Обеспечение безопасности технологического процесса

При проектировании должны быть разработаны технические мероприятия безопасности по следующим основным направлениям:

- обоснование выбранного метода производства с указанием стадийности и непрерывности технологического процесса;

- размещение технологического оборудования: компоновка, комбинирование оборудования и вынос их на открытые площадки;

- увеличение единичной мощности за счет каких технических решений;

- замена опасных операций на менее опасные;

- замена токсичных, пожаровзрывоопасных веществ на менее опасные;

- выбор конструкции основного технологического и механического оборудования и их характеристики с точки зрения надежности и безопасности при эксплуатации;

- выбор материала конструкций с учетом механической прочности, жаропрочности и коррозионной стойкости;

- безопасность аппаратов и сосудов, работающих под давлением: герметичность оборудования и предохранительные устройства;

- выбор системы автоматизации производственных процессов: измеряемые параметры, устройства автоматического контроля, контрольная и аварийная сигнализация, системы регулирования, управления и противоаварийные защиты;

- механизация трудоемких опасных процессов;

- обеспечение допустимого уровня шума и вибрации;

- ограждение движущихся и вращающихся частей;

- обеспечение электробезопасности: классификация помещений по электроопасности по характеру окружающей среды, по степени опасности поражения людей электрическим током, электротехнических изделий по степени защиты людей от поражения электрическим током и привести методы защиты;

- выбор взрыво и пожарозащищенных электрооборудований;

- отвод статического электричества, особенно в пожаровзрывоопасных зонах, где искровые разряды статического электричества представляют большую опасность;

- применение индивидуальных средств защиты от поражения электрическим током, от воздействия вредных веществ, от механических, термических травм и др.

Одним из важнейших направлений технического прогресса в химичес­кой технологии является сокращение числа стадий и переход к односта­дийным технологическим процессам. Улучшение условий труда в односта­дийных технологических процессах обусловлено тем, что управление тех­нологическим процессом становится более совершенным, облегчается пе­реход от периодических к непрерывным схемам производства, уменьшает­ся число аппаратов, трубопроводов и емкостей, а следовательно, увеличивается общий уровень герметизации производства. При одностадий­ных процессах часто удается устранить из обращения в производстве аг­рессивные или токсичные вещества.

Использование укрупненных установок при одновременном комбиниро­вании различных технологических процессов в одной установке весьма эффективно. Помимо экономического эффекта 'укрупнение и комбинирова­ние положительно сказывается на ряде факторов, определяющих безопас­ность технологических процессов. При этом уменьшается общая протяжен­ность коммуникаций, резко сокращается количество арматуры, фланцевых соединений, уст-раняются промежуточные емкости, вследствие чего уменьшается количество продукта, находящегося в системе, уменьшается так­же число насосов, компрессоров, теплообменников и другого механичес­кого оборудования. Компактное размещение отдельных частей комбиниро­ванной установки облегчает ее автоматизацию.

При увеличении степени непрерывности в технологических процес­сах отпадает необходимость в периодической загрузке сырья и выгруз­ке готовых продуктов, следовательно, устраняется контакт с ними ра­ботающих и выделение газов и паров в атмосферу. Непрерывный процесс характеризуется равномерностью и устойчивостью, что исключает необ­ходимость постоянного регулирования технологических параметров. Это уменьшает возможность ошибок со стороны обслуживающего персонала. Стабильность процесса снижает опасность образования застойных зон, местных перегревов, завышения концентраций, возникновения побочных реакций и других нарушений технологического процесса. При одной и той же производительности общий объем аппаратуры в непрерывном про­цессе значительно меньше, чем в периодическом.

При размещении оборудования на открытых площадках улучшаются условия строительных и монтажных работ; создается возможность приме­нения мощных кранов для подъема громоздкого, собранного на земле оборудования, уменьшается протяженность дорог и технологических тру­бопроводов, снижается вероятность образования 'вредных и взрывоопас­ных концентраций.

Размещение оборудования на открытых площадках имеет свои недос­татки и опасности. Характер этих опасностей указывает на пути их предупреждения и устранения.

