Файл: Брейман, М. И. Инженерные решения по технике безопасности в пожаро- и взрывоопасных производствах.pdf

случае нормативных требований, запрещающих применение свар­

ных трубопроводов из нержавеющей стали для паропроводов, экс­

плуатируемых при температурах 700—800°С.

Между тем достаточно было проявить инициативу, и эта проб­

лема решилась положительно.

Госгортехнадзор СССР дополнительно разъяснил, что бесшов­

ные трубы из стали Х18Н10Т диаметром до 300 мм включительно

разрешается применять для пара температурой до 800°С и давле­

нием до 3 кгс/см2. При диаметре трубопровода более 300 мм могут

применяться сварные трубы при условии:

100%-ной проверки качества сварных соединений; изготовления трубопроводов организациями, имеющими опыт

сварки легированной стали;

разработки специализированной организацией и утверждения

в установленном порядке инструкции по эксплуатации трубопро­

вода, предусматривающей организацию систематического контро­ ля за металлом труб.

Применение сварных труб при выполнении требований Госгор­

технадзора, относящимися к качеству их сварки, позволило реали­

зовать рациональные технологические схемы и улучшить условия

эксплуатации пароперегревательных печей в цехе разложения ди­

метилдиоксана.

Как следует из приведенного примера, печные трубы являются

самым уязвимым звеном в конструкциях огневых печей. Важней­

шими дефектами печных труб и причинами их появления, которые

могут привести к разрушению, являются: увеличение внутреннего

диаметра и, как следствие этого, уменьшение толщины стенки (износ трубы) ; увеличение наружного диаметра (отдулины) ; деформация труб из-за обрыва подвесок; наружное обгорание;

прогары.

В отдельных случаях за счет усовершенствования конструкции

крепления змеевиков удается повысить безаварийность эксплуа­

тации технологических печей. Это можно видеть на примере па­ роперегревательных печей в производстве изопрена.

По первоначальному проекту пароперегревательная печь со­

стояла из шести самостоятельных вертикальных змеевиков (сек­ ций). Коллектор каждой секции подвешивался на якоре, подвеска которого крепилась к металлоконструкциям свода печи. Вследст­ вие переменного режима работы печи конструкции крепления

труб пароперегревательных змеевиков деформировались, из-за че­

го трубы приближались к пламени горелок и прогорали. _>

Впоследствии осуществили частичную реконструкцию узла креп­

ления пароперегревательных секций, сущность которой заключает­ ся в том, что под якорями смонтировали опорный коллектор с по­

дачей в него водяного пара. На входе водяного пара в коллектор

установлен регулирующий клапан, который обеспечивает выдер­

живание необходимой постоянной температуры пара в коллекто­

ре.

20

Внедрение указанного мероприятия значительно повысило на­ дежность и безопасность эксплуатации пароперегревательных пе­

чей.

В отечественной и иностранной технической литературе проек­ тирование и эксплуатация огневых технологических печей осве­

щены довольно полно. Остается только пожелать, чтобы положи­

тельные рекомендации, содержащиеся в них, шире внедрялись в

производство.

Условия безопасной эксплуатации насосно-компрессорного оборудования

Насосы и компрессоры в условиях пожаро- и взрывоопасных

производств представляют значительную потенциальную опас­ ность взрывов и пожаров. В особенности эта опасность возникает

при эксплуатации поршневых компрессоров и плунжерных насо­ сов.

Выбор конструкции и определение параметров работы компрес­

соров должны производиться с учетом конкретных условий веде­

ния технологического процесса и свойств продуктов, подлежащих компримированию.

Когда возникает необходимость приспособить компрессор для

работы в новых условиях, необходимо осуществить дополнитель­ ные меры по обеспечению безопасной эксплуатации. В частности, в новых условиях возможны перегрев компримируемых продуктов или повышенная конденсация углеводородов в цилиндрах комп­

рессора и, как следствие этого, гидравлические удары и разру­

шение компрессора. Такие отклонения от проектных параметров особенно опасны в случае отсутствия надежной системы сигна­ лизации и автоматической блокировки. В подтверждение этого

рассмотрим несколько аварий.

Процесс полимеризации изобутилена в производстве бутилка­

учука и полиизобутилена проводится при температуре около

— 100oC. В составе рассматриваемого производства имелось холо­ дильное отделение получения холода и компримирования этилена

двухступенчатыми компрессорами фирмы «Борзиг» и трехступен­

чатыми компрессорами марки 3.45 МА.

Для вымораживания влаги и снижения температуры этиленсырец перед компримированием проходит последовательно через два холодильника, охлаждаемые соответственно этиленом и жид­

сжатия компрессора 3,45 M установлены два холодильника, ох­ лаждаемые водой, и два холодильника, охлаждаемые за счет ис­ парения аммиака. Система охлаждения газа рассчитана на про­ изводительность 2500 м3/ч (по этилену).

21

Накануне аварии производство полиизобутилена остановили

на ремонт, при этом необходимо было испытать этиленовую систе­

му на рабочее давление. По регламенту испытание проводится азо­

том. В связи с недостатком азота требуемого давления было при­

нято решение компримировать азот двухступенчатым компрессо­

ром фирмы «Борзиг», предназначенным для предварительного

компримирования этилена.

Азот из газгольдера под давлением 200 мм вод. ст. и из обще­

заводской сети под давлением около 3 кгс/см2 поступал на прием

I ступени компрессора. После I и II ступеней компрессора азот

проходил через межступенчатые маслоотделители и холодильники,

охлаждаемые водой.

холодильники не подавался.

