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

Водоснабжение

Ответственную роль в обеспечении надежности и безопасности

эксплуатации пожаро- и взрывоопасных производств играет во­

доснабжение. Снижение или прекращение подачи воды на дефлег­

маторы и холодильники ректификационных агрегатов приводит к

повышению давления в них, отчего в отдельных случаях возмож­

ны-крупные аварии. Из-за повышения давления срабатывают пре­

дохранительные клапаны и разрывные мембраны, что вызывает

загазованность территории.

Нарушение нормального водоснабжения технологических це­

хов происходит вследствие внутрипроизводственных неполадок,

а также из-за аварий на водозаборных сооружениях. О последст­

виях аварии на водозаборных сооружениях подробно сообщается

в работе Μ. И. Бреймана и Д. Е. Гражданова [8]. Здесь приводит­

ся только краткая информация о ней.

Промышленный комплекс, состоящий из ряда предприятий,

обеспечивался производственной и пожаро-хозяйственной водой по

следующей схеме: на водохранилище были сооружены два водоза­

бора и соответственно две насосные станции первого подъема. Во­ да производственного назначения насосами первого подъема пода­ валась на второй подъем и далее от насосов второго подъема

поступала в системы оборотного водоснабжения заводов промыш­

ленного комплекса и непосредственно мелким водопотребителям. Вода пожаро-хозяйственного назначения насосами первого подъ­ ема подавалась на очистные сооружения и затем на второй подъ­

ем, насосами которого перекачивалась на третий подъем, а из него подавалась предприятиям промышленного комплекса, теплоэлект­ роцентрали и жилому массиву. Водозаборы производственного и пожаро-хозяйственного назначения были выполнены в виде ого­ ловков руслового типа, из которых вода самотеком по трубам по­ ступала в приемные камеры насосных станций первого подъема.

При проектировании водозаборных сооружений допустили про­ счет в решении вопроса защиты оголовков от забивки донным льдом и шугой. Вся защита оголовков в проекте сводилась к по­ крытию решеток водоприемников гидрофобной изоляцией против обледенения.

ственного и пожаро-хозяйственного водоснабжения. Промышленные предприятия комплекса, которые располагали

собственным оборотным водоснабжением, имели возможность не­ которое время использовать запасы воды, находящиеся в чашах градирен. Другие предприятия, получавшие производственную во­ ду непосредственно со второго подъема, внезапно остались без во-

ДЬК в частности, в таком положении оказались азотно-кислород­

ный завод и компрессорная станция, подающая воздух для систе-

40

мы КИП и для технологических целей. Как известно, при

остановке технологических установок, в особенности при аварий­

ной остановке, расход азота и воздуха резко возрастает. Посколь­

ку в результате аварийного останова азотно-кислородного завода

и воздухокомпрессорной станции подача азота и воздуха прекра­

тилась, весь их запас быстро иссяк.

Аварийный останов крупных ректификационных агрегатов

вследствие большой тепловой их инерции продолжается длитель­ ное время. Прекращение подачи воды на дефлегматоры и холо­ дильники ректификационных агрегатов приводит к завышению давления в них и к срабатыванию предохранительных клапанов и,

как следствие этого, к загазовыванию территории предприятия. По условиям безопасности производства, с целью предотвраще­

ния образования взрывоопасных перекисных соединений, на нефте-,

химических производствах предусматриваются схемы так называ­ емого «азотного дыхания». Такие схемы исключают контакт про­ дуктов с воздухом. Прекращение подачи азота сразу нарушило действие схем «азотного дыхания». Из-за отсутствия азота невоз­ можно было освободить аппараты и трубопроводы от застывающих

и замерзающих пожаро- и взрывоопасных продуктов.

Аварийный останов некоторых агрегатов, в силу присущей им специфики, продолжается длительное время, с расходованием азо­ та и воды. Например, продолжительность останова блока катали­ тического дегидрирования изобутана длится не менее 8 ч и про­ исходит в такой последовательности:

прекращается подача изобутана в систему; система продувается азотом до удаления углеводородов;

по достижении заданного содержания углеводородов в проду­

вочном азоте реакторная система продувается воздухом; осуществляется охлаждение катализатора путем циркуляции

его в системе;

производится выгрузка охлажденного катализатора в бункер

пневмотранспортом.

В рассматриваемом случае при продувке реактора был израс­ ходован почти весь запас азота. Для выполнения последующих

операций останова должен работать воздухонагнетатель, подшип­

ники и смазочное масло которого охлаждаются водой из системы пожаро-хозяйственного водопровода. В данной аварийной ситуа­

ции пришлось заменить эту воду водой из системы производствен­

ного водопровода путем устройства перемычки. Но и это не поз­

волило охладить до установленной температуры циркулирующий в

системе дегидрирования катализатор, так как вскоре израсходо­

вался весь запас производственной воды в чашах градирен. При выгрузке недостаточно охлажденного катализатора были дефор­

мированы продуктопроводы и бункер.

Для сохранения неприкосновенного запаса воды для пожаро­

тушения вынуждены были прекратить ее подачу на хозяйственно­ бытовые нужды.

