На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Расчет вероятности пожара и взрыва в компрессорном цехе

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 09.08.2012. Сдан: 2012. Страниц: 14. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Федеральное агенство образования РФ
Кемеровский технологический институт
пищевой промышленности 
 
 
 

                              Кафедра «Безопасность
 жизнедеятельности» 
 

Пояснительная записка к курсовой работе
На тему: Расчет вероятности пожара и взрыва в компрессорном цехе
По дисциплине: Пожарная безопасность 
 
 
 
 
 
 
 

                 Выполнил: ст.гр. ОТ з– 061
                 Орлова М. Г.
                    Проверил: Иванов Ю.И.  
             
             

            Кемерово 2012 

            Содержание: 
             

Введение……………………………………………………………………………………...3
    Причины возникновения  пожара на объектах экономики……………………….4-6
    Исходные данные……………………………………………………………………7-8
    Оценка пожаровзрывоопасного события с помощью структурной схемы………9
    Характеристика водорода…………………………………………………..............10-11
    Расчет вероятности возникновения пожара и взрыва в отделении компрессии водорода……………………………………………………………………………..12-21
    Расчет избыточного давления взрыва газовоздушной смеси. Определение категории помещения по взрывопожарной опасности, класс взрывоопасной зоны согласно ПУЭ………………………………………………………………………..22-24
    Определение расчетным методом коэффициента участия горючего во взрыве и уточнение расчета избыточного давления взрыва………………………………..25-26
    Определение размера зоны ограниченной НКПР горючего газа…………………27
    Определение категории взрывоопасности технологического блока и радиусов зон разрушения ………………………………………………………………………….28-29
          Заключение………………………………………………………………………………….
       Список  литературы………………………………………………………………………… 
Введение 

     Пожар – это неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.
     Пожар в производственных или  общественных зданиях и сооружениях характеризуется  рядом опасных факторов, воздействующих на людей. Такими факторами являются: пламя, искры, повышенная температура  окружающей среды, токсичные продукты горения и разложения, пониженная концентрация кислорода.
     При прогнозировании последствий пожаров  на производственных или общественных объектах определяется ряд показателей, в том числе и уровень обеспечения  пожарной безопасности людей. Пожарная безопасность может быть обеспечена мерами пожарной профилактики и активной пожарной защиты. Понятие пожарной профилактики включает в себя комплекс мероприятий, необходимых для предупреждения возникновения пожара или уменьшения его последствий. Под активной пожарной защитой понимаются меры, обеспечивающие успешную борьбу с возникающими пожарами или взрывоопасной ситуацией.
     Основным  элементом уровня обеспечения пожарной безопасности является эвакуация людей  из зданий и сооружений. Это связано  с тем, что для большей группы зданий и сооружений движение людей является основным функциональным процессом и от его правильной организации зависит рациональное объемно-планировочное решение зданий. Создание оптимальных условий для осуществления функциональных процессов, соответствующих назначению здания или помещения, требует учета движения людей, как в условиях нормальной эксплуатации здания, так и при его аварийной эвакуации.
     Пожары  являются источниками не только материального  ущерба, но и, в первую очередь, морального вреда, приводящие к гибели людей.
       Чтобы предотвращать пожары необходимо  применять средства защиты, будь-то  технические или знания работников, именно так, как этого требует  то или иное производство. Пожарная  опасность промышленных предприятий  обусловлена свойствами сырья, полуфабрикатов, готовой продукции и отходов, которые находятся и обращаются на предприятии.
     Основными системами пожарной безопасности являются системы предотвращения пожара и  противопожарной защиты, включая  организационно – технические мероприятия.
     Требуемый уровень обеспечения пожарной безопасности людей с помощью указанных  систем должен быть не менее 0,999999 предотвращения воздействия опасных факторов в  год в расчете на каждого человека.
     
     Таким образом, профилактика пожаров предполагает проведение на промышленных предприятиях организационных и технологических мероприятий, разрабатываемых на основе глубокого, систематического анализа противопожарного состояния предприятия, оценки пожарной опасности и уровня его противопожарной защиты.
 

