На каких технологических линиях устанавливаются огнепреградители. Выбор размеров огнегасящих каналов огнепреградителей на технологических установках

сущность защитного действия;

определение критического диаметра канала;

схемы устройства огнепреградителей;

требования к размещению и эксплуатации.

особенности их использования на газовых и жидкостных линиях.

Сухие огнепреградители.

Сухие огнепреградители применяют для защиты трубопроводов без жидкой фазы, в которых в определенные периоды работы может образоваться горючая концентрация паров или газов с воздухом, а также для защиты линий с веществами, способными разлагаться под действием давления, температуры и других факторов.

Сущность защитного действия сухих огнепеградителей.

Сущность защитного действия сухих огнепреградителей заключается в гашении пламени в узких каналах, которое обусловлено ростом интенсивности теплопотерь по сравнению с тепловыделением в результате увеличения удельной поверхности фронта пламени.

Когда скорость теплопотерь по сравнению со скоростью тепловыделения достигает критической величины, то температура горения, а значит и скорость химических реакций в зоне горения, уменьшается настолько, что распространение горения (фронта пламени) по горючей смеси в узком канале становится невозможным.

Именно такие условия и создаются в сухих огнепреградителях.

Пламя, распространяясь по горючей смеси, входит в насадку огнепреградителя, состоящую из большого числа узких каналов, где оно разбивается на множество малых пламень, которые в узких каналах распространяться не могут.

Схемы устройства огнепреградителей .

Для расчленения живого (проходного) сечения защищаемого трубопровода на семейство узких каналов в огнепреградителях используют различные насадки в виде пучка трубок, сеток, гранул, колец, волокон (металлических, стеклянных, асбестовых) металлической керамики и т.п. Насадки располагают в корпусе огнепреградителя.

Диаметр корпуса огнепреградителя для уменьшения гидравлического сопротивления имеет увеличенный размер по сравнению с диаметром защищаемого трубопровода.

Для надежного соединения корпуса огнепреградителя с трубопроводом по обе стороны его имеются фланцы, диаметр которых соответствует диаметру защищаемого трубопровода.

Схемы основных видов огнепреградителей представлены на рисунке 1.

Рис.1. Схемы основных видов огнепреградителей

а – с горизонтальными сетками; б – с вертикальными сетками; в – с гравием; г – со спирально свернутыми вместе гофрированной и плоской лентами; д – с металлической насадкой.

1 - корпус; 2 - пламегасящая насадка; 3 - решетка; 4 – опорные кольца

Критический диаметр канала насадки огнепреградителя.

Диаметр канала насадки огнепреградителя, при котором в зоне горения устанавливается тепловой баланс (равенство) между тепловыделением и теплопотерями, называют критическим диаметром d кр .

Этот диаметр определяют расчетным путем. Он зависит от свойств горючей смеси, концентрации, начальной температуры и давления. Расчет критического диаметра вы можете посмотреть в .

Действительный (гасящий) диаметр канала насадки огнепреградителя берется меньше и с учетом коэффициента запаса составляет 0,5-0,8 d кр .

С другими видами конструкций огнепреградителей можно познакомиться .

Требования к размещению и эксплуатации.

Итак, сухие огнепреградители чаще всего защищают газовые и паровоздушные линии, в которых по условиям технологии или при нарушении нормального режима работы могут образоваться горючие концентрации (дыхательные линии резервуаров, мерников, промежуточных емкостей, напорных баков и подобных им аппаратов с ЛВЖ, а также с горючими жидкостями, нагретых до температуры вспышки и выше).

Сухие огнепреградители защищают стравливающие линии и продувочные линии рекуперационных установок; линии, идущие от аппаратов и емкостей на факел; линии газовой обвязки резервуаров с ЛВЖ и т.п.

Сухими огнепреградителями защищают также линии с наличием веществ, способных разлагаться под воздействием давления, температуры и других факторов.

Жидкостные огнепреградители (гидравлические затворы).

Сущность защитного действия.

Гашение пламени в гидрозатворах происходит в момент прохождения (барботажа) горящей газопаровоздушной смеси через запирающий слой жидкости в результате дробления ее на тонкие струйки и отдельные пузырьки, в которых оказывается в расчлененном виде фронт пламени.

Суммарная теплоотдающая поверхность пламени при этом увеличивается.

В результате так же, как и в сухих огнепреградителях, в зоне реакции создаются условия для превышения интенсивности потерь тепла над интенсивностью тепловыделения.

Для парогазовоздушных линий в качестве запирающей жидкости используют воду, а в жидкостных линиях используют транспортируемую жидкость.

