Перевести нкпр в объемные доли. Понятие о нкпр, вкпр и пдвк, их численные значения для паров нефти. Правила отбора проб газа на анализ
НКПР- нижний концентрационный предел распространения пламени.для нефти 42000мг/м3 при такой концетрации уже возможен взрыв, если будит источник зажигания.
ВКПР - верхний предел 195000мг/м3. при такой концетрации уже возможен взрыв, если будит источник зажигания.
Концентрация между НКПР и ВКПР – диапозон взрываемости .
Взрыв от пожара отличается в скорости распространения пламени по горючей среде за единицу времени 1 сек. При горении скорость распр. пламени в см., а при взрыве в метрах, десятках сотнях м/с Ацетилен= 400м/с.
ПДВК -предельнодопустимая взрывобезопасная концентрация, составляет для любого взрывоопасного в-ва 5% от НКПР= 2100 мг/м3 при ней можно производить огневые работы но в СИЗ орг. дыхания.
Меры, исключающие воспламенение и самовоспламенение паров нефти.
Соблюдения мер пожарной безопасности.
Использование неискроиброзующего инструмента.
Использование только взрывозащищенного оборудования.
Безопасное проведение работ.
Дезагазация или проветривание загазованной зоны.
Использование заземления.
Шунтировка.
Искрагасителей для техники принимающей участие в проведении работ.
Минимальный состав бригады при проведении контроля ГВС на линейной части.
Бригада состоит не менее чем из 3-х человек
Перечень газоопасных работ на линейной части, на выполнение которых необходимо выдавать наряд-допуск.
Земляные работы по вскрытию нефтепровода;
Холодные врезки в действующие нефтепроводы под давлением специальным приспособлением;
Откачка (закачка) нефти из амбаров, емкостей, отсеченного участка нефтепровода;
Вытеснение нефти из нефтепровода;
Впуск (выпуск) ГВС;
Резка нефтепроводов с применением труборезных машин;
Зачистка (пропарка) нефтепровода;
Герметизация нефтепровода;
Резка вантузов, патрубков, трубопроводов ручными пилами;
Изоляционные работы на нефтепроводе;
Работа в колодцах, установленных на технологических трубопроводах и трубопроводах линейной части.
газоопасные работы: Работы, связанные с осмотром, обслуживанием, ремонтом, разгерметизацией технологического оборудования, коммуникаций, в т.ч. работы внутри емкостей (аппаратов, резервуаров, цистерн, а также коллекторов, тоннелей, колодцев, приямков и других аналогичных мест), при проведении которых имеются или не исключена возможность поступления на место проведения работ взрыво- и пожароопасных или вредных паров, газов и других веществ, способных вызвать взрыв, возгорание, оказание вредного воздействия на организм человека, а также работы при недостаточном содержании кислорода (объемная доля ниже - 20 %).
Расстановка электрооборудования и задействованной техники при откачке из трубопровода и закачке в трубопровод перекачиваемого продукта.
При выполнении работ по освобождению нефтепровода передвижными откачивающими агрегатами должны выполняться следующие требования к размещению техники и оборудования на подготовленных площадках (рисунок 10.4):
а) расстояние от ПНУ до места откачки-закачки должно быть не менее 50 м;
б) расстояние между ПНУ – не менее 8 м;
в) расстояние от ПНУ до подпорного агрегата – не менее 40 м;
г) расстояние от ДЭС до подпорных насосных агрегатов и места откачки/закачки–не менее 50 м;
д) расстояние от места стоянки техники до ПНУ, подпорного насосного агрегата, ремонтного котлована – не менее 100 м;
е) расстояние от пожарной автоцистерны до мест откачки и закачки нефти, ПНУ, котлована - не менее 30 м.
Правила применения знаков безопасности.
Знаки безопасности могут быть основными, дополнительными, комбинированными и групповыми
Знаки безопасности по видам применяемых материалов могут быть несветящимися, световозвращающими и фотолюминесцентными.
Группы основных знаков безопасности
Основные знаки безопасности необходимо разделять на следующие группы:
Запрещающие знаки;
Предупреждающие знаки;
Знаки пожарной безопасности;
Предписывающие знаки;
Эвакуационные знаки и знаки медицинского и санитарного назначения;
Указательные знаки.
