И оборудованию

Высокая надежность и безопасность промышленных предприятий и производств достигается глубоким и всесторонним обоснованием научных основ технологического процесса, правильными проектными решениями, соответствующими действующей нормативно-технической базе по безопасности труда, с использованием современного оборудования, жестким выполнением технологического регламента, а также реализацией других мероприятий, вытекающих из особенностей производства.

В химической технологии существуют многочисленные процессы, которые при определенных условиях могут переходить в неконтролируемое состояние и приво-

298

дить к авариям, взрывам, залповым выбросам опасных веществ и реакционной массы, отравлениям, механическому разрушению оборудования, технологическому браку и т. д. Такие процессы называются потенциально опасными.

Потенциально опасные процессы химической технологии делятся на четыре группы: переработка и получение токсичных веществ; получение и переработка взрывоопасных веществ и смесей; процессы, протекающие с большой скоростью; смешанные процессы.

Большая часть потенциально опасных процессов химической технологии - это смешанные процессы, т.е. такие, которые можно отнести к двум или даже трем указанным группам. В них могут присутствовать одновременно все или часть видов опасности: отравление, взрыв, разрушение оборудования и пр.

К основным причинам возникновения аварийных ситуаций можно отнести следующие:

♦ изменение соотношения подаваемых в реактор компонентов при непрерывном процессе или скорости удаления одного из них (полунепрерывный процесс);

♦ снижение скорости или прекращение охлаждения реакционной массы;

♦ уменьшение интенсивности или прекращение перемешивания вследствие поломки перемешивающих устройств;

♦ попадание посторонних веществ в аппарат, что приводит к ускорению побочных реакций, дестабилизации температурного режима и т.д.;

♦ изменение состава исходных компонентов, нарушающих соотношения реагентов с соответствующими последствиями;

♦ нарушение режима удаления из реактора газов или паров, что может сопровождаться повышением давления в аппарате с последующим его разрушением.

Во всех случаях эти нарушения технологического процесса приводят к повышению температуры, интенсивному газовыделению, ускорению побочных реакций, выбросу реакционной массы и т.п. Отклонения в работе оборудования могут происходить при отказе средств автоматизации, оборудования, ошибках обслуживающего персонала и т. д.

299

Безопасность технологических процессов в соответствии с ГОСТ 12.3.002 обеспечивается выбором:

♦ технологического процесса, приемов, режимов работы и порядка обслуживания производственного оборудования;

♦ производственных помещений и площадок;

♦ исходных материалов, заготовок и полуфабрикатов, а также способов их хранения и транспортировки (в том числе готовой продукции и отходов производства);

♦ производственного оборудования и его размещения, а также распределением функций между человеком и оборудованием с целью ограничения тяжести труда и др.

Производственные процессы не должны представлять опасности для окружающей среды, должны быть пожаро-и взрывобезопасными. Все эти требования закладываются при их проектировании и реализуются на стадиях организации и проведении технологических процессов. При этом необходимо предусматривать следующее:

♦ устранение непосредственного контакта работающих с исходными материалами, заготовками, полуфабрикатами, готовой продукцией и отходами производства, оказывающими вредное воздействие;

♦ замену технологических процессов и операций, связанных с возникновением опасных и вредных производственных факторов, процессами и операциями, при которых указанные факторы отсутствуют или обладают меньшей интенсивностью;

♦ замену вредных и пожароопасных веществ на менее вредные и опасные;

♦ комплексную механизацию, автоматизацию, применение дистанционного управления технологическими процессами и операциями при наличии опасных и вредных производственных факторов;

♦ герметизацию оборудования;

♦ применение систем контроля и управления технологическим процессом, обеспечивающих защиту работающих и аварийное отключение производственного оборудования;

♦ своевременное получение информации о возникновении опасных и вредных производственных факторов;

♦ применение средств коллективной защиты работающих;

♦ рациональную организацию труда и отдыха с целью профилактики монотонности и гиподинамии, а также ограничения тяжести труда.

300

Требования безопасности к технологическому процессу включают в нормативно-техническую и технологическую документацию.

Несмотря на большое разнообразие технологического оборудования по назначению, устройству и особенностям эксплуатации, к нему предъявляются общие требования безопасности, сформулированные в ГОСТ 12.2.003. В соответствии с ГОСТом производственное оборудование должно обеспечивать безопасность при монтаже, эксплуатации, ремонте, транспортировке и хранении, при использовании отдельно или в составе комплексов и технологических систем.

Оборудование размещается с соблюдением действующих технологических, строительных, санитарных, противопожарных и других требований. Должны быть обеспечены удобство и безопасность его обслуживания, безопасность эвакуации работников при возникновении аварийных ситуаций, исключено воздействие опасных и вредных производственных факторов.