Для повышения эффективности огнетушащего действия жидкостных огнепреградителей высоту запирающего слоя жидкости при нормальном давлении принимают от 10 до 50 см.

Кроме того, для уменьшения размеров барботирующих пузырьков горючей смеси на срезе трубы, погруженной в жидкость гидрозатвора, предусматривают специальные прорези.

Область применения жидкостных огнепреградителей (гидравлических затворов).

Для защиты жидкостных и газовых трубопроводных линий, лотков, производственной канализации и т.п., в которых по условиям эксплуатации может создаться опасность распространения пламени в кинетическом и диффузионном режимах горения, используют жидкостные огнепреградители (гидравлические затворы).

Давайте немного вспомним, в каких случаях происходит кинетическое горение, в каких диффузионное.

Когда распространение пламени происходит в кинетическом режиме горения, то реакция идет со взрывом.

Медленное же распространение пламени по поверхности жидкости наблюдается при диффузионном режиме горения.

Принципиальная схема гидрозатворов низкого давления на газовой линии показана на рис. 2.:

1- корпус; 2- вода; 3- линия подачи воды; 4- подводящая труба; 5- отводящая труба; 6 -линия удаления избытка воды; 7-диск; 8-прорези.

Рис.2. Схема гидравлического затвора низкого давления

Особенности использования огнепреградителей на газовых и жидкостных линиях.

Гидрозатворы широко применяют для защиты наполнительных линий аппаратов с нижней подачей жидкости, сливных линий на сливоналивных эстакадах, переливных линий емкостных аппаратов, производственной канализации на предприятиях с ЛВЖ и ГЖ, лотков насосных помещений и т.п.

Для защиты газовых линий среднего и высокого давления применяют специальные гидрозатворы, которые в отличие от жидкостных огнепреградителей низкого давления имеют небольшое количество запирающей жидкости, снабжены обратным клапаном и предохранительной мембраной.

Принцип работы таких гидрозатворов аналогичен гидрозатвору низкого давления.

Жидкостные огнепреградители по исполнению и комплектности должны строго соответствовать техническим условиям на их изготовление.

При использовании в качестве запирающей жидкости воды огнепреградители целесообразно располагать в отапливаемых помещениях.

При отсутствии такой возможности в воду вносят добавки, понижающие температуру ее замерзания (этиленгликоль, глицерин и т.п.)

Гидравлические затворы .

Воздух или кислород, попав в газопровод, может образовать взрывчатую смесь, поэтому необходимо обязательно предохранять трубопроводы от проникновения в него воздуха или кислорода. На всех взрывоопасных производствах должны быть созданы условия, исключающие возможность возникновения поджигающих импульсов.

Источниками воспламенения, приводящими газовоздушные смеси к взрыву, являются:

открытое пламя;
электрические разряды действующего электрооборудования;
короткое замыкание в электрических проводах;
искрение в электрических приборах;
перегорание открытых предохранителей;
разряды статического электричества.

Взрывобезопасность обеспечивается различными огнепреградителями. устанавливаемыми в трубопроводах, на резервуарах, на продувочных газопроводах, свечах и других системах, где существует опасность взрыва.

Погасание пламени в канале, заполненном горючей смесью, происходит лишь при минимальном диаметре канала, зависящем от химического состава и давления смеси, и объясняется потерями теплоты из зоны реакции к стенкам канала. При уменьшении диаметра канала увеличивается его поверхность на единицу массы реагирующей смеси, т. е. возрастают теплопотери. Когда они достигают критического значения, скорость реакции горения уменьшается настолько, что дальнейшее распространение пламени становится невозможным.

Пламегасящая способность огнепреградителя зависит в основном от диаметра гасящих каналов и гораздо меньше — от их длины, а возможность проникновения пламени через гасящие каналы зависит в основном от свойств и состава горючей смеси и давления. Нормальная скорость распространения пламени является основной величиной, определяющей размер гасящих каналов и выбор типа огнепреградителя: чем она больше, тем меньшего размера канал требуется для гашения пламени. Также размеры гасящих каналов зависят от начального давления горючей смеси. Для оценки пламегасящей способности огнепреградителей применяется т. н. критерий Пекле Ре:

Ре = w cm dcp p /(RT 0 λ 0)) (8.32)

В пределе гашения пламени формула критерий Пекле принимает вид:

Рекр = w см dк р c p p кр /(RT 0 λ 0) (8.33)

где w cm — нормальная скорость распространения пламени; d—диаметр гасящего канала; dк р — критический диаметр гасящего канала; с р — удельная теплоемкость газа при 0°С и постоянном давлении; р — давление газа; р кр — критическое давление газа; R — универсальная газовая постоянная; Т0 — абсолютная температура газа; А0 — теплопроводность исходной смеси.

