В технологическом оборудовании

Глава 9

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПОЖАРА

ПРИ РАЗРУШЕНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

ОПАСНОСТЬ ВЗРЫВНОГО ПОВЫШЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ СРЕДЫ

В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ОБОРУДОВАНИИ

Взрывное повышение давления технологической среды внутри оборудования – одна из наиболее опасных аварийных ситуаций, предшествующих или сопутствующих пожару. Под взрывом понимают широкий круг явлений, связанных с выделением большого количества энергии в ограниченном объеме за очень короткий промежуток времени. Физическая сущность этого явления – образование в локальной области зоны повышенного давления с последующим распространением по окружающей среде со сверхзвуковой скоростью взрывной волны, представляющей собой скачок давления, плотности, температуры и скорости среды.

Наиболее опасным внешним проявлением взрывов горючих систем в замкнутом объеме является быстрое повышение давления, причем (не считая детонации) максимальное давление взрыва может превышать начальное в 8–10, реже в 12 раз. Высокая температура продуктов сгорания (до 2000 К и выше), как правило, не представляет серьезной опасности для оборудования, поскольку теплоемкость газов незначительна по сравнению с теплоемкостью материала оборудования, поэтому температура стенок повышается всего на несколько десятков градусов.

Для обеспечения требуемой прочности оборудования необходимо, прежде всего, определить максимальное давление взрыва по формуле

, (9.1)

где р _взр и р _р – конечное давление взрыва и начальное рабочее давление в аппарате перед взрывом; T _взр и T _нач – температура продуктов горения при взрыве и начальная температура горючей смеси; m, n – количество молей в продуктах горения и в исходной смеси (по уравнению реакции горения).

При разрушении аппаратов вследствие взрывного повышения давления создаются условия для быстрого распространения пожара в результате выброса горящего содержимого аппарата в производственном цехе или на открытой площадке, повреждения осколками соседнего технологического оборудования, разрушающего действия ударной волны. Разрушение аппаратов при взрывном повышении давления технологической среды часто приводит к гибели людей, оказавшихся в зоне поражения опасными факторами пожара.

При отсутствии эффективных средств защиты взрывное разрушение аппаратов вызывает повреждение зданий, сооружений и оборудования, увеличивает размер ущерба, осложняет обстановку на пожаре, затрудняет действия по ликвидации аварии и пожара. Поэтому защита технологического оборудования от взрыва позволяет обеспечить взрывобезопасность всего производства.