Ширина проходов при расположении оборудования тыльными сторонами друг к другу должна быть не менее 1 м, при расположении передними и тыльными сторонами друг к другу - не менее 1,5 м, при расположении рабочих мест друг против друга - не менее 3 м. Рабочее место организуется с учетом эргономических требований в соответствии с ГОСТ 12.2.061.

Производственное оборудование в процессе эксплуатации:

♦ не должно загрязнять окружающую среду выбросами вредных веществ выше установленных норм;

♦ должно быть пожаро- и взрывобезопасным;

♦ не должно создавать опасности в результате воздействия влажности, солнечной радиации, механических колебаний, высоких и низких давлений и температур, агрессивных веществ и других факторов.

Требования безопасности предъявляются к оборудованию в течение всего срока его службы. Собственно безопасность производственного оборудования должна обеспечиваться следующими мерами:

♦ правильным выбором принципов действия, конструк
тивных схем, безопасных элементов конструкций, мате
риалов и т.п.;

301

♦ применением в конструкции средств механизации, автоматизации и дистанционного управления;

♦ применением в конструкции специальных средств защиты;

♦ выполнением эргономических требований;

♦ включением требований безопасности в техническую документацию на монтаж, эксплуатацию, ремонт, транспортирование и хранение.

В соответствии с требованиями ССБТ на все основные группы производственного оборудования разрабатываются стандарты требований безопасности. Рассмотрим разделы, которые они включают в себя.

Требования безопасности к основным элементам конструкции и системе управления, обусловленные особенностями назначения, устройства и работы данной группы производственного оборудования и его составных частей:

♦ предупреждение или ограничение возможного воздействия опасных и вредных производственных факторов до регламентированных уровней;

♦ устранение причин, способствующих возникновению опасных и вредных производственных факторов;

♦ устройство органов управления и другие требования.
В стандартах на отдельные группы производственного

оборудования указываются:

♦ движущиеся, токоведущие и другие опасные части, подлежащие ограждению;

♦ допустимые значения шумовых характеристик и показателей вибрации, методы их определения и средства защиты от них;

♦ допустимые уровни излучений и методы их контроля;

♦ допустимые температуры органов управления и наружных поверхностей производственного оборудования;

♦ допустимые усилия на органах управления;

♦ наличие защитных блокировок, тормозных устройств и других средств защиты.

Требования к средствам защиты, входящим в конструкцию, обусловленные особенностями конструкции, размещения, контроля работы и применения рассматриваемых средств, в том числе: к защитным ограждениям, экранам и средствам защиты от ультразвука, ионизирующих и других излучений; к средствам удаления из рабочей зоны веществ с опасными и вредными свойствами; к защитным

302

блокировкам; средствам сигнализации; к сигнальной окраске производственного оборудования и его составных частей; к предупредительным надписям.

Защитные ограждения, входящие в конструкцию оборудования, должны соответствовать ГОСТ 12.2.062. Легкосъемные ограждения должны быть сблокированы с пусковыми устройствами электродвигателей для их отключения и предотвращения пуска при их открывании или снятии ограждений.

Требования безопасности, определяемые особенностями монтажных и ремонтных работ, транспортированием и хранением, характерные для групп производственного оборудования, обеспечивающие безопасность выполнения указанных работ, в том числе к устройству приспособлений для подъема и транспортирования.

3.2.2. Технологический регламент как основа безопасности технологического процесса

Технологический регламент является основным документом, устанавливающим режим, технические средства, порядок и нормы проведения технологических операций, безопасные условия эксплуатации, требования по охране окружающей среды и пожарной безопасности.

Технологический регламент разрабатывается на процесс производства определенных видов продуктов или полупродуктов заданного качества, а также на процессы хранения и перемещения сжиженных газов, легковоспламеняющихся жидкостей, горючих жидкостей (СГ, ЛВЖ, ГЖ).

В зависимости от стадии разработки производства и степени его освоения технологические регламенты подразделяются на следующие виды: лабораторные, опытно-промышленные, пусковые и промышленные. Все они составляются в соответствии с Положением о технологических регламентах на химические производства предприятий Республики Беларусь.

Лабораторный регламент - технологический документ, которым завершаются научные исследования в лабораторных условиях при разработке технологии производства нового вида продукции или нового технологического метода производства серийно выпускаемой продукции. Лабораторный регламент является основой для раз-

303

работки опытно-промышленного регламента и составления исходных данных на проектирование опытно-промышленной установки, контрольно-измерительного и испытательного оборудования.

