192 (Расчетно-практические работы по БЖД)

31

щем слое. Аппарат для сушки установлен в помещении размерами 6×6×4,5 м. Максимальная загрузка аппарата m = 20 кг стеарата лития.

Определить категорию по взрывопожароопасности помещения, в котором установлен сушильный аппарат.

Пожаровзрывоопасные свойства стеарата лития. Стеа-

рат лития используется как матирующее вещество в лакокрасочных материалах, загуститель смазок, эмульгатор в производстве косметических средств, смазка при высокотемпературной переработке поливинилхлорида.

Стеарат лития С17Н35СООLi представляет собой горючий белый порошок с молекулярной массой 290,43. Исследования были проведены на образце с дисперсностью менее 40 мкм и влажностью 0,2%. Температура плавления 220,5°С; температура самовоспламенения аэрогеля составляет 412°С, аэровзвеси 650°С. Нижний концентрационный предел распространения пламени равен 50 г/м3. Величина минимального взрывоопасного содержания кислорода в пылевоздушной смеси составляет 19% (об.). Наиболее целесообразным средством тушения стеарата лития является распыленная вода со смачивателем.

Решение:

1) Расчет низшей теплоты сгорания стеарата лития

Используя величину молекулярной массы и влажности С17Н35СООLi, определим его состав в %:

nС = 74,3; nН = 12,12; nO = 11,0; nS = 0; nLi = 2,38; W = 0,2.

Используя формулы 2.3-2.4, получим:

Qв = 81*74,3 + 300*12,12 – 26 (11 – 0) = 9368,3 ккал/кг

Qн = 9368,3 – 6 (9*12,12 + 0,2) = 8712,6 ккал/кг = 36453,5 кДж/кг

2) Расчет избыточного давления P (кПа) в случае взрыва

Для расчета используем следующие значения:

Р0 = 101,3 кПа; m = 20 кг; Z = 0,5; Qн = 36453,5 кДж/кг;

Vсв = 0,8 Vгеом = 0,8*6*6*4,5 = 129,6 м3;

ρв = 1,29 кг/м3; Ср = 1,02 кДж/(кг К); Т0 = 293 К; Кн = 3

Используя формулу 2.2, получим:

P = 101,3*20*0,5*36453,5 / 129,6*1,29*1,02*293*3 = 246,3 кПа

3)Категорирование по взрывопожароопасности помещения, в котором установлен аппарат для сушки стеарата лития

Всоответствии с табл.2.1 помещение, в котором имеет место процесс сушки стеарата лития, относится к категории Б.

www.mitht.ru/e-library

32

2.2. Оценка безопасности (опасности) технологического процесса с использованием мелкодисперсных твердых веществ

Для оценки безопасности (опасности) процесса следует использовать субъективные представления (оценки) о вероятностной модели аварии. Тогда субъективную вероятность возникновения аварии sPав можем записать:

sPав = 1 (1 К1) (1 К2) (1 К3) (1 К4) (2.5)

где К1, К2, К3, К4 – частные коэффициенты опасности*5. Каждый из коэффициентов Кi формулы 2.5 рассчи-

тывается по формуле:

p p

Кi = i ni / р	при условии i = 1	(2.6)
i=1	i=1

где i вес i-го фактора опасности;

ni номер диапазона значений каждого фактора опасности;

р – количество факторов опасности. Коэффициент К1 характеризует основные опасно-

сти, связанные с физико-химическими свойствами обращающихся веществ и параметрами процесса; принимается по данным табл.2.2.

Коэффициент К2 характеризует опасности, связанные с конструктивными особенностями и исполнением оборудования. В случае решаемой задачи, приведенной в примере 2.3, коэффициент К2 = 0,015.

Коэффициент К3 характеризует опасности, связанные с проведением тепло-, массообменных процессов. Например, для сушки, в условиях решаемой задачи коэффициент К3 = 0,06 (для одного аппарата).

