Повышение эффективности аварийной вентиляции производственного помещения для обеспечения взрывобезопасности при выбросах химических веществ

• Автор: Жерлыкина, Мария Николаевна
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 166 с. : ил.

Введение.

1 АНАЛИЗ РАБОТЫ АВАРИЙНОЙ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ

1.1 Статистическая оценка аварийных выбросов вредных веществ на химических производствах

1.2 Существующие подходы к оценке последствий аварийных выбросов.

1.3 Анализ существующих схемных решений систем аварийной вентиляции.

1.4 Анализ сценариев работы аварийной вентиляции с учтом динамики изменения концентрации вредностей.

Выводы по главе 1.

2 ДИНАМИКА ПРОЦЕССОВ АВАРИЙНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

2.1 Назначение работы аварийной вентиляции химических предприятий.

2.2 Определение зависимости воздухообмена от интенсивности поступления вредных веществ в помещение при аварийных ситуациях.

2.3 Изменение концентрации вредных веществ в производственном помещении.

2.4 Определение неравномерности поля концентраций вредностей в объеме вентилируемого производственного помещения
2.5 Расчет аварийной вентиляции.
2.5.1 Основные положения для расчета аварийной вентиляции.
2.5.2 Экспериментальное исследование воздухообмена при работе аварийной вентиляции с естественным притоком воздуха в производственное помещение.
2.5.3 Поступление воздуха через створки приточных отверстий при работе аварийной вентиляции с естественным и частично механическим притоком воздуха.
2.5.3.1 Расчет поступления воздуха через приточные отверстия
2.5.3.2 Расчет потерь теплоты через приточные отверстия.
2.5.3.2.1 Расчет потерь теплоты через поверхность приточных отверстий.
2.5.3.2.2 Расчет потерь теплоты через щели приточных отверстий за счет инфильтрации наружного воздуха
2.5.3.3 Поступление приточного воздуха в производственное помещение через створки под действием ветра.
2.5.4 Определение аэродинамических характеристик производственного помещения при работе аварийной вентиляции с естественным и частично механическим притоком воздуха.
2.5.5 Определение аэродинамических характеристик системы аварийной вытяжной вентиляции.
2.5.5.1 Расположение вытяжных отверстий аварийной вентиляции
25.2 Аэродинамический расчет воздуховодов аварийной вентиляции.
2.5.6 Выбор и расчет вентиляционного оборудования аварийной вентиляции
Выводы по главе
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ОГРАНИЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ.
3.1 Математическое моделирование прогнозирования аварийных вентиляционных выбросов в атмосферу.
3.1.1 Количественная оценка величины выброса и включения в работу аварийной вентиляции
3.1.2 Прогнозная оценка риска при превышении концентрации вредных веществ над нормируемым его значением
3.2 Границы и условия достижения нормативной величины приземной концентрации вредных веществ в выбросах систем аварийной вентиляции
3.3 Исследование способов очистки аварийных вентиляционных выбросов
3.3.1 Обоснованность выбора способов очистки аварийных вентиляционных выбросов вредных веществ.
3.3.2 Абсорбционный способ очистки аварийных вентиляционных выбросов
3.3.3 Ионитный способ очистки аварийных вентиляционных выбросов
3.3.4 Термический способ очистки аварийных вентиляционных выбросов
3.3.5 Адсорбционный способ очистки аварийных вентиляционных выбросов
3.3.5.1 Характеристика адсорбентов как поглотителей загрязняющих веществ
3.3.5.2 Очистка выбросов вредных веществ адсорбционным способом
3.3.6 Определение рационального способа очистки аварийных выбросов вредных веществ.
Выводы по главе 3.
4 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ ПРИ АВАРИЙНЫХ ВЫБРОСАХ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ
4.1 Определение варианта устройства аварийной вентиляции при наименьших энергетических и материальных затратах
4.2 Установление техникоэкономических показателей
4.2.1 Оценка возможных затрат при аварийных выбросах вредных химических веществ
4.2.2 Метод оценки социального риска при аварийном вентиляционном выбросе вредных веществ.
4.3 Практическое применение результатов работы по определению экономических и материальных затрат и оценке риска возникновения аварийных выбросов вредностей
Выводы по главе
Основные выводы
Библиографический список.
Приложения.
Приложение А Прогнозирование, оценка экологического риска и исхода воздействия аварийного выброса вредного вещества на окружающую среду на
примере расчта установки первичной переработки нефти
Приложение Б Причины и количество случаев утечки газов.
Приложение В Количество паров толуола, поступающего от насосов. Коэффициент потери герметичности.
Приложение Г Количество паров толуола, поступающего от арматуры.
Коэффициент потери герметичности.
Приложение Д Количество паров толуола, поступающего через неплотности фланцевых соединений. Коэффициент потери герметичности.
Приложение Е Значения высоты источника выброса при аварийном выбросе хлора
Приложение Ж Значения приземной концентрации хлора Сх и Су, выбрасываемого системами вентиляции, при опасной скорости ветра без очистки
при аварийной ситуации на промышленном объекте.
Приложение И Значения приземной концентрации толуола Сх и Су и высоты источника выброса при опасной скорости ветра без очистки при аварийной ситуации на промышленном объекте.
Приложение К Определение эффективности очистки аварийных вентиляционных выбросов абсорбционным способом
Приложение Л Исследование термосорбционного способа очистки аварийного выброса хлорбензола
Приложение М Результаты расчта характеристик адсорбционной установки при аварийном выбросе в производственном помещении промышленного
объекта
Приложение II Перечень аварий с выбросом вредных веществ, имевших
место на химически опасных объектах
Приложение П Интенсивность отказа элементов
Приложение Р Акты внедрения результатов научноисследовательской работы.
Введение
Актуальность


