§ 2.3. Аппараты периодического действия

Аппараты периодического действия перед началом рабочего цикла загружаются веществами, а по окончании процесса разгружаются и готовятся для последующего цикла работы. Эксплуатация таких аппаратов, сопряженная с необходимостью открывания люков, крышек, загрузочных и разгрузочных приспособлений и выходом при этом наружу определенного количества горючих веществ, представляет повышенную пожарную опасность по сравнению с аппаратами непрерывного действия. Типичным аппаратом периодического действия является смеситель, используемый для приготовления резинового клея (раствор каучука в бензине «калоша») или целлулоидной массы (раствор нитроклетчатки и камфоры в ацетоне).

Разгрузка готовой массы из такого аппарата производится опрокидыванием его при открытой крышке. Открывание крышки смеси­теля приводит к выходу паров ЛВЖ наружу, образованию пожароопасных концентраций вблизи аппарата, а также внутри него (при поступлении в него воздуха).

Количество паров жидкости, выходящее из аппарата, определяется в зависимости от характера выполняемой операции. Так, загрузка растворителя соответствует вытеснению паров из наполняемого аппарата, открывание крышки — сбросу избыточного давления, разгрузка в тару — испарению со свободной поверхности.

Для снижения пожаровзрывоопасности аппаратов периодического действия целесообразно использовать следующие техниче­ские решения.

1. Заменять периодически действующие аппараты герметичными аппаратами непрерывного действия.

2. Герметизировать загрузочные и разгрузочные устройства.

3. Аппарат с открытой разгрузкой оборудовать системой отсоса паров и газов из его внутреннего объема.

4. Места выхода паров и газов (открываемые крышки, люки для взятия проб и т. п.) оборудовать местными отсосами.

5. При остановке аппаратов на длительный период зачищать их от остатков продукта, продувать инертным газом или заполнять водой.

§ 2.4. Выход пыли в помещение

Первые систематические исследования пожаровзрывоопасности производств, связанных с выходом пыли в помещение, выполнены М. Г. Годжелло. Он исследовал пожаровзрывоопасные свойства промышленных пылей (аэровзвесей и аэрогеля), разработал методику оценки пожаровзрывоопасности производств, связанных с пылеобразованием и с изготовлением порошковой продукции. По данным М. Г. Годжелло, взрывоопасными производствами являются мукомольные, комбикормовые, сахарорафинадные и пробковые за­воды; размольные отделения, перерабатывающие отходы крахмалопаточной, бродильной, масложировой и мясной промышленности; развесочные и упаковочные цеха ряда пищевых предприятий (связанных с развеской и упаковкой чая, кофе, цикория, какао, табака, стирального порошка и др.); отделочные и размольные цеха заводов пластмасс, граммофонные пластинок и производств фармацевтической промышленности; размольные, смесительные и сушильные отделения анилинокрасочных заводов; уторфобрикетные заводы; отдельные участки пенько-джутовой и льняной промышленности; Обогатительные фабрики и размольные участки топлива, колчедана и серных руд; обогатительные фабрики легких сплавов и металлов (алюминия, магния, цинка). За последние годы повысилась пожарная опасность производств, связанных с изготовлением мебели, корпусов телевизоров и радиоаппаратуры.

При рассмотрении вопроса о выходе пылей в производственные помещения основное внимание должно быть уделено оценке запыленности помещений с учетом осажденной пыли (аэрогеля), которая может тлеть и гореть, создавая пожарную опасность, а при определенных условиях переходить во взвешенное состояние, образуя с воздухом взрывоопасные смеси.

Для определения запыленности помещений можно использовать следующий способ: на поверхностях с залежами пыли (оборудование, строительные конструкции, полы) измеряют толщину слоя осевшей пыли и площадь запыленной поверхности; общую площадь поверхностей с залежами пыли умножают на среднюю толщину слоя и получают общий объем пыли; отбирают пробы пыли и определяют объемный или насыпной вес; умножением объема отложившейся пыли на ее объемный вес получают ее общую массу; определяют максимально возможную концентрацию пыли в объеме всего помещения или максимальный объем образуемой пылью взрывоопасной смеси.

Основные профилактические мероприятия по уменьшению пожаровзрывоопасности запыленных помещений — переход, на менее «пылящие» технологические процессы; использование обеспыли­вающих устройств; регулярная очистка помещений от пыли. В.МИСИ им. В. В. Куйбышева разработаны методы определения Количества пыли, накапливающейся в помещениях в процессе про­изводствами обоснованы сроки уборки помещений. Количество выделяющейся из оборудования и накапливающейся в помещении пыли определяют исходя из особенностей технологического процесса. Так, в резинотехнической промышленности пылевыделение определяется в зависимости от норм технологических потерь на каждом технологическом участке. В отраслях, связанных со шлифовкой, полировкой деталей, количество выделяющейся пыли определяется согласно площади обрабатываемых деталей и величине снимаемого припуска.

В любом производстве регулярно проводятся текущие и капитальные уборочные работы. Эффективность этих работ оценивается посредством коэффициента К_уь (см. табл. 2.1).

Таблица 2.1

Вид уборки	•Куб
Сухая	0,6
Мокрая	0,7
Механизированная передвижными пылеуборочными напольными средствами	0,8
Централизованная пневматическая с помощью стационарного пылесосного аппарата	0,9

Если количество пыли, накапливающейся в производственном помещении за межуборочный период (за смену), обозначим G_CM, то в процессе уборочных работ (при использовании коэффициента ка­чества уборки Куб) из помещения удалится часть пыли: G_CMK_y6. В нем остается G_CM(1—Куб) пыли. Если перейти от одного межуборочного цикла к непрерывному повторению циклов из п текущих уборок (со временем а между ними и одной капитальной уборкой через время Т), в каждый последующий межуборочный период общее количество пыли складывается из неубранной в предыдущую уборку и вновь поступившей пыли в помещение. После первой уборки в помещении остается пыли G₁ = G_CM(l—Куб).

Перед второй уборкой пыли будет G₂=G_CM + G_CM(1—Куб), а пе­ред n-й уборкой

G_n = G_CM + G_CM(1-K_y6) + G_CM(1 -К_Уб) ²+ ...+G_CM(l-К_y6)^n-1,

или

. (2.32)

Последнее соотношение можно использовать для определения периодичности капитальных уборок, предотвращающих опасное накопление пыли в помещении, а также для определения категории производства по взрывоопасности.

При отсутствии капитальных уборок, то есть при n→∞, величина [1 - (1-К_Уб)^п ]/Куб в уравнении (2.26) стремится к пределу 1/К_Уб. Тогда максимальное пыленакопление равно G_мaкc=Gc_M/Ky6.

Так, при К_Уб=0,8 G_Maкc=l,25G_CM; приК_Уб = 0,7 G_Maкc=l,43G_CM;, при Куб = 0,6 (сухая уборка) G_MaKc=l,67G_CM.

Таким образом, формула (2.26) дает возможность определить величину G_Maкc необходимую для расчетного обоснования категории пожаровзрывоопасности производства, а также основные пожарно-профилактические мероприятия.