Недостатки конструкции и изготовления котла в могут привести к следующим опасностям
Обновлено: 09.05.2024
Аварии и неисправности основного и вспомогательного оборудования
Нарушение нормальной работы котлов в эксплуатации рассматривается как аварии и неисправности основного и вспомогательного оборудования. Аварии и неисправности основного и вспомогательного оборудования вызывают длительные простои оборудования, перерывы в снабжении зданий теплом, а в некоторых случаях значительные разрушения сооружений и тяжелые травмы обслуживающего персонала. По причинам возникновения аварии можно разделить на следующие группы:по вине обслуживающего персонала;по вине заводов-изготовителей и монтажных организаций по прочим причинам.
Аварии и неисправности основного и вспомогательного оборудования, которые произошли из-за неправильных действий обслуживающего персонала или несоблюдения нормального режима эксплуатации, называют режимными, а повреждения, происшедшие из-за несовершенства конструкции, дефектов монтажа и материалов - конструктивными.Основным признаком аварий чугунных котлов являются трещины в секциях. Факторы, влияющие на появление этих трещин, могут быть различными, например, конструктивные недостатки котла и дефекты его заводского изготовления, неудовлетворительное качество монтажа котла и неправильная его эксплуатация.
К конструктивным недостаткам относятся различные неудачные решения конструкций секций или отдельных деталей котла, способствующие нарушению нормальной работы, например конструктивные недостатки чугунных секционных котлов "Универсал-6" и "Энергия-6" появление застойных зон воды вблизи надтопочного вылета секции, в результате чего вода вскипает и стенки в этих местах перегреваются. Гидродинамические исследования секции показали, что эти зоны можно ликвидировать, если изгибы секции выполнить более плавными , что в дальнейшем и было сделано (в котлах Универсал-6 и Энергии). Другой пример неудачной конструкции котлов секция котла МГ-2. Стремление увеличить площадь поверхности нагрева секции привело к созданию надтопочного вылета коробчатой формы в виде буквы Г. Однако расположение ниппелей на одной оси не привело к надежной циркуляции воды в указанном вылете вода перемещалась по наикратчайшему пути, стенки вылета перегревались и появлялись трещины. Указанная причина выхода котлов МГ-2 из строя была наиболее распространенной.Парообразование в секциях чугунных котлов и, следовательно, их перегрев и появление трещин при повышенных форсировках котлов вызываются также несовершенством гидравлической схемы чугунных секционных котлов, что является конструктивным недостатком этих котлов.
На рис. 93 показан разрез чугунного секционного котла по ниппельным головкам, где в ниппелях установлены специальные шайбы на стяжных болтах. Шайбы имеют прорези, которые в верхних ниппелях направлены вверх и служат для удаления воздуха, а прорези в нижних ниппелях направлены вниз и служат для удаления шлама .
Движение воды в таком котле с шайбами показано стрелками. Вода входит в нижний тройник и, равномерно распределяясь, направляется по двум пакетам секций. Войдя снизу в первую секцию, вода не может пойти по нижним ниппелям, так как установленная внизу шайба между первой и второй секциями мешает проходу и направляет ее вверх. Вверху вода также не может пройти по всем верхним ниппелям, поскольку в них тоже стоит шайба между второй и третьей секциями, и вода направляется вниз по второй секции.Так, по очереди поднимаясь и спускаясь. Вода проходит до передней секции к вверху уходит в трубопровод горячей воды. При такой последовательной схеме движения воды расход ее через каждую секцию по сравнению с параллельным распределением воды по секциям увеличивается, вода лучше охлаждает стенки секций, в результате чего повышается прочность котла. Как показали исследования, при последовательной схеме движения воды температура стенок секций снижается в среднем на 5-20С в надтолочном вылете и на 20-40С в нижней части секций по сравнению с обычной (параллельной) схемой. Разность между температурами радиационной и конвективной поверхностей нагрева снижается, и, соответственно, уменьшается термические напряжения в секции. Следует отметить, что указанное снижение температуры стенки было достигнуто, несмотря на то, что шайбы имели большие прорези, через которые проходила значительная часть воды. В дальнейшем эти прорези были уменьшены(параллельной) схемой.
Другой тип шайбового устройства, разработанный в Ленинградском высшем военном инженерно-строительном краснознаменном училище им. генерала армии Л. Н. Комаровского. Новое шайбовое устройство отличается тем, что площадь шайб не одинаковая, как это было раньше, а уменьшается по ходу движения воды в верхних и увеличивается в нижних ниппелях. Равномерное распределение воды по секциям пакета в этом случае достигается за счет одинакового перепада давлений между нижними верхними ниппелями н каждой секции. На основании гидравлических расчетов с помощью ЭЦВМ разработана ,позволяющая подобрать диаметры шайб в зависимости от типа котла и числа секций в его пакете.В качестве примера на номограмме стрелками показаны ход и последовательность подбора шайб для пакета котла Эиергии-5-ЛП. состоящего из одиннадцати секций. Диаметр ниппельного отверстия секции равен 112 мм. В точках, соответствующих номеру секции ( 2, 3, 4, 5).