Технологический процесс с точки зрения техники безопасности нужно проектировать из более устойчивых операций. Так, для исключе­ния тепловой неустойчивости

применяются системы автоматического регулирования, надежно стабилизирующие неустойчивость режима. В тех случаях, когда по технологическим причинам процесс нужно вести в об­ласти опасных концентраций, в смесь вводят флегматизаторы (инертные компоненты или ингибиторы) или используют вакуум.

Применяемые в производстве растворители и катализаторы часто являются вредными и огнеопасными. Замена их на менее опасные вещест­ва позволяет устранить возможность отравления, ожога, получения про­фессиональных заболеваний, возникновения пожаров и взрывов.

Безопасность труда в значительной степени зависит от конструктивных особенностей технологического оборудования и соответствия их правилам и нормам Госгортехнадзора СССР, ТУ и ГОСТам. Необходимо ис­пользовать новые типы высокоэффективного, отечественного оборудова­ния, улучшить качество машин и приспособлений по безопасной эксплуа­тации. Большое значение в обеспечении надежности при эксплуатации технологического оборудования имеют механическая прочность, жаропрочность, жаростойкость и коррозионностойкость конструкционных элементов и материалов. Основными направлениями борьбы с коррозией техноло­гического оборудования является правильный выбор коррозионностойких конструкционных материалов, изменение свойств среды (применение инги­биторов и др.), изоляция поверхности аппаратов от среды различными покрытиями, электрохимическая защита (анодная, катодная, протекторная и др.).

Герметичность - основное условие нормальной работы технологичес­кого оборудования, предупреждения аварий, взрывов и пожаров. В пояс­нительной записке характеризуют использованные в проекте устройства, обеспечивающие герметичность неподвижных и движущихся, вращающихся элементов оборудования. Производится выбор материала прокладок. Для аппаратов, работающих под давлением, указываются сроки технического освидетельствования и значения, давлений при испытании на прочность и герметичность.

Автоматизация является средством повышения безопасности и улуч­шения гигиенических условий труда, предотвращения аварий и роста об­щей культуры производства. Посредством автоматического регулирования обеспечиваются: получение информации о протекании технологического процесса, поддержание его регулируемых параметров в заданных регла­ментом пределах или их изменение по заранее определенной программе, предупреждение несвоевременных или ошибочных действий оператора.

В связи с повышенной пожаровзрывоопасностью нефтеперерабатывающих и нефтехимических объектов при проектировании системы контроля, защиты и блокировки особое внимание должно быть обращено на выбор системы и схемы автоматизации. Наименее опасной является пневматичес­кая система. Применение тех или иных устройств автоматизации опреде­ляется классом помещения или наружной установки (по классификации ПУЭ). В этом разделе расчетно-пояснительной записки студент должен дать обоснование выбранной схемы автоматизации технологических про­цессов и применяемых устройств автоматизации с точки зрения безопас­ности.

Для предупреждения разрушения при повышенных давлениях техноло­гическое оборудование оснащают предохранительными клапанами, мембра­нами и системами аварийного сброса. Производится подбор клапанов или мембран, их проходных сечений, количества; указывается давление на­чала срабатывания клапана или мембраны.

Механизация технологических процессов, особенно трудоемких, опас­ных или вредных, освобождает рабочего от тяжелых или монотонных опе­раций, устраняет его контакт с ядовитыми веществами, выводит из пожа­роопасной и взрывоопасной зоны. Поэтому при разработке технологичес­ких процессов должна быть предусмотрена максимально возможная сте­пень механизации и автоматизации. В значительной степени поддаются механизации погрузочно-разгрузочные, транспортные, ремонтные работы, по сливу-наливу нефтепродуктов, по отбору проб и замеру уровней в емкостях.

В целях обеспечения безопасности обслуживания установки предус­матриваются ограждения всех движущихся и вращающихся частей техноло­гического оборудования, электродвигателей и других механизмов.

