Дәріс курсы

Қазақстан Республикасы Ішкі істер министрлігі Төтенше жағдайлар комитеті Көкшетау техникалық институты

Өрттің алдын алу кафедрасы

Құрастырушылар: К.К.Карменов, Е.М.Шапихов

«Технологиялық процестердің өрт қауіпсіздігі» пәнінен 5В100100 «Өрт қауіпсіздігі»,

5В103100 «Төтенше жағдайларда қорғау»,

5В103200 «Азаматтық қорғаныстың командалық тактикалық күші»

мамандықтарға арналған

Дәріс курсы

Көкшетау - 2020

2

ӘОЖ 614.84

Рецензенттер:

Қазақстан Республикасы ІІМ ТЖК Көкшетау техникалық институтының оқу – әдістемелік кеңесімен баспаға ұсынылды

Хаттама №

Карменов К.К., Шапихов Е.М. Технологиялық процестердің өрт қауіпсіздігі. Дәріс курсы: Қазақстан Республикасы Ішкі істер министрлігі Төтенше жағдайлар комитеті Көкшетау техникалық институты

Дәрістер курсында технологиялық процестер мен жабдықтардың өрт қауіптілігін талдау, технологиялық аппараттар мен жабдықтардың ішінде жанатын ортаны болдырмау тәсілдері берілгенЖарылыс-өрт және өрт қауіптілігі бойынша үй-жайлар мен ғимараттардың санатын анықтау бойынша негізгі ұғымдар берілді.

ӘОЖ 614.84

Қазақстан Республикасы ІІМ ТЖК

Көкшетау техникалық институты, 2020

3

Мазмұны

Кіріспе 5

Тақырып 1. Технология және технологиялық процестер туралы жалпы мәліметтер. Технологиялық процестердің өрт қауіпсіздігі бойынша жалпы анықтамалар.

7

Тақырып 2. Жанатын сұйықтықтары бар технологиялық аппараттардың ішіндегі жанатын ортаны талдау. 11 Тақырып 3. Жанатын газдары, шаңдары бар технологиялық аппараттардың ішіндегі жанатын ортаны талдау. 18 Тақырып 4. Технологиялық жабдықтардың жанғыш

материалдардың сыртқа шығу өрт қаупі. 23

Сабақ 4-1. Жанатын заттардың қалыпты жұмыс істеп тұрған

технологиялық жабдықтан сыртқа шығуы. 23

Сабақ 4-2. Жанғыш заттардың бүлінген технологиялық жабдықтан

сыртқа шығуы. 30

Тақырып 5. Жарылыс және өрт қаупі бойынша бөлмелер мен

ғимараттардың санаттарын анықтау. 34

Сабақ 5-1. Жарылыс-өрт және өрт қауіптілігі бойынша үй-жайлар мен

ғимараттардың санаттарын анықтау. 34

Сабақ 5-2. Үй-жайлардың жарылыс-өрт қауіптілігінің өлшемдерін

есептеу әдістемесі. 36

Тақырып 6. Технологиялық жабдықтың зақымдану себептері. 45

Тақырып 7. Өндірістік жану көздері. 48

Тақырып 8. Технологиялық процесте айналатын жанғыш заттар мен

материалдардың мөлшерін шектеу. 59

Тақырып 9. Өндірістік коммуникациялардағы отқа төзімді

құрылғылар. 64

Тақырып 10. Коррозия нәтижесінде аппараттар мен құбырлардың

зақымдануы. 73

Тақырып 11. Аппараттар мен құбырлардың конструкциялық элементтерге температуралық әсерлерден зақымдануы. 76 Тақырып 12. Аппараттарды жарылыс кезінде бұзылудан қорғау. 78 Сабақ 12-1. Аппараттарды жарылыс кезінде бұзылудан қорғау тәсілдері. 78 Сабақ 12-2. Клапандарды орналастыру және оларды күту. 79 Тақырып 13. Қатты заттармен материалдарды механикалық өңдеу

процестерінің өрт қауіпсіздігі. 81

Тақырып 14. Заттар мен материалдарды тасымалдау және сақтау

құралдарының өрт қауіпсіздігі. 86

Сабақ 14-1. Жанғыш сұйықтықтар мен газдарды тасымалдау және

сақтау құралдарының өрт қауіпсіздігі. 86

Сабақ 14-2. Қатты заттар мен материалдарды тасымалдау

құралдарының өрт қауіпсіздігі. 88

Тақырып 15. Заттар мен материалдарды жылыту және салқындату 93

4

процестерінің өрт қауіпсіздігі.

Сабақ 15-1.Су буымен қыздыру процестерінің өрт қауіпсіздігі. 93 Сабақ 15-2. Ашық жалынмен және жоғары температуралы жылу тасымалдағыштармен қыздыру процестерінің өрт қауіпсіздігі. 101 Тақырып 16. Ректификация процесінің өрт қауіпсіздігі. 105 Сабақ 16-1. Ректификациялық колоннаның құрылысы және жұмысы. 105 Сабақ 16-2.Ректификациялау процесінің өрт қауіптілігінің ерекшеліктері 111 Тақырып 17. Сорбция және рекуперация процестерінің өрт

қауіпсіздігі. 114

Сабақ 17-1. Абсорбция процесінің өрт қауіпсіздігі. 114 Сабақ 17-2. Адсорбция және рекуперация процестерінің өрт қауіпсіздігі.. 118 Тақырып 18. Заттарды бояу мен кептіру процесіндегі өрт қауіпсіздігі. 123 Сабақ 18-1. Заттарды бояу мен кептіру процесіндегі өрт қауіпсіздігі. 123 Сабақ 18-2. Кептіру процесінің өрт қауіпсіздігі. 131 Тақырып 19. Химиялық процестердің өрт қауіпсіздігі. 138 Сабақ 19-1.Химиялық процестер мен полимерлік материалдар өндірісінің