Факела в случаях, когда содержание газа меньше нижнего или больше верхнего пределов воспламенения (засорение газовыходных отверстий), неисправность регулятора давления газа или клапана газ воздух остановка дутьевого вентилятора или дымососа, а также в случаях неправильных действий персонала при регулировании производительности горелки.Упуск воды (одна из основных причин взрыва в котле) заключается в понижении уровня воды в паровом котле из-за несвоевременного и недостаточного питания его водой, что ведет к прекращению циркуляции воды в пакетах секции и их перегреву.
Причинами упуска воды могут являться неверные показания водоуказательных стекол, неисправность питательного насоса, образование в котле течи, а также неправильные действия машиниста или нарушение им производственной дисциплины (отлучка из котельной или сон во время дежурства). Во избежание понижения уровня воды в котле ниже допустимого следует ежедневно проверять уровень наполнения системы водой, открывая кран, установленный на сигнальной трубке. Вода должна выходить из трубки ровной непрерывной струей в течение нескольких минут. Это показывает, что вода выливается из расширительного сосуда, а не из сигнальной трубки, которую она заполняла. Трещины в стенках котла могут образовываться при чрезмерно быстрой растопке и охлаждении котла. Если котел остановлен и из него полностью не спущена вода, а температура наружного воздуха низкая, то могут произойти замораживание и разрыв котла. Вода может замерзнуть в котле даже при положительной температуре в котельной, если все котлы зимой не работают и из дымовой трубы в боров и топку проходит холодный наружный воздух (обратная тяга).
Другой причиной выхода чугунных котлов из строя, очень часто недооцениваемой обслуживающим персналом, является образование накипи в котлах из-за нарушения водного режима, в результате чего стенки 1 секций перегреваются и в них появляются трещины. Перегрев стенок вI этом случае происходит потому, что накипь сильно снижает передачу теплоты от нагреваемой газами стенки к воде.Для предупреждения образования накипи необходимо свести к минимуму подпитку котлов водопроводной водой. Этого можно добиться, если ликвидировать утечки воды из системы отопления.Гидравлические удары в котле являются следствием парообразования в секциях или попадания в них воздуха. Если в секциях чугунного котла образовался пар, он заполняет верхнюю их часть. При подпитке котла или в результате циркуляции воды пар быстро конденсируется и образуется разреженное пространство, куда устремляется вода, создавая сильные удары и хлопки.
Гидравлические удары возможны и при попадании воздуха в котел или систему. Образовавшаяся воздушная пробка может периодически выдавливаться водой из одного места в другое, также создавая сильные удары. Пробки ликвидируют, продувая котел через воздушные краны. При работе чугунных котлов на твердом топливе причиной образования трещин в секциях может стать сжигание больших порций топлива, которое приводит к резкому повышению температуры стенок секций.
При работе на твердом топливе ; помимо выхода из строя секций часто происходит прогорание и коробление колосников. Повышение температуры, : колосников во время чистки топки возможно от раскаленного топлива или от излучения накаленной футеровки при остановке дутьевого вентилятора и закрытом поддувале. Поэтому необходимо открывать поддувальную дверцу как во время чистки,) так и после остановки котла. Серьезные аварии и неисправности основного и вспомогательного оборудования чугунных котлов ; могут произойти вследствие отсутствиеили неисправности предохранительных устройств, установленных на котлах. Предохранительные клапаны должны быть отрегулированы на соответствующее давление.
Работа котлов с неисправными или неотрегулированными предохранительными клапанами запрещается.Безаварийная работа котлов на твердом топливе во многом зависит от надежной работы тягодутьевых установок. При эксплуатации тягодутьевых установок основное внимание следует уделять достаточности охлаждения подшипников дымососов и выбору соответствующих по качеству смазочных материалов. Чем больше число оборотов вала, тем менее вязким должен быть смазочный материал. Слишком жидкая смазка также нежелательна, так как при недостаточном уплотнении подшипников она попадет в электродвигатель и испортит его изоляцию.Основные виды повреждений тягодутьевых установок следующие:
- вибрация дымососа или вентилятора, вызванная неравномерным износом лопаток, неправильной центровкой валов элекродвигателя и дымососа (вентилятора), установкой подшипников несоответствующего типа, ослаблением фундаментных болтов или крепления подшипников, повреждением подшипников и др.
- образование трещин в теле вкладыша подшипника вследствие остановки водяного охлаждения;
- повреждение вала.