Уровень шума и вибрации на рабочих местах, создаваемых агрегатами, не должен превышать допустимые нормы (прилож.3, 4). В случае повышения уровня шума необходимо предусмотреть мероприятия по его снижению: устройство кожуха на агрегатах или специальной изолирован­ной кабины, вынос щитов управления в отдельное помещение, применение индивидуальных средств защиты. Для уменьшения вибрации на рабочих местах и самих агрегатов можно предусмотреть: отделение фундаментов оборудования от фундамента и других конструкций зданий; устранение жесткого крепления трубопроводов к конструкциям зданий; установка оборудования на упругие опоры или на виброизолирующие фундаменты.

Исходя из взрывоопасных свойств, применяемых веществ, подбирает­ся взрывобезопасное электрооборудование и указывается его маркировка (прилож.5, 6, 7). В соответствии с ПУЭ производится классификация помещений по степени опасности поражения электрическим током. Приво­дится характеристика требуемой степени защиты электрооборудования в зависимости от классификации помещений по характеру окружающей среды. Разрабатываются мероприятия по защите обслуживающего персонала от возможного поражения электрическим током. К таким мероприятиям отно­сятся: применение пониженного напряжения при работе с переносным электроинструментом и светильником; обеспечение недоступности токо­ведущих частей и качественная изоляция электропроводок (указываются минимально допустимые значения сопротивления изоляции проводов); за­щитное отключение; защитное заземление и зануление.

В соответствии с правилами защиты от статического электричест­ва в тех производствах, где применяются вещества, способные к элект­ризации, разрабатываются мероприятия по предупреждению возникнове­ния и накопления искровых разрядов: отвод зарядов статического элек­тричества путем тщательного заземления оборудования; применение ан­тистатических добавок, увеличивающих электропроводность диэлектри­ков; организация общего и местного увлажнения воздуха в опасных мес­тах помещения или увлажнение поверхности электролизующегося материа­ла; ионизация воздуха или среды путем использования радиоактивных, электростатических, индукционных нейтрализаторов; смазка приводных ремней и транспортных лент электропроводящими составами и т.д.

Средства индивидуальной защиты предназначены для защиты работа­ющих от поражения токсичными веществами, электрическим током, от ме­ханических, термических травм, от воздействия шума, вибрации и неб­лагоприятных метеорологических факторов. Согласно ГОСТ 12.4.011-75, они подразделяются в зависимости от назначения на следующие классы. изолирующие костюмы, средства защиты органов дыхания, специальная одежда, специальная обувь, средства защиты лица, глаз, органов слу­ха, предохранительные приспособления, защитные дерматологические средства.

Противопожарные мероприятия и средства пожаротушения.

При решении противопожарных профилактических задач сначала да­ют оценку пожарной опасности технологического процесса, отдельных узлов, а затем на этой основе разрабатывают технические и технологические мероприятия предотвращения опасности.

Пожароопасность технологического процесса определяется возмож­ностью образования горючих смесей внутри аппаратов, выхода горючих паров и газов из аппаратов в атмосферу помещения и образования сме­сей в концентрациях, опасных для загорания от различных источников зажигания. Общими мерами для обеспечения пожарной безопасности при проектировании оборудования и технологических процессов являются:

1) замена опасных технологических операций менее опасными;

2) замена огнеопасных жидкостей менее огнеопасными или негорю­чими жидкостями;

3) изолированное расположение опасных технологических устано­вок и оборудования (в зданиях и на открытых площадках);

4) флегматизация горючих смесей, применение ингибиторов и инертных добавок при проведении технологических процессов и хранении легковоспламеняющихся веществ;

5) герметизация оборудования;

6) продувка водяными парами или инертными газами технологичес­кой аппаратуры и коммуникаций перед остановкой их на ремонт и перед пуском в эксплуатацию;

7) предотвращение появления в опасных местах источников зажига­ния;

8) применение огнепреградителей, противовзрывных клапанов.

В зависимости от категории производства по пожаровзрывоопаснос­ти выбираются пределы огнестойкости строительных конструкций. В зда­ниях производств категории А, Б, Е предусматриваются противовзрывные проемы и приводится их суммарная площадь в соответствии с существую­щими нормами.