Опытно-промышленный регламент — технологический документ, на основании которого осуществляется отработка технологии производства новых видов продукции и проведение опытно-технологических работ при освоении новой (усовершенствованной) технологии. Используется при изготовлении опытных партий (образцов) новых видов продукции для проведения их испытаний и отработки показателей качества, вводимых в нормативно-техническую документацию, выдачи исходных данных для проектирования нового промышленного производства,

Пусковой регламент - технологический документ, на основании которого осуществляется ввод в эксплуатацию и освоение вновь созданного промышленного производства продукции. Составляется на основании проектной документации и опытно-промышленного регламента или проектной документации и промышленного регламента действующего производства.

Промышленный регламент - технологический документ действующего серийного производства товарной продукции. Составляется на основе пускового регламента после внесения в него изменений, принятых при освоении производства. Срок действия промышленного регламента -10 лет с обязательным подтверждением его действия через 5 лет.

При вводе в эксплуатацию дополнительной мощности по выпуску продукции промышленный регламент должен быть пересмотрен.

Соблюдение всех требований технологического регламента является обязательным. Лица, виновные в нарушении действующего технологического регламента, привлекаются к дисциплинарной и материальной ответственности, если последствия этого нарушения не влекут применения к этим лицам иного наказания в соответствии с действующим законодательством.

Утвержденные технологические регламенты регистрируются и первые (контрольные) экземпляры хранятся в техническом или производственно-техническом отделе (службе главного технолога) предприятия.

304

Заверенные копии регламентов передаются производственным подразделениям.

Технологические регламенты должны содержать раздел «Безопасная эксплуатация производства», в котором отражены:

♦ пожаро- и взрывоопасные, а также токсические свойства сырья, полупродуктов, готового продукта и отходов производства;

♦ классификация помещений по категориям взрыво-пожарной и пожарной опасности согласно НПБ 5-2000 и классификация зон производственных помещений и наружных установок по ПУЭ;

♦ характеристика технологических блоков производства по взрывоопасное™ в соответствии с ОПВ-96;

♦ характеристика производственных процессов по опасности накопления статического электричества;

♦ перечень наиболее опасных мест производства, меры обеспечения взрывопожаробезопасности производства;

♦ оптимальные условия труда;

♦ основные правила техники безопасности при проведении технологического процесса;

♦ аварийное состояние производства, способы его предупреждения и устранения;

♦ санитарная характеристика производственных процессов;

♦ средства индивидуальной защиты, которыми следует пользоваться в условиях производства;

♦ противопожарная защита производства;

♦ основные правила безопасной эксплуатации средств с ионизирующими веществами.

Основные правила безопасности технологического процесса должны отражать:

♦ правила плановой остановки производства;

♦ правила пуска оборудования в эксплуатацию после остановок на ремонт (для вновь вводимых производств -правила первого пуска);

♦ основные правила безопасности в процессе приемки, складирования, хранения и перевозки сырья, материалов, полупродуктов, а также упаковки, маркировки и транспортирования готовой продукции и отходов.

Возможное аварийное состояние производства, способы его предупреждения и устранения излагаются в регла-

305

менте в тех случаях, когда на производстве не разрабатываются планы локализации аварийных ситуаций (планы ликвидации аварии).

Для производств со взрывоопасными объектами, а также для технологических процессов, где обращаются сильнодействующие ядовитые вещества (СДЯВ), разработка планов локализации аварийных ситуаций обязательна.

К регламенту должен быть приложен поэтажный план производственного здания с обозначением расположения отдельных помещений и наружных установок, относящихся к данному производству. Производственные помещения на плане нумеруются римскими цифрами, а установки - арабскими.

Планы к регламенту могут не прилагаться, если на производстве разрабатывается план локализации аварийных ситуаций, в состав которого входят такие планы с соответствующими обозначениями.

Раздел оформляется в виде соответствующих таблиц с необходимыми комментариями. В частности, в тексте отражается обеспечение производственных помещений, наружных установок и оборудования автоматическими системами пожаротушения, пожарной сигнализацией, их характеристики, наличие блокировок по отключению вентиляции при срабатывании систем противоаварийной сигнализации (ПАС), приводятся правила их применения и обслуживания.

Указываются другие средства пожаротушения, специальные мероприятия по пожарной безопасности для отдельных процессов производства, порядок и нормы хранения пожаро- и взрывоопасных веществ и материалов.

Приводятся требования к содержанию помещений, территории, проездов и средств пожаротушения.

Анализ соблюдения норм технологических режимов на предприятии должен производится ежемесячно. При значении процента выдерживания параметров процесса, влияющих на безопасность, ниже 99,5% должны приниматься соответствующие меры по устранению причин нарушений.

На предприятии должен быть организован контроль надежности работы средств, измерения, систем блокировок и сигнализаций параметров технологических процессов, влияющих на безопасность.