Знаки не должны мешать проходу, проезду.
Не должны противоречить друг другу.
Быть легко читаемы.
23. Наряд-допуск на проведение огневых, газоопасных и других работ повышенной опасности, его содержание.
Наряд-допуск действителен в течение указанного в нем срока. Планируемая продолжительность проведения работ не должна превышать 10 суток. Наряд-допуск может быть продлен на срок не более 3 суток, при этом продолжительность выполнения работ от планируемых даты и времени начала работ с учетом продления не должна превышать 10 суток.
НАРЯД-ДОПУСК №
2.1 Природный газ - продукт, добываемый из недр земли, состоит из метана (96 – 99%), углеводородов (этан, бутан, пропан и др.), азота, кислорода, углекислоты, водяного пара, гелия. На ИвТЭЦ-3 природный газ поступает в качестве топлива по газопроводу из Тюмени.
Удельный вес природного газа - 0,76 кг/м 3 , удельная теплота сгорания – 8000 - 10000 ккал/м 3 (32 - 41 МДж/м 3), температура горения – 2080 °С, температура воспламенения – 750 °С.
Горючий природный газ по токсикологической характеристике относится к веществам 4 класса опасности ("малоопасным") в соответствии с ГОСТ 12.1.044-84.
2.2 Предельно допустимая концентрация (ПДК) углеводородов природного газа в воздухе рабочей зоны равна 300 мг/м 3 в пересчете на углерод, ПДК сероводорода в воздухе рабочей зоны 10 мг/м 3 , сероводорода в смеси с углеводородами С 1 – С 5 - 3 мг/м 3 .
2.3 Правила техники безопасности при эксплуатации газового хозяйства обуславливают следующие опасные свойства газообразного топлива:
а/ отсутствие запаха и цвета
б/ способность газа образовывать с воздухом пожаровзрывоопасные смеси
в/ удушающая способность газа.
2.4 Допустимая концентрация газа в воздухе рабочей зоны, в газопроводе при выполнении газоопасных работ - не более 20 % от нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР):
3 Правила отбора проб газа на анализ
3.1 Курение и использование открытого огня в газоопасных местах, при проверке загазованности производственных помещений категорически запрещается.
3.2 Обувь работников, производящих замеры загазованности и находящихся в газоопасных местах, не должна иметь металлических подков и гвоздей.
3.3 При выполнении газоопасных работ следует использовать переносные светильники во взрывозащищенном исполнении напряжением 12 Вольт
3.4 Перед выполнением анализа необходимо осмотреть газоанализатор. Не допускаются к применению средства измерения, у которых просрочен срок поверки или имеются повреждения.
3.5 Перед тем, как войти в помещение ГРП, необходимо: убедиться в том, что аварийная сигнальная лампа «ЗАГАЗОВАНО» при входе в помещение ГРП не горит. Сигнальная лампа включается при достижении концентрации метана в воздухе помещений ГРП равной или выше 20% нижнего концентрационного предела распространения пламени, т.е. равной или выше об. 1%.
3.6 Отбор проб газа в помещениях (в ГРП) производится переносным газоанализатором из верхней зоны помещениявнаиболее плохо вентилируемых зонах, т.к. природный газ легче воздуха.
Действия в случае загазованности указаны в п. 6.
3.7 При отборе проб воздуха из колодца подходить к нему нужно с наветренной стороны, убедившись, что вблизи нет запаха газа. Одна сторона крышки колодца должна быть приподнята специальным крюком на 5 - 8 см, под крышку подложена деревянная прокладка на время отбора проб. Отбор пробы производится с помощью шланга, опущенного на глубину 20 - 30 см и соединенного с переносным газоанализатором, или в газовую пипетку.
При обнаружении газа в колодце его проветривают в течение 15 мин. и повторяют анализ.
3.8 Не допускается для отбора проб спускаться в колодцы и другие подземные сооружения.
3.9 В воздухе рабочей зоны содержание природного газа должно быть не более 20 % от нижнего концентрационного предела распространения пламени (1 % по метану); концентрация кислорода должна быть не ниже 20 % по объему.