- задевание корпуса крыльчаткой;
- повышение температуры подшипников вследствие загрязнения или вытекания смазочного материала;
- износ крыльчатки и корпуса дымососа при сжигании многозольного топлива, отсутствии или неудовлетворительной работе золоуловителей;
- перегревание и выход из строя электродвигателя из-за недостаточной его мощности, обрыва одной из фаз, неудовлетворительного воздушного охлаждения электродвигателя;
Для безаварийной работы тягодутьевых устройств необходимо: систематически следить за смазкой и температурой нагрева подшипников, не допускать загрязнения смазочных масел; следить по установленным перед дымососом приборам за температурой уходящих газов; наблюдать за качеством очистки дымовых газов от золы в золоуловителях; проверять исправность и плотность закрывания газовых шиберов, заслонок и направляющих аппаратов; производить систематический осмотр и планово-профилактический ремонт тягодутьевых машин со своевременной заменой изношенных деталей.
Причинами повреждений стальных котлов могут быть плохое качество металла или неправильная обработка его в процессе изготовления или ремонта котла, воздействие на металл дымовых газов, влаги, кислорода и высоких температур, неправильная эксплуатация котлов.
Основные виды повреждений стальных котлов - выпуклости, трещины, течь в местах вальцовки труб и коррозия металла поверхностей нагрева.Причинами появления выпуклостей могут быть: превышение допустимого давления пара в котле, снижение уровня воды, наличие накипи, уменьшение толщины стенок поверхностей нагрева в результате коррозии, нарушение циркуляции воды в котле и др. Для предупреждения образования выпуклостей растопку котла производят при слабом огне, так как в противном случае происходят неравномерный нагрев и неодинаковое температурное расширение металла стенок котла; питают котел водой, не содержащей механических и химических примесей, загрязняющих котел и образующих на стенках котла накипь; не допускают снижения уровня воды; регулярно очищают поверхности нагрева от накипи, золы и шлака.
Трещины в элементах стальных котлов могут образоваться из-за несовершенства конструкции, дефектов в металле или при изготовлении котлов, а также при отложении накипи, местных перенапряжениях металла и др. В трубах появление трещин возможно в результате плохой циркуляции воды в них, уменьшения толщины стенок, некачественного изготовления труб. Течь в местах вальцовки труб возникает вследствие неравномерного расширения элементов котлов или резкого изменения температуры. Поэтому при работе котельной нельзя допускать быстрого понижения и повышения температуры.
Коррозией называют процесс разрушения металла вследствие химических или электрохимических явлений. Коррозионные разрушения имеют двоякий характер: металл может утончаться равномерно по всей поверхности или иметь местные повреждения в виде оспин, переходящих часто в сквозные отверстия. Котлы подвергаются кислородной, стояночной и межкристаллитной коррозии. Кислородная коррозия образуется при питании котлов недеаэрированной водой. Стояночная коррозия происходит при отсутствии защиты металла котельного оборудования от воздействия влаги и кислорода воздуха во время нахождения в резерве или простое. Межкристаллитная коррозия - особый вид весьма опасной местной коррозии которая часто наблюдается при переходе с накипного режима работы котлов на безнакипный и применении натрий катионитового умягчения добавочной питательной воды.
Повреждения обмуровки и каркаса. Обмуровка часто разрушается из-за недостаточного количества или неправильного устройства температурных швов, а также из-за повреждения каркаса. Внутренний слой обмуровки (футеровка) разрушается от температурного напряжения, коррозионного действия расплавленных золы и шлака, механического воздействия шуровочного инструмента. В особо тяжелых условиях работают неэкранированные перекрытия и зажигательные пояса.
Для предупреждения повреждений обмуровки и каркасов необходимо проверять качество применяемого кирпича, растворов, кладки; правильно сушить топку после ремонта (сушить надо медленно при небольшом разрежении в топке);тщательно следить за процессом горения в топке; не допускать быстрых растолок: котла, охлаждений топки, ударов в. футеровку топки ломами и шуровочным инструментом; наблюдать через гляделки в топочную дверку за состоянием футеровки, сводов и в случае разрушения останавливать котел на ремонт.
Ниже приводится несколько примеров аварий:
Аварии и неисправности основного и вспомогательного оборудования водогрейного котла Универсал Монтаж котла был произведен с отступлением от требований Инструкции по монтажу и эксплуатации чугунных котлов». У задвижек на трубопроводах горячей воды не были установлены обводные линии с обратными клапанами, отсутствовали термометры для замера температуры воды и трехходовые краны на манометрах, срок проверки манометров просрочен. Машинисты не были обучены и аттестацию не проходили. результате того, что машинист стал производить растопку, не заполнив предварительно систему отопления и котел водой, через некоторое время, произошел взрыв котла.
Аварии и неисправности основного и вспомогательного оборудования парового котла Универсал. Предохранительное сбросное устройство, установленное на котле,: было отключено заглушкой с целью, повышения рабочего давления в котле до 0,5 МПа (5 кгс/см2) вместо допустимого 0,07 МПа (0,7 кгс/см 2 ): При этом на шкале манометра красная черта также была нанесена на делении 5. Машинистами работали необученные рабочие, а теплотехником МГ назначен машинист паровоза, не знавший особенностей работы таких котлов. Ни машинист, ни теплотехник ели представления о назначении сбросного предохранительной устройства. При растопке котла стал пропускать сальник водоуказательного стекла, которое поставили только перед растопкой. Уровень воды в это время находился около верхней кромки стекла, давление в котле составляло 0,25 МПа (2,5 кгс/см 2 ).