     1. Причины возникновения пожара на объектах экономики
       
 

     Основные  причины пожаров на предприятиях можно разделить на: дисциплинированные, технологические, обусловленные электричеством, отсутствием или несвоевременностью контроля.
     К дисциплинарным причинам пожаров относятся нарушения требований проектирования промышленных и вспомогательных зданий и сооружений, выбора строительных материалов и конструкций, планировки помещений, расположения технологического оборудования и коммуникаций; отклонения от правил эксплуатации и ремонта оборудования, потребителей электроэнергии и электрических сетей, нарушение должностных инструкций в части пожаробезопасности; нарушение правил безопасности при ведении огневых работ; неосторожное обращение с источниками открытого огня, курение в цехах и на складах; неправильное обращение с легковоспламеняющимися жидкостями; неправильное хранение промасленных обтирочных материалов, ветоши, хлопчатобумажной спецодежды; нарушения правил и срок5ов уборки осевшей горючей пыли.
     Технологическими  причинами пожаров являются работа на неисправном технологическом оборудовании или с нарушением режимов технологических процессов; применение горючих веществ, не соответствующих техническим характеристикам технологических печей, нарушение режима их растопки, эксплуатации и остановки; неправильное заполнение легковоспламеняющимися жидкостями и горючими газами емкостей и коммуникаций; применение не соответствующих ГОСТу смазочных материалов, в частности для компрессоров; применение инструмента, при ударах которого о твердую поверхность возникают искры; неисправность запорной арматуры и отсутствие заглушек на ремонтируемых или законсервированных аппаратах и трубопроводах; искры при электро- и газосварочных работах; неисправность канализации и гидрозатворов; конструктивные недостатки оборудования; ремонт оборудования на ходу; реконструкция установок с отклонением от технологических схем.
     
      Основными причинами пожаров, связанных с  электричеством, являются применение электрооборудования, не соответствующего категории пожаро- и взрывоопасности производства; перегрузка технологических транспортных магистралей с электроприводом, другого электрооборудования и сетей; плохой электрический контакт в местах присоединения проводников; нарушение целостности изоляции, другие неисправности и повреждения потребителей электрической энергии или сетей; отсутствие средств защиты от статического электричества на технологическом оборудовании и работающих, отсутствие или нарушение целостности молниеотводов, а также средств защиты от вторичных проявлений линейных разрядов атмосферного электричества.
     Главными  недостатками контрольных мер, которые  могут явиться причиной пожара, являются отсутствие или нарушение сроков проведения технического освидетельствования, осмотров, текущих и профилактических ремонтов технологического оборудования, автоматики, контрольно-измерительной аппаратуры и приборов безопасности; недостаточный контроль за температурным режимом работы технологического оборудования, использующего открытый огонь, а также оборудования, действие которого связано с повышением температуры рабочей среды; несвоевременный или некачественный контроль за величиной сопротивления изоляции электрооборудования и сетей, а также сопротивлений средств защиты от статического электричества; отсутствие контроля загрязненности осветительных и отопительных приборов, нагретых поверхностей технологического оборудования и коммуникаций горючими пылями и т.п.
       Рассмотрим одну из причин  – неисправность электрооборудования  – более подробно.
     Причины пожаров от электрических  машин, аппаратов и сетей происходят в результате проявления теплового и искрового действия электрического тока в условиях, благоприятных для воспламенения горючих материалов. Основными причинами пожаров в электроустановках являются перегрузка проводов, короткое замыкание, большие переходные сопротивления в электрических сетях, элек5трическая дуга или искрение.
     Перегрузка  проводов в электрической сети происходит при прохождении по ним тока больше допускаемой условиями нагрузки величины. Нередко причиной перегрузки в электрической цепи служит параллельное подключение к ней чрезмерного количества потребителей тока. При перегрузках происходит загорание, нарушение эластичности и разрушение изоляции проводов, что ведет к короткому замыканию.
     Перегрузка  проводов происходит в результате чрезмерной механической нагрузки электродвигателей, вследствие чего воспламеняется изоляция обмоток электродвигателей. Короткое замыкание возникает, когда в электрической цепи какие-либо точки различных фаз соединяются между собой через очень малое сопротивление, вследствие чего мгновенно увеличивается ток в электрической цепи и происходит быстрое выделение большого количества тепла.
     