Таким образом, для расчета пламегасящей способности огнепреградителей необходимы следующие исходные данные:

Нормальные скорости распространения пламени горючих газовых смесей;

Фактический размер максимальных гасящих каналов данного огнепреградителя.

Если полученное значение больше Р екр = 65, огнепреградитель не задержит распространения пламени данной горючей смеси, и наоборот, если Р е < 65, огнепреградитель задержит распространение пламени. Запас надежности огнепреградителя, который находят из отношения Р екр к вычисленному значению Р е, должен составлять не менее 2:

П = Р екр /Р е = 65/Р е > 2,0 (8.34)

Использовав факт постоянства Р екр на пределе гашения пламени, можно вычислить ориентировочный критический диаметр каналов для любой горючей смеси, если известны скорость распространения пламени, а также теплоемкость и теплопроводность газовой системы. Рекомендуются следующие критические диаметры гасящего канала, мм:

при сжигании газовоздушной смеси—2,9 для метана и 2,2 для пропана и этана;
при сжигании кислородных смесей в трубах (при абсолютном давлении 0,1 МПа в условиях свободного расширения продуктов сгорания) — 1,66 для метана и 0,39 для пропана и этана.

Конструктивно огнепреградители делятся на четыре типа (рис. 8.10):

с насадкой из гранулированных материалов;
с прямыми каналами;
из металлокерамики или металловолокна;
сетчатые.

По способу установки — на три типа: на трубах для выброса газов в атмосферу или на факел; на коммуникациях; перед газогорелочными устройствами.

В корпусе насадочного огнепреградителя между решетками находится насадка с наполнителем (стеклянные или фарфоровые шарики, гравий, корунд и другие гранулы из прочного материала). Кассетный огнепреградитель представляет собой корпус, в который вмонтирована огнепреграждающая кассета из гофрированной и плоской металлических лент, плотно свитых в рулон. В корпусе пластинчатого огнепреградителя — пакет из плоскопараллельных металлических пластин со строго определенным расстоянием между ними. У сетчатого огнепреградителя в корпусе размещен пакет из плотно сжатых металлических сеток. Металлокерамический огнепреградитель представляет собой корпус, внутри которого установлена пористая металлокерамическая пластина в виде плоского диска или трубки.

Чаще всего применяются сетчатые огнепреградители (их начали устанавливать еще в начале XIX века в шахтерских лампах (лампах Деви) для предотвращения взрывов рудничного газа). Эти огнепреградители рекомендуются для защиты установок, в которых сжигается газовое топливо. Огнепреграждающий элемент состоит из нескольких слоев латунной сетки с размером ячеек 0,25 мм, зажатых между двумя перфорированными пластинами. Пакет сеток укреплен в съемной обойме.

Корпус огнепреградителя изготовлен из чугунного или алюминиевого сплава и состоит из двух одинаковых частей, соединенных болтами с расположенной между ними съемной обоймой. Кроме рассмотренных сухих огнепреградителей, широко применяются жидкостные предохранительные затворы, предохраняющие газопроводы от попадания взрывной волны и пламени при газопламенной обработке металлов, а также трубопроводы и аппараты, заполненные газом, от проникновения в них кислорода и воздуха.

Рис. 8.10. Типы огнепреградителей: а - насадочный; б - кассетный; в - пластинчатый; г - сетчатый; д - металлокерамический

Жидкостные затворы должны:

препятствовать распространению взрывной волны при обратных ударах и при воспламенении газов;
предохранять газопровод от попадания в него кислорода и воздуха;

обеспечивать минимальное гидравлическое сопротивление прохождению потока газа. Кроме того, жидкость из затвора не должна уноситься в виде капель в заметных

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Огнепреградители

огнепреградитель факельный ствол гидрозатвор

Огнепреградители - называются защитные устройства, пропускающие парогазовоздушные смеси, препятствующие прохождению пламени. Различают резервуарные и коммуникационные огнепреградители. Резервуарные огнепреградители устанавливают на дыхательных линиях резервуаров, мерников, емкостных аппаратов с легковоспламеняющимися жидкостями и горючими газами. Коммуникационными преградителями оборудовают трубопроводы, по которым транспортируется парогазовоздушные смеси.

Огнепреградители состоят из металлического корпуса и насадки. В качестве насадки используют кольца Рашига, металлокерамику, гравий, металлические сетки, гофрированные ленты и пластины, минеральную вату и д.р.