Нижний (верхний) концентрационный предел распространения пламени – минимальная (максимальная) концентрация горючего в окислителе, способная воспламениться от высокоэнергетического источника с последующим распространением горения на всю смесь.
Расчетные формулы
Нижний концентрационный предел распространения пламени φ н определяют по предельной теплоте сгорания. Установлено, что 1 м 3 различных газовоздушных смесей на НКПР выделяет при горении постоянное среднее количество тепла - 1830 кДж, называемое предельной теплотой горения. Следовательно,
если принять среднее значение Q пр. равным 1830 кДж/м 3 , то φ н 6удет равно
(2.1.2)
где Q н - низшая теплота сгорания горючего вещества, кДж/м 3 .
Нижний и верхний КПР пламени могут быть определены по аппроксимационной формуле
(2.1.3)
где n - стехиометрический коэффициент при кислороде в уравнении химической реакции; а и b эмпирические константы, значение которых приведены в табл. 2.1.1
Таблица 2.1.1.
Концентрационные пределы распространения пламени паров жидких и твердых веществ могут быть рассчитаны, если известны температурные пределы
(2.1.4)
где р н(е) - давление насыщенного пара вещества при температуре, соответствующей
нижнему (верхнему) пределу распространения пламени, Па;
p о -давление окружающей среды, Па.
Давление насыщенного пара может быть определено по уравнению Антуана или по табл. 13 приложения
(2.1.5)
где А, В, С - константы Антуана (табл. 7 приложения);
t - температура, 0 С, (температурные пределы)
Для расчета концентрационных пределов распространения пламени смесей горючих газов используют правило Ле-Шателье
(2.1.6)
где 
нижний
(верхний) КПР пламени смеси газов, % об.;
- нижний (верхний)
предел распространения пламени i-ro
горючего газа %, об.;
- мольная доля i-ro
горючего газа в смеси.
Следует иметь при этом в виду, что ∑μ i =1, т.е. концентрация горючих компонентов газовой смеси принимается за 100%.
Если известны концентрационные пределы распространения пламени при температуре Т 1 , то при температуре Т 2 . они вычисляются по формулам
,
(2.1.7)
,
(2.1.8)
где 
,
-
нижний
концентрационный
предел распространения пламени
соответственно при температурах
Т
2
.
и Т
1
;
и
- верхний концентрационный
предел распространения
пламени соответственно
при температурах
Т
1
и Т
2
;
Т Г - температура горении смеси.
Приближенно при определении НКПР пламени Т г принимают 1550 К, при определении ВКПР пламени -1100К.
При
разбавлении газовоздушной смеси
инертными газами (N 2 ,
СО 2
Н 2 О
пары и т.п.) область воспламенения
сужается: верхний предел снижается,
а нижний - возрастает. Концентрация
инертного газа (флегматизатора),
при которой нижний и верхний пределы
распространения
пламени смыкаются, называется минимальной
флегматизирующей концентрацией φ
ф
.
Содержание
кислорода
такой
системе называют минимальным взрывоопасным
содержанием кислорода МВСК. Некоторое
содержание кислорода ниже МВСК называют
безопасным
.
Расчет указанных параметров проводят по формулам
(2.1.9)
(2.1.10)
(2.1.11)
где 
-
стандартная теплота образования
горючего, Дж/моль;
,
,
- константы, зависящие от вида химического
элемента в молекуле горючего и вида
флегматизатора, табл. 14
приложения;
-
количество атомов i-го
элемента (структурной группы) в молекуле
горючего.
Пример 1. По предельной теплоте сгорания определись нижний концентрационный предел воспламенения бутана в воздухе.
Решение. Для расчета по формуле (2.1.1) в табл. 15 приложения находим низшую теплоту сгорания вещества 2882,3 кДж/моль. Эту величину надо перевести в другую размерность - кДж/м 3:
кДж/м 3
По формуле (2.1.1) определим нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПР)
По
табл. 13 приложения находим, что
экспериментальное значение
-
1,9%. Относительная ошибка расчета,
следовательно, составила
.
Пример 2. Определить концентрационные пределы распространения пламени этилена в воздухе.