өрт қауіпсіздігі. 138

Сабақ 19-2. Экзотермиялық және эндотермиялық химиялық

процестердің өрт қауіпсіздігі. 144

Тақырып 20. Өндіріс технологиясын үйрену әдістемесі. 149 Тақырып 21. Жобалау және қолдану кезеңінде технологиялық

процестерді өрт-техникалық сараптау. 152

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 155

5

Кіріспе

«Технологиялық процестердің өрт қауіпсіздігі» пәні курсанттарды кәсіби даярлау үшін қажетті пән болып табылады. Бұл пән болашақ бакалаврларды заттар мен материалдардың технологиялық процестерінде қолданылатын өрт қауіпті қасиеттері өндірісінің технологиясымен, өндірістік жағдайларда жанатын ортаның пайда болу себептері, тұтану көздері және өрттің таралу жолдары, өндірістің технологиялық үдерістерін өрт қадағалау әдістерімен таныстырады.

Бағдарламада топтық жаттығуларды орындау, іскерлік ойындар өткізу және нақты жағдайларды талдау көзделген.

Пәннің жеке бөлімдері мен тақырыптары бойынша практикалық тапсырмаларды әзірлеу және орындау қарастырылған.

Курстың міндеті: курсанттарда технологиялық процестер мен өнеркәсіптік технологиялардың өрт қауіпсіздігін қамтамасыз ету бойынша қажетті білімді, білікті және дағдыларды қалыптастыру; мақсатқа сай және экономикалық тиімді өртке қарсы іс-шараларды әзірлеу.

Курстың мақсаты: технологиялық жабдықтың ішінде, өндірістік үй- жайларда және ашық технологиялық алаңдарда жанатын ортаның пайда болу себептері мен шарттарын; технологиялық аппараттар мен құбырлардың зақымдану себептерін; технологиялық процестерді жүргізу кезінде жанудың және жанғыш қоспалар мен шөгінділердің еріксіз тұтануының себептері мен шарттарын; өнеркәсіптік объектілердегі өрттердің тез дамуына ықпал ететін себептер мен жағдайларды зерттеу.; өнеркәсіптік объектілерде өрттердің пайда болу және таралу жағдайларын болдырмау жөніндегі үлгілік іс-шаралар мен техникалық шешімдер; жарылыс-өрт және өрт қауіптілігі бойынша үй- жайларды, ғимараттарды және сыртқы қондырғыларды санаттандыру жүйесіне салынған негізгі қағидаттар; өндіріс технологияларының өрт-жарылыс қауіптілігін талдау әдістері; үлгілік технологиялық процестер мен өнеркәсіптік технологиялардың өрт қауіпсіздігін регламенттейтін нормативтік құжаттардың талаптары.

Курстың басты міндеті - технологиялық жабдықтардың өрт-жарылыс қауіптілігінің ғылыми-техникалық негіздерін, жанғыш заттар мен материалдардың санын шектеу тәсілдерін, типтік технологиялық процестердің өту заңдылықтарын, өнеркәсіп және агроөнеркәсіптік кешен объектілеріндегі өндірістің технологиялық процестерін өрт қадағалау әдістерін оқып үйрену.

Осы пәнді оқу нәтижесінде курсанттар:

түсінігі болу керек:

- технологиялық процестерде айналыстағы өрт қауіпті қасиеттерді өндіру технологиясы туралы.

Білу керек:

- пәннің пәні, мақсаты, міндеттері және оның болашақ кәсіби қызметі үшін маңызы;

- негізгі технологиялық процестердің жіктелуі мен сипаттамасы,

6

- технологиялық процестер мен жабдықтардың өрт қауіптілігін талдау әдістері;

- технологиялық аппараттардың ішінде жанатын ортаны болдырмау және оталудың өндірістік көздерінің пайда болуын болдырмау тәсілдері;

- өрттің таралуын болдырмау және адамдарды және технологиялық жабдықтарды өрт пен жарылыстың әсерінен қорғау тәсілдері;

- өнеркәсіп және агроөнеркәсіптік кешен объектілеріне өрт-техникалық тексеру жүргізу әдістемесі.

істеу білу керек:

- өрттің пайда болу жағдайларын болдырмауға бағытталған алдын алу шараларын әзірлеу;

- инженерлік әдістердің негізінде жарылыс-өрт және өрт қауіптілігі бойынша ғимараттар мен үй-жайлардың санатын анықтау;

- технологиялық процестердің өрт-жарылыс қауіпті параметрлерін есептеу алгоритмін құру және есептеу кезінде қолданбалы компьютерлік бағдарламаларды қолдану.

7

1 тақырып. Технология, технологиялық процестер туралы жалпы мәліметтер. Технологиялық процестердің өрт қауіпсіздігі бойынша

жалпы анықтамалар.

Оқу сұрақтары:

1. «Технологиялық процестердің өрт қауіпсіздігі» курсына кіріспе.

2. Технологиялық процестердің өрт қауіпсіздігі бойынша негізгі

анықтамалар

1. «Технологиялық процестердің өрт қауіпсіздігі» курсына кіріспе.

Курс (пәннің) мақсаты: технологиялық процестерде және өндірістік технолгияларда өрт қауіпсіздігін қамтамасыз ету бойынша үйренушінің қажетті білімді, қабілеттілік пен дағдыны қалыптастыру; мақсатты және экономикалық тиімді өртке қарсы шараларын жасау.

Технологиялық процестердің өрт қауіпсіздігі пәні курсанттардың кәсіби дайындығы үшін қажетті пән болып табылады. Осы пән болашақ бакалаврларды өндірісінің технологиясымен, технологиялық процесстерінде айналатын заттар мен материалдардың өрт қауіпті қасиеттерін, өндірістік шартта жанғыш ортаның пайда болуының мүмкін себептерімен, өрттің жану көзі мен таралу жолдарымен, өндірістің технологиялық процесстеріне өрт қадағалау әдістерімен таныстырады.