Принцип действия огнепреградителей заключаются в гашении пламени узких каналах, образованных насадкой. При прохождении струек горящие смеси через каналы насадки, теплопотери становятся равными и даже превышают тепловыделение. Это уменьшает скорость реакции и прекращает горения.

Быстродействующие отсекатели применяют на трубопроводах, в основном предназначены для транспортирования пылевоздушных смесей. Отсекатели выполняют в виде заслонок или быстродействующих задвижек, автоматически срабатывающих от термореле или датчиков давления.

Гидрозатворы - применяют для предотвращения распространения огня по линиям производственной канализации, а так же жидкостным и частично газовым трубопроводом. Их устанавливают на всех линиях производственных канализациях, идущих от аппаратов, резервуаров, зданий сооружений, а так же в местах присоединения к основной магистрали. На магистральной линии гидравлические затворы размещаются определенной последовательностью перед ловушкой и после нее на расстоянии не менее 10м. Высота слоя запирающей жидкости должна составлять 0,25м при ламинарном и 0,45м при турбулентном движении потока.

Аварийные емкости - их, как правило, размещают на специально отведенной территории, не занятой производственными цехами и установками. Если условия производства не позволяют выносить аварийные емкости за пределы цеха (установки), их устанавливают не менее 40-50м от основного технологического оборудования. Аварийные емкости заглубляют в землю с таким расчетом, что бы обеспечить самотек сливаемой жидкости. Обычно одну аварийную емкость соединяют с несколькими аппаратами или резервуарами. В этом случае ее объем должен быть не менее 30% суммарного объема соединенных с ней аппаратов и резервуаров, но не менее объема наибольшего из них.

Горючую жидкость сливают в аварийную емкость по трубопроводу, специально предназначенному для этого и не используемому для других целей. Сливной трубопровод должен иметь необходимый уклон, минимальное число отводов и поворотов и, как правило, одну задвижку, расположенную в безопасном или легкодоступном месте. Сечение трубопровода определяют, исходя из заданной скорости слива жидкости из аварийного аппарата.

Факельные установки - это горючие газы (пары), сбрасываемые из технологического оборудования и коммуникаций в нормальных условиях, а так же в аварийных случаях, в период пуска и остановки оборудования сжигают на специальных факельных установках. Факельные установки могут предусматриваться в составе отдельного производства, цеха, технологической установки, а так же в составе завода или комбината. Факельные установки обычно состоят из магистрального трубопровода, в которые поступают сбросные газы от отдельных технологических аппаратов и емкостей, факельного ствола для сжигания газа, трубопровода подачи отопительного и инертного газа, автоматических средств контроля и регулирования. Факельные установки, как правило, оборудованы дренажными устройствами, а так же огнепреградителя и гидрозатворами.

Факельный ствол предназначен для открытого сжигания сбросных газов, оборудуют горелками постоянного и периодического действия и запальным устройством. Факельные установки размещаются с учетом «розы ветров» на достаточном расстоянии от основных технологических установок и производственных зданий, товарных и промежуточных складов горючих жидкостей сжатых и сжиженных газов.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Обоснования необходимости автоматической противопожарной защиты помещения. Гидравлический расчет водяной спринклерной установки пожаротушения, трассировка трубопроводов, описание принципа работы основных узлов и рекомендации по организации надзора.

курсовая работа , добавлен 09.05.2012

Физико-химические и пожаровзрывоопасные свойства веществ и материалов, обращающихся при производстве. Определение критической продолжительности пожара. Выбор типа установки пожаротушения. Компоновка установки пожаротушения и описание ее работы.

курсовая работа , добавлен 20.07.2014

Классификация пожаров и способы их тушения. Анализ существующих на данный момент огнетушащих веществ, их характеристики и способы применения в ходе ликвидации пожаров. Огнетушащий эффект пены. Устройство, назначение и принцип работы пенных огнетушителей.

реферат , добавлен 06.04.2015

Системи гасіння, які використовують воду. Будова та робота спринклерних і дренчерних пожежних установок. Спринклерні та дренчерні зрошувачі. Вузол управління водяної спринклерної установки. Вузол управління дренчерної установки з клапаном групової дії.

реферат , добавлен 01.07.2011

Расчет осветительной установки для обеспечения равномерного распределения света по помещению в учебном заведении. Для решения задачи заданы: показатели размера аудитории, высота от потолка до центра светильника, высота рабочей поверхности над полом.

