Вопрос 31. Аварийная эвакуация горючих жидкостей из аппаратов: назначение, схема. Продолжительность слива
Системы аварийного слива предусматриваются из емкостной аппаратуры, содержащей огнеопасные жидкости (сжиженные газы, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости).
Рис. 1.20. Схема аварийного слива огнеопасной жидкости самотеком:
1 — опорожняемый аппарат;
2 — сливаемая жидкость;
3— аварийная задвижка;
4 — линия подачи инертной среды;
5 — сливной трубопровод;
Аварийный слив осуществляют в специальные аварийные емкости или в емкости промежуточных и сырьевых (товарных) складов, в технологические аппараты (смежных отделений, установок и цехов данного производства). Объем аварийной емкости в большинстве случаев принимается из расчета полного слива жидкости из одного наибольшего по объему аппарата цеха (установки).Аварийные емкости располагают за пределами здания на уровне земли или под землей. При подземном расположении емкость может размещаться на расстоянии не менее 1 м от глухой стены производственного здания и не менее 4—5 м от стены с проемами. Время слива – не более 30 мин (на практике чаще – не более 15 мин).
Источник
Способы выполнения аварийного слива
Добрый день! Купили квартиру на седьмом этаже. Начинаем капитальный ремонт. В ванной планируем установить раковину, душевую кабину и гидромассажную ванну. Продавец-консультант в магазине сантехники порекомендовал оборудовать дополнительный, как он сказал «аварийный», слив в полу, на случай возможной протечки. Объясните, действительно ли это необходимо и как правильно выполнить работы?
Здравствуйте! Продавец в магазине был совершенно прав. В вашем случае наличие аварийного слива просто необходимо. Система устанавливается непосредственно в пол, что дает возможность воде, появившейся в случае аварии или другой непредвиденной ситуации, уйти в канализацию. Кроме того, необходимо грамотно выполнить гидроизоляцию пола, что станет гарантией отсутствия возможности залить соседей. Кстати, стоимость работ по установке аварийного слива не идет ни в какое сравнение с суммой, которую придется заплатить всем соседям снизу в случае аварии и утечки воды.
Что представляет собой аварийный слив? Это вмонтированное в пол устройство, которое называется трап. Различают два основных типа оборудования – с гидрозатвором и с сухим затвором.
Система с гидрозатвором
Достаточно простое изделие, представляющее собой пластиковую трубку, которая изгибается под определенным углом. После установки и пролива в изгибе накапливается вода, которая и играет роль гидрозатвора. Она не пропускает в квартиру неприятный запах из канализации.
Основная проблема устройства – возможное пересыхание воды в затворе, что приведет к его срыву и появлению в комнате канализационных запахов. Пересыхание гидрозатвора чаще всего происходит в случае редкого использования системы, чересчур высокой температуры в помещении, ошибки в проектировании и других. Однако надо понимать, что решить проблему очень просто: нужно всего лишь пролить водой трап.
Прибор с сухим затвором
Лишен недостатков оборудования с гидрозатвором за счет того, что оснащается особым механизмом, который, подчиняясь гравитационному воздействию, стремится постоянно занимать положение, перекрывающее канализационную трубу. В случае попадания внутрь трапа воды, она опустит затвор вниз и беспрепятственно попадет в трубопровод.
Существует несколько вариаций устройств, различающихся принципом действия запирающего механизма: мембранные, поплавочные, маятниковые и использующие молекулярную память материала. В любом случае оборудование с сухим затвором работает весьма эффективно. Дополнительный плюс такого трапа – возможность оснащения обратным клапаном, который не позволит стокам вернуться обратно в помещение.
Выбор трапа
Как выбрать трап для аварийного слива? Все очень просто. При подборе устройства важно определиться с его конструктивными особенностями и с размерами. Последнее предполагает высоту трапа, что определяет величину, на которую придется приподнять уровень пола при установке оборудования, учитывая, что прибор нужно будет смонтировать в небольшое углубление в напольном покрытии. Размеры устройств разные. Стандартные слив-трапы выпускаются с высотой порядка 12 см, но при желании можно найти ультратонкие модели, высота которых составляет всего 6 см.