Пәннің бөлек бөлімдері және тақырыптары бойынша практикалық тапсырмаларды (есептерді) жасау және орындалу қаралған.

Бағдарламада топтық жаттығулардың орындалуы, жұмыс ойындарының өткізілуі және нақты жағдайларды талқылануы қаралған.

Курсты оқу курстық жобаны қорғау және емтиханмен аяқталады. Пән 4 кредиттен тұрады 2 семестр бойы оқытылады.

Курс міндеті: технология, технологиялық процестер туралы түсінік беру;

технологиялық құрылғылар ішінде, өндірістік бөлмелер мен ашық технологиялық алаңдарда жанғыш ортаның пайда болу шарттары мен себептерін оқу; технологиялық аппараттары мен құбырлардың зақымдану себептерін; жанудың өзінен-өзі пайда болу шарттары мен жанғыш қоспалардың мәжбүрлі жануы мен технологиялық процестер кезінде бөлінуді; өндірістік объектілерде өрттің тез дамуына әсер ететін себептер мен шарттар; өндірістік объектілерде өрттің пайда болуы мен таралу шарттарын жою бойынша типтік іс-шаралар мен техникалық шешімдер; жарылыс және өрт қауіптілігі бойынша бөлмелерді, ғимараттарды және сыртқы құрылыстарды санаттау жүйесіндегі негізгі принциптер; технологиялық өндірістің өрт жарылыс қауіптілігін сараптау әдістері; типтік технологиялық процестерді және өндірістік технологиялардың өрт қауіпсіздігін регламенттейтін нормативтік құжаттардың талаптарын оқу.

Курстың басты міндеті – технологиялық құрылғының өрт жарылыс қаупі ғылыми-техникалық негіздерін, жанғыш заттар мен материалдарды шектеу әдістерін, типтік технологиялық процестердің негізгі заңдылықтарын,

8

өндіріс және агроөндіріс кешені объектілерінде өндірістің технологиялық процестерін өрттің алдын-алу әдістерін оқу.

Осы пәнді оқу нәтижесінде курсанттар білуге міндетті:

түсінігі болуы керек:

- технологиялық өндірісі туралы, технологиялық процестерге қатысатын заттар мен материалдардың өрт қауіпті қасиетін.

білуі керек:

- пәннің мәнін, мақсатын, мндетін және болашақ кәсіби қызметі үшін оның маңыздылығын;

- негізгі технологиялық процестердің санаттары мен сипаттамасын;

- технологиялық процестер мен құрылғылардың өрт қауіптілігін сараптау әдістерін;

- технологиялық аппараттар ішінде жанғыш ортаны жою әдістері мен жанудың өндірістік көздерінің пайда болуының алдын-алу;

- өрттің таралуын алдын-алу әдістері мен адамдарды және технологиялық құрылғыны өрт пен жарылыстың әсерінен қорғау;

- өндірістік объекттерде және агро өндірістік кешендерде өртке қарсы жағдайын тексеру жүргізу әдістемесін.

қабілетті болуы керек:

- өрттің пайда болу шарттарын болдырмауға бағытталған алдын-алу іс- шараларды құру;

- есептің инженерлік әдістері негізінде жарылыс және өрт қауіптілігі бойынша бөлмелер мен ғимараттардың өрт қауіптілік деңгейін анықтау.

2. Технологиялық процестердің өрт қауіпсіздігі бойынша негізгі анықтамалар

Өндіріс тәсілі - шикізаттан түпкілікті өнім алғанға дейін өтетін барлық операциялардың жиынтығы. Ол тиісті аппараттар мен жабдықтарда өтетін тізбект іоперациялардан тұрады.

Шикізат түпкілікті өнімге дейін өңделетін машиналар мен аппараттардың жиынтығы технологиялық жүйе деп аталады.

Шикізат өндірістің технологиясын, оның аппаратуралық жасалуын, дайын өнімнің сапасын, экономикасын, сонымен қатар өрт-жарылыс қауіпін анықтайтын технлогиялық процестің негізгі элементтерінің бірі болып табылады.

Тиісті машиналар мен аппараттарда өтетін операциялардың тізбекті сипаттамасы мен графикалық бейнесі технологиялық схема деп аталады.

Технологиялық режимі - аппарат немесе аппарат жүйесінің жұмыс жағдайын анықтайтын параметрлер жиынтығы деп аталады.

Технологиялық процесс – шикізат қазбаларын, химиялық заттарды, өсімдік және ауылшаруашылығы ресурстарын жаңа қасиеттері бар заттар мен материалдарды алу мақсатында және дайын өнім алу үшін қайта өңдеудің өндірістік процесі.

9

Технологиялық процестер өндірістің ұйымдастыру тәсілдері бойынша мерзімді, үздіксіз және аралас деп бөліненді.

Мерзімді процесс уақытқа байланысты оның технологиялық параметрлері өзгерген кезде, оның ішінде шикізатты жеткізу мен өнімді шығаруда, әр түрлі кезеңдерді бір орында өткізумен сипатталады.

Үздіксіз (үзіліссіз) процесс барлық кезеңдегі ағулардың уақыт бірлігімен сипатталады, олардың әрқайсысы уақытқа және шикізатты үзіліссіз жеткізумен алынған өнімді шығарып тұруға тәуелді емес, белгіленген режимдегі арнайы аппаратта жүзеге асырылады. Үздіксіз процестің артықшылықтары:

- толықтай автоматтандыру және механикаландыру мүмкіндігі;

- аппаратура көлемінің және осыған байланысты жанғыштық жүктемесінің азаюы;

- үзілістің және шикізатты жүктеу мен өнімді шығаруда жабдықтардың герметизациясы бұзылу қажеттілігінің болмауы, аппаратардың ішінде және өндірістік бөлмеде жарылу қауіпі бар концентрациялардың (ЖҚК) түзілу мүмкіндігінің төмендеуі;

- алынатын өнімдеренің біртектілігі жане олардың сапасының тұрақтылығы;

- қызмет көрсету персоналының азаюы, осының нәтіжесінде адамдардың зардап шегу тәуекелділінің төмендеуі.