еплотехник начал подбивать пропускавший сальник, и в это время произошел взрыв котла. При осмотре водомерного стекла обнаружили, что его нижнее отверстие забито сальниковым уплотнителем и стекло оказалось отключенным от котла. Причиной аварии послужил перегрев котла из-за утечки воды при работе на повышенном давлении.
Аварии и неисправности основного и вспомогательного оборудования жаротрубного котла. Машинист растопил одножаротрубный водогрейный котел при закрытых входной и выходной задвижках. Вода в котле сначала перегрелась, затем началось парообразование и пар через обводную линию задвижки горячей воды уходил в отопительную систему и расширитель. Из-за большого снижения уровня воды в котле жаровая труба оголилась, вследствие перегрева просела и оторвалась от днища, в результате чего произошел взрыв котла.
В отопительных котельных возможны случаи взрыва газов из-за неполного сгорания топлива. Наибольшее число случаев взрывов в топках и газоходах происходит при сжигании газа и жидкого топлива. Ниже приводятся отдельные характерные случаи таких взрывов. Машинист, обслуживающий жаротрубный котел с угольной топкой, вследствие прекращения отбора пара . приглушил» топку: набросал на горящий уголь толстый слой топлива, остановил дутьевой вентилятор и прикрыл шибер. В результате топка и газоходы котла наполнились продуктами неполного сгорания, и при последующем включении в работу дутья произошел взрыв газов.Машинист, увидев, что газовая горелка в топке погасла, не провентилировал газоходы, а ввел запёльник в топку, где уже успел скопиться газ. В результате взрыва была разрушена обмуровка котла. Машинист приступил к растопке котла, предварительно не провентилировав газоходы. Это вызвало взрыв газов, проникавших через неплотно закрывавшиеся газовые краны.В одной из котельных произошел взрыв газов при сжигании мазута из-за вытекания его в топку и газоходы при регулировании форсунки.
Пожароопасность и взрывоопасность
Взрывоопасность как травмирующий фактор производственной среды. Взрывы паровых котлов, факторами нарушения целостности стенок котла. Пожароопасность как фактор производственной среды. Горючие однородные и неоднородные системы, возникновение горения.
| Рубрика | Безопасность жизнедеятельности и охрана труда |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.02.2010 |
| Размер файла | 50,4 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНИ
КРАСНОДОНСКИЙ ГОРНИЙ ТЕХНИКУМ
Реферат по предмету «БЕЗОПАСНОСТЬ
ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ»
на тему: «ПОЖАРООПАСНОСТЬ И ВЗРЫВООПАСНОСТЬ»
Студента группы 1ЕП-06
Урюпова Олега
Проверила: Дрокина Т.М
Краснодон
ПЛАН
1. ВЗРЫВООПАСНОСТЬ КАК ТРАВМИРУЮЩИЙ ФАКТОР ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ
2. ПОЖАРООПАСНОСТЬ КАК ФАКТОР ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ
1. ВЗРЫВООПАСНОСТЬ КАК ТРАВМИРУЮЩИЙ ФАКТОР ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ
В производстве в большом количестве используются приборы, аппараты, технологические процессы, содержащие вещества, способные при определенных условиях образовывать взрывоопасную среду.Быстрое изотермическое химическое превращение взрывоопасной среды, сопровождающееся выделением энергии и образованием опасных газов, способных производить работу, -- называется «химическим» взрывом.
Взрыв или возгорание газообразных или смешанных горючих химических веществ наступает при определенном содержании этих веществ в воздухе, что приводит к разрушению и повреждению зданий и сооружений, технологических установок, емкостей и трубопроводов. На производстве при взрыве газовоздушной, паровоздушной смеси или пыли образуется ударная волна. Степень разрушения строительных конструкций, оборудования, машин и коммуникаций, а также поражение людей зависит от избыточного давления во фронте ударной волны (разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением перед этим фронтом).
Расчеты оценки действия взрыва горючих химических газов и жидкостей сводятся к определению избыточного давления во фронте ударной волны () при взрыве газовоздушной смеси на определенном расстоянии (R) от емкости, в которой хранится определенное количество (Q) взрывоопасной смеси.
Для ориентировочного определения избыточного (кПа), давления ударной волны пользуются эмпирическими формулами:
при К > 2
где К -- эмпирический коэффициент, зависящий от R (м) и Q (т) и определяемый по формуле:
Максимальные значения избыточного давления во фронте ударной волны составляют при взрыве газовоздушной смеси 800 кПа, пылей -- 700 кПа, паровоздушной смеси -- 100. 200 кПа. Если принять во внимание, что в производственных условиях взрывы, как правило, происходят в замкнутом помещении, то полное избыточное давление формируется за счет процессов отражения механической волны от стен и составляет величину в 5. 6 раз большую избыточного давления, возникшего при взрыве.
