Обеспечение взрывозащиты технологического оборудования с легковоспламеняющимися жидкостями

Технологические процессы, связанные с обращением взрывопожароопасных веществ, должны осуществляться так, чтобы исключить возможность взрыва в технологической системе при регламентированных значениях их параметров. На стадии разработки проекта устанавливаются конструкции технологических аппаратов, фазовые состояния обращающихся веществ, гидродинамические режимы, исключающие возможность возникновения взрыва с учетом пожароопасных свойств веществ и способности их взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом. Регламентированные значения параметров (температура, давление и др.) технологического процесса указываются в технологических регламентах на производство продукции, как оптимальные нормы безопасного ведения технологического режима и подлежат контролю и регулированию в заданном диапазоне.

Нормативными документами Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору устанавливаются требования к условиям обеспечения взрывобезопасности при осуществлении технологических процессов в различных отраслях промышленности. Например, Приказ Ростехнадзора от 15 декабря 2020 г. № 533 определяет  правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств. Условия взрывобезопасного проведения отдельного технологического процесса или его стадий обеспечиваются:

- рациональным подбором взаимодействующих компонентов, исходя из условия максимального снижения или исключения возможности образования взрывопожароопасных смесей или продуктов;

- выбором рациональных режимов работ, значений параметров состояния технологической среды (состава, давления, температуры), при которых предотвращается образование взрывоопасных концентраций в системе;

- введением в технологическую среду, исходя из физико-химических условий процесса дополнительных веществ: инертных разбавителей-флегматизаторов, веществ, приводящих к образованию инертных разбавителей или препятствующих образованию взрывопожароопасных смесей;

- рациональным выбором гидродинамических характеристик процесса (способов и режима перемещения среды и смешения компонентов, напора и скорости потока) и теплообменных характеристик (теплового напора, коэффициента теплопередачи, поверхности теплообмена), а также геометрических параметров аппаратов;

- применением компонентов в фазовом состоянии, затрудняющем или исключающем образование взрывоопасной смеси.

Технологические системы с взрывоопасной средой, в которых полностью невозможно исключение опасных источников зажигания (вероятность появления источников зажигания остается высокой), должны оснащаться средствами взрывопредупреждения и защиты оборудования и трубопроводов от разрушений (мембранными предохранительными устройствами, взрывными клапанами, системами флегматизации инертным газом, средствами локализации пламени).

Если в оборудовании, несмотря на предусмотренные мероприятия взрывобезопасности, сохраняется опасность возникновения взрыва, то в этом случае требуется применение активных способов взрывозащиты. К таким способам относятся автоматические системы локализации и подавления взрывов, основанные на быстрой регистрации очага воспламенения и последующем воздействии на него огнетушащим веществом.

Функционирование системы автоматической локализации и подавления взрывов  основано на выполнении комплекса технических мероприятий (осуществляются отдельно или совместно):

– аварийная разгерметизация технологического оборудования в целях ограничения давления в аппаратах в пределах допустимых значений;

– блокирование аварийного оборудования от смежных технологических аппаратов, обеспечивающее исключение пожара и взрыва в смежных аппаратах;

– активное подавление взрыва в аппарате путем воздействия огнетушащего вещества на пламя в зоне взрыва

Автоматические системы подавления взрыва (АСПВ) предназначены для обнаружения, локализации и полного подавления взрыва в технологических аппаратах и производственных помещениях в начальной стадии процесса, не представляющей опасности для оборудования и людей, находящихся внутри помещения, где произошло воспламенение горючих газопаровоздушных или пылевоздушных смесей. АСПВ применяют для защиты герметичных технологических аппаратов, заполненных под невысоким избыточным давлением газо-, пыле- и паровоздушными смесями. Принцип действия системы:  на начальной стадии развития взрыв обнаруживается высокочувствительными датчиками; после сигнала во внутреннем объеме аппарата  распыляется огнетушащее вещество (вода, фреон) и, соответственно, процесс развития взрыва прекращается.

Эффективность подавления взрывов внутри технологических аппаратов определяется высоким быстродействием автоматических противовзрывных систем, малым временем поступления огнетушащего средства в зону горения, достаточной протяженностью распыленного факела.

Взрывоподавляющие устройства должны быть пригодны для эксплуатации в широком интервале температур и давлений, отличаться простотой конструкции и надежностью действия.