Расчет концентрационных пределов распространения пламени. Нижний концентрационный предел распространения пламени
НКПР- нижний концентрационный предел распространения пламени.для нефти 42000мг/м3 при такой концетрации уже возможен взрыв, если будит источник зажигания.
ВКПР - верхний предел 195000мг/м3. при такой концетрации уже возможен взрыв, если будит источник зажигания.
Концентрация между НКПР и ВКПР – диапозон взрываемости .
Взрыв от пожара отличается в скорости распространения пламени по горючей среде за единицу времени 1 сек. При горении скорость распр. пламени в см., а при взрыве в метрах, десятках сотнях м/с Ацетилен= 400м/с.
ПДВК -предельнодопустимая взрывобезопасная концентрация, составляет для любого взрывоопасного в-ва 5% от НКПР= 2100 мг/м3 при ней можно производить огневые работы но в СИЗ орг. дыхания.
Меры, исключающие воспламенение и самовоспламенение паров нефти.
Соблюдения мер пожарной безопасности.
Использование неискроиброзующего инструмента.
Использование только взрывозащищенного оборудования.
Безопасное проведение работ.
Дезагазация или проветривание загазованной зоны.
Использование заземления.
Шунтировка.
Искрагасителей для техники принимающей участие в проведении работ.
Минимальный состав бригады при проведении контроля ГВС на линейной части.
Бригада состоит не менее чем из 3-х человек
Перечень газоопасных работ на линейной части, на выполнение которых необходимо выдавать наряд-допуск.
Земляные работы по вскрытию нефтепровода;
Холодные врезки в действующие нефтепроводы под давлением специальным приспособлением;
Откачка (закачка) нефти из амбаров, емкостей, отсеченного участка нефтепровода;
Вытеснение нефти из нефтепровода;
Впуск (выпуск) ГВС;
Резка нефтепроводов с применением труборезных машин;
Зачистка (пропарка) нефтепровода;
Герметизация нефтепровода;
Резка вантузов, патрубков, трубопроводов ручными пилами;
Изоляционные работы на нефтепроводе;
Работа в колодцах, установленных на технологических трубопроводах и трубопроводах линейной части.
газоопасные работы: Работы, связанные с осмотром, обслуживанием, ремонтом, разгерметизацией технологического оборудования, коммуникаций, в т.ч. работы внутри емкостей (аппаратов, резервуаров, цистерн, а также коллекторов, тоннелей, колодцев, приямков и других аналогичных мест), при проведении которых имеются или не исключена возможность поступления на место проведения работ взрыво- и пожароопасных или вредных паров, газов и других веществ, способных вызвать взрыв, возгорание, оказание вредного воздействия на организм человека, а также работы при недостаточном содержании кислорода (объемная доля ниже - 20 %).
Расстановка электрооборудования и задействованной техники при откачке из трубопровода и закачке в трубопровод перекачиваемого продукта.
При выполнении работ по освобождению нефтепровода передвижными откачивающими агрегатами должны выполняться следующие требования к размещению техники и оборудования на подготовленных площадках (рисунок 10.4):
а) расстояние от ПНУ до места откачки-закачки должно быть не менее 50 м;
б) расстояние между ПНУ – не менее 8 м;
в) расстояние от ПНУ до подпорного агрегата – не менее 40 м;
г) расстояние от ДЭС до подпорных насосных агрегатов и места откачки/закачки–не менее 50 м;
д) расстояние от места стоянки техники до ПНУ, подпорного насосного агрегата, ремонтного котлована – не менее 100 м;
е) расстояние от пожарной автоцистерны до мест откачки и закачки нефти, ПНУ, котлована - не менее 30 м.
Правила применения знаков безопасности.
Знаки безопасности могут быть основными, дополнительными, комбинированными и групповыми
Знаки безопасности по видам применяемых материалов могут быть несветящимися, световозвращающими и фотолюминесцентными.
Группы основных знаков безопасности
Основные знаки безопасности необходимо разделять на следующие группы:
Запрещающие знаки;
Предупреждающие знаки;
Знаки пожарной безопасности;
Предписывающие знаки;
Эвакуационные знаки и знаки медицинского и санитарного назначения;
Указательные знаки.