Технологиялық процесс ішінде аппараттық қозғалыспен және өңделетін материалдардың айналуымен сүйемелденеді. Материалдар қатты, сұйық және газ тәрізді күйде болуы мүмкін. Оларды қыздыру және салқындату, сығу және созу, еріту және конденсациялау мүмкін.

Мысалы, химия өнеркәсібінде химиялық өзара әрекеттесудің нәтижесінде бастапқы материалдар агрегаттық жай-күйінің, заттардың ішкі құрылымы мен құрамының өзгеруі мен қоса болатын терең өзгерістерге ұшырайтын әртүрлі процестер жүзеге асырылады.

Химия - технологиялық процестер өзара әсер ететін заттардың агрегаттық жағдайына байланысты гомогендік (біртекті) және гетерогендік (біртекті емес), төмен және жоғары температуралық, каталитикалық және каталитикалық емес, электрохимиялық, биохимиялық ж.т.б. болып бөлінеді.

Технологиялық процесс өндірістік процестің бір бөлігі ретінде қарастырылуы мүмкін және ол қасиеттерді өзгертуге немесе өндіріс процесінде айналыстағы заттар мен бұйымдардың жай-күйіне бағытталған әсермен байланысты.

Технология ұғымы өндірістің нақты салаларына жатады, мысалы, мұнай өндіру және қайта өңдеу технологиясы, машина жасау, электрэнергиясын өндіру, металлургия, ағаш өңдеу және т.б. технологиялары туралы айтуға болады.

Өнеркәсіптік өндірістің ірі салалары технологиялық процестердің жиынтығынан тұруы мүмкін. Мәселен, ағашөңдеу саласы орман дайындау, оны тасымалдау және ағаш шабындықтарда қатарлап сақтау технологиясын

10

көздейді. Жиһаз фабрикаларында жиһаз жасаутехнологиясы іске асырылады, яғни технологиялық процеске әртүрлі заттар, материалдар және дайын өнімнің жаңа тұтынушылық сапасын алуға арналған механизмдер тартылады.

Шикі мұнайдан технологиялық операциялар процесінде қазіргі заманғы авиацияда, автомобиль көлігі мен химия өндірісінде пайдаланылатын бензин, май және басқа да мұнай өнімдері алынады.

Металдарды өңдеу кезінде ыстыққұю, механикалық кесу, соғу, дәнекерлеу, никельдеу, хромдау, және т. б. тәсілдерін пайдаланатын бірқатар технологиялар өтеді.

19 ғасырдың ортасынан бастап технология іргелі базисті дербес ғылым ретінде қалыптасты. Оның міндеттері: өндірістік процестердің режімдері мен реттілігін әзірлеу. Ол жаңа технологияларды әзірлеуді, оларды жаратылыстану ғылымдарымен бірге жетілдіруді көздейді: физика, химия, математика, биология және философия мен бірге адамзаттың ғылыми-техникалық прогресін анықтады.

Казіргі заманғы жоғары өнімді технологиялар жоғары өрт жарылу қаупімен сипатталады, аппараттардан, тек жанғыш газдардан, булардан және шаң-ауа қоспаларынан ғана емес, сонымен қатар күшті әсерететін улы және радиоактивті заттардан сыртқа шығу қаупінен тұрады. Бірақ өндірістік процестер өрт-жарылыс қауіпсіз болуы тиіс. Сондықтан өндіріс технологияларын әзірлеу қорғаныс технологияларын іздестірумен және жасаумен сүйемелденеді. Осыған байланысты «Өрт қауіпсіздігіне қойылатын жалпы талаптар» техникалық регламентін бекітті (ҚР ІІМ 23.06.17 № 439 бұйрығы).

Осы мақсатта өндірістің технологиялық жүйелеріне авариялардың, өрттер мен жарылыстардың дамуын анықтау және болдырмау технологиялары енгізіледі. Бұл өндірістік автоматика жүйелері: автоматты өрт сигнализациясын, автоматты өрт сөндіру қондырғыларын, технологиялық үдерістердегі автоматты өртке қарсы қорғауды және адамдарды қауіпті өрт факторларынан қорғаудың автоматты жүйесін қамтитын технологиялық процестерді автоматты басқару және реттеу.

Өндірістік процестер өрт-жарылыс қауіпсіз, сонымен қатар қоршаған ортаны (ауа, топырақ, су қоймалары) ластамайтын экологиялық таза болуытиіс.

Өртке қарсы қауіпсіздікті қамтамасыз етуде адам факторының маңызы зор. Авариялар мен өрттердің едәуір пайызы өндірістік персоналдың қателіктеріне, оның біліктілігінің жеткіліксіздігі мен функционалдық міндеттерін ұқыпсыз орындауға байланысты екені белгілі.

Қорғау объектісінің өрт қауіпсіздігі – өрттің пайда болуы мен өршуін, сондай-ақ адамдар мен мүлікке өрттің қауіпті факторларының әсерін болдырмау мүмкіндігімен сипатталатын қорғау объектісінің жай-күйі.

Өртке қарсы режим - осы объектінің өрт қауіпсіздігін қамтамасыз етуге бағытталған адамдардың белгіленген тәртіп нормаларының, жұмыстарды орындау және жабдықтарды пайдалану ережелерінің кешені.

11

Қорғау объектісінің өрт қауіптілігі – өрттің пайда болу және даму мүмкіндігімен, сондай-ақ адамдар мен мүлікке өрттің қауіпті факторларының әсер ету мүмкіндігімен сипатталатын қорғау объектісінің жай-күйі.

Технологиялық процестердің өрт қауіптілігін бағалауды олардың тәуекелін есептеу негізінде жүргізу қажет.