Установка аварийного слива
Как грамотно установить слив? Здесь тоже все достаточно просто. Устанавливается оборудование до того, как будет уложено напольное покрытие, но по окончанию проведения работ по гидроизоляции помещения. Выполняем следующие операции:
- Намечаем на полу место расположения слива. Учитывая высоту напольного покрытия, определяем высоту положения трапа. Отмечаем полученную высоту на детали и отрезаем ее лишнюю часть.
- Собираем трап. Для этого надеваем на паз уплотнительное кольцо и ставим прибор на место. Накрываем его верхнюю часть пластиковой пленкой и аккуратно ее закрепляем. Это необходимо, чтобы защитить трап при заливке стяжки.
- Проводим подготовительные работы перед заливкой стяжки. Выставляем маячки так, чтобы образовался уклон, направленный к сливу. Его величина должна составлять минимум 1 см на метр поверхности.
- Производим заливку наклонной стяжки и ждем ее полного высыхания.
- Заканчиваем установку трапа. Снимаем защитную пленку, устанавливаем стакан сифона и накладываем на него специальное уплотнительное кольцо. Берем крышку, ставим ее на место и до упора поворачиваем по часовой стрелке.
- Укладываем напольное покрытие.
- Ставим поверх трапа декоративную решетку.
Аварийный слив готов к работе. Обратите внимание, что система будет безупречно выполнять свои функции при одном важном условии: в ванной комнате должна быть правильно выполнена гидроизоляция. Это означает, что пол в помещении представляет собой многослойную систему, состоящую из черновой бетонной стяжки, покрытой гидроизоляцией, заходящей на стены, и основной стяжки. Поверх укладывается финишное напольное покрытие. Только такая система даст гарантию от возможного затопления соседей снизу.
Источник
Аварийный слив жидкостей
Одним из способов предотвращения развития пожара и превращения его в крупный или особо крупный является аварийный слив огнеопасных жидкостей из технологических аппаратов и трубопроводов, оказавшихся в опасной зоне. Аварийный слив может быть осуществлен с помощью специальных устройств или с использованием обычных технологических коммуникаций и емкостей. Необходимость устройства аварийных сливов определяется соответствующими нормами. Так, «Правилами безопасности в пожаро-взрывоопасных химических и нефтехимических производствах» (ПБВХП-74), распространяющимися на ряд отраслей промышленности, предусматривается располагать емкости и аппаратуру с огнеопасными (легковоспламеняющимися) и токсичными жидкостями на перекрытиях и открытых площадках, на высоких постаментах. Эти требования должны обязательно учитываться при обосновании необходимости устройств аварийных сливов в различных технологических процессах.
При обосновании устройства аварийных сливов следует учитывать, что
1) емкостные аппараты, как правило, имеют большой объем;
2) жидкость, содержащаяся в аппарате, является легковоспламеняющейся (или токсичной); поступление ее в зону пожара резко осложняет обстановку;
3) емкостная аппаратура с легковоспламеняющейся жидкостью располагается, как правило, на высоте.
При обосновании аварийного слива следует учитывать особенности конструкции самого аппарата и его опор, а также его содержимого; следует учитывать и возможные последствия опорожнения или сохранения заполненным аппарата в условиях пожара.
Очень важно при аварийной или аварийно-пожарной ситуации быстро слить из аппарата жидкость, перегрев которой может, закончиться самопроизвольным термическим разложением продуктов и взрывом (например, при повышении температуры в нитраторах). Экстренная принудительная эвакуация жидкости необходима из змеевиков реакционных аппаратов, теплообменников и трубчатых нагревателей при прекращении движения жидкости, так как перегрев застойного продукта ведет к его термическому разложению и закоксованию труб.
Известно, что масса жидкости в аппарате способна поглотить значительное количество тепла пожара и тем самым предотвратить перегрев, деформацию, разрушение аппарата. Примером может служить резервуар с нефтепродуктом, степень повреждения которого огнем собственного или окружающего пожара обратно пропорциональна уровню жидкости. По этой причине устройство аварийного слива в некоторых случаях нецелесообразно. Поведение технологического оборудования, в том числе емкостного с жидкостями, рассматривается в главе 9 данного учебника.