     Основными причинами короткого замыкания  являются: повреждение изоляции проводов, попадание на неизолированные провода токопроводящих предметов, воздействие на провода химически активны веществ, пыли сырости, неправильный монтаж и т. п. Короткое замыкание может возникать и непосредственно в электрических машинах и установках. При коротком замыкании электрическая цепь резко уменьшает свое сопротивление, а сила тока, согласно закону Ома, при этом значительно увеличивается по сравнению с нормальной величиной.
     Провода не в состоянии при этом мгновенно  отдать в окружающую среду большое  количество тепла, температура их быстро возрастает и вызывает воспламенение изоляции. К мерам предупреждения перегрузок и короткого замыкания в электрических проводах относится применение плавких предохранителей и специальных автоматов, включенных в цепь последовательно, а также правильный монтаж сетей, машин и аппаратов в соответствии с требованиями ПУЭ.
     Переходное  сопротивление возникает от плохих контактов в местах соединения, а  также при окислении мест соединения или неплотного прилегания к зажимам  и контактам электроприборов, что приводит к местным нагревам и пожарам. Предупреждение перегрева проводов от переходных сопротивлений достигается увеличением площади соприкосания контактов в результате их тщательной обработки, применением других контактов, подключением проводников к аппаратуре при помощи наконечников или различных  оконцевателей. 

     2. Исходные данные 

     Компрессорный цех расположен в одноэтажном  производственном помещении размерами 12?12?6 м; стены здания - кирпичные  с ленточным остеклением. Перекрытие - из ребристых железобетонных плит. Освещение цеха – электрическое, отопление - центральное. Цех оборудован аварийной вентиляцией с кратностью воздухообмена в=8. В помещении цеха размещается k=2 компрессора. Компрессора повышают давление поступающего из магистрального трубопровода водорода с P =1,4?10 Па до P =14,7?10 (Па). Диаметр трубопровода с газом равен D=100мм; температура водорода в компрессоре достигает T=45?C . Длина нагнетающего трубопровода до ручной задвижки 5 м. Здание имеет молниезащиту типа Б и расположено в местности с продолжительностью грозовой деятельности U=20 ч/год. Защитное заземление здания находится в исправном состоянии. Скорость движения воздуха 0,2 м/с.
                        Информация о работе компрессоров в течение года:  

     
        Зарегистрировано m=1 случай разрушения детали поршневой  группы, вследствие чего в течении a=2 мин наблюдалось искрение в цилиндре компрессора.
        C=2 раза отмечалась разгерметизация газовых коммуникаций (нарушение герметичности фланцевых соединений) и газ выходил в объем помещения. Время истечения газа при авариях составило ?=2,5;4,5 мин, толщина щели (во фланцевом соединении) 0,5 мм.
        N=2  раза в помещении компрессии газа проводились газосварочные работы по q=6,8 часа каждая.
        Примерно 200 ч/год в помещении компрессорной хранились разнообразные горючие материалы, непредусмотренные техническим регламентом.
        Наблюдалось ? = 5 случаев заклинивания клапанов компрессора. Время срабатывания автоматики контроля давления t=12 с.
        Пожарнотехническим обследованием установлено, что 6 светильников с маркой защиты ВЗГ в разное время года в течение 90, 120, 100, 130, 80 и 70 часов эксплуатировались с нарушением щелевой защиты. Мощность источника освещения принять 150 Вт.
        Компрессора находились в рабочем состоянии в течение года 4000 часов с равной периодичностью под давлением и разряжением.
 

     3. Оценка пожаровзрывоопасного  события с помощью  структурной схемы
       
 

     
где    ГС – горючая среда;
     ИЗ  – источник зажигания;
     ГВ  – горючее вещество;
     ОК  - окислитель;
     ТИ  – тепловые источники;
     В – время существования  тепловых источников. 
 
 
 
 

           
     4. Характеристика водорода 
 

N п/п Наименование  параметра Параметр Источник информации
1 1.1
1.2
Название вещества -химическое
-торговое
 
-водород -технический водород
ГОСТ 3022 – 80 Водород  технический
2 2.1
2.2
Формула -эмпирическая
-структурная
 
-H -Н - Н
Тот же
3 3.1
3.2 

3.3
Общие данные -молекулярный  вес
-температура кипения, ?C
-плотность при 20?C, кг/м?
 
-М=2.016 г/моль -252.8 

-0.0695
Пожаровзрывооопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справочное издание; кн.1/А.Н. Баратов  и др., 1990-486 с.
4 
4.1 

4.2
Данные о  взрывопожароопасности -температура самовоспламения, ?C
-пределы  взрываемости
 
 
 