Знаки не должны мешать проходу, проезду.
Не должны противоречить друг другу.
Быть легко читаемы.
23. Наряд-допуск на проведение огневых, газоопасных и других работ повышенной опасности, его содержание.
Наряд-допуск действителен в течение указанного в нем срока. Планируемая продолжительность проведения работ не должна превышать 10 суток. Наряд-допуск может быть продлен на срок не более 3 суток, при этом продолжительность выполнения работ от планируемых даты и времени начала работ с учетом продления не должна превышать 10 суток.
НАРЯД-ДОПУСК №
ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ.
ПДК (предельно допустимая концентрация) вредных веществ в воздухе рабочей зоны
являются концентрации, которые при ежедневной работе в пределах 8 часов в
течение всего рабочего времени не могут вызвать у работающего заболеваний или
отклонений состояния здоровья, обнаруживаемых современными методами
исследования непосредственно в процессе работы или в более отдалённые сроки. А
также ПДК вредных веществ не должна отрицательно влиять на состояние
здоровья у последующих поколений. Измеряется в мг/куб.м
ПДК некоторых веществ (в мг/куб.м):
Углеводороды нефти, керосин, дизельное топливо - 300
Бензин - 100
Метан - 300
Этиловый спирт - 1000
Метиловый спирт - 5
Окись углерода - 20
Аммиак (нашатырный спирт) - 20
Сероводород в чистом виде - 10
Сероводород в смеси с углеводородами нефти - 3
Ртуть - 0,01
Бензол - 5
НКПР – нижний концентрационный предел распространения пламени. Это наименьшая концентрация горючих газов и паров, при которой уже возможен взрыв при воздействии импульса воспламенении. Измеряется в %V.
НКПР некоторых веществ (в % V):
Метан - 5,28
Углеводороды нефти - 1,2
Бензин - 0,7
Керосин - 1,4
Сероводород - 4,3
Окись углерода - 12,5
Ртуть - 2,5
Аммиак - 15,5
Метиловый спирт - 6,7
ВКПР – верхний концентрационный предел распространения пламени. Это наибольшая концентрация горючих газов и паров, при которой еще возможен взрыв при воздействии импульса воспламенении. Измеряется в %V.
ВКПР некоторых веществ (в % V):
Метан - 15,4
Углеводороды нефти - 15,4
Бензин - 5,16
Керосин - 7,5
Сероводород - 45,5
Окись углерода - 74
Ртуть - 80
Аммиак - 28
Метиловый спирт - 34,7
ДВК - довзрывоопасная концентация, определяется как 20% от НКПР. (в этой точке взрыв не возможен)
ПДВК - предельнодовзрывоопасная концентрация, определяется как 5% от НКПР. (в этой точке взрыв не возможен)
Относительная плотность по воздуху (d) показывает, во сколько раз пары данного вещества тяжелее или легче паров воздуха в нормальных условиях. Величина относительная - единиц измерения нет.
Относительная плотность по воздуху некоторых веществ:
Метан - 0,554
Углеводороды нефти - 2,5
Бензин - 3,27
Керосин - 4,2
Сероводород - 1,19
Окись углерода - 0,97
Аммиак - 0,59
Метиловый спирт - 1,11
Газоопасные места – такие места, в воздухе которых есть или могут внезапно появиться токсичные и пары в концентрациях, превышающих ПДК.
Газоопасные места делятся на три основных группы.
I группа – места в которых содержание кислорода ниже 18% V , а содержание токсичных газов и паров более 2% V. В этом случае работа проводится только газоспасателями, в изолирующих аппаратах, или под их наблюдением по специальным документам.
II группа – места, где содержание кислорода менее 18-20% V, и могут быть обнаружены довзрывоопасные концентрации газов и паров. В этом случае работы проводятся по нарядам-допускам, с исключением образования искр, в соответствующих защитных средствах, под наблюдением газоспасательного и пожарного надзора. Перед проведением работ проводится анализ газовоздушной среды (ГВС).