Аварийный слив жидкостей из емкостной аппаратуры, расположенной внутри производственного здания, должен производиться в специальные аварийные или дренажные емкости подземного или полуподземного типа, располагаемые вне пределов здания. Расстояние от производственных зданий до аварийных или дренажных емкостей принимается таким же, как и для расположенного вне здания технологического оборудования. Расстояние от аппаратуры наружных установок (или технологических этажерок) до аварийных или дренажных емкостей, как правило, не нормируется, но они должны размещаться вне габаритов установки (или этажерки). Не следует располагать аварийные или дренажные емкости между зданиями и наружными установками (этажерками), связанными с этими зданиями.
Аварийный слив может осуществляться как самотеком, так и путем выдавливания жидкости инертной средой (азотом, водяным паром или двуокисью углерода). Выдавливание предпочтительнее, когда допустимая продолжительность аварийного режима не превышает 10. 15 мин. Один аварийный или дренажный резервуар может соединяться с несколькими емкостными аппаратами. В этом случае вместимость резервуара должна быть не менее объема наибольшего из аппаратов.
На складах нефтепродуктов второй группы емкость аварийного резервуара принимают не менее 30% суммарного объема всех, расходных резервуаров и не менее емкости наибольшего из них.
Аварийные резервуары выполняют закрытыми и снабжают дыхательными трубами, выведенными в безопасное место и защищенными огнепреградителями. Поскольку в процессе эксплуатации внутри аварийного (или дренажного) резервуара может скапливаться водяной конденсат, слив высоконагретых жидкостей может привести к быстрому его испарению, что, в свою очередь, вызовет резкое повышение внутреннего давления. Поэтому скапливающуюся воду необходимо систематически удалять. Днище резервуара делают с уклоном, чтобы обеспечить наиболее полное удаление воды.
Аварийному сливу высоконагретых жидкостей должна предшествовать продувка водяным паром (или инертным газом) внутреннего объема аварийного резервуара и сливной линии. Продувка нужна для предупреждения возможности взрыва горючей смеси, образующейся при соприкосновении с воздухом высоконагретого продукта, сливаемого в аварийную емкость закрытого типа.
Трубопроводы систем аварийного слива прокладываются с односторонним уклоном (в направлении аварийной или дренажной емкости) и по возможности прямолинейно (с минимальным количество поворотов). Установка задвижек по всей длине аварийного» трубопровода не допускается (за исключением задвижек аппаратов). Линию аварийного слива от распространения пламени защищают гидравлическими затворами.
Аварийные задвижки располагают, как правило, вне здания: (или на первом этаже), Вблизи выходов. При наличии дистанционного привода аварийную задвижку устанавливают вблизи от аппарата (или установки), подлежащего опорожнению; кнопку пускателя — вблизи от выходов, вне здания. Наиболее удачно такое решение аварийного слива, при котором включение аварийных задвижек автоматизировано и сблокировано с устройствами для аварийной остановки аппаратов или установок. Датчики автоматических систем открывания задвижек устанавливают в зоне возможного горения.
Рис. 7.1. Схема аварийного слива жидкости самотеком: / — наполнительная линия; 2—аппарат;
3—расходная линия; 4 — линия аварийного слива; 5 — линия подачи инертной среды для продувки;
6 — гидравлический затвор; 7—аварийная емкость; 8 — дыхательная линия
На рис. 7.1 показана принципиальная схема аварийного слива из вертикального аппарата постоянного сечения. После прекращения подачи жидкости в резервуар осуществляют продувку аварийной системы инертной средой. Затем задвижки на линиях 3 и 5 закрывают и, открывая задвижку на линии 4, обеспечивают слив продукта в аварийную емкость. Возможно использование инертной среды для увеличения скорости слива. Использование инертной среды позволяет параллельно решить и другую задачу пожарной безопасности — устранить вероятность взрыва внутри аппарата.
В производственных помещениях, когда объем емкостной аппаратуры (мерников, распределительных сосудов, напорных и топливлых бачков, закалочных ванн и т. п.) невелик, не устанавливают специальные аварийные резервуары, а для аварийного слива используют производственные емкости, расположенные снаружи здания (или в соседних помещениях за глухой стеной). Жидкости сливают при этом только самотеком.
В цеховой документации должны быть всегда инструкции по приведению аварийной системы слива в действие.
