Методичка. Пожарная безопасность технологических процессов.

1-10. Дать заключение о горючести среды в резервуаре с ЛВЖ и найти (оценить) объем взрывоопасной зоны вблизи его дыхательного устройства, если в течение часа произошло одно большое дыхание. Объем резервуара Vр, степень его заполнения ε, вид ЛВЖ и ее температуру tр принять по табл. 2. Давление в резервуаре − атмосферное.

 

11-20. Дать заключение о горючести среды в резервуаре с ЛВЖ и оценить объем взрывоопасной смеси (зоны) вблизи его дыхательного устройства, если в течение часа произошло одно малое дыхание при повышении температуры в резервуаре на 10 °С. Данные по объему резервуара Vр, степени его заполнения ε, виду ЛВЖ и ее начальной температуре tр принять по табл. 2. Давление в резервуаре − атмосферное.

 

21-30. При окраске методом окунания изделия погружают в ванну с лакокрасочным материалом (ЛКМ). Площадь поверхности испарения ванны 3 м2. Определить количество испарившегося с поверхности ЛКМ растворителя за час работы и оценить объем взрывоопасной зоны, который может образоваться над ванной при отсутствии движения воздуха над ее поверхностью. Вид и температуру растворителя ЛКМ и растворителя tв = tр принять по табл. 3 (пожароопасные свойства ЛКМ принять по растворителю, температуру воздуха в помещении принять равной температуре растворителя).

31-40.  При    повреждении   аппарата   в  объем  площадью 6 м2, ограниченный бортиками, вылилось 40 кг ЛВЖ. Определить количество испарившейся с открытой поверхности жидкости в подвижную среду воздуха и оценить объем взрывоопасной зоны, который при этом может образоваться. Вид ЛВЖ, ее температура, которая равна температуре воздуха в помещении, приведены в табл. 3. Принять, что испарение жидкости происходит в течение часа при работающей вентиляции, скорость движения воздуха над поверхностью испарения 0,4 м/с.

41-50. Дать заключение о горючести среды в аппарате периодического действия при его нормальной работе, определить суммарное количество паров, выходящих из этого аппарата при открывании крышки и заполнении растворителем, а также оценить объем взрывоопасной зоны, который при этом может образоваться. Вид ЛВЖ, рабочую температуру tp, объем аппарата V, степень его заполнения ε и рабочее давление Рр в нем принять по табл. 4.

51-60. Определить количество выходящей наружу горючей жидкости при локальном повреждении аппарата (авария ликвидирована через 900 с), количество испарившейся со свободной поверхности жидкости в неподвижную среду (испарение происходило в течение 1 ч) и величину объема взрывоопасной зоны, которая может при этом образоваться. Вид жидкости, диаметр отверстия в стенке аппарата Дотв, рабочее давление в аппарате Рp, температура жидкости tж и высота столба жидкости Нж приведены в табл. 6. Коэффициент расхода принять равным 0,6; 1 л жидкости разливается не площади 1 м2.

61-70. Определить количество выходящей наружу горючей жидкости при локальном повреждении аппарата (повреждение ликвидировано через 25 мин), количество испарившейся жидкости (испарение происходит в течение часа) и величину объема взрывоопасной смеси, которая может при этом образоваться, если испарение происходит в подвижную среду воздуха. Скорость движения воздуха над поверхностью испарения 0,7 м/с, коэффициент расхода 0,6; 2 л жидкости разливается на площади 1 м2. Вид горючей жидкости, диаметр повреждения и другие параметры принять по табл. 5.

71-80. Определить количество выходящего из аппарата газа при его локальном повреждении (повреждение ликвидировано через 10 мин) и время нарастания горючей концентрации при наличии воздухообмена в помещении. Вид газа, диаметр отверстия в стенке аппарата Дотв, рабочее давление в аппарате Рр, объем помещения V и кратность воздухообмена n в помещении приведены в табл. 6. Коэффициент расхода газа принять равный 0,8; температура газа 20°С.

81-90. Определить количество выходящего из аппарата газа при его локальном повреждении (повреждение ликвидировано через 600 с) и время нарастания горючей концентрации при отсутствии воздухообмена в помещении. Вид газа, диаметр отверстия в стенке аппарата Дотв, рабочее давление в аппарате Рр, объем помещения V приведены в табл. 6. Коэффициент расхода газа принять равным 0,6; температура гага 30°С.

90-100. Определить общее количество ЛВЖ, выходящей при полном разрушении аппарата, в который подавалась жидкость по двум трубопроводам, количество испарившейся жидкости и объем, в котором при этом может образоваться горючая концентрация. Объем аппарата Vап, степень заполнения ε, вид ЛВЖ, ее температура tж, диаметр трубопроводов Дтр и расход насосов q1 и q2 приведены в табл. 7. Время отключения трубопроводов принять равным 900 с, площадь, на которую разливается 1 л жидкости, равна 1 м2, время испарения разлившейся жидкости 1 ч, расстояние от аппарата до задвижки на трубопроводах 10 м.