III группа – места, где содержание кислорода от 19% V, а концентрация вредных паров и газов может превышать ПДК. В этом случае работы проводятся в противогазах, или без них, но противогазы должны находиться на рабочих местах в исправном состоянии. В местах данной группы необходимо проводить анализ ГВС согласно плана-графика и карты отбора.
Газоопасные работы - все те работы, которые выполняются в загазованной среде, или работы, во время которых возможен выход газа из газопроводов, арматуры, агрегатов и другого оборудования. Так же к газоопасным работам относятся работы, которые выполняются в замкнутом пространстве при содержании кислорода в воздухе менее 20%V. При выполнении газоопасных работ запрещено применение открытого огня, так же необходимо исключить искрообразование.
Примеры газоопасных работ:
Работы связанные с осмотром, чисткой, ремонтом, разгерметизацией технологического оборудования, коммуникаций;
Удаление закупорок, установка и снятие заглушек на действующих газопроводах, а также отсоединение от газопроводов агрегатов, оборудования и отдельных узлов;
Ремонт и осмотр колодцев, откачка воды и конденсата из газопроводов и конденсатосборников;
Подготовка к техническому освидетельствованию резервуаров и баллонов СУГ и его проведение;
Вскрытие грунта в местах утечек газа до их устранения.
Огневые работы - производственные операции, связанные с применением открытого огня, искрообразованием и нагреванием до температур, способных вызвать воспламенение материалов и конструкций.
Примеры огневых работ:
Электросварка, газосварка;
Электрорезка, газорезка;
Применение взрывных технологий;
Паяльные работы;
Образивная чистка;
Механическая обработка металла с выделением искр;
Разогрев битумов, смол.
2.1 Природный газ - продукт, добываемый из недр земли, состоит из метана (96 – 99%), углеводородов (этан, бутан, пропан и др.), азота, кислорода, углекислоты, водяного пара, гелия. На ИвТЭЦ-3 природный газ поступает в качестве топлива по газопроводу из Тюмени.
Удельный вес природного газа - 0,76 кг/м 3 , удельная теплота сгорания – 8000 - 10000 ккал/м 3 (32 - 41 МДж/м 3), температура горения – 2080 °С, температура воспламенения – 750 °С.
Горючий природный газ по токсикологической характеристике относится к веществам 4 класса опасности ("малоопасным") в соответствии с ГОСТ 12.1.044-84.
2.2 Предельно допустимая концентрация (ПДК) углеводородов природного газа в воздухе рабочей зоны равна 300 мг/м 3 в пересчете на углерод, ПДК сероводорода в воздухе рабочей зоны 10 мг/м 3 , сероводорода в смеси с углеводородами С 1 – С 5 - 3 мг/м 3 .
2.3 Правила техники безопасности при эксплуатации газового хозяйства обуславливают следующие опасные свойства газообразного топлива:
а/ отсутствие запаха и цвета
б/ способность газа образовывать с воздухом пожаровзрывоопасные смеси
в/ удушающая способность газа.
2.4 Допустимая концентрация газа в воздухе рабочей зоны, в газопроводе при выполнении газоопасных работ - не более 20 % от нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР):
3 Правила отбора проб газа на анализ
3.1 Курение и использование открытого огня в газоопасных местах, при проверке загазованности производственных помещений категорически запрещается.
3.2 Обувь работников, производящих замеры загазованности и находящихся в газоопасных местах, не должна иметь металлических подков и гвоздей.
3.3 При выполнении газоопасных работ следует использовать переносные светильники во взрывозащищенном исполнении напряжением 12 Вольт
3.4 Перед выполнением анализа необходимо осмотреть газоанализатор. Не допускаются к применению средства измерения, у которых просрочен срок поверки или имеются повреждения.
3.5 Перед тем, как войти в помещение ГРП, необходимо: убедиться в том, что аварийная сигнальная лампа «ЗАГАЗОВАНО» при входе в помещение ГРП не горит. Сигнальная лампа включается при достижении концентрации метана в воздухе помещений ГРП равной или выше 20% нижнего концентрационного предела распространения пламени, т.е. равной или выше об. 1%.
3.6 Отбор проб газа в помещениях (в ГРП) производится переносным газоанализатором из верхней зоны помещениявнаиболее плохо вентилируемых зонах, т.к. природный газ легче воздуха.