41

C прекращением подачи сжатого воздуха ііёрестали работать

контрольно-измерительные приборы, средства автоматики, сигна­ лизации и блокировки, а также дистанционное управление запор­

ной и регулирующей арматурой.

Здесь нет возможности описать все трудности, возникшие на промышленных предприятиях и в городе при сложившейся ава­

рийной ситуации в системе водоснабжения.

Проектировщиками и эксплуатационниками впоследствии были выполнены мероприятия по повышению надежности работы систе­

мы водоснабжения. Параллельно с этим была проделана большая

работа по обеспечению условий аварийного останова производст­ венных участков в условиях внезапного прекращения подачи воды. В частности, на азотно-кислородном заводе и воздухо-компрессор­ ной построили оборотную систему водоснабжения; на пожаро- и

взрывоопасных производствах смонтировали емкости для аварий­ ного запаса сжатого воздуха; нарастили мощности по производст­ ву азота и увеличили аварийный запас азота.

Особое внимание было уделено предупреждению завышения давления в ректификационных агрегатах при прекращении подачи воды в дефлегматоры и холодильники. Отметим, что аварийная ситуация может сложиться даже при наличии оборотного водо­ снабжения в случае останова питательных насосов или при пере­ крытии запорной арматуры, когда в ней отрываются плашки. В этом случае необходимо, прежде всего, как можно быстрее пре­ кратить подачу теплоносителя в подогреватели сырья и кипятиль­ ники. Оператор, находящийся в помещении операторной, по при­

борам и сигнализаторам должен установить момент прекращения

поступления воды, после чего подойти к месту расположения за­

порной арматуры теплоносителя и закрыть ее.

Практически в зависимости от опытности обслуживающего пер­

сонала, площади рабочего места, планировки цеха и размеров за­ порной арматуры на эти операции требуется 7—10 мин. За такой промежуток времени при отсутствии подачи воды возможно опас­ ное завышение давления в системе и, следовательно, срабатыва­ ние предохранительных клапанов, установленных на ректифика­ ционных агрегатах.

После неоднократных аварии подобного типа на крупнотоннаж­ ных ректификационных агрегатах .вынуждены были применять схемы блокировки, отключающей подачу теплоносителя в кипя­ тильники при прекращении поступления воды в дефлегматоры и

холодильники. Сущность схемы блокировки состоит в том, что на трубопроводе подачи теплоносителя дополнительно устанавливает­

ся в открытом состоянии задвижка C электроприводом, которая

закрывается при прекращении потока производственной воды, по­

даваемой на дефлегматор. Импульсом, вызывающим закрытие за­

движки, может служить изменение давления в напорном трубо­

проводе или изменение расхода воды, подаваемой на дефлегматор

Следует отдать предпочтение второму варианту. При использова-

42

нии в качестве импульса давления в напорном водопроводе блоки­ ровка не сработает, если в запорной арматуре, установленной на

трубопроводе после дефлегматора, упадут плашки.

При наличии на производстве независимого и надежного запа­ са сжатого воздуха задвижки с электроприводом в схеме блоки­

ровки могут быть заменены пневмоотсекателями.

Защита технологического оборудования от опасного повышения

давления, исключение стравливания горючих газов в атмосферу, снижение загрязнения водоемов определяются в значительной ме­ ре эффективностью системы производственного водоснабжения.

Повышение эффективности производственного водоснабжения в значительной степени решается внедрением системы оборотного водоснабжения. Эта система позволяет стабилизировать темпера­

турный режим и солесодержание воды, подаваемой в технологи­

ческие аппараты, резко сократить водопотребление и соответствен­

но загрязнение водоемов, упростить задачу борьбы с коррозией оборудования. '

Значительное сокращение водопотребления достигается при внедрении аппаратов воздушного охлаждения. Например, уста­ новка на заводах Министерства нефтеперерабатывающей и нефте­

химической промышленности 750 аппаратов воздушного охлажде­

ния обеспечила сокращение расхода воды на 112,5 тыс. м3/ч, что

составляет 12% от водопотребления.

В настоящее время на новых и реконструированных нефтепере­ рабатывающих заводах и на отдельных нефтехимических предпри­

ятиях использование воды в обороте составляет 95—98%. Стало

реальным проектировать и строить нефтеперерабатывающие заво­

ды без сброса стоков в водоемы. Увеличение количества воды в

обороте является в настоящее время основным направлением ох­

раны водоемов от загрязнений для всех отраслей промышленности.

Электроснабжение

Непременным условием безопасной эксплуатации пожаро- и

взрывоопасных производств является надежность системы элетро-

снабжения. О последствиях просчетов, допущенных при проекти­

ровании и строительстве системы электроснабжения крупного

промышленного комплекса, можно судить по описанной ниже ава­ рии.

На рис. 1.14, а показана принципиальная схема электроснаб­

жения одного промышленного комплекса, включающего нефтехи­

мические и химические предприятия. Все предприятия снабжались

электроэнергией от -ГРУ*6кВ теплоэлектроцентрали. Завод синте­

тического каучука питался электроэнергией от ГРУ шестью ка­

бельными линиями, четыре из которых были проложены в южном

кабельном тоннеле (на территории завода — в канале) к *-PΠ3 и

* ГРУ— Головное распределительное устройство.

43