*5 Частные коэффициенты опасности Кi следует определять по методике, представленной в приложении 2 к Общим правилам взрывобезопасности ОПВ-88

www.mitht.ru/e-library

Индекс группы	Наименование фактора
	опасности

1Дисперсность пыли

2НКПРП Температура самовоспла-

3менения аэровзвеси Температура самовоспла-

4менения аэрогеля

5МВСК Минимальная энергия за-

6жигания Удельное объемное элек-

7трическое сопротивление Температура среды в аппа-

8рате Избыточное давление сре-

9ды в аппарате

33

Таблица 2.2.

Составляющие частного коэффициента К1

Размерность	Вес фактораγ						Диапазоны n значений показателя опасности
		1			2				3			4			5			6		7	8	9	10
мкм	0,09	> 1000		1000-				750-			400-			200-			100-50			50-20	20-5	5-1	< 1
г/м3				750				400			200			100
	0,13	> 100		100-80				80-60			60-50			50-40			40-30			30-20	20-10	10-5	< 5
0С	0,13	> 650		650-450				450-			315-			230-			165-			125-90	90-60	60-40	< 40
								315			230			165			125
0С	0,13	> 650		650-450				450-			315-			230-			165-			125-90	90-60	60-40	< 40
% об.								315			230			165			125
	0,05	21			20				19		18				17		16			15	14	13	< = 12
мДж	0,13	> 5		5-3				3-2			2-1,5			1,5-1,0			1,0-0,5			0,5-0,1	0,1-	0,05-	< 0,01
																					0,05	0,01
Ом*м			4		4	5			5	6		6	7		7	8		8	9	109-	1010-	1011-		12
	0,07	<10		10		-10		10		-10	10		-10	10		-10	10		-10	1010	1011	1012	> 10
0С	0,13	< 30		30-60				60-100			100-			150-			250-			350-	450-	600-	> 800
											150			250			350			450	600	800
МПа	0,14	< 0,1		0,1-0,8				0,8-1,6			1,6-2,5			2,5-6,5			6,5-10			10-32	32-50	50-70	> 70

www.mitht.ru/e-library

34

Коэффициент К4 характеризует опасности, связанные с особенностями протекания технологических процессов. Для периодического процесса с систематической разгерметизацией аппарата коэффици-

ент К4 = 0,057.

В рамках применяемой модели аварии оценку безопасности (опасности) процесса проводят в соответствии с табл.2.3.

Таблица 2.3.

Оценка опасности процессов в зависимости от величины субъективной вероятности аварии

Характеристика процесса

Субъективная вероятность аварии sPав

особо опасный	0,5 < sPав 1
опасный	0,2 < sPав 0,5
повышенной опасности	0,01 < sPав 0,2
малоопасный	sPав 0,01

Пример 2.4

Исходные данные. Те же, что для примера 2.3. Для расчета sP ав берем следующие значения:

К2 = 0,015; К3 = 0,06; К4 = 0,057.

Оценить безопасность (опасность) процесса.

Решение:

1) Определение коэффициента К1 для стеарата лития

Для определения коэффициента К1 используем пожароопасные свойства заданного вещества (в примере - стеарата лития).

Факторы опасности (р = 9):

1)Дисперсность пыли – менее 40 мкм n = 7

2)НКПРП – 50 г/м3 n = 5

3)Тсв аэровзвеси – 650°С n = 2

4)Тсв аэрогеля – 412°С n = 3

5)МВСК – 19 % (об.) n = 3

6)Минимальная энергия зажигания – 20 мДж n = 1

7)– 1*109 Ом*м n = 7

8)Температура среды в аппарате – 80°С n = 3

9)Избыточное давление среды в аппарате – 0,1 МПа n = 2

Используя формулу 2.6 и данные табл.2.2, получим:

К1 = (0,09*7 + 0,13*5 + 0,13*2 + 0,13*3 + 0,05*3 + 0,13*1 + 0,07*7 + 0,13*3 + 0,14*2) / 9 = 0,37

www.mitht.ru/e-library

35

2)Определение субъективной вероятности возникновения аварии sPав

Используя формулу 2.5, получим:

sP ав = 1 (1 – 0,37) (1 – 0,015) (1 – 0,06) (1 – 0,057) = 0,45

3) Оценка безопасности (опасности) процесса

Из приведенных расчетов с учетом данных табл.2.2 следует, что в данном случае процесс сушки стеарата лития является потенциально опасным процессом.