Технологиялық процестің өрт қауіптілігін анықтайтынын бастысы:

- өрт жүктемесінің болуы: жанғыш қатты, сұйық және газ тәріздізаттар;

- жабдықтарда, үй-жайларда және ашық кеңістікте газдардың, булардың және шаң-ауа қоспаларының жануы кезінде мүмкін артық қысымның шамасы;

- барлық технологиялық процестің немесе оның құрамдас бөліктерінің температуралық режимі.

Технологиялық жабдықты жобалауға, орналастыруға және пайдалануға қойылатын талаптар және өрт қауіпсіздігін қамтамасыз ету жөніндегі шаралар кешені стандарттарда көзделеді.

Өрт қауіптілігінен басқа заттар мен материалдар қауіптілігінің қосымша көрсеткіштерін де назарға алған жөн. Мұндай көрсеткіштерге мыналар жатады:

уыттылық, улы, уытты, коррозияны тудыратын қабілет, радиоактивтілік және т.б.

Бақылау сұрақтары:

1. Технологиялық режим дегеніміз не?

2. Өнеркәсіптегі технологиялық процесс түсінігі.

3. Қорғау объектісінің өрт қауіпсіздігі қалай сақталады?

4. Қорғау объектісін қамтамасыз етуге бағытталған өрт қауіпсіздігі шаралары туралы ақпарат қайда сақталады?

5. Заттар мен материалдар қауіптілігінің қосымша көрсеткіштеріне не жатқызуға болады?

2 тақырып. Жанғыш сұйықтықтары бар технологиялық аппараттардың ішіндегі жанатын ортаны талдау.

Оқу сұрақтары:

1. Сұйықтықтың деңгейі қозғалмайтын аппараттар.

2. Сұйықтықтың деңгейі жылжымалы аппараттар.

Өнеркәсіптік, ауылшаруашылығы және басқа кәсіпорындарда физика- химиялық және өрт қауіпті қасиеттері бойынша әртүрлі сұйық, газ тәрізді және қатты заттар өңделеді және сақталады. Қазіргі заманғы өндірістерде технологиялық процестер герметизацияланған, яғни заттар аппараттарға немесе құбыр жолдарға орналасады, олардың ішкі кеңістігі өрт пайда болатын орны болуы мүмкін. Сондықтан технологиялық жабдықтың ішінде жанатын ортаның пайда болу себептерін, сондай-ақ технологиялық процестерді жүргізу шарттарын ескере отырып, аппараттар мен құбырларды осы жанатын құралымдардан қорғау тәсілдерін қарастыру қажет.

1. Сұйықтықтың деңгейі қозғалмайтын аппараттар.

12

Жанғыш сұйықтықтың қозғалмайтын деңгейі бар жабық аппараттың ішінде (1-сурет) жанғыш орта аппарата сұйықтықтан бос көлем (газ кеңістігі) болғанда ғана пайда болуы мүмкін, ол атмосферамен байланысты және қандай да бір дәрежеде сұйықтық буымен қанықтырылады. Жалпы жағдайда аппарата жанғыш қоспаның болуы былайша көрсетіледі:

_т_н_ж, (1)

мұнда н – аппараттағы сұйықтық буларының жұмыс (нақты) концентрациясы; т, ж - сәйкесінше, будың тұтануының төменгі және жоғарғы концентрациялық шектері (тұтану аумағы).

Аппаратты пайдаланудың белгіленген технологиялық режимінде (жеткілікті ұзақ уақыт кезеңі ішінде) будың мөлшері аппараттағы ортаның температурасына байланысты φs қанығу концентрациясы кезінде газ кеңістігінің барлық көлемі бойынша біркелкі бөлінеді. Химия курсынан белгілі болғандай s= f(T), сондықтан аппаратта жанғыш ортаның пайда болуы бұл жағдайда келесі шартымен анықталады:

Т_ттшТТ_жтш, (2) мұнда Т – сұйықтықтың есептік температурасы; Т_ттш, Т_жтш - сәйкесінше сұйықтықтың тұтануының төменгі және жоғарғы температуралық шектері (аппараттағы ортаның қысымын ескере отырып).

1 сурет. Бу - ауа кеңістігі бар жабық аппарат:

1 - сұйықтық; 2 – бу - ауа кеңістігі; 3 - тыныс алу желісі

Сұйықтықтың жұмыс температурасы аспаптардың көрсеткіштері бойынша технологиялық регламенттен немесе жобаға түсіндірме жазбадан анықталады. Егер аппараты пайдалану процесінде сұйықтықтың жұмыс температурасы өзгерсе, аппарат жұмысының дәл қандай кезеңдерінде оның ішінде жанатын концентрациялар пайдаболуы мүмкін екенін анықтау керек.

13

2 сурет. Спирттің су ерітіндісін нығайтуға арналған қондырғы схемасы:

1 – аралық сыйымдылық; 2 - сорғы; 3-жылытқыш; 4 - ректификациялық колонна;

5 - дефлегматор; 6 - тоңазытқыш; 7 - ректификат жинағы;

I-20% - дық спирт ерітіндісі; II - су; III - 96% - дық спирт ерітіндісі (ректификат)

Айтылған мысал келесідей болады. Этил спиртін алу қондырғысында (2 сурет) 18°С кезіндегі 20%-дық спирт ерітіндісі ыдыстан (70°С дейін) қыздырғышқа беріледі, содан кейін 80°С ең төменгі температурада және атмосфералық қысымға жақын қысымда ректификациялық колоннада нығыздалады (ректификацияланады). Колоннаның жоғарғы бөлігінен таза спирттің булары-ректификат шығады және конденсацияланады, ол тоңазытқышта 20°С дейін салқындатылады және ыдысқа құйылады.