101-110. Определить общее количество горючего газа, выходящего при полном разрушении аппарата (газ в аппарат подавался по двум трубопроводам), и максимальный объем газового облака с горючей концентрацией, который при этом может образоваться. Объем аппарата Vап, давление газа в нем Рr, вид газа, диаметр трубопроводов Дтр, по которым поступал газ, и расход компрессоров q1 и q2 приведены в табл. 8. Время отключения трубопроводов 120 с, расстояние от аппарата до задвижек на трубопроводах 12 м.

111-120. Определить конечное давление в горизонтально расположенной цилиндрической емкости, которая оказалась полностью заполненной сжиженным газом, а также внутреннее напряжение, возникающее в стенке этой емкости, и необходимый свободный объем при заполнении емкости. Принять, что начальное давление было 0,4 МПа, стенки емкости изготовлены из стали марки 20ХМ. Вид сжиженного газа, начальная tн и конечная tк  температуры в емкости, диаметр цилиндрической части емкости Д, длина ее  L и проектная толщина стенки δ приведены в табл. 9. Емкость находилась в эксплуатации 5 лет, стенки подвергались коррозии со скоростью 0,4 мм в год.

121-130. Определить приращение давления в новом стальном трубопроводе, по которому транспортируется стирол. При эксплуатации трубопровода происходит уменьшение его сечения за счет образования отложений. Начальное давление в трубопроводе 1 МПа. Температура стирола 25°С. Длина трубопровода L, начальная скорость движения жидкости ω1,  диаметр чистого (без отложений) трубопровода d  и степень уменьшения диаметра трубопровода ε при образовании отложении приведены в табл. 10. Плотность стирола 902,6  кг /м3, коэффициент кинематической вязкости при 25 °С равен 0,72×10-6 м2/с.

131-140. Определить площадь сечения предохранительного клапана, который устанавливается на ректификационной колонне. Через клапан стравливаются пары бензола. Рабочее давление в колонне Рр, рабочая температура tp, производительность колонны по пару G приведены в табл. 11. Стравливание происходит в атмосферу через стояк длиной 0,5 м. Коэффициент расхода среды через клапан α = 0,8.

141-150. Определить гасящий диаметр отверстий сетчатого огнепреградителя, установленного на линии аварийного сброса горючего газа из аппарата. Вид горючего газа, его температура t, давление в линии Рр приведены в табл. 12.

 

151-160. Определить диаметр гранул гравийного огнепреградителя, установленного на дыхательной линии резервуара о ЛВЖ. Вид ЛВЖ и температура в паровоздушном пространстве резервуара tп приведены в табл. 13. Давление в резервуаре Рр атмосферное (1×105Па).

161-170. Определить время аварийного опорожнения цилиндрического постоянного по высоте сечения аппарата (слив самотеком) и продолжительность аварийного слива. Вид горючей жидкости, ее температура t, диаметр аппарата Д, его высота Н и степень заполнения ε, диаметр сливного трубопровода d, перепад высоты аварийного трубопровода ΔН приведены в табл. 14. Продолжительность операций по приведению слива в действие принять равным 300 с, коэффициент расхода системы φ = 0,3.

171-180. По условию табл. 14 обосновать расчетом выполнимость условия аварийного слива горячей жидкости из емкости. Слив предусмотрен под давлением инертной среды, равным 3×105 Па.

 

181-190. Оценить, а при необходимости подобрать диаметр аварийного сливного трубопровода (слив самотеком) при условии, что продолжительность опорожнения не должна превышать 240 с. Необходимые для расчета данные взять из табл. 14.

 

191-200. Определить расчетом время аварийного выпуска горючих газов (паров) из аппарата и обосновать выполнимость условия безопасности при сбросе газа (пара) в атмосферу. Вид горючего газа (пара), его температура t, рабочее давление Рр, объем газового пространства аппарата Vг, диаметр аварийного (сбросного) трубопровода dтр и коэффициент расхода среды через клапан φ=0,5. Продолжительность операции по приведению системы стравливания в действие принять равным 90 с, а время аварийного режима 600 с. Гидравлическим сопротивлением сбросного трубопровода можно пренебречь, т.к. его длина составляет 0,8 м.

211-220. Определить требуемую площадь мембранного взрывного предохранительного клапана и оценить толщину мембраны для аппарата с ЛВЖ, в паровоздушном (газовом) пространстве которого (при определенных условиях эксплуатации) образуются взрывоопасные концентрации. Объем газового пространства аппарата Vг, начальная температура горючей смеси tсм, вид ЛВЖ, рабочее давление в аппарате Рр приведены в табл. 16. Температура окружающей среды 20°С, материал мембраны − медь. Стравливание производится в атмосферу.

221-230. Определить требуемую площадь мембранного взрывного предохранительного клапана и оценить толщину мембраны для аппарата с ЛВЖ, работающего под вакуумом Рр = 0,085 МПа. Стравливание продуктов взрыва производится в атмосферу, температура окружающей среды 30 °С. Объем газового пространства аппарата Vг, начальную температуру горючей смеси tсм, вид ЛВЖ и материал мембран принять по табл. 16.