Расчёт КПР пламени проводим по аппроксимационной формуле. Определяем значение стехиометрического коэффициента при кислороде
С 3 Н 4 +3О 2 = 2СО 2 +2Н 2 О
Таким образом, n = 3, тогда
Определим относительную ошибку расчета. По табл. 13 приложения экспериментальные значения пределов составляют 3,0-32,0:
Следовательно, при расчете НКПР этилена результат завышен на 8%, а при расчете НКПР - занижен на 40%.
Пример 3. Определим, концентрационные пределы распространения пламени насыщенных паров метанола в воздухе, если известно, что его температурные пределы составляют 280 - 312 К. Атмосферное давление нормальное.
Для расчета по формуле (2.1.4) необходимо определить давление насыщенных паров, соответствующее нижнему (7°С) и верхнему (39 о С) пределам распространения пламени.
По уравнению Антуана (2.1.5) находим давление насыщенного пара, воспользовавшись данными табл.7 приложения.
Р Н =45,7 мм.рт.ст=45,7·133,2=6092,8 Па
Р Н =250 мм.рт.ст=250·133,2=33300 Па
По формуле (2.1.3) определим НКПР
Пример 4. Определить концентрационные пределы распространения пламени газовой смеси, состоящей 40% пропана, 50% бутана и 10% пропилена.
Для расчета КПР пламени смеси газов но правилу Ле-Шателье (2.1.6) необходимо определить КПР пламени индивидуальных горючих веществ, методы расчета которых рассмотрены выше.
С 3 Н 8 -2,1÷9,5%; С 3 Н 6 -2,2÷10,3%; С 4 Н 10 -1,9÷9,1%
Пример 5. Каково минимальное количество диэтилового эфира, кг, способное при испарении в ёмкости объёмом 350 м 3 сосдать взрывоопасную концетрацию.
Концентрация будет взрывоопасной, если φ н =φ пг где (φ пг - концентрация паров горючего вещества). Расчетом (см. примеры 1-3 данного раздела) пли по табл. 5 приложения находим НКПР пламени диэтилового эфира. Он равен 1,7%.
Определим объем паров диэтилового эфира, необходимый для создания в объеме 350 м 3 этой концентрации
м 3
Таким образом, для создания НКПР диэтилового эфира о объеме 350 м 3 необходимо ввести 5,95 м 3 его паров. Принимая во внимание, что 1 кмоль (74 kг) пара, приведенный к нормальным условиям, занимает объем, равный 22,4 м 1 , находим количество диэтилового эфира
кг
Пример 6. Определить, возможно ли образование взрывоопасной концентрации в объеме 50 м 3 при испарении 1 кг гексана, если температура окружающей среды 300 К.
Очевидно, паровоздушная смесь будет взрывоопасной, если φ н ≤φ пг ≤φ в - При 300 К объем паров гексана, образующийся в результате испарения 5 кг вещества, найдем, принимая во внимание, что при испарении 1 кмоля (86 кг) гексана при 273 К объем паровой фазы будет равен 22,4 м 3
м 3
Концентрация паров гексана в помещении объёмом 50м 3 , следовательно, будет равна
Определив концентрационные пределы распространения пламени гексана в воздухе (1,2-7,5%), по таблицам или расчетом устанавливаем, что образующаяся смесь является взрывоопасной.
Пример 7. Определить, образуется ли взрывоопасная концентрация насыщенных паров над поверхностью резервуара, содержащего 60% диэтилового эфира (ДЭ) и 40% этилового спирта (ЭС), при температуре 245 К?
Концентрация паров будет взрывоопасной, если φ см н ≤φ см нп ≤φ см в (φ см нп - концентрации насыщенных паров смеси жидкостей).
Очевидно, что в результате различной летучести веществ состав газовой фазы будет отличаться от состава конденсированной фазы. Содержание компонентов в газовой фазе по известному составу жидкой определим по закону Рауля для идеальных растворов жидкостей.
1. Определим мольный состав жидкой фазы
,
где 
- мольная доляi-го
вещества;
- весовая доля i-го
вещества;
- молекулярная
масса i-го
вещества; (М
ДЭ
=74,
М
ЭС
=46)
2. По уравнению (2.1.5), используя значения табл.12 приложения. Находим давление насыщенного эфира и этилового спирта при температуре 19°С (245 К)
Р ДЭ =70,39 мм.рт.ст=382,6 Па
Р ЭС =2,87 мм.рт.ст=382,6 Па
3.Согласно закону Рауля, парциальное давление насыщенных паров i-й жидкости над смесью равно произведению давления насыщенного пара над чистой жидкостью на ее мольную долю в жидкой фазе, т.е.