Насколько велики представленные значения избыточного давления при взрывах, можно оценить по следующим примерам: для разрушения армированного остекления зданий требуется 5. 10 кПа, деревянных строений -- 10. 20 кПа, кирпичных зданий -- 25. 30 кПа, железобетонных конструкций стен цеха -- 100. 150 кПа.
Действие ударной волны на человека менее 10 кПа считается безопасным, при избыточном давлении от 10 до 30 кПа происходят легкие поражения или легкопроходящие нарушения (звон в ушах, головокружение), при избыточном давлении от 30 до 60 кПа человек получает поражения средней тяжести (вывихи, контузии головного мозга), избыточные давления от 60 до 100 кПа наносят человеку тяжелые контузии и травмы, приводящие к длительной потере работоспособности, при избыточном давлении более 100 кПа происходят крайне тяжелые контузии и травмы (переломы костей, разрывы внутренних органов), которые могут привести к гибели человека.
Источниками взрывоопасности на производстве могут быть установки, работающие под давлением, к ним относятся: паровые к водогрейные котлы, компрессоры, воздухосборники (ресиверы), газовые баллоны, паропроводы, газопроводы, автоклавы и др.
Взрывы паровых котлов представляют собой мгновенное высвобождение энергии перегретой воды в результате такого нарушения целостности стенок котла, при котором возможно мгновенное снижение внутреннего давления до атмосферного, наружного. Приведенное здесь определение взрыва носит физический характер («физический» взрыв) и является адиабатическим, в отличие от «химического» взрыва, представляющего собой разновидность процесса горения.
При атмосферном давлении вода кипит при 100 С в открытом сосуде. В закрытом сосуде, каким является паровой котел, начало I кипения происходит при 100 °С, но образующийся при этом пар давит на поверхность воды и кипение прекращается. Чтобы вода продолжала кипеть в котле, необходимо ее нагревать до температуры, соответствующей давлению пара. Например, давлению 6105 Па соответствует t = 169 ° С; 810 5 Па -- t = 171 °С; 1210 5 Па --t = 189 °С и т. д.
Если после нагревания воды, например до 189°С, прекратить подачу тепла в топку котла и нормально расходовать пар, то вода будет I кипеть до тех пор, пока температура не станет ниже 100 °С. При этом чем скорее будет убывать давление в котле, тем интенсивнее будет кипение и парообразование за счет избытка тепловой энергии, содержащейся в воде. Этот избыток тепловой энергии при падении давления от максимального до атмосферного целиком расходуется на парообразование. В случае механического разрыва стенок котла нарушается внутреннее равновесие в котле и происходит внезапное падение давления до атмосферного.
Перегретая вода целиком превращается в пар. При этом образуется огромное количество пара (из 1 м воды 1700 м пара при нормальном давлении), что приводит к разрушению котла, помещения котельной или цеха, в котором установлен котел. Следовательно, независимо от величины рабочего давления в котле опасность таится не в паре, заполняющем паровое пространство котла, а в нагретой выше 100 °C воде, обладающей громадным запасом энергии и готовой в любое мгновение испариться при резком снижении давления.
Очевидно, что чем больше воды в котле на единицу поверхности нагрева, тем больше аккумулированной теплоты в ней и тем более взрывоопасен котел. В этой связи, с точки зрения безопасной эксплуатации, выбор типа котла и его конструкции для конкретных условий его применения имеет большое значение. Менее опасным по последствиям возможного взрыва являются котлы с малым объемом воды, приходящимся на 1 м 2 поверхности нагрева. К этой группе относятся водотрубные и прямоточные котлы. Наиболее опасными являются котлы цилиндрические с жаровыми трубами и батарейные. Подсчитано, что энергия, содержащаяся в 60 кг перегретой воды, находящейся в котле под давлением 510 5 Па, эквивалентна энергии 1 кг пороха.
Факторами нарушения целостности стенок котла, предшествующими его механическому разрыву, а следовательно, и взрыву, являются такие, которые вызывают перенапряжение материала котла, а именно:
1) чрезмерное превышение расчетного давления при длительном воздействии на котел вызывает перенапряжение стенок (рассчитанных с определенным запасом прочности) и остаточные деформации растяжения, что увеличивает ползучесть материала. Это может произойти при порче предохранительных клапанов;
2) понижение уровня воды (упуск воды) в котле до такого положения, когда нагреваемые пламенем стенки котла перестают охлаждаться водой и перегреваются. Это повышает их деформативность, что в свою очередь связано со снижением предела текучести металла при нагреве его до высокой температуры;
3) недостатки конструкции и изготовления котла, например несоответствие материала котла современным расчетным параметрам котлов, дефекты сварки или клепки при изготовлении и т. п.;
4) ветхость котла от долголетней эксплуатации и местные ослабления котла, в том числе в результате коррозии или накипи;
5) нарушение технических требований при эксплуатации котла и невнимательное обслуживание и содержание котельных установок, особенно при низкой квалификации обслуживающего персонала.