Действия в случае загазованности указаны в п. 6.
3.7 При отборе проб воздуха из колодца подходить к нему нужно с наветренной стороны, убедившись, что вблизи нет запаха газа. Одна сторона крышки колодца должна быть приподнята специальным крюком на 5 - 8 см, под крышку подложена деревянная прокладка на время отбора проб. Отбор пробы производится с помощью шланга, опущенного на глубину 20 - 30 см и соединенного с переносным газоанализатором, или в газовую пипетку.
При обнаружении газа в колодце его проветривают в течение 15 мин. и повторяют анализ.
3.8 Не допускается для отбора проб спускаться в колодцы и другие подземные сооружения.
3.9 В воздухе рабочей зоны содержание природного газа должно быть не более 20 % от нижнего концентрационного предела распространения пламени (1 % по метану); концентрация кислорода должна быть не ниже 20 % по объему.
Теория дефлаграционного горения не накладывает ограничений на возможность уменьшения скорости распространения горения. Однако опыт показывает, что величина скорости распространения горения не может быть меньше определенного критического значения. Распространение пламени в смесях горючего и окислителя возможно только в определенном диапазоне их концентраций. При зажигании смеси, состав которой выходит за эти пределы, стойкое горение не возникает.
Для горючих смесей различают нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени.
Нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПРП) - наименьшая концентрация горючего вещества в смеси с воздухом, при который уже возможное стойкое, незатухающее распространение горения.
Верхний концентрационный предел распространения пламени (ВКПРП) - наибольшая концентрация горючего вещества в смеси с воздухом, при который еще возможное стойкое, незатухающее распространение горения.
Концентрационные пределы распространения пламени (КПРП) - одна из важнейших характеристик взрывоопасности горючих газов и паров. Область концентрации горючего вещества, которая лежит между нижним и верхним КПРП, характеризуется возможностью загорания и устойчивого горения смеси и называется областью взрывоопасных концентраций. Если концентрация горючего вещества выходит за концентрационные пределы, горючая смесь становится взрывобезопасной. Так, если концентрация горючего вещества меньшее нижнего КПРП, то горение вообще не возможно. Если концентрация горючего вещества больше ВКПРП, то возможно диффузионное горение такой газовой смеси при выходе ее в окружающее пространство и наличии источника зажигания.
Максимальная скорость реакции и распространения фронта пламени наблюдается при стехиометрическом соотношении компонентов (концентрации горючего равной стехиометрической φ гв = φ смк). При отклонении от стехиометрического соотношения скорость горения, а следовательно и скорость тепловыделения будут снижаться. Так, при φ гв < φстм скорость тепловыделения уменьшается в результате нехватки горючего, и нагревании излишка окислителя, что приводит к дополнительным тепловым потерям. При φ гв > φ смк снижение тепловыделения происходит в результате нехватки окислителя, и затратам на нагревание избытка топлива, не принимающего участия в химической реакции. Таким образом, для парогазових смесей можно выделить как минимальную (нижнюю) φ н, так и максимальную (верхнюю) φн концентрацию горючего, при которой наступают критические условия распространения фронта пламени.
Учитывая, что концентрационные пределы распространения пламени могут изменяться при изменении внешних условий, для обеспечения пожарной безопасности при работе с горючими веществами определяют не только концентрационные пределы, но и безопасные концентрации φ нб и φ вб, ниже или выше которых смесь гарантировано не будет зажигаться. Безопасные концентрации можно рассчитать по формулам:
φнб < 0,9(φн – 0,21), %
φвб ≥ 1,1(φв + 0,42), %
где φ н, φ в - НКПРП и ВКПРП, %;
Расположение областей возможных концентраций горючего отображено на рисунке.