Р ДЭ(пар ) =9384,4·0,479=4495,1 Па;
Р ЭС(пар) =382,6·0,521=199,3 Па.
4.Приняв сумму парциальных давлений насыщенных паров диэтилового эфира и этилового спирта равной 100%, определим
а) концентрацию паров в воздухе
б) мольный состав газовой фазы (закон Рауля-Дуартье)
5. Определив расчетом или по справочным данным (табл.16 приложения) КПР пламени индивидуальных веществ (диэтиловый эфир 1,7÷59%, этиловый спирт 3,6÷19%). по правилу Ле-Шагелье рассчитаем КПР пламени паровой фазы
6. Сравнивая полученные в п.4,а концентрацию паровоздушной смеси с концентрационными пределами распространения пламени (1,7-46,1%), делаем заключение, что при 245 К над данной жидкой фазой образуется взрывоопасная концентрация насыщенных паров в воздухе.
По табл.15 приложения находим теплоту образования ацетона 248,1·10 3 Дж/моль. Из химической формулы ацетона (С3Н 6 О) следует, что т с = 3, т н = 6, т о = 1. Значения остальных параметров, необходимые для расчета по формуле (2.8), выбираем из табл. 11 для двуокиси углерода
Следовательно, при снижении концентрации кислорода в четырехкомпонентной системе, состоящей из паров ацетона, двуокиси углерода, азота и кислорода, до 8,6% смесь становится взрывобезопасной. При содержании же кислорода, равном 10,7% эта смесь будет предельной по взрываемости. Согласно справочным данным (справочник "Пожарная опасность веществ и материалов, применяемых в химической промышленности". - М, Химия, 1979), МВСК ацетоновоздушной смеси при разбавлении ее двуокисью углерода составляет 14,9%. Определим относительную ошибку расчета
Таким образом, результаты расчета МВСК занижены на 28%.
Задание на самостоятельную работу
|
Вещество жидкость |
Вещество газ |
|
|
Амилбензол |
Ацетилен |
|
|
Н-Амиловый спирт | ||
|
Окись углерода |
||
|
Бутилацетат | ||
|
Бутиловый спирт | ||
|
Сероводород |
||
|
Диэтиловый эфир | ||
|
Ацетилен |
||
|
Уайт-спирит | ||
|
Этиленгликоль |
Окись углерода |
|
|
Трет-Амиловый спирт | ||
|
Метиловый спирт | ||
|
Сероводород |
||
|
Амилметилкетон | ||
|
Бутилбензол | ||
|
Бутилвиниловый эфир |
Окись углерода |
|
|
Ацетилен |
||
|
Этиловый спирт | ||
|
Ацетилен |
||
|
Бутиловый спирт |
Окись углерода |
|
Газ, без вкуса, цвета, запаха. Плотность по воздуху 0,554. Хорошо горит, почти бесцветным пламенем. Температура самовоспламенения 537°С. Предел взрываемости 4,4 - 17%. ПДК в воздухе рабочей зоны 7000 мг/м3. Отравляющих свойств не имеет. Признаком удушения при содержании метана 80 % и 20 % кислорода является головная боль. Опасность метана является в том, что при сильном увеличении содержания метана, уменьшается содержание кислорода. Опасность отравления уменьшается тем, что метан легче воздуха, и, когда потерявший сознание человек падает, он попадает в атмосферу более богатую кислородом. Метан - газ удушающего действия, поэтому после приведения пострадавшего в сознание (если пострадавший потерял сознание) необходимо произвести ингаляцию 100% кислородом. Дать пострадавшему 15-20 капель валерианы, растереть тело пострадавшего. Фильтрующих противогазов от метана не существует.
Билет № 2
1. Дайте определение понятию «Нижний предел взрываемости (НПВ) (нижний концентрационный предел распространения пламени - НКПР)». Минимальная концентрация горючего газа в воздухе, при которой происходит взрыв смеси горючего газа с воздухом. При концентрации газа ниже НПВ никакой реакции не происходит.