Химическая авария авария на химически опасном объекте, сопровождающаяся проливом или выбросом опасных химических веществ, способная привести к гибели или химическому заражению людей, продовольствия, пищевого сырья и кормов, сельскохозяйственных животных и растений, или к химическому заражению окружающей природной среды. Аварийная разгерметизация неконтролируемое нарушение целостности и или герметичности элементов оборудования технологической системы, приводящее к возникновению взрыва в аппаратуре или выбросу горючих сред в атмосферу. Залповый выброс кратковременный выброс большого количества горючих, взрывоопасных токсичных веществ в атмосферу при аварийной разгерметизации оборудования или по иным причинам. Пролив ВВ вытекание при разгерметизации из технологических установок, мкостей для хранения или транспортирования ВВ или продукта в количестве, способным вызвать химическую аварию. Химически опасный объект объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют ВВ, при аварии на котором или при разрушении которого может произойти гибель или химическое заражение людей, сельскохозяйственных животных и растений, а также химическое заражение окружающей природной среды. Нештатная ситуация ситуация, при которой технологический процесс или состояние оборудования выходит за рамки нормального функционирования и может привести к аварии. Взрывоопасный технологический процесс технологический процесс, проводимый при наличии в технологической аппаратуре материальных сред, способных вызвать взрыв при отклонении от заданных параметров процесса или состояния оборудования. Взрывоопасные вещества вещества материалы, способные образовывать самостоятельно или в смеси с окислителем взрывоопасную среду. Взрыв быстропротекающий процесс высвобождения внутренней энергии, создающий избыточное давление. Взрыв мажет происходить с горением процессом окисления или без него. Внутренняя задача вентиляции поддержание в помещении заданных метеорологических условий и чистоты воздуха. Внешняя задача вентиляции достижение величины приземной концентрации ВВ равной предельно допустимой. Основные причины аварий могут быть повреждение трубопроводов вследствие наружной коррозии, внешних воздействий механических повреждений, брак при выполнении строительномонтажных работ. Причиной загрязнения атмосферного воздуха может быть невыполнение проектных решений, связанных с обеспечением снижения выбросов в атмосферу загрязняющих веществ. Источником выброса ВВ могут быть быстропротекающие самоускоряющиеся экзотермические реакции взаимодействия горючих веществ с окислителями или термического разложения нестабильных соединений 6. Энергоносители химических взрывов могут быть тврдыми, жидкими, газообразными веществами. Методический подход к прогнозированию вероятности возникновения аварии при значительном выбросе ВВ вентиляционными системами предприятий строительной индустрии развит недостаточно. Для качественной оценки химической обстановки при авариях необходимо решить задачу определения выбросов ВВ и влияния на них работы системы вентиляции. Моделирование процесса образования выброса ВВ при аварии на промышленном объекте основано на закономерностях подобия, в основу которых может быть положен принцип кубического корня, сформулированный впервые в году Хопкинсоном и независимо от него Кранцем в году 6. Я расстояние от центра заряда Е полная энергия взрыва. На рисунке 1. ВВ, выбрасываемого в атмосферу вентиляционными системами промышленных объектов в случае возникновения аварийных выбросов ВВ, по закону Хопкинсона 6. Рисунок 1. Хопкинсона. Выброс ВВ на расстоянии от него К характеризуется амплитудой Р, продолжительностью и импульсом . Моделирование процесса распространения выброса ВВ в атмосфере при аварийной ситуации на промышленном объекте подобного количества размером Хс приведт к подобному выбросу ВВ с амплитудой Л но продолжительностью Я и импульсом Я на расстоянии ДЯ. Согласно этому принципу с уменьшением количества ВВ в Я раз во столько же раз уменьшается и соответствующие метрические и временные характеристики выброса ВВ давление, температура, плотность газа за пределами распространения в атмосфере выброса ВВ и плотность ВВ на расстоянии ХЯ остаются неизменными.