Водогрейные котлы представляют такую же опасность, что и паровые котлы.
На производстве применяются поршневые компрессоры, приводимые в действие двигателем внутреннего сгорания и смонтированные вместе с ресивером на раме-прицепе. Эти компрессоры имеют производительность от 1 до 15 м 3 всасываемого воздуха в 1 мин, а иногда и более. При этом наружный воздух перед поступлением в рабочий цилиндр компрессора проходит через фильтр, где он очищается от пыли; особую опасность (возможность взрыва) представляет горючая пыль. Воздушные компрессоры представляют известную опасность в отношении взрыва, в первую очередь вследствие возможного образования взрывоопасных смесей из продуктов разложения смазочных масел и кислорода воздуха. Разложение смазочных масел происходит под воздействием высоких температур, развивающихся в компрессорах в процессе сжатия воздуха или другого газа без охлаждения компрессора.
Взрывы баллонов во всех случаях представляют опасность независимо от того, какой газ в них содержится. Причинами взрывов могут быть удары (падения) как в условиях повышения температур от нагрева солнечными лучами или отопительными приборами, так и при низких температурах и переполнение баллонов сжиженными газами. Взрывы кислородных баллонов происходят при попадании масел и других жировых веществ во внутреннюю область вентиля и баллона, а также при накоплении в них ржавчины (окалины). В связи с этим кислородные баллоны перед их наполнением промывают растворителями (дихлорэтаном, трихлорэтаном). Взрывы баллонов могут происходить и при ошибочном заполнении баллонов другим газом, например кислородного баллона горючим газом. Поэтому введена четкая маркировка баллонов, в силу которой все баллоны окрашивают в цвета, присвоенные каждому газу, а надписи на них делают другим цветом, также определенным для каждого газа.
Ударная волна, образующаяся при взрыве газовых баллонов высокого давления, достигает величины 300.. .800 кПа.
Нарушение нормального режима эксплуатации сосудов и установок, работающих под давлением, приводящие к превышению определенных пределов, могут привести к взрывам. Мощность взрыва зависит от величины работы взрыва и времени его действия. Например, при взрыве сосуда со сжатым газом происходит адиабатическое расширение сжатого газа, работа которого А (Дж) количественно может быть, подсчитана из уравнения:
где Р1 -- начальное давление газа в сосуде, Па; V -- объем сосуда, м 3 ; К -- показатель адиабаты; -- отношение удельных теплоемкостей газа при постоянных давлении и объеме (Дж/кг 0 К) (для воздуха К= 1,41); Р2 -- конечное (атмосферное) давление Па.
2. ПОЖАРООПАСНОСТЬ КАК ФАКТОР ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ
Горючие системы бывают однородные и неоднородные. К химически однородным относят системы, в которых горючее вещество и воздух перемешаны друг с другом. Горение таких газо, паро или пылевоздушных систем называют кинетическим. К химически неоднородным относятся системы, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны друг с другом и имеют поверхность раздела (например, твердые горючие вещества и жидкости, находящиеся на воздухе). При горении химически неоднородных горючих систем кислород воздуха непрерывно диффундирует сквозь продукты сгорания к горючему веществу. В месте химического взаимодействия участвующих в реакции веществ образуется зона горения -- пламя, в которой прореагировавшие вещества нагреваются до температуры горения и за счет своего тепла воспламеняют следующие порции еще непрореагировавших веществ, поступающих в зону горения за счет диффузии. Этот вид горения определяется явлениями диффузии и теплопроводности и поэтому называется диффузионным (горение свечи, дров в костре и др.). Пожар также представляет собой диффузионный процесс неконтролируемого горения, происходящего вне специального очага.
Кинетическое горение отличается тем, что реакция между горючим и окислителем имеет объемный характер. Примером такой системы служит газовоздушная смесь, помещенная в сосуд, или паровоздушная смесь в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания. Скорость реакции горения системы зависит от концентрации исходных веществ и температуры, т.е. определяется кинетическими параметрами участвующих в реакции веществ. Если такое горение происходит в замкнутом объеме, то оно сопровождается повышением давления и носит характер взрыва.
Возникновение горения чаще всего связано с нагреванием горючей системы тем или иным источником воспламенения. При этом энергия молекул горючего и кислорода увеличивается и при достижении определенного значения энергии молекулы горючего вещества вступают в соединение с кислородом воздуха.
В основе теории горения лежит учение академика Н.Н. Семенова о цепных реакциях. Согласно теории цепных реакций процесс окисления начинается с активации горючего вещества. Реакция окисления сопровождается выделением тепла и при определенных условиях может самоускоряться. Этот процесс самоускорения реакции окисления с переходом ее в горение называется самовоспламенением. Самовоспламенение может быть тепловое и цепное. В первом случае самовоспламенение возникает вследствие превышения скорости тепловыделения над скоростью теплоотвода.