Осы технологиялық схеманың барлық аппараттарында спирт буларының жарылыс қауіптілігін анықтау талап етіледі. Бұл мәселені шешу үшін аппараттардың бос көлемі бар ма, онда бу – ауа қоспалары пайда болуы мүмкін және аппараттардағы сұйықтықтардың жұмыс температурасын олардың тұтану температуралық шектерінің шамасымен салыстыру керек (1-кесте): 1 аппаратта жанбайтын орта, өйткені спирт ерітіндісінің температурасы тұтанудың төменгі шегінен төмен; 7 аппаратта жанатын орта; 2-6 аппараттарда бу-ауа кеңістігі

жоқ.

1 кесте

Аппарат нөмірі

Аппарат атауы;

сұйықтық

Аппаратта бу- ауа кеңістігінің

болуы

Аппаратт ағыжұм ыстемпе ратурасы

, °С

Сулы-спиртті ерітінділердің тұтануының температуралық

шектері

Аппараттағы ортаның жанғыштығы

туралы қорытынды төменгі жоғарғы

1 резервуар; 20% бар 18 33 54 жанбайтын

14

спирт ерітіндісі орта, өйткені

Тж<Тттш

2 сорғы; 20% спирт

ерітіндісі жоқ 18 33 54 бу-ауа кеңістігі

жоқ 3 қыздырғыш; 205

спирт ерітіндісі жоқ 70 33 54 бу-ауа кеңістігі жоқ 4

ректификациялық баған; жоғарғы

96% спирт ерітіндісі; төменгі

су

жоқ

жоғарғы 80 төменгі

100

11 40 бу-ауа кеңістігі жоқ

5 дефлегматор;

спирт-ректификат жоқ 80 11 40 бу-ауа кеңістігі

жоқ 6 Тоңазытқыш;

спирт-ректификат жоқ 80…20 11 40 бу-ауа кеңістігі жоқ 7 қабылдағыш;

спирт-ректификат бар 20 11 40

жанатын орта, өйткені бу-ауа кеңістігі және Тттш<Тж<Тжтш

Жанғыш сұйықтықтың деңгейі қозғалмайтын аппараттарда жұмыс температурасының аздаған тербелісі кезінде көп жағдайда Т есептік температурасы үшін сұйықтықтың орташа жұмыс температурасын қабылдайды. Аппаратта жұмыс температурасының едәуір ауытқуы кезінде сыйымдылықтың газ кеңістігіндегі қаныққан будың концентрациясы температурадан аз анықталатынын ескеру қажет: сұйықтықтың үстіңгі қабатының немесе газ кеңістігінің. Мысалы, ашық ауада (мұнай және мұнай өнімдеріне арналған резервуарлар) және жазда күн радиациясының әсеріне ұшырайтын оқшауланбаған металл сыйымдылықтарда газ кеңістігінің температурасы сұйықтықтың температурасынан асып түседі. Демек, қаныққан будың концентрациясы сұйықтықтың орташа жұмыс температурасынан асатын сұйықтықтың үстіңгі қабатының температурасымен анықталады. Бұл жағдайда сұйықтықтың үстіңгі қабатының қызып кетуін қосымша анықтау және ескеру қажет. Бұл әсіресе тұтанудың жоғары төменгі температуралық шегі бар сұйықтықтар үшін маңызды (керосин, реактивті отын, кейбір жағдайларда дизельдік отын), қоршаған ортаның температурасы жоғарылағанда немесе күн радиациясының әсерінен беттік қабаттың температурасы өсіп, тұтанудың төменгі температуралық шегіне жеткенде. Сұйықтық буларының концентрациясы бұл ретте тұтану аймағына кіреді.

Ыстық жазғы күндері металл оқшауланбаған резервуардағы сұйықтықтың үстіңгі қабатының артық қызуы 10-20 градусқа жетуі мүмкін, бұл резервуардың газ кеңістігінің өрт-жарылыс қауіптілігіне әсер етеді.

Жабық аппараттарда және сұйықтың қозғалмайтын деңгейі бар сыйымдылықтарда жанғыш ортаның пайда болуын болдырмауға мынадай техникалық шешімдер ықпал етеді:

15

1. Газ кеңістігін жою. Техникалық шешімге келесі жолмен қол жеткізуге болады:

а) аппаратты немесе сыйымдылықты сұйықтықпен шекті (толық) толтырумен. Мұнда үш қауіп бар: аппаратты сұйықтықпен толтыру кезінде асып төгілуі, аппараттың бұзылуы және толық толтырылған аппаратта температураның жоғарылауы кезінде асып төгілуі;

б) қорғау су қабатының астында сұйықтықты (мысалы, күкірт көміртегін) сақтау;

в) қалқымалы шатыры бар резервуарларды қолдану (3-сурет) бір мезгілде сыртқы стационарлық шатырдың рөлін орындайтын. Қалқымалы шатыр мен резервуардың қабырғасы арасындағы сақиналы саңылау арнайы бекітпемен тығыздалады. Мұндай конструкциядағы резервуарда жанғыш орта тығыздаудың астындағы сақиналы саңылауда ғана, сондай-ақ сұйықтықтың деңгейі шатырдың шекті төменгі орналасуынан төмен жағдайда, ол тірек тіреулеріне түсірілген кезде;

г) стационарлық шатыры мен қалқымалы понтоны бар резервуарларды қолдану (3-сурет).

3 сурет. Қалқымалышатырыбар және понтоны бар резервуар

Понтоны бар резервуарда жанатын ортаның пайда болуын алдын алу тек әдейі герметизацияланған понтон үстіндегі газ кеңістігін қарқынды (кем дегенде табиғи) желдетуді қамтамасыз еткен жағдайда ғана мүмкінболады.

Понтонды қолдану понтонның үстіндегі бу-ауа кеңістігіндегі тез тұтанатын сұйықтықтың булары концентрациясының төмендеуіне әкеледі, бұл желдеткіш болмаған жағдайда понтон үстіндегі кеңістіктің өрт-жарылыс қауіптілігін арттырады;

д) иілгіш ішкі қабықтары бар сыйымдылықтарды қолдану.