В проектируемом технологическом процессе, в зависимости от физико-химических свойств, применяемых веществ и матери­алов, выбираются средства пожаротушения. Приводятся нормы видов и количества первичных средств пожаротушения. Расчетные количества расхода воды на наружное пожаротушение принимают в зависимости от степени огнестойкости и объема здания с учетом категории производст­во пожарной опасности.

Для сигнализации о пожаре предусматривается автоматически действующая сигнализация с указанием типа извещателей.

Охрана окружающей среды

В этом разделе курсового проекта должны быть решены вопросы по охране атмосферного воздуха, защите воды водоемов от загрязнения промышленными стоками и утилизация твердых отходов производства.

При характеристике выбросов проектируемого производства необходимо: указать агрегатное состояние выбрасываемых веществ, количество их в единицу времени, физико-химические свойства, химический состав, концентрация их, температура, вид выбросов: постоянные, периодические или сантехнические; назвать источники загрязнения; дать характеристику загрязнителей по опасности и вредности; привести класс опасности, значения максимально разовой и среднесуточной ПДК.

При характеристике сточных вод проектируемого объекта необходимо ответить на следующие вопросы: виды водопользования в водоемах, в которые могут спускать стоки; свойства загрязнителей, присутствующих в воде, требования к воде, сливаемой в водоем; лимитирующие показатели вредности и ПДК загрязнителей в водных объектах хозяйственно- питьевого и культурно- бытового водопользования; характеристика грязных отходов производства, не подлежащих сливу в канализацию, и твердых отходов производства (материалов, шламов и.т.п, источников ориентировочного элементного состава, влажности, внешнего вида, характеристика возможных механических и минеральных включений (в смолах, шламах, смазочных маслах и др.), плотности или насыпного веса, кислотности, возможности транспортирования, температуры плавления остатка после сжигания и др.

Затем следует разработать предложения по защите окружающей среды: размещение производства с учетом господствующего направления ветров, взаиморасположения предприятий и жилых массивов; методы очистки газообразных или полевых выбросов в атмосферу с указанием характеристик рекомендуемых аппаратов, эффективности их работы.

Следует указать методы аналитического контроля сточных вод, мер по снижению степени их загрязнения и уменьшение количества загрязненных сточных вод, а также конкретные инженерные решения по очистке стоков проектируемого объекта.

Далее, необходимо указать пути использования твердых и жидких отходов на данном или других производствах.

В заключении раздела «Безопасность жизнедеятельности» необходимо дать краткий вывод, показывающий то новое и ценное, что предлагается для улучшения условия труда, безопасности и экологичности проектируемого объекта.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочное издание в 2 книгах. А.Н. Баратов, А.Н. Корольченко, Г.Н. Кравчук и др. М. Химия. 1990 г.- 496 с.,384 с.

2. НПВ 105-95. Норма пожарной безопасности. М. 1995г.

3. Правила устройства электроустановок ПУЭ. М. Энергоатомоэздат. 1985г. –640 с.

4. ПБ 09.170.-97. Общие правила взрывобезопасности для взрывопожаробезопасных химических и нефтеперерабатывающих производств. М. Металлургия 1988. –88 с.

5. Пряников В.И. Техника безопасности химической промышленности М. Химия. 1989. –288 с.

6. ГОСТ 12.0.007-86. ССБТ «вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности». М. Издательство стандартов. 1986.

7. ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ «Воздух рабочей зоны. Общие санитарные требования». М. Издательство стандартов. 1988.

8. Метрологическое обеспечение безопасности труда. Под редакцией И.Х. Сологяна. М. Издательство стандартов. 1989.

9. Охрана труда химической промышленности. Г.В. Макаров, А.Я. Васин, Л.К. Маринина и др. М. Химия. 1989. –496 с.

10. Бобков А.С., Журавлев В.С. производственная безопасность в резиновой промышленности. Л. Химия. 1980.

11. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств. Учебное пособие для вузов. П.П. Кукин, В.Л. Лапин, Е.А. Поднерных и др. М. Высшая школа. 1999. –318с.

12. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов. С.В.Белов, Ильницкая, А.Ф. Козьяков и др. М. Высшая школа. 1999. –448с.

Приложение №1