-510 -4.12 – 75 % (об.)
ГОСТ 3022 – 80 Водород  технический
5 Реакционная способность С воздухом и  кислородом образует взрывоопасную  смесь; смесь с хлором (1:1) на свету  взрывается; с фтором водород соединяется  со взрывом в темноте; смесь с кислородом (2:1) – гремучий газ. Вредные вещества в промышленности. Справочник для  химиков, инженеров и врачей. Изд. 7-е. Том 3. Под ред. Н.В. Лазарева и Э. Н. Левиной. Л.,»Химия», 1976  
6 Запах Без запаха Тот же
7 Информация  о воздействии на людей Физиологически  инертный газ. Лишь в очень высоких концентрациях вызывает удушье вследствие уменьшения нормального давления кислорода. Наркотическое действие может проявляться, лишь при очень высоких давлениях – того же порядка, что и при действии гелия. Тот же
8 Средства защиты При работе в  среде водорода необходимо пользоваться изолирующим противогазом (кислородным  или шланговым). ГОСТ 3022 – 80 Водород  технический
 
     
 
5.  Расчет вероятности  возникновения пожара  или взрыва в отделении компрессии водорода 

     Возникновение взрыва в компрессоре обусловлено  одновременного появления в цилиндре горючего газа, окислителя и источника зажигания.
     По  условиям технологического процесса в  цилиндре компрессора постоянно  обращается водород, поэтому вероятность его появления в компрессоре равна единице, т.е.: 

     Qк (
ГВ) = Qк (ГВ1) = Qк (?1) = 1
 

     Появление окислителя (воздуха) в цилиндре компрессора  возможно при заклинивании всасывающего клапана. При этом в цилиндре создается разряжение, обуславливающее подсос воздуха через сальниковые уплотнения. Для отключения компрессора при заклинивании всасывающего клапана предусмотрена система контроля давления, которая отключает компрессор через 12 с после заклинивания клапана. Обследование показало, что за год наблюдалось 5 случаев заклинивания клапанов компрессора. Вероятность раз герметизации компрессора в этом случае равна 

     
,
 

где     – коэффициент безопасности. Принимаем =1, т.к. в течение года был только один  случай разрушения деталей;
      – анализируемый период времени, год;
      - время существования i-го  пожаровзрывоопасного события, мин;
      m – общее количество событий;
       j– Порядковый номер события.
     Анализируемый компрессор в течение года находился  в рабочем состоянии 4000 ч, что свидетельствует о равной периодичности его нахождения под разрежением и давлением. Вероятность его нахождения под разрежением равна 

     
 

     Откуда  вероятность подсоса воздуха  в компрессор составит 

     QК (
) = QК (S1)· QК (S2) = 2.3•10-1•1.9•10-6 = 4.37·10-7

           
           Таким образом, вероятность  появления в цилиндре компрессора  достаточного количества окислителя будет 

     Q
(OK) = Q
(OK
) = Q (b
) = 4.37·10
 

     Откуда  вероятность образования горючей  среды в цилиндре компрессора составит 

     QК (ГС) = QК (ГВ)·QК (ОК) =1·4.37·10-7 =4.37·10-7
      
     Источником  зажигания водородовоздушной смеси  в цилиндре компрессора могут  быть только искры механического  происхождения, возникающие при разрушении узлов и деталей поршневой группы из-за потери прочности материала или при ослаблении болтовых соединений.
     Статистические  данные показывают, что за анализируемый  период времени наблюдался один случай разрушения деталей поршневой группы, в результате чего в цилиндре компрессора в течение 2 мин наблюдалось искрение. Поэтому вероятность появления в цилиндре компрессора фрикционных искр равна 

     
 

     Оценим  энергию искр, возникающих при  разрушении деталей поршневой группы компрессора. Зная, что скорость движения этих деталей  составляет w = 20 м /с, а их  масса m? 10 кг, найдем энергию соударения 

     
 

     Известно, что фрикционные искры твердых  сталей при энергиях соударения порядка 1000 Дж поджигают метановоздушные смеси с минимальной энергией зажигания 0,28 мДж.
     Минимальная энергия зажигания водородовоздушной смеси равна 0.017 мДж, и энергия соударения тел значительно превышает 1000 Дж
(Е = 2000 Дж), следовательно  

     QК ·(
=1.
 