Коэффициент надежности должен быть не менее 0,995.

306

3.3. Безопасность эксплуатации сосудов,

аппаратов, систем и оборудования,

работающих под давлением

3.3.1. Общие сведения

На предприятиях различных отраслей промышленности широко используются сосуды и аппараты, коммуникации, работающие под повышенным давлением.

Сосудами называются герметически закрытые емкости, предназначенные для ведения химических, тепловых и других технологических процессов, а также для хранения и транспортировки газообразных, жидких и других веществ.

Особую опасность представляют собой сосуды, находящиеся под избыточным давлением, так как в процессе их взрыва при химическом или физическом превращении вещества выделяется огромное количество энергии. Например, при физическом взрыве, т.е. при внезапном адиабатическом расширении газов или паров, энергия сжатой среды в течение короткого промежутка времени (0,1 с) реализуется в кинетическую энергию осколков разрушенного сосуда и ударную волну мощностью, Вт,

где W - работа взрыва при адиабатическом расширении газа, Дж; t — время действия взрыва, с (порядка 0,1 с).

В свою очередь, работа взрыва сосуда может быть определена по формуле

где V— объем сосуда (начальный объем газа), м³; Р₁, Р₂ -начальное и конечное давление газа в сосуде, Па; т - показатель адиабаты (например, для воздуха т = 1,41).

где С_р - удельная теплоемкость газа при постоянном давлении, Дж/(кг °С); C_v - то же при постоянном объеме.

При взрывах сосудов под давлением развиваются большие мощности, которые могут приводить к значительным разрушениям. Так, мощность, выделяющаяся при разрыве сосуда емкостью 1 м³, содержащего воздух под давлени-

307

ем 1,2 МПа (12 кгс/см²), при длительности взрыва 0,1 с составляет 28 МВт.

При взрыве парового котла давление резко снижается до атмосферного, и находящаяся в нем вода мгновенно испаряется. Объем, занимаемый этим паром, будет примерно в 700 раз больше объема испарившейся воды.

Особенно опасны взрывы сосудов, содержащих горючую среду, так как осколки резервуаров даже большой массы (до нескольких тонн) разлетаются на расстояния до нескольких сот метров и при падении на здания, технологическое оборудование, емкости вызывают разрушения, новые очаги пожаров, гибель людей.

Наиболее частыми причинами аварий и взрывов сосудов, работающих под давлением, являются: несоответствие конструкции максимально допустимому давлению и температуре; превышение давления сверх предельного; потеря механической прочности аппарата (коррозия, внутренние дефекты металла, местные перегревы); несоблюдение установленного режима работы; недостаточная квалификация обслуживающего персонала; отсутствие технического надзора и др.

В связи с особой опасностью такого оборудования его изготовление и эксплуатация регламентируются Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (МНПАГПАН -5. 01. 98).

Эти правила распространяются на следующие аппараты, сосуды и емкости, наиболее опасные по возможным последствиям взрывов:

♦ сосуды, работающие под давлением воды с температурой выше 115 °С или другой жидкости с температурой, превышающей температуру кипения при давлении 0,07 МПа, без учета гидростатического давления;

♦ сосуды, работающие под давлением пара или газа свыше 0,07 МПа;

♦ баллоны, предназначенные для транспортирования и хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов под давлением свыше 0,07 МПа;

♦ цистерны и бочки для транспортирования и хранения сжатых и сжиженных газов, давление паров которых при температуре до 50 °С превышает давление 0,07 МПа;

♦ цистерны и сосуды для транспортирования и хранения сжатых, сжиженных газов, жидкостей и сыпучих

308

тел, в которых давление выше 0,07 МПа создается периодически для их опорожнения;

♦ барокамеры.

Сосуды, работающие под давлением, делятся на стационарные и передвижные.

К стационарным относятся постоянно установленные сосуды, предназначенные для эксплуатации в одном определенном месте (автоклавы, газгольдеры, резервуары, колонны, реакторы, аппараты и т.п.).

Передвижные (нестационарные) - это сосуды, предназначенные для временного использования в различных местах или во время их перемещения (баллоны, цистерны, бочки).

Каждый сосуд, работающий под давлением, поставляется заказчику с паспортом установленной формы, к которому прикладывается инструкция по его монтажу и эксплуатации.

На каждом сосуде должна быть прикреплена табличка со следующими данными: товарный знак или наименование изготовителя; наименование или обозначение сосуда; порядковый номер сосуда по системе нумерации предприятия-изготовителя; год изготовления; рабочее давление, МПа; расчетное давление, МПа; пробное давление, МПа; допустимая максимальная и (или) минимальная рабочая температура стенки, °С; масса сосуда, кг.