Безопасная работа СРК. Оценка поражающего действия при взрыве котла. Разрушительная работа взрыва

6. БЕЗОПАСНОСТЬ ОБЪЕКТА

6.1.Охрана труда

Безопасная работа СРК может быть обеспечена при условии выполнения существующих норм и правил изготовления, монтажа, эксплуатации и техники безопасности энергетических котлов, а также дополнений к этим правилам, учитывающим особенности технологии сжигания щелока в топках с жидким шлакоудалением и вспомогательного топлива в виде мазута.

К таким нормам и правилам относятся: строительные и санитарные нормы проектирования тепловых электростанций, санитарные правила по организации технологических процессов и санитарно-гигиеническим требованиям к производственному оборудованию, противопожарные нормы, правила гостехнадзора, технические требования по взрывобезопасности котельных установок, работающих на мазуте или природном газе, руководящие указания по объему оснащения СРК КИП и средствами автоматического регулирования.

Специфика СРК заключается в сжигании черного щелока, представляющего с энергетической точки зрения высокозольное низкокалорийное топливо с высоким влагосодержанием, а также аккумулирующее на поду топочной камеры большое количество огарка и расплавленных при температуре 850-900 ⁰С натриевых солей [5].

Для обеспечения безопасности эксплуатации СРК необходимо знать  основные принципы организации топочных процессов и физико-химические свойства сульфатного плава, так как при определенных условиях взаимодействие сульфатного плава с водой или подаваемым щелоком с повышенным влагосодержанием может вызвать сильные взрывы. Взрывы в СРК могут быть вызваны также нарушением правил сжигания мазута.

При нарушении условий дробления струи в момент контакта плава с зеленым щелоком возможны также взрывы в растворителе плава. Такие взрывы могут приводить к большим разрушениям оборудования.

Следует учитывать, что при нарушении правил безопасного сжигания мазута взрывы горючих газов в топке СРК часто приводят к повреждению трубной системы котла и поступлению воды в плав, что усугубляет последствия взрыва газов.

Физические взрывы возникают в результате чрезвычайно быстрого расширения пара, когда тепло к испаряющейся жидкости подводится мгновенно. Быстрорасширяющийся пар, производящий всю работу взрыва при контакте плава с водой, как раз и образуется в результате переноса тепла от плава к воде с очень большой скоростью [5].

Физические взрывы беспламенны, они менее мощные, чем взрывы, сопровождающиеся быстрым выделением большого количества энергии. Вместе с тем давление, развиваемое при таких взрывах, достигает максимальной силы в течение микросекунд, а возникающие ударные волны распространяются со сверхзвуковыми скоростями [5].

Большое значение для безопасной работы СРК имеет водный режим, так как возможные отложения накипи или шлама в трубной системе котла могут вызвать, пережег труб и тяжелые последствия (взрыв). Поэтому к водоподготовке должны предъявляться жесткие требования, а качество питательной и котловой воды должно соответствовать утвержденным нормам [5].

Возможность взрывоопасности СРК зависит от аварийных ситуаций, возникающих при отказе технологического оборудования агрегата или автоматических систем регулирования, а также в случае ошибочных действий оператора. Авария СРК по причине взрыва может произойти в том случае, когда автоматическая система защиты при возникновении аварийной взрывоопасной ситуации не выполнит своих функций [5].

В процессе управления сжиганием черного щелока,  основными причинами взрывоопасности могут быть:

1.  взрывоопасная  концентрация газов в топке;

2.  аварийное повышение давления в верхней части топки;

3.  отключение дымососа.

Оценка поражающего действия при взрыве котла.

Содорегенерационный котлоагрегат является энерготехнологическим агрегатом, предназначенным для регенерации химикатов, применяемых для варки целлюлозы, с одновременным получением перегретого пара средних параметров.

Необходимо оценить поражающее действие при взрыве котла и разработать инженерно-технические мероприятия по повышению устойчивости  цеха.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

Начальное давление Р₁ = 600 кПа

Объем газовой смеси V =7,5 м³

Конечное давление Р₂ = 100 кПа

Показатель адиабаты К = 1,135

Время взрыва t = 0,1сек.

В таблице №17 представлено оборудование цеха.

Таблица №17

Наименование оборудования, находящегося в цеху	Примерное расстояние от эпицентра взрыва,  (м)
Здание цеха (ж/б с металлическим каркасом)	5-20
Другие котлы	10
Пульт управления и контрольно-измерительные приборы	30
Технологические трубопроводы	25
Дымососы, вентиляторы	10
Насосы	15

1.  Разрушительная работа взрыва.

                      ( 6.1)

2.  Мощность взрыва

                                                                                  ( 6.2)

3.  Тротиловый эквивалент взрыва

 ,                                                                               ( 6.3)

где N_Т = 42000 кВт/кг – эквивалент мощности 1 кг тротила

4.  Радиус возможных разрушений

                                                                                              ( 6.4)

где DР_Ф – избыточное давление во фронте ударной волны, кПа

4.1.  Радиус возможных слабых разрушений (DР_Ф=10 кПа)

                                                                                         ( 6.5)

4.2.  Радиус возможных сильных разрушений (DР_Ф=30 кПа)

                                                                                  (  6.6)

5.  Рассчитаем значение избыточного давления DР_Ф на расстоянии 5,10,15,20,25,30  метров от взрыва по формуле

                                                                                              (  6.7)

Результаты расчета сведены в таблице №18.                                                                                                  

Таблица№ 18

R, м	5	10	15	20	25	30
DРФ, кПа	42,29	14,95	8,14	5,29	3,78	2,88

Таким образом, можно провести оценку возможных разрушений (повреждений) элементов цеха. Результат оценки представлен в виде таблицы№ 19.

Таблица№19

Тип оборудования, находящегося в цеху	Расстояние от эпицентра взрыва, м.	DРф, кПа	Характер разрушений, повреждений
Здание цеха (ж/б с металлическим каркасом)	5-20	42,29 5,29	сильное не повреждено
Рядом стоящие котлы	10	14,95	среднее
Пульт управления и КИП	30	2,88	слабое
Технологические трубопроводы	25	3,78	слабое
Дымососы, вентиляторы	10	14,95	среднее
Насосы	15	8,14	слабое

Выводы и предложения:

1.  Наиболее уязвимыми элементами  являются: дымососы, вентиляторы, а также стены здания цеха на расстоянии 5 метров от эпицентра взрыва.

2.  Требуется создание запаса контрольно-измерительных приборов.

3.  Требуется исправное функционирование автоматической системы технологических защит.

6.2. Защита населения в чрезвычайных ситуациях

В условиях ведения боевых действий, а также при подготовке террактов основными целями противника могут быть различные предприятия, производящие тот или иной вид продукции, необходимый для человеческих нужд. Так же предприятия могут стать основной целью противника ввиду массового скопления людей, что может привести к многочисленным человеческим жертвам при подвержении предприятия массированной атаки. Еще предприятия также могут стать целью, противника, так как они в условиях ведения боевых действий могут быть переоборудованы для производства необходимой продукции для ведения оборонительных и наступательных действий. Поэтому необходимо иметь ввиду то, что предприятия, а конкретно