Порядок выполнения работы

1)Рассчитайте возможное избыточное давление взрыва Р (кПа) заданного количества вещества, характеризующегося конкретными пожаровзрывоопасными свойствами, по формуле 2.2.

2)На основании ваших расчетов и в соответствии с НПБ 105-03 (табл.2.1) определите категорию рассматриваемого помещения по пожаровзрывоопасности.

3)Рассчитайте для заданных условий субъективную вероятность возникновения аварии sPав по формуле 2.5.

4)В зависимости от величины субъективной вероятности оцените степень опасности анализируемого процесса (табл.2.3).

Задание к работе № 2

Вариант задания соответствует № студента по журналу кафедры. Задание представлено двумя таблицами (табл.2.4-2.5) для каждого студента. В табл.2.4. содержатся сведения о размерах помещения и максимальной загрузки сушильного аппарата; в табл.2.5 – пожаровзрывоопасные свойства химических соединений.

www.mitht.ru/e-library

36

				Таблица 2.4.
	№ по	Наименование ве-	Размер по-	Максимальная за-
	жур-		мещения	грузка сушильно-
	налу	щества	a b h, м3	го аппарата m, кг
	1.	Ампициллин	6 9 4,5	23
	2.	Аспирин	6 12 4,5	26
	3.	Диазофеноксазин	6 6 4,5	25
	4.	Дифенил-4,4’-	6 9 4,5	29
		дисульфонилазид
	5.	Дифенилгуанидин	6 12 4,5	31
	6.	Люминор желтый	6 6 4,5	19
		– 495
	7.	Нафтизин	6 9 4,5	27
	8.	Парофор АП	6 12 4,5	22
	9.	Пигмент желтый	6 6 4,5	23
		светопрочный
	10.	Салициловая	6 9 4,5	21
		кислота
	11.	Сера	6 12 4,5	16
	12.	Стеариновая	6 6 4,5	31
		кислота
	13.	Ампициллин	6 9 4,5	15
	14.	Аспирин	6 9 4,5	30
	15.	Диазофеноксазин	6 6 4,5	18
	16.	Дифенил-4,4’-	6 9 4,5	20
		дисульфонилазид
	17.	Дифенилгуанидин	6 6 4,5	17
	18.	Люминор желтый	6 6 4,5	16
		– 495
	19.	Нафтизин	6 12 4,5	25
	20.	Парофор АП	6 12 4,5	21
	21.	Пигмент желтый	6 6 4,5	30
		светопрочный
	22.	Салициловая	6 9 4,5	24
		кислота
	23.	Сера	6 6 4,5	20
	24.	Стеариновая	6 12 4,5	32
		кислота
	25.	Троповая кислота	6 12 4,5	28

www.mitht.ru/e-library

37

		Пожаровзрывоопасные свойства веществ					Таблица 2.5.
	Наименование вещества	Ампициллин	Аспи-	Диазофенок-	Дифенил-4,4’-	Дифенил-	Люминор
			рин	сазин	дисульфонилазид	гуанидин	желтый – 495
	Химическая формула	С16Н18О4N3SNa	С9Н8О4	С11Н8ОN3Cl	С12Н8О6N6S2	С13Н13N3	С18Н12О2
	Молекулярная масса, г/моль	371,39	180,16	233,66	396,36	211,27	260,3
	Влажность вещества W, %	0,25	0,6	1,14	1,4	0,1	0,1
	Относительная влажность	40	45	55	60	-	-
	воздуха, %
	Дисперсность пыли, мкм	50-63	менее	50-63	менее 74	менее 80	менее 200
			74
	НКПРП, г/м3	42	35	27	65	37	45
	Тсв аэровзвеси, 0С	408	660	572	590	628	523
	Тсв аэрогеля, 0С	360	550	497	140	605	466
	МВСК, % (об.)	-	-	-	-	12	15,5
	Еmin, мДж	20	25	26	30	9,3	18
	, Ом*м	1,24*1013	2,8*107	4,82*1011	5*108	7,4*108	3,5*1011
	Температура среды в аппа-	80	110	130	85	140	115
	рате, 0С
	Избыточное давление среды	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
	в аппарате, МПа