Рассмотрим процесс теплового самовоспламенения на примере смеси горючего газа с воздухом, помещенной в сосуд объемом У. При атмосферном давлении и комнатной температуре реакция между горючим газом и кислородом воздуха в сосуде практически не идет. Как известно, скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ и возрастает с повышением температуры. При повышении температуры сосуда и смеси скорость реакции и выделения тепла соответственно увеличится. Зависимость скорости выделения тепла от температуры имеет вид:
где -- скорость выделения тепла; Q -- теплота сгорания газа; V -- объем горючей смеси; К -- константа скорости реакции; С -- концентрация реагирующего вещества; v -- порядок реакции; Е -- энергия активации; R -- универсальная газовая постоянная; Т -- температура смеси. Графически эта зависимость показана на рис. 1.
Рис. 1. Зависимость скорости тепловыделения q1 и теплоотвода q2 от температуры Т
Необходимость активации, т.е. затраты некоторой энергии при химическом превращении, обусловлена затратой энергии на разрыв старых (существующих) межатомных связей. Реакция возможна лишь в том случае, если взаимодействующие молекулы получают определенный запас энергии, достаточный для разрыва или ослабления межатомных связей. Выделяющееся тепло передается горючей смеси и она нагревается. Как только температура смеси превысит температуру стенок сосуда, начнется отвод тепла через стенки сосуда в окружающую среду. Количество тепла, отводимого через стенки сосуда в единицу времени, пропорционально разности температур смеси и стенок сосуда, т. е.
где q2 -- скорость отвода тепла через стенки сосуда; -- коэффициент теплоотдачи; S -- поверхность стенок сосуда; Т -- температура смеси; Т0 -- температура стенок сосуда.
На рис. 1 представлена зависимость скорости тепловыделения q1 и теплоотвода q2 от температуры Т. С помощью графика легко проследить изменение соотношения выделяющегося тепла в результате реакции и рассеивающегося через стенки сосуда. При температуре Т0 смесь будет вначале нагреваться и температура ее повысится до значения ТА соответствующего точке А (точки пересечения кривой q1(Т) л прямой q2(T) при начальной температуре Т0). Саморазогрев смеси выше температуры ТА невозможен, так как теплоотвод через стенки будет превышать тепловыделения. При начальной температуре смеси и стенок сосуда Т1 прямая q2(T) будет касаться кривой q1(T) в точке В. В этом случае саморазогрев смеси возможен до температуры ТВ. Кроме того, дальнейший саморазогрев смеси также возможен, так как выше и ниже точки В скорость выделения тепла в результате химической реакции превышает теплоотвод через стенки сосуда. В точке В тепловом режим будет неустойчивым -- при отклонении от состояния, отвечающего точке В, система в В не возвратится, а будет удаляться от этого состояния. При сколь угодно малом повышении температуры стенок сосуда кривые не будут иметь общих точек и, следовательно, равновесный тепловой режим невозможен, произойдет резкое повышение температуры и соответственно скорости реакции.
Одной из особенностей пожара, вызванного горением газовоздушных и паровоздушных смесей, является образование огневого шара, время существования которого колеблется от нескольких секунд до нескольких минут. Опасным фактором огневого шара является тепловой импульс. Размеры огневого шара, время его существования и величина теплового импульса зависят от количества сгораемого вещества.
Тепловое поражение человека определяется величиной теплового импульса: тепловой импульс от 80 до 160 кДж/м 2 вызывает первую степень ожоговой травмы (болезненное покраснение кожи), от 160 до 400 кДж/м 2 -- вторую степень (образование пузырей на коже человека); от 400 до 600 кДж/м 2 -- третью степень (омертвление кожи с частичным поражением росткового слоя); более 600 кДж/м 2 -- четвертую степень (омертвление кожи и поражение глубинных слоев тканей). Тепловое поражение более 25 % поверхности кожи человека практически приводит к его гибели.
Опасными факторами пожара, воздействующими на людей и материальные ценности, помимо указанных ранее открытого пламени, повышенной температуры корпусов оборудования и окружающей среды, являются также токсические продукты горения и термического разложения, пониженная концентрация кислорода в воздухе рабочей зоны и вызванные описанными факторами их вторичные проявления: осколки, движущиеся части разрушившихся аппаратов, агрегатов, установок, конструкций, токсические вещества и материалы, вышедшие из разрушенных аппаратов и установок, электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие части конструкций, аппаратов, агрегатов, опасные факторы взрыва, происходящие вследствие пожара.
Эти факторы приводят к отравлениям, ухудшению работы органов дыхания, к травмированию работающих.
Согласно ССБТ ГОСТ 12.1.004--91 допустимый уровень пожарной опасности для людей должен быть не более 10 -6 воздействия опасных факторов пожара, превышающих допустимые значения, в год в расчете на каждого человека.
Непревышение такого уровня опасности обеспечивается созданием на предприятиях системы пожарной безопасности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Безопасность жизнедеятельности/Под ред. Русака О.Н.-- С.-Пб.: ЛТА, 1996.
2. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности -- наука о выживании в техносфере. Материалы НМС по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности». -- М.: МГТУ, 1996.
3. Всероссийский мониторинг социально-трудовой сферы 1995 г. Статистический сборник.-- Минтруд РФ, М.: 1996.
4. Гигиена окружающей среды./Под ред. Сидоренко Г.И.-- М.: Медицина, 1985.
5. Гигиена труда при воздействии электромагнитных полей./Под ред. Ковшило В.Е. -- М.: Медицина, 1983.
6. Золотницкий Н.Д., Пчелиниев В.А.. Охрана труда в строительстве.-- М.: Высшая школа, 1978.
7. Кукин П.П., Лапин В.Л., Попов В.М., Марчевский Л.Э., Сердюк Н.И. Основы радиационной безопасности в жизнедеятельности человека.-- Курск, КГТУ, 1995.
8. Лапин В.Л., Попов В.М., Рыжков Ф.Н., Томаков В.И. Безопасное взаимодействие человека с техническими системами.-- Курск, КГТУ, 1995.
9. Лапин В.Л., Сердюк Н.И. Охрана труда в литейном производстве. М.: Машиностроение, 1989.
10. Лапин В.Л., Сердюк Н.И. Управление охраной труда на предприятии.-- М.: МИГЖ МАТИ, 1986.
11. Левочкин Н.Н. Инженерные расчеты по охране труда. Изд-во Красноярского ун-та, -1986.
12. Охрана труда в машиностроении./Под ред. Юдина Б.Я., Белова С.В. М.: Машиностроение, 1983.
13. Охрана труда. Информационно-аналитический бюллетень. Вып. 5.-- М.: Минтруд РФ, 1996
14. Путин В.А., Сидоров А.И., Хашковский А.В. Охрана труда, ч. 1.--Челябинск, ЧТУ, 1983.
15. Рахманов Б.Н., Чистов Е.Д. Безопасность при эксплуатации лазерных установок.-- М.: Машиностроение, 1981.
16. Саборно Р.В., Селедцов В.Ф., Печковский В.И. Электробезопасность на производстве. Методические указания.-- Киев: Вища Школа, 1978.
17. Справочная книга по охране труда/Под ред. Русака О.Н., Шайдорова А.А.-- Кишинев, Изд-во «Картя Молдовеняскэ», 1978.
18. Белов С.В., Козьяков А.Ф., Партолин О.Ф. и др. Средства защиты в машиностроении. Расчет и проектирование. Справочник./Под ред. Белова С.В.--М.: Машиностроение, 1989.
19. Титова Г.Н. Токсичность химических веществ.-- Л.: ЛТИ, 1983.
20. Толоконцев Н.А. Основы общей промышленной токсикологии.-- М.: Медицина, 1978.
21. Юртов Е.В., Лейкин Ю.Л. Химическая токсикология.-- М.: МХТИ, 1989.
Подобные документы
Основы безопасности жизнедеятельностиПонятие несчастного случая. Несчастные случаи на производстве, подлежащие расследованию и учету. Взрывоопасность как травмирующий фактор. Категории и классификация помещений и зданий по взрывопожарной опасности. Автоматические установки пожаротушения.
контрольная работа [964,0 K], добавлен 29.05.2010
Управление охраной труда на предприятии как реализация решений по сохранению здоровья и жизни профессионала. Взрывоопасность, предупреждение взрывов. Санитарно-бытовое обслуживание. Порядок расчета штрафов и плата за загрязнение окружающей среды.
контрольная работа [21,7 K], добавлен 26.03.2009
Выбор и испытание вентиляторов и вентиляционных систем. Выбор площадок для строительства производственных зданий в животноводстве и птицеводстве. Показатели, характеризующие взрывоопасность веществ. Специальная обработка при радиоактивном заражении.
контрольная работа [578,4 K], добавлен 26.11.2012
Законодательные основы охраны труда. Безопасные условия труда и его гигиена. Опасные факторы производственной среды, связанные с воздушной средой и освещением. Шумы и вибрации, электробезопасность. Санитарно-гигиенические требования при работе с ПЭВМ.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 24.07.2010
Взрывы паровых котлов. Контрольно-измерительные и предохранительные устройства. Рычажной предохранительный клапан. Схема предохранительного клапана, установки контрольно-измерительных приборов на паровом котле. Меры безопасности для работающего персонала.
реферат [233,4 K], добавлен 24.03.2009
Предмет, содержание и задачи производственной безопасности. Опасность как фактор производственной среды, основные положения теории риска. Категорирование и классификация производственных объектов как мера оценки опасности, производственный травматизм.
лекция [1,2 M], добавлен 03.11.2009
Классификация факторов производственной среды, гигиены и условий труда. Воздействие производственной пыли на организм человека. Статическое электричество и способы защиты от него. Расследование несчастных случаев. Ядерное оружие и его поражающие факторы.
Читайте также: