллектор, диаметр которого должен быть не менее наибольшего диаметра трубопроводов из числа объединяемых в коллектор.

Взрыворазрядителями защищают оборудование, в котором обращаются горючие вещества органического или неорганического происхождения – молотковые дробилки, нории, фильтры и циклоны аспирационных установок, рециркуляционные зерносушилки с камерами нагрева, шахтные зерносушилки с подогревателями, каскадные нагреватели. Устанавливают взрыворазрядители на действующих предприятиях в плановом порядке по технической документации, согласованной с вышестоящей организацией, при проведении капитальных ремонтов, техническом перевооружении и реконструкции. [1, с. 219-224]

3.2.1. Расчет площади проходных сечений взрыворазрядителей

Площадь (F, м2) проходных сечений взрыворазрядителей рассчитывают из условия, что остаточное  давление взрыва (∆P) не должно превышать допустимого значения (∆Pдоп), определяемого прочностью конструкции защищаемого оборудования:

∆P ≤ ∆Pдоп                                         (3.2)

В рассматриваемом случае мельницы 45*120*7 м, для оборудования, выдерживающего внутреннее избыточное давление более 100 кПа, следует принимать ∆Pдоп  = 100 кПа. Величину свободного объема (V, м3) защищаемого оборудования определяют за вычетом объемов расположенных внутри оборудования узлов и агрегатов.

При защите объема взрыворазрядителем с прямым отводящим трубопроводом общей длиной L=12 м и с предохранительной мембраной, вскрывающейся при избыточном статическом давлении ∆Pст ≤ 10 кПа с разрывными мембранами из полиэтиленовой пленки, площадь (диаметр D, м) проходного сечения взрыворазрядителя определяют по номограмме, представленной на рисунке 3.7. [1, с. 224-226]

Для определения F или D по заданным значениям ∆P, V и L необходимо объединить прямой линией соответствующие точки на вертикальных шкалах ∆P и V и найти точку пересечения этой прямой с заданной линией L. Кривая линия FD, проходящая через эту точку, дает ответ. При попадании точки пересечения между линиями  FD в качестве ответа принимают ближайшую слева линию FD или методом интерполяции  определяют значение F и D. Таким образом согласно номограмме F = 0,159 м2, а  D = 0,45 м.

3.2.2. Расчет и установка взрыворазрядителей на молотковых дробилках.

Молотковые дробилки защищают взрыворазрядителями, установленными на боковой стенке в верхней части выпускного бункера (см. рис. 3.8). Диаметр проходного сечения взрыворазрядителя на выпускном бункере молотковой дробилки определяют расчетом в п. 3.2.1. При этом защищаемый объем складывается из свободного объема дробилки и объема бункера.

При отсутствии сведений о прочности бункеров при расчете взрыворазрядителей для дробилок принимают значения допустимого давления взрыва, равные 100 кПа при объеме бункера до 2,0 м3, 50 кПа – свыше 2,0 м3. Для предохранения мембран от разрыва под действием разрежения внутри дробилок с забором продукта пневматическими транспортом перед мембраной со стороны оборудования устанавливают сетку из проволоки толщиной 1…2 мм с ячейками 30х30 мм.

Определим диаметры проходных сечений взрыворазрядителей с прямыми отводящими трубопроводами, имеющими косой срез на выходе в атмосферу, для дробилки ДДО на рассматриваемой мельнице с забором продукта механическим транспортом. Дробилка расположена таким образом, что расстояние по оси взрыворазрядителя от входного взрыворазрядного отверстия в стенке бункера до косого среза составляет 2,5 м.

Значения свободного объема дробилки за вычетом объемов расположенных внутри узлов и агрегатов, а также значения объемов выпускного бункера и суммарных защищаемых объемов приведены в таблице. [1, с. 226-229]

Тип дробилки	Vдр, м3	Vδ, м3	V, м3
ДДО, ДМ-440У	0,1	1,5	1,6

Значение допустимого давления взрыва для дробилок с выпускными бункерами объемом до 2 м3, принимаем равным ∆Pдоп=100 кПа. Диаметры взрыворазрядителей определяем в соответствии с методикой в п. 3.2.1. По номограмме проводя прямую через точки ∆P=100 кПа и V для дробилки ДДО, находим точки пересечения прямой с линией L=2,5 м, по пометке, ближайшей  слева от точки  пересечения линии FD, получают для дробилки значение D=300 мм. В качестве мембраны используют полиэтиленовую пленку толщиной δ = 0,07 мм при D=300 мм.