www.mitht.ru/e-library

38

Таблица2.5.продолжение

			Парофор	Пигмент	Салици-	Стеарино-		Троповая
	Наименованиевещества	Нафтизин	АП	желтыйсве-	ловаяки-	ваякислота	Сера	кислота
				топрочный	слота
	Химическаяформула	C14Н14N2*HNO3	С12Н20О2N4	С17Н16О4N4	C7Н6О3	C18Н36О2	S	С9Н10О3
	Молекулярнаямасса,	243,29	252,32	340,34	138,12	284,48	32,06	166,18
	г/моль
	Влажностьвещества,%	0,1	0,2	2,0	0,18	0	0	0,94
	Относительнаявлажность	50	-	-	-	-	-	50
	воздуха,%
	Дисперсностьпыли,мкм	50-63	менее74	250	580	менее74	менее74	менее50
	НКПРП,г/м3	27	34	52	50		35	22
	Тсваэровзвеси,0С	437	355	408	621	290	190	404
	Тсваэрогеля,0С	368	315	400	543	198	220	351
	МВСК,%(об.)	-	11	14	10	13	12	-
	Emin,мДж	19	29	22	24	25	15	21
	,Ом*м	2,14*108	2*108	1,2*108	3,1*107	4*1011	1,9*1015	2,91*107
	Температурасредывап-	120	95	105	125	90	100	135
	парате,0С
	Избыточноедавление	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
	средываппарате,МПа

www.mitht.ru/e-library

39

Вопросы для проверки

Учебно-методическое пособие

1)Основные причины поступления пыли в рабочую зону.

2)Дисперсность и адсорбционная способность пыли.

3)Химическая активность пыли.

4)Склонность пыли к электризации.

5)Различие горения аэровзвеси и аэрогеля.

6)Показатели пожаровзрывоопасности пыли.

7)Характеристика концентрационных пределов распространения пламени для пыли.

8)Температура самовоспламенения пыли. Применение.

9)Определение минимального взрывоопасного содержания кислорода, необходимого для возгорания пылевоздушной смеси.

10)Величина минимальной энергии, способной воспламенить пылевоздушную смесь.

11)Причина отсутствия для аэрозолей таких показателей как температура вспышки и верхний концентрационный предел распространения пламени.

12)Классификация пыли по степени пожарной опасности.

13)Направления обеспечения пожарной безопасности объекта.

14)Принципы, лежащие в основе расчета категории помещений по взрывопожарной опасности в соответствии с НПБ 105-03.

15)Категорирование помещений по взрывопожарной опасности в соответствии с НПБ 105-03.

16)Физический смысл частных коэффициентов, используемых при оценке субъективной вероятности возникновения аварии.

17)Характеристика процессов в соответствии с величиной субъективной вероятности процессов.

www.mitht.ru/e-library

40

Издание учебное

Роздин Игорь Анатольевич

Вареник Оксана Николаевна

Хабарова Елена Ивановна

РАСЧЕТНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПО БЕЗОПАСНОСТИ (ОХРАНЕ) ТРУДА

(учебно-методическое пособие)

______________________________________________

Подписано в печать с готового оригинал-макета___________

Формат 60 84/16. Бумага писчая. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. листов 1,3. Тираж 500 экз. Заказ №_________

Лицензия на издательскую деятельность ИД № 03507 от 15.12.2000.

Московская государственная академия тонкой химической технологии имени М.В. Ломоносова

Издательско-полиграфический центр

117571 Москва, пр. Вернадского, 86

www.mitht.ru/e-library