Задача проектного (или поверочного) расчета установок аварийного слива сводится к определению фактической продолжительности процесса эвакуации жидкости из опасной зоны, сравнению ее с допустимой (нормативной) продолжительностью аварийного режима. В общем случае продолжительность процесса аварийного слива из емкостной аппаратуры определяется зависимостью
где τав.сл — продолжительность аварийного слива; τопор — продолжительность опорожнения аппарата; τоп — продолжительность операций по приведению системы слива в действие; τав.реж — допустимая продолжительность аварийного режима.
Рассмотрим методы оценки некоторых величин, входящих в зависимость (7.1). Продолжительность операций по приведению системы аварийного слива в действие зависит от конкретных особенностей технологической установки. Допустимая продолжительность аварийного режима устанавливается в пределах 10. 30 мин исходя из условий безопасности (огнестойкость несущих и ограждающих конструкций, защита технологической аппаратуры и коммуникаций от теплового воздействия при пожаре, характеристика пожароопасных свойств жидкости и т. п.) и экономической целесообразности. Когда в качестве определяющего фактора принимается возможность деформации незащищенных металлических конструкций или технологической аппаратуры и коммуникаций, допустимая продолжительность аварийного режима может быть принята равной 15 мин исходя из огнестойкости незащищенных металлических конструкций и среднего времени до начала тушения пожара.
Продолжительность собственно аварийного слива зависит от формы и размеров емкостного аппарата, длины, конфигурации и диаметра аварийного трубопровода, величины избыточного давления над поверхностью жидкости и ее физических свойств. Методика расчета продолжительности опорожнения емкостных аппаратов (постоянного и переменного по высоте сечения) как для слива самотеком, так и для слива под действием избыточного давления инертной среды над поверхностью жидкости основана на законах гидравлики.
Аварийный слив из одиночного (постоянного сечения по высоте) аппарата.Дифференциальное уравнение для процесса опорожнения аппарата постоянного сечения (при отсутствии притока в него жидкости) имеет вид:
, (7.2)
где F— площадь поперечного сечения аппарата; f — сечение аварийного трубопровода на выходе; α — коэффициент расхода системы.
Интегрирование уравнения (7.2) дает время полного опорожнения аппарата:
, (7.3)
В том случае, когда объем жидкости задан, формула (7.3) может быть представлена следующим образом:
где Vж — объем истекающей жидкости; qcр — средняя пропускная способность системы; q cр = 0,5макс+ q мин)
; qмакс — пропускная способность системы при максимальной высоте столба жидкости; qмин — то же, но при минимальной высоте столба жидкости.
Коэффициент расхода системы слива определяют по формулам, изучаемым в курсе «Гидравлика и противопожарное водоснабжение» [7].
Среднюю скорость истечения жидкости определяют как среднеарифметическое значение скоростей при уровнях жидкости H1и H2.
Если слив происходит под давлением инертной среды (азота, водяного пара, двуокиси углерода и т. п.), общая формула определения времени опорожнения аппарата (постоянного по высоте сечения) принимает вид:
(7.5)
где Hи — избыточное давление над поверхностью жидкости; рж — плотность жидкости при данной температуре.
Аварийный слив из одиночного (переменного по высоте сечения) аппарата. В качестве аппаратов с переменным по высоте сечением могут рассматриваться горизонтальные цилиндрические резервуары (цистерны), аппараты составные и конической формы, шаровые резервуары и т. п. В аппаратах данного типа в процессе истечения жидкости непрерывно изменяются напор, скорость и площадь свободной поверхности.
Общая формула для определения времени опорожнения аппарата, переменного по высоте сечения, имеет вид:
, (7.6)
где m и n — соответственно коэффициент и показатель степени функциональной зависимости площади сечения поверхности жидкости от уровня:
Рис. 7.3.Схемы аварийного слива из двух аппаратов
Если аппарат имеет несколько переменных сечений, время его опорожнения определяется для каждой пары уровней (начиная с H]) и затем суммируется для всего аппарата. Ниже приводятся расчетные формулы для наиболее распространенных аппаратов.
Время опорожнения горизонтального цилиндрического аппарата (цистерны) при турбулентном режиме движения жидкости может быть найдено по формуле В. С. Яблонского:
, (7.7)
где L — длина котловой части аппарата; D — диаметр аппарата; d — диаметр сливного трубопровода на выходе; А — параметр, учитывающий степень сокращения времени опорожнения аппарата (в зависимости от величины напора H) и определяемый по графику (рис. 7.2).