     Тогда вероятность появления в цилиндре компрессора источника зажигания равна
           
     QК (ИЗ) = QК (ТИЗ)·QК (В) =3.8•10-6·1 =3.8•10-6 

     Таким образом, вероятность взрыва водородовоздушной  смеси внутри компрессора будет равна 

     Qi (ВТА) = QК (ГС)·QК (ИЗ) =4.37·10-7·3.8•10-6 = 1.6•10-12 

     Наблюдение  за производством показало, что дважды в год (m – 2) отмечалась разгерметизация коммуникаций с водородом, и газ выходил в объем помещения. Рассчитаем время образования взрывоопасной концентрации в локальном облаке, занимающем 5% объема цеха.
     Определяем  режим истечения водорода из трубопровода при разгерметизации фланцевых соединений. При этом считаем, что течение газа во фланцевых соединениях адиабатическое, т.к. за короткое время протекания газовых частиц через сопло (соединения) теплообмен с окружающей средой практически не устанавливается.
     Находим отношение давлений среды на выходе из сопла (Ратм) и на входе в него (Рраб) 

     
 

     Найденное значение ? сравниваем с так называемым критическим отношением давлений, которое согласно ГОСТ 12.2.085 - XX определяется по выражению 

     
,
 

где     К = 1.41- показатель адиабаты.
     Исходя  из того, что адиабатное истечение газа характеризуется ? (0,07 ? 0,527) теоретическая скорость движения газа (водорода), выходящего из цилиндрического или суживающегося конического сопла, будет равна критической скорости и определяется по выражению 

     
,
 

где     R = 4120 - удельная газовая постоянная, Дж /(кг • К);          
           Т =318 К– температура водорода.
             

     
 м/с
 
 

       Находим площадь щели F при разгерметизации фланцевого соединения трубопровода диаметром d = 100 мм и толщиной щели ? =  0,5 мм. 

     
м2
 

     Расход  водорода через такое отверстие  составит 

     
 

     Тогда время образования локального взрывоопасного облака, занимающего 5% от объема цеха при работе аварийной вентиляции, составит 

     
 

где  V - объём помещения, м? 

     V = l?b?h = 12·12·6 = 864 м?, 

       b - кратность воздухообмена аварийной вентиляции;
        = 4.12 - нижний концентрационный  предел воспламенения водорода.
     Учитывая, что из всей массы  водорода, вышедшего в объем помещения, только 47% участвует в образовании локального взрывоопасного облака (см. п.7), то время образования этого облака и время его существования после устранения утечки водорода будет
           
       

     Время истечения водорода при имевших  место авариях за анализируемый период времени (год) было равно 2.5 и 4.5 мин. Тогда общее время существования взрывоопасного облака, занимающего 5% объема помещения и представляющего опасность при взрыве для целостности строительных конструкций и жизни людей, с учетом работы аварийной вентиляции составит 

     
 

где m- общее количество событий; 

     
 

     Откуда  вероятность появления в объеме помещения, достаточного для образования  горючей смеси количества водорода, равна 

     

     
,
 

     tb - коэффициент значения, которого в зависимости от числа степеней свободы (m-1), при доверительной вероятности b = 0,95, (принимается по таблице 1):   

     Таблица 1
   m-1       1        2 От 3 до 5 От 6 до 10 От 11 до 20      20
       12.71      4.3    3.18     2.45     2.2      2.0
           
            – среднеквадратичное отклонение точечной оценки среднего времени существования пожаровзрывоопасного события 
 
 

       

     Учитывая, что в объеме помещения постоянно  имеется окислитель (воздух), получим 

     Qп(ОК)= Qп(ОК1)= Qпз)=1 

     Тогда вероятность образования горючей  смеси водорода с воздухом в объеме помещения будет равна 

     Qп(ГСв)= Qп(ГВв)· Qп(ОК)=8.15·10-5·1 =8.15·10-5 

     Основными источниками зажигания взрывоопасного водородовоздушного облака в помещении могут быть электроприборы (в случае их несоответствия категории и группе взрывоопасной среды), открытый огонь (при проведении огневых работ), искры от удара (при различных ремонтных работах) и разряд атмосферного электричества.
     Пожарно-техническим обследованием отделения компрессии установлено, что 6 светильников марки ВЗГ в разное время года в течение 90, 120, 100, 130, 80 и 70 часов эксплуатировались с нарушением щелевой защиты.
     Вероятность нахождения электросветильников в  неисправном состоянии равна 

     

     
 

     Так как  (m-1) = 6-1 = 5, то tb = 3,18 (табл.1) 

     

     
       

     Так как температура колбы электролампочки  мощностью 150 Вт равна 350°С, а температура самовоспламенения водорода 510°С, следовательно, нагретая колба не может быть источником зажигания водородовоздушной смеси.
     Установлено, что за год в помещении два  раза проводились газосварочные работы по 6  и 8 часов каждая. Поэтому вероятность появления в помещении открытого огня будет равна 

     

     

     
 

     Так как температура пламени газовой  горелки и время ее действия значительно превышают температуру самовоспламенения и время, необходимое для зажигания водородовоздушной смеси, то вероятность реализации события
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.