Температуру и давление азота по ступеням замеряли соответст­

венно ртутными термометрами и манометрами.

После исчерпания запаса азота в газгольдере его отключили, и

подача азота на компрессор производилась от заводской сети по

шлангу диаметром 20 мм. Спустя примерно 20 мин после этого

переключения в нагнетательном трубопроводе компрессоров про­

изошел взрыв, вызвавший разрушение двух компрессоров и груп­

повой несчастный случай.

Непосредственной причиной взрыва газомасляной среды в наг­

нетательном трубопроводе и компрессорах явилось нарушение дей­

ствия системы охлаждения, в связи с чем температура в системе возросла выше допустимых пределов. Взорвавшейся средой яви­ лась газовоздушная масляная смесь, в которой содержание кисло­

рода достигло, по данным анализа, 16—20 объемн.%. Весьма воз­

можно, что при питании компрессора азотом по шлангу диаметром

20 мм (после отключения газгольдера) происходил подсос возду­ ха, так как пропускная способность шланга несоразмерно мала по

сравнению с производительностью компрессора. Однако первопри­

чина аварии заключается в том, что этиленовый компрессор «Бор­

зиг» и связанные с ним аппараты и коммуникации были переведе­ ны для эксплуатации на азоте без выполнения необходимых до­

полнительных мероприятий, гарантирующих безопасность работы системы в новом режиме. В частности, не было компенсировано

выключение из системы межступенчатых холодильников, охлажда­

емых аммиаком. Кроме того, этиленовые компрессоры «Борзиг»

не имели систем аварийной сигнализации и автоматической бло­

кировки, обеспечивающих автоматическое отключение компрессо­

ра при завышении температуры в нагнетательном трубопроводе.

Примерно таковы же причины аварии, происшедшей в ком­

прессорной станции на одном газобензиновом заводе.

Компрессорная станция факельного хозяйства (рис. 1.6) была

предназначена для сбора, компримирования и подачи на перера­ ботку сбросных углеводородных газов, поступающих в факельные

22

трубопроводы. Для этой цели были установлены два газомотор­

ных компрессора 10 ГК.Н 4/1-55, укомплектованные пятью ком­

прессорными цилиндрами: два цилиндра I ступени, один цилиндр II ступени, один цилиндр III ступени и один цилиндр IV ступени сжатия. Компрессорная станция факельного хозяйства представ­

ляет собой пристройку к существующей дожимной компрессорной станции. В связи с тем, что строительство объектов факельного

хозяйства не было закончено, компрессорную станцию факельного-

хозяйства временно использовали для компримирования попутно-

го газа с последующей подачей его на переработку. Компрессорная станция работала по следующей схеме. Попут­

ный газ после блока сероочистки через регулирующие заслонки

с давлением до 1 кгс/см2 поступал на сепараторы, где происходило

23

10 ГКН 4/1-55 природным газом осуществлялось из общей сети.

После III ступени сжатия был подсоединен трубопровод для про­ дувки компрессора с выбросом газов на свечу. На трубопроводе

после IV ступени сжатия установлен обратный клапан 3 для пре­ дотвращения попадания газа с основной компрессорной станции.

Один компрессор факельного хозяйства был остановлен вслед­ ствие появления стука во втором цилиндре I ступени сжатия. Пос­ ле кратковременного ремонта компрессор включили на холостой ход, при этом через 2—3 мин работы вновь обнаружили стук в

этом же цилиндре. Компрессор аварийно остановили.

Механик установки при пуске компрессора на холостом ходу

стука в цилиндре не обнаружил, поэтому он распорядился подать сырье на компрессор. Однако уже при частичном открытии за­

движки на приеме сырья по истечении 1—2 мин вновь появился стук в цилиндре.

По указанию механика машинист начал медленно закрывать кран на подаче природного газа на двигатель компрессора и в это мгновение за стеной компрессорной, на площадке коллекторов,

произошел взрыв с последующим выбросом пламени в сторону компрессорной. Находившиеся там механик и машинист получили

ожоги.

При осмотре места аварии обнаружено:

нагнетательный трубопровод IV ступени сжатия на участке от

обратного клапана до задвижки длиной 2,5 м, диаметром 89×4 мм оказался разорванным полностью и отдельные его куски были об­

наружены на расстоянии до 250 м от места аварии;

задвижка нагнетательного трубопровода Ду-80 мм под давле­ нием py=64 кгс/см2 была разорвана на две части. Одна часть за­ движки находилась в 10 м, а отдельные части штурвала найдены

на расстоянии 40 м от места аварии; верхняя крышка обратного клапана 3 отброшена на 35—400 м.

Поворотного «языка» обратного клапана не обнаружено; задвижка 2 на трубопроводе, ведущем к свече сброса газа с

приема IV ступени сжатия, находилась в исправном состоянии и

была закрыта не полностью.

Основной причиной аварии является несовершенная схема об­ вязки приемных и выкидных трубопроводов компрессора, не ис­

ключающая возможность засасывания воздуха в IV ступень сжа­

тия через продувочную свечу при пуске компрессора.

При пуске компрессора машинист не полностью закрыл за­

движку на продувочной свече, вследствие чего воздух попал в вы­

кидной трубопровод компрессора и смешался с компримирован­

ным газом системы. Работа IV ступени компрессора при степени сжатия 40 при пуске вызывает значительное повышение темпера­

туры компримированного воздуха в выкидном трубопроводе

(300°С и выше). Такая температура воздуха в трубопроводе со­

храняется в течение 1—3 мин до момента поступления комприми­

рованного газа из I—III ступеней компрессора. При работе ком-

24