Концентрационные пределы распространения пламени могут сильно изменяться при изменении внешних условий. Изменения КПРП объясняются с точки зрения баланса тепловыделения и теплоотдачи в системе. Все факторы, изменение которых приведет к увеличению тепловыделения, будут расширять КПРП (снижать нижний КПРП и повышать верхний КПРП). Факторы, увеличивающие теплоотдачу, будут суживать КПРП (увеличивать нижний КПРП и уменьшать верхний КПРП). Наибольшее влияние на КПРП оказывают:
· концентрация окислителя в окислительной среде (содержание кислорода в воздухе);
· концентрация инертных газов (флегматизаторов);
· температура и давление смеси;
· мощность источника зажигания;
В настоящее время действует НПА в части НКПР:
Приказ Ростехнадзора от 26.12.2012 N 777 "Об утверждении Руководства по безопасности для нефтебаз и складов нефтепродуктов"
ДВК - датчики сигнализаторов довзрывных концентраций
НКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени
.10.26. Резервуарные парки хранения нефти и светлых нефтепродуктов оснащаются ДВК,
срабатывающими при достижении концентрации паров нефтепродукта 20% от НКПР.
Число и порядок размещения датчиков сигнализаторов ДВК определяются в проектной документации,
в зависимости от вида хранящихся продуктов, условий их хранения, объема единичных емкостей
резервуаров и порядка их размещения в составе склада (парка).
(парков) с внутренней стороны на высоте 1,0 - 1,5 м от планировочной отметки поверхности земли.
10.28. Расстояние между датчиками сигнализаторов выбирается меньше 2-х радиусов действия
датчика. При смежном расположении групп емкостей и резервуаров или отдельных резервуаров в
собственном обваловании (ограждении) установка датчиков сигнализаторов по смежному (общему для двух
групп) обвалованию (ограждению) не требуется.
склада (парка), расположенного за пределами обвалования. Количество датчиков сигнализаторов
выбирается в зависимости от площади, занимаемой узлом, с учетом допустимого расстояния между
датчиками не более 20 м, но не менее двух датчиков. Датчики сигнализаторов НКПР рекомендуется
располагать противоположно по периметру площадки узла на высоте 0,5 - 1,0 м от планировочной отметки
ВВОДИТСЯ новый НПА:
Приказ Ростехнадзора от 07.11.2016 N 461 "Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Правила промышленной безопасности складов нефти и нефтепродуктов"
Начало действия документа - 03.06.2017 .
Изменено 14 Февраля 2017 пользователем KIP IPP2.2.27. На сливоналивных железнодорожных эстакадах, предназначенных для слива-налива нефти и светлых нефтепродуктов, должны быть установлены датчики загазованности согласно требованиям нормативных правовых актов в области промышленной безопасности.
Слив и налив должен автоматически прекращаться при достижении загазованности воздушной среды выше 50% объемных от нижнего концентрационного предела распространения пламени (далее - НКПРП ).
Установка датчиков загазованности обосновывается в проектной документации в соответствии с техническими характеристиками приборов, указанных в паспортах организации-изготовителя.
2.3.15. При превышении концентрации паров нефтепродуктов на площадках сливоналивных станций и пунктов слива-налива более 20% объемных от НКПРП должны быть установлены блокировки по прекращению операций слива-налива и сигнализация, оповещающая о запрете запуска двигателей автомобилей.
2.8.15. В помещениях насосных станций следует устанавливать средства автоматического контроля загазованности по НКПРП с подачей сигнала (светового и звукового) у входа в помещение насосной и в операторную при достижении концентрации горючих газов и паров нефтепродуктов 20% объемных от НКПРП.
Расстояние от датчика загазованности до наиболее удаленной точки возможных утечек в группе насосов не должно превышать 4 м (по горизонтали). В помещении насосной следует устанавливать не менее двух датчиков загазованности.
Места установки и количество датчиков загазованности определяются проектной документацией.
Включение аварийной вентиляции осуществляется при достижении горючих газов и паров нефтепродуктов 50% объемных от НКПРП.
3.5.8. Для вентиляционных систем следует предусматривать:
автоматическое включение аварийной вентиляции при достижении в помещении концентрации горючих газов и паров нефтепродуктов 50% объемных от НКПРП;
3.6.3. Насосные станции производственной канализации, заглубленные более чем на 0,5 м, должны оснащаться датчиками загазованности с выводом сигнала на пульт помещения управления. В случае достижения загазованности насосной станции 50% объемных от НКПРП должна включаться аварийная вентиляция.
3.1.10. Все средства измерений подлежат поверке.