2. Қауіпсіз температуралық режимді сақтау. Бұған бақылау және реттеу жүйесі арқылы қол жеткізіледі. Жұмыс температурасы сұйықтық буларының тұтануының температуралық шегінен төмен (мысалы, мазут жылытылатын

16

резервуарында) немесе жоғарыдан жоғары (мысалы, ректификациялық колоннада) ұсталады.

Жарылыс қауіпсіздік температуралық шартын мына теңдеулерден табуға болады:

[ ( ) ] (3) немесе

[ ( ) ] (4)

мұнда және - аппараттардағы жанғыш сұйықтықтың жарылыс қауіпсіздік жұмыс температурасы, ⁰С; А, В, С_А – Антуан теңдеулерінің тұрақты шамасы; р₀ қоршаған ортаның қысымы, әдетте 1·10⁵ Па.

Сұйықтық температурасы (3) немесе (4) қауіпсіздік шарттарына сәйкес болса, ал аппарат ішіне белгілі бір себептерге байланысты тыныс құрылғылары арқылы ауаның кіруі кезінде 4-сүр. көріп отырғандай кері нәтижелерге әкеліп соғады.

4 Сурет. «Тыныс алатын» аппаратта ЖҚК пайда болу схемасы:

 – буауалы қоспасында жанғыш компоненттің мөлшері;

буауалы қоспасына ауаны қосу кезіндегі бу концентрациясының өзгеру бағыты

3. Тұтанудың төменгі концентрациялық шегінен төмен температура кезінде жанғыш сұйықтық булары концентрациясының төмендеуі.

Бұл қол жеткізіледі:

а) сұйықтықтың бетінде жүзетін және оның булануына кедергі келтіретін жоғары төзімді көбікті, эмульсияларды және қуыс микрошариктерді қолдану;

б) будың серпімділігін және сұйықтықтың булануын төмендететін қоспаларды қолдану. Мұндай қоспалар ретінде су – спирттер, ацетон, сіркеқышқылы үшін; төртхлорлы көміртек – мұнай өнімдері мен күкірт көміртегі үшін; авиациядағы моторлы отын үшін арнайы желатинизациялайтын (қоюлауыш) қоспалар пайдаланылуы мүмкін.

4. Аппараттың газ кеңістігіне жанбайтын (инертті) газдарды енгізу. Осы операция нәтижесінде тотықтырғыш (ауа оттегінің) концентрациясы төмендейді немесе ол толығымен ауыстырылады. Жанбайтын газдар (флегматизаторлар) азот, көмірқышқыл газы, су буы, іштен жану қозғалтқыштарының пайдаланылған газдары болуы мүмкін. Инертті компоненттерді қосу ортаның жанғыш қасиеттерін нашарлатады. Бұл ретте

ЖҚК аймағы

ж1 т жоғ ж2

17

тұтану аймағы инертті компоненттің белгілі бір (флегматизациялаушы) концентрациясы кезінде оны толық жойғанға дейін тарылады.

Инертті газдардың флегматизациялаушы концентрациялары (тұтануы мүмкін емес жеткенде және асқанда) ауамен әртүрлі жанғыш заттардың қоспалары үшін анықтамалық әдебиетте келтіріледі.

Инертті газдың шығысы аппараттың газ кеңістігінің көлемі бойынша немесе аппараттың өнімділігі бойынша анықталады.

2. Сұйықтықтың деңгейі жылжымалы аппараттар.

Сұйықтықтың деңгейі жылжымалы аппараттарға, атап айтқанда, технология шарттары бойынша мерзімді толтырылатын немесе босатылатын ТЖС және ЖС сақтауға арналған резервуарлар жатады.

Егер қозғалмайтын деңгеймен жұмыс істейтін резервуардың газ кеңістігінде сұйықтық буларының қаныққан концентрациясына қол жеткізілсе және бұл газ кеңістігі желден қорғалса (мысалы, тыныс алу клапанымен), онда кейінгі ұзақ тыныштық та, сұйықтық деңгейінің жоғары қозғалысы жабық тыныс алу аппаратындағы газ ортасының құрамы мен жай-күйін өзгертпейді.

Мұндай жағдайларда тұтану температурасының шегі бойынша ортаның жанғыштығын бағалау күшін сақтайды. Алайда деңгей төмендеген кезде:

сұйықтықтар аппаратқа (тыныс алу құрылғысы арқылы) ауа келіп, қаныққан буды сұйылтады. Егер резервуардағы будың концентрациясы тұтанудың жоғарғы концентрациялық шегінен артық болса (жанбайтын болса), онда газ кеңістігінің барлық көлемінде сұйықтықты сорған кезде немесе ауа ағыны аймағында ғана бу-ауа қоспасы жануы мүмкін. Жану аймағындағы қоспа сору кезінде өрт қауіпсіздігі жағдайына дейін араластырылуы мүмкін. Аппараттың үздіксіз циклдық жұмысы кезінде (толтыру және босату кезектесуі) аппараттағы жұмыс уақытының көп бөлігі қанықпаған бу концентрациясы болатындай болуымүмкін. Мұндай жағдайларда бу-ауа қоспасының жанғыштығын бағалауды тек ара қатынасы бойынша орындау қажет:

т  жұм  ж, (3)

мұнда жұм - есептеу немесе эксперименталды анықталатын будың өзгермелі жұмыс концентрациясы.

Келесі бастапқы деректер кезінде: резервуардың көлемі 4600 м³; сұйықтық бетінің ауданы 410 м²; толтырудың шекті дәрежесі 0,9; бензинді айдау және айдау операцияларының өнімділігі 470 м³/сағ; операциялар арасындағы бос тұру уақыты 3 сағ; жұмыс кезіндегі будың серпімділігі: 0,063 МПа температурада 20°С резервуардағы будың орташа шоғырлануы әрқашан жанбайды, өйткені оның ең аз мәні (0,13) босату соңында тұтанудың жоғарғы шегінен екі есе артық.