контрольная работа , добавлен 15.10.2010

Общее понятие о производственной санитарии. Устройство и назначение защитного заземления электроустановок. Причины возникновения чрезвычайных ситуаций, их характеристика. Эвакуация городского населения и ее организация. Характеристика поражающих факторов.

контрольная работа , добавлен 19.01.2010

Особенности территориального размещения Дворца искусств. Изучение архитектурно-строительного плана, схем установки пожаротушения и электрокоммуникаций. Выбор и обоснование места возникновения возможного пожара. Расчет сил и средств для его тушения.

курсовая работа , добавлен 13.10.2010

Понятие и отличительные признаки бактериологического оружия, особенности его применения на современном этапе. Виды распространяемых заболеваний, способы применения оружия и защиты от него. Карантин человека, попавшего в зону действия данного оружия.

реферат , добавлен 28.05.2013

Пренебрежение нормами пожарной безопасности как причина проблемы пожаров на объектах. История возникновения установок пожаротушения. Классификация и применение автоматических установок тушения пожара, требования к ним. Установки пенного пожаротушения.

реферат , добавлен 21.01.2016

Сущность, назначение, принцип действия, область применения и примеры устройства защитного отключения (УЗО). Основные элементы любого УЗО. УЗО, реагирующее на потенциал корпуса относительно земли и УЗО, реагирующее на дифференциальный (остаточный) ток.

Препятствовать свободному проникновению огня по коммуникациям и оборудованию систем трубопроводов газоуравнительной обвязки резервуаров, если такой снабжены резервуары, по сливо-наливным трубопроводам, дыхательным и предохранительным клапанам призваны огнепреградители. Различают огнепреградители: сухие, жидкостные (гидрозатворы), затворы из твердых измельченныхматериалов, автоматические задвижки и заслонки.

Действие огнепреградителей основано на явлении гашения пламени в узких каналах, которое открыл в 1815 году Гемфри-Деви. Он выяснил, что с уменьшением размера (диаметра) канала, в котором происходит горение газовой смеси, происходит увеличение удельных потерь в сравнении с тепловыделениями, происходящими на объем горящей смеси, понижение температуры горения в зоне реакции, снижение скорости реакции и уменьшение скорости распространения пламени. Когда потери тепла из зоны горения достигают определенной критической величины, температура горения и скорость горения реакции настолько уменьшается, что дальнейшее распространение огня смеси в узком канале становится невозможным.

Огнепреградитель устанавливается между вертикальным резервуаром и дыхательным или предохранительным клапаном. Огнепреградитель предназначен для защиты вертикального резервуара от проникновения огня (пламени или искры) в газовое пространство через дыхательные клапана (патрубки вентиляционные или клапана предохранительные), предохраняя этим самым нефть от вспышки или взрыва.

Основой конструкции (рисунок 4.1) является огнепреграждающий элемент 2, размещенный между двух половинок корпуса 1, стягиваемых между собой четырьмя шпильками 3. Огнепреграждающий элемент состоит из плоской и гофрированной лент, намотанных на ось, которая также предохраняет элемент от выпадания. Гасящее действие огнепреградителя ОП, установленного на крыше резервуара типа РВС, основано на принципах интенсивного теплообмена, который происходит между стенками узких каналов огнепреграждающего элемента и проходящим через него газовоздушным потоком. При этом достигается снижение температуры газовоздушного потока до безопасных пределов.

Рисунок 4.1. Общий вид огнепреградителей ОП:

1 – корпус, состоящий из двух половинок; 2 – огнепреграждающий элемент;

3 – четыре соединительных шпильки.

Основным условием эффективной эксплуатации данного устройства, в таком технологическом оборудовании как резервуары является подбор диаметра канала, который обеспечит гашение пламени. Произведем расчет огнепреградителя основанного на определении размера критического гасящего канала по методу Я.Б. Зельдовича, как хорошо зарекомендовавшего себя на практике и основанного на постоянстве числа Пекле.

Определим расчетом необходимый диаметр гасящего отверстия огнепреградителя:

	(4.1)
где	d кр .	-	критический диаметр гасящего отверстия огнепреградителя, м;
	Pe кр	-	число Пекле, на пределе гашения пламени, Pe кр =65;
	l	-	коэффициент теплопроводности горючей смеси, Вт/(м·К);
	R	-	газовая постоянная;
	T	-	температура горючей смеси, К, Т=273 + 25 = 298 К;
	ω	-	нормальная скорость распространения пламени, м/с; ω = 0,4 м/с;
	С р	-	теплоемкость горючей смеси, кДж/кг К;
	Р	-	давление горючей смеси, Па, Р=10 5 Па