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

Зерносушилки защищают установкой взрыворазрядителей на камерах нагрева, подогревателях, каскадных нагревателях, осадочных камерах, топках, а также на надсушильных бункерах (при отсутствии шлюзового затвора на питателе), нориях, циклонах. Взрыворазрядители на нориях, циклонах устанавливают в соответствии с приводимыми далее рекомендациями. На надсушильных бункерах взрыворазрядители устанавливают на верхней крышке или боковой стенке в верхней части бункера.

На камерах нагрева взрыворазрядители  устанавливают на боковой стенке камеры (со стороны торцов металлических стержней в случае их применения в качестве тормозящих элементов). При установке нескольких взрыворазрядителей их следует распределять равномерно по высоте камеры. На подогревателях взрыворазрядители устанавливают на боковой стенке подогревателя со стороны, противоположной входу агента сушки. На каскадных нагревателях взрыворазрядители устанавливают на боковой стенке секций противоточной шахты со стороны наклонных ребер решетчатых полок.

На осадочных камерах взрыворазрядители устанавливают на боковой стенке в верхней части камер. При наличии вертикальной перегородки, поворачивающей поток отработанного агента сушки на 180˚, взрыворазрядители устанавливают по обе стороны перегородки. Топки защищают взрыворазрядными клапанами в соответствии с требованиями, предъявленными к их взрывозащите. В качестве предохранительных мембран, устанавливаемых во взрыворазрядителях на камеры нагрева, подогревателях, каскадных нагревателях, осадочных камерах, рекомендуются выщелкивающиеся мембраны из стального листа толщиной 0,5…1,0 мм или из другого материала, выдерживающих длительное воздействие повышенной температуры. Объем камеры нагрева рассчитывают с включением свободного объема тепловлагообменника. При отсутствии сведений о прочности защищаемых конструкций при расчете взрыворазрядителей, устанавливаемых на каскадных нагревателях, а также на камерах нагрева, подогревателях, осадочных камерах и надсушильных бункерах зерносушилок на действующих предприятиях, рекомендуется принимать значение допустимого давления взрыва, равное 50 кПа. [1, с. 229-232]

В рассматриваемой мельнице необходимо установить взрыворазрядитель на подсушильный бункер вместимостью 12 м3. Бункер металлический, верхней частью примыкает к перекрытию. Расположение бункера позволяет установить горизонтальный взрыворазрядитель длиной 0,5 м в верхней части боковой стенки бункера.

В соответствии с ранее принятыми рекомендациями принимаем ∆Pд=50 кПа. Диаметр проходного сечения взрыворазрядителя определяем по номограмме (см. п. 3.2.1). Для этого соединяем прямой линией точку ∆P=50 кПа на оси ∆P и точку V=12м3 на оси V. Находим точку пересечения проведенной прямой с линией  L=0,5 м. Пометка ближайшей слева от линии FD дает искомое значение D=0,6 м. В качестве мембраны используем полиэтиленовую пленку толщиной δ=0,12 мм.

3.2.4. Определение размеров и установка взрыворазрядителей на нориях

Нории в зависимости от типа и технической возможности защищают установкой взрыворазрядителей по одному из следующих вариантов: а) на головке нории; б) в верхней части рабочей и холостой ветвей норийных труб; в) на головке нории и в верхней части рабочей и холостой ветвей норийных труб; г) на головке нории, в верхней и нижней частях рабочей и холостой ветвей норийных труб; д) на головке нории и в нижней части рабочей и холостой ветвей норийных труб; е) в верхней и нижней частях рабочей и холостой ветвей норийных труб.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7