Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ - Генералов М.Б.
ISBN 5-94628-130-5
Скачать (прямая ссылка):
¦361 Таблица 10.1
Схема развития аварии в аппаратах
Стадия развития взрыва Необходимые условия развития стадии
Возникновение очага загорания Горение ния Переход во взрыв или детонацию Детонация Удар, трение, тепловой нагрев, разряд статического электричества и другие источники энергии Обеспечение критических значений параметров (давление, скорость горения, удельная теплота горе-в зоне начального очага) Образование ударной волны (УВ) или волн сжатия (скорость изменения давления во времени, градиент давления) УВ с параметрами интенсивности и экстенсивности выше критических значений. Диаметр заряда выше критического
устройства, элементы нагрева и охлаждения, сальниковые устройства для защиты вращающихся валов, электродвигатели, вибрирующие элементы, решетки и др. Все эти элементы являются неотъемлемой составной частью большинства технологических аппаратов.
Весьма распространенным видом теплового импульса воспламенения является электрическая искра. Чтобы предупредить образование электрических искр и других импульсов воспламенения, во взрывоопасных помещениях устанавливают только взрывозащищенное электрооборудование или его размещают в отдельном помещении.
Импульсы воспламенения могут возникнуть от соприкосновения с нагретыми телами. Валы, подшипники и другие трущиеся части оборудования могут нагреваться до температуры, достаточной для воспламенения BB, пыли или летучих веществ. Поэтому во взрывоопасных помещениях в оборудовании вместо подшипников скольжения применяют подшипники качения, не искрящиеся шестерни из цветных металлов или композиционных материалов; обеспечивается обильное смазывание трущихся поверхностей, постоянный контроль за работой смазывающихся устройств и температурой трущихся частей.
Нагревание поверхностей оборудования может происходить в результате нарушения технологического режима. Очевидно, что строгое соблюдение технологических регламентов и контроль за температурой определенных частей оборудования могут устранить эту опасность.
Механизм горения BB, переход горения в детонацию, условия и параметры детонации достаточно полно рассмотрены в научной литературе [1, 3].
Переход горения BB в детонацию может происходить при определенном (критическом) давлении образующихся при горении газообразных продуктов. 362 После воспламенения массива BB в зависимости от глубины прогретого слоя и времени действия внешнего источника тепла процесс горения может затухать или перейти в стационарное горение при условии, что теплоотвод сравняется с теплоподводом. Если теплоотвод по каким-либо причинам меньше теплоподвода за счет химической реакции горения, то скорость горения, которая была меньше скорости звука в исходном BB, с повышением давления возрастает. При этих условиях горение, достигнув определенных критических условий, скачкообразно переходит во взрыв.
Если горение BB перешло в детонацию, то последнюю, как правило, никакими конструктивными решениями прервать не удастся. Можно только ослабить силу разрушения; к сожалению, большего современная техника сделать не в состоянии.
Возникающее в аппарате давление детонации
р D2
где р - плотность массы BB; D - скорость детонации.
Несложные расчеты показывают, что для большинства ПВВ давление на фронте детонационной волны достигает 1—4 ГПа в зависимости от состава взрывчатого вещества.
Время, которое необходимо для подъема давления до критического значения, очень мало и достигает 10—30 мс. Поэтому мероприятия, которые должны быть проведены для обеспечения взрывозащиты, должны уложиться в указанный (крайне малый) отрезок времени. Это может быть решено следующими путями:
• снабжение аппарата вышибными поверхностями, благодаря которым сбрасывается давление (часто это единственный способ ослабить последствия взрыва);
• введения в рабочую зону аппарата охлаждающих или пламегася-щих средств, которые быстро тушили бы очаг возгорания;
• сочетанием этих двух способов.
Для правильного выбора того или иного метода и способа взрывозащиты необходимо знать и учитывать основные параметры взрыва: давление и температуру взрыва, скорость нарастания давления, скорость распространения пламени. Подробные методики расчета этих параметров взрыва приводятся, например, в работах [1, 3].
10.3. Основные требования взрывобезопасности конструкций аппаратов [1,2,6,7]
Общие требования к конструкциям взрывоопасных аппаратов. При
разработке конструкций оборудования необходимо соблюдать требования общих государственных стандартов, а также отраслевых Правил
¦363 [1, 2, 7] и Правил защиты от статического электричества. Кроме этого, конструкция должна соответствовать ГОСТ 12.1.010-78 «Взрывобез-опасность».
Для снижения вероятности возникновения загорания и развития взрыва при конструировании оборудования для приготовления промышленных BB необходимо:
• исключить возможность местных и общих перегревов материала в аппарате, возникновения явлений типа «тепловой взрыв», т.е. само ускорение химических реакций в локальных рабочих зонах, а также мест с застойными зонами продукта;