Ірі резервуарларда көлемі 10 мың м³, 20 мың м³ және одан көп бу-ауа қоспасын сұйылту негізінен ауа ағыны аймағында болады. Үлкен көлемдегі изотермиялық жер асты немесе жылу оқшауландырылған резервуарлардағы сияқты резервуарларда босаған кезде жергілікті жанғыш шоғырланулар пайда болады деп пайымдау керек.

18

Сұйықтықтың деңгейі жылжымалы жабық аппараттар мен сыйымдылықтарда жанғыш ортаның пайда болуын болдырмауға мынадай техникалық шешімдер ықпал етеді:

а) жүзуші шатырлар мен понтондарды қолдану арқылы газ кеңістігін жою;

б) аппараттың газ кеңістігіне жанбайтын (инертті) газдарды енгізу;

в) бір мезгілде босатылатын аппараттардың санын арттыру арқылы сұйықтық деңгейінің өзгеру жылдамдығын азайту;

г) синхронды жұмыс істейтін аппараттардың газ байламдарын орнату жолымен босатылатын аппаратқа атмосфералық ауаның кіруін болдырмау немесе қысқарту.

Бақылау сұрақтары:

1. Аппаратта жанғыш қоспаның болуы қалай көрінеді?

2. Сұйықтың қозғалмайтын деңгейі бар жабық аппараттар мен

сыйымдылықтарда жанатын ортаның түзілуіне қандай техникалық шешімдер ықпал етеді?

3. Тұтанудың төменгі концентрациялық шегінен төмен берілген

температурада жанатын сұйықтықтар булары концентрациясының төмендеуіне қалай қол жеткізіледі?

4. Сұйықтықтың жылжымалы деңгейі бар аппараттарға қандай аппараттар жатады?

5. Сұйықтың жылжымалы деңгейі бар жабық аппараттар мен сыйымдылықтарда жанғыш ортаның түзілуін болдырмауға бағытталған техникалық іс-шаралар.

3 тақырып. Жанатын газдары, шаңдары бар технологиялық аппараттардың ішіндегі жанатын ортаны талдау.

Оқу сұрақтары:

1. Газды аппараттар.

2. Шаңдары, ұнтақтары және талшықтары бар аппараттар.

1. Газды аппараттар.

Әдетте аппараттар (1 сурет) мен құбырлар тотықтырғыш қоспасыз жанғыш газбен толтырылған болады. Сирек (технологиялық шарттар бойынша) ауамен немесе оттегімен жанғыш газдың қоспасы пайдаланылады (мысалы, метанның бу-ауа немесе бу - оттегі конверсиясы сутегін алу, ацетилен - табиғи газдың термотықтырғыш пиролизі, азот тотығы-аммиактың тотығуы).

Аппараттар мен құбыржолдар ішінде ауамен газдың жанғыш қоспасының болуы шарт болып көрсетілуі мүмкін

_т  _жұм  _ж , (3.1) мұнда жұм - аппараттағы жанғыш газдың жұмыс концентрациясы.

Аппараттағы жанғыш газдың жұмыс концентрациясын технологиялық регламенттің деректері немесе қоспаны талдау бойынша есептеу арқылы анықтауға болады.

19

Таза сұйытылған газдар үшін ғана бу фазасының құрамы жанғыш сұйықтықтар сияқты: жабық аппараттағы температура мен қысым бойынша анықталуы мүмкін.

Жабық аппараттарда, ыдыстарда және газдары бар құбырларда жанғыш ортаның пайда болуын болдырмауға мынадай техникалық шешімдер ықпал етеді:

1 сурет. Қысымы бар газ аппараты:

1-корпус; 2 – қабылдау – тарату желісі; 3 - манометр; 4 - сақтандыру клапаны

1. Тұтану аймағынан тыс жерде тотықтырғышы бар қоспада жанғыш газдың концентрациясын ұстау (егер бұл технология шарттары бойынша рұқсат етілсе). Бұл үшін аппараттарды қоректендіретін желілерде газдардың арақатынасын, шығыны мен қысымын автоматты реттеуіштер орнатылады.

2. Газ коммуникацияларында сыртқы ауаның тығыздық арқылы сорылуын болдырмайтын артық қысымды ұстап тұру. Мысалы, жанатын газдарды өртеуге немесе кәдеге жаратуға үздіксіз (немесе мезгіл-мезгіл) төгілетін алау жүйелерінің құбыржолдары бола алады.

3. Газдағы қауіпті қоспаның құрамын үздіксіз автоматты бақылау (инертті газдағы тотықтырғыш, жанғыш және инертті газдардың қоспасындағы тотықтырғыш, тотықтырғыштағы жанғыш). Мысал ретінде аммиак синтезі агрегаттарындағы компрессорларда қысу алдында азото - сутекті қоспадағы ауа немесе оттегі қоспасын бақылау болуы мүмкін. Қауіпті қоспалардың болуын бақылау үшін аппараттар мен құбырлар стационарлық автоматты газталдағыштармен жабдықталады және бұдан басқа, технологиялық газ ағынына қоспалардың түсуін болдырмайтын ысырмалардың тораптарында бұғаттауды көздейді.

4. Реактордың қорғалған кеңістігінде (технологиялық процестерді жүргізуге арналған аппаратта) жанатын қоспаның қозғалыс жылдамдығы мен режимін таңдау арқылы жанатын қоспаның жану аймағын тұрақтандыру.

5. Жанбайтын жағдайға тез ауысуды қамтамасыз ететін жанғыш қоспа құрамының авариялық әдейі өзгеруі. Бұған инертті сұйылтқышты пайдалану жолымен немесе жанғыш қоспа компоненттерінің бірін беруді тоқтату