Аппараты шаровой формы.Время опорожнения аппарата шаровой формы (диаметром D) может быть найдено по формуле
(7.8)
Расчет слива из группы аппаратов.Рассмотрим систему аварийного слива из двух аппаратов (рис. 7.3). Изменение схемы работы системы определяется соотношением гидродинамических напоров.
Схема I. Жидкость движется в направлении, указанном на рис. 7.3, а, если HА>Hв>Hд. Резервуар А питает резервуары С и Д.
Схема II. Жидкость движется в направлении, показанном на рис. 7.3, б, если HА>Hд >HВ. Резервуары А и Д питают резервуар С.
Схема III. Жидкость движется в направлении, показанном на рис. 7.3, в, если Hа>Hв = Hд. Резервуар Д оказывается бездействующим, и реализуется схема простого слива из одиночного аппарата.
Если обозначить расход на участке АВ через QA, на участке ДВ через Qд, на участке ВС через Qb, получим следующее соотношение между расходами (табл. 7.1).
| Схемы | ||||||||||||||||||||
| I | II | III | ||||||||||||||||||
| Qа=Qд +QB | Qд=0 | |||||||||||||||||||
| Qa>Qb | Qa 2 = k 2 h/l, или Q 2 = h/a, (7.9) где Q — расход жидкости; k — расходная характеристика трубы; h — потери напора; / — длина участка трубы; а — коэффициент характеристики трубы.
Рис. 7.2. Графическая зависимость параметра Аот величины напора Тогда условия существования той или иной схемы определяются» обобщенным соотношением: где «≥» относится к схеме I, «≤» — к схеме II и « = » — к схеме III.Считая заданными значения величин HА, Hд, lАв, lвс, lвд» k 2 ав, lвс, Hд. потери напора и расхода могут быть определены по формулам, образующим систему уравнений (табл. 7.2).
В общем случае решение может быть получено графоаналитическим методом, как показано на рис. 7.4 для схемы II (одновременный слив жидкости из резервуаров А и Д), т. е. для наиболее предпочтительного варианта слива. Значения коэффициентов характеристик трубопроводов определяются из соотношения Для упрощения расчетов величину l находят как сумму реальной длины участка трубопровода lу и эквивалентной длины lя, которая учитывает потери напора в местных сопротивлениях и определяется по формуле где d — диаметр трубопровода; ξ — коэффициент местных сопротивлений; λ — коэффициент сопротивления трению трубопровода. По схеме II трубопроводы АВ и ДВ (рис. 7.3) работают параллельно, и их расходы суммируются при равной величине напоров, Координаты точки N — точки пересечения суммарной характеристики с характеристикой трубопровода ВС (кривая 3) —являются решением системы уравнений. Если через точку N провести прямую, параллельную оси абсцисс, то точки пересечения этой прямой с кривымихарактеристик трубопроводов (точки К иМ) определяют расходы по трубопроводам АВ и ДВ. По этим расходам рассчитывают время опорожнения каждого резервуара.
Рис. 7.4. Графоаналитический метод расчета аварийного слива группы аппаратов (кривые характеристик трубопроводов: /—АВ; 2— ДВ; 3 — ВС; 1 и 2 — АВ и ДВ) Перекачка горючих жидкостей из опасной зоны в менее опасную.Иногда устройство аварийных сливов может оказаться нецелесообразным. Тогда следует предусмотреть возможность перекачки огнеопасных жидкостей из емкостной аппаратуры, размещаемой в опасной зоне, в другие аппараты и емкости, расположенные в менее опасной зоне. Эвакуация огнеопасных жидкостей в этом случае не требует создания специальных установок, поскольку при возникновении аварийной ситуации могут быть использованы имеющиеся технологические коммуникации и насосы. Такой способ широко практикуется на промышленных предприятиях, а также на складах огнеопасных жидкостей, причем не только при создании аварийной ситуации, но и при остановке аппаратуры на профилактический осмотр или ремонт. Однако и здесь имеются некоторые существенные недостатки, обусловленные невозможностью осуществить аварийный слив при отсутствии свободных емкостей, а также незначительной скоростью привода системы в действие. Дата добавления: 2015-02-23 ; просмотров: 11877 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ Источник |
. (7.10)