2. Контроль воздушной среды на объектах транспортировки газа.
4.1. Перед вводом в эксплуатацию трубопровода для транспорта природного газа необходимо провести вытеснение из трубопровода воздуха газом при давлении не более 0,1 МПа (1 кгс/см 2) в месте его подачи, с соблюдением мер безопасности. Вытеснение воздуха газом можно признать законченным, когда содержание кислорода в газе, выходящем из газопровода, составляет не более 1% по показаниям газоанализатора.
Анализ остаточного кислорода в трубе при продувке отремонтированного участка должен производится специализированным прибором, анализирующим одновременно содержание кислорода (низкие концентрации) и горючего газа (от 0 до 100% объемной доли).
Использование индивидуальных газоанализаторов предназначенных для обеспечения безопасности персонала в данных случаях недопустимо, так как приводит к выходу из строя сенсоров.
Применяемое оборудование должно:
Иметь взрывобезопасное исполнение;
Иметь пробоотборный зонд для отбора пробы из трубы;
Иметь встроенный побудитель расхода;
Иметь нижнюю границу температуры эксплуатации минус 30° С;
Иметь автоматическую калибровку (настройку) нуля;
Иметь дисплей для одновременного отображения измеряемых концентраций;
Обеспечивать регистрацию результатов измерений.
4.2. Герметичность оборудования, трубопроводов, сварных, разъемных соединений и уплотнений контролируется с помощью течеискателей во взрывобезопасном исполнении, с функцией защиты сенсора от перегрузок.
Использование индивидуальных газоанализаторов для этих целей недопустимо, так как данные газоанализаторы не отображают утечки с концентрацией менее 0,1% НКПР.
4.3. Контроль загазованности в колодцах, в том числе водопроводных и канализационных, подземных помещениях и закрытых каналах, расположенных на промышленных площадках, осуществляют по графику не реже одного раза в квартал, а в первый год их эксплуатации - не реже одного раза в месяц, а также каждый раз непосредственно перед началом проведения работ в указанных местах. Контроль загазованности должен осуществляться с помощью удаленного отбора пробы портативными (индивидуальными) газоанализаторами с подключаемым ручным или встроенным моторизированным насосом отбора пробы.
4.4. Контроль утечек и загазованности вдоль подземных газопроводов осуществляется с применением течеискателей, аналогичных применяемых при контроле герметичности оборудования.
4.5. Наряду с контролем воздушной среды на загазованность стационарными приборами необходимо производить непрерывный контроль (во время нахождения в опасной зоне) воздушной среды переносными газоанализаторами:
В помещениях, где перекачиваются газы и жидкости, содержащие вредные вещества;
В помещениях, где возможно выделение и скопление вредных веществ, и на наружных установках в местах их возможного выделения и скопления;
В помещениях, где не имеется источников выделения, но возможно попадание вредных веществ извне;
В местах постоянного нахождения обслуживающего персонала, там, где нет необходимости установки стационарных газосигнализаторов;
При аварийных работах в загазованной зоне - непрерывно.
После ликвидации аварийной ситуации необходимо дополнительно провести анализ воздуха в местах возможного скопления вредных веществ.
4.7. В местах утечки газа и в зонах загазованности атмосферы устанавливают знак «Осторожно! Газ».
черный цвет
4.8. Пуск и эксплуатация оборудования и установок объектов транспортировки газа с выключенной или неисправной системой контроля и сигнализации содержания горючих газов в воздухе не допускается.
4.9. Работоспособность системы автоматической сигнализации и автоматического включения аварийной вентиляции контролирует оперативный (дежурный) персонал при приемке смены.
Информация о срабатывании системой автоматического газового обнаружения, об отказе датчиков и связанных с ними измерительных каналов и каналов автоматической сигнализации, об остановках оборудования, осуществленных системой автоматического газового обнаружения поступает оперативному (дежурному) персоналу, который сообщает об этом начальнику объекта (службы, участка) с записью в оперативном журнале.
Работу систем автоматического газового обнаружения в воздухе помещения проверяют в соответствии с инструкциями производителей.