Хімічних лабораторіях І на дослідних установках
| Вид материала | Лекція |
- Затверджено Постановою Кабінету Міністрів України від, 11390.13kb.
- Текст Приветствие, 1516.86kb.
- Лекция 4 Первичная перегонка нефти на промышленных установках, 164.96kb.
- Методичні вказівки з підготовки та оформлення курсових та кваліфікаційних робіт бакалавра,, 444.95kb.
- Прикарпатський національний університет, 433.21kb.
- Лекція 5 (6 години) технологія виробництва цукру, 645.59kb.
- Про затвердження Порядку державної реєстрації та обліку відкритих науково-дослідних,, 529.81kb.
- Методика прогнозування наслідків виливу (викиду) небезпечних хімічних речовин при аваріях, 2627.4kb.
- Вимоги до роботодавців щодо захисту працівників від шкідливого впливу хімічних речовин., 160.89kb.
- Програма фахового вступного випробування для навчання за освітньо-кваліфікаційним рівнем, 104.48kb.
9.3. Автоматизація виробничих процесів для забезпечення безпечних умов праці
Для сучасного рівня розвитку хімічної промисловості характерна комплексна автоматизація виробництва і централізація управління, так як більша частина технологічних процесів є потенційно небезпечними.
Роль автоматизації у забезпеченні безпеки технологічних процесів. Автоматизація виробничих процесів – це автоматичний контроль та сигналізація, управління, регулювання, захист та блокування.
Відомо, що значні відхилення від заданих технологічних параметрів – температури, тиску та рівня продукту в апараті, концентрації та процентного співвідношення реагуючих речовин, порядок та час загрузки реагентів – можуть привести до великих аварій, пожеж та вибухів.
Наприклад, безпека процесів нітрування, хлорування, сульфування, окислення органічних речовин залежить від правильного дозування реагуючих речовин, неперервного перемішування та підтримування заданої температури.
Нерівномірність загрузки, недостатнє перемішування та охолодження приводить до появи місцевих зон з високою концентрацією і температурою, що супроводжується бурним окислення сировини, виділенням значної кількості побічних газоподібних продуктів і може привести до взривів. Для багатьох галузей промисловості характерний тепловий прояв хімічних реакцій при процесах, тобто виділення значної кількості теплоти. До таких процесів відноситься адсорбція, розчинення, нітрування, галогенування, алкілування, лужне плавлення, сульфування, полімеризація, окислення і.т.п.
Більшість реакцій вказаних процесів, супроводжується значними тепловими ефектами, при недостатньому відводі тепла із зони реакції може закінчитись пожежею чи вибухом, так як реагуючі та отримані речовини в більшості випадків легкозаймисті горючі рідини чи гази, або речовини, що бурно взаємодіють при підвищених температурах.
Крім того, швидкість виникнення та розповсюдження аварійного стану в більшості технологічних, особливо хімічних процесах така, що лише спеціальні автоматичні засоби та прибори можуть надійно захистити їх і своєчасно локалізувати можливу аварію, вибух, пожежу.
Автоматичний контроль граничних значень технологічних параметрів, сигналізація, захист, управління різноманітними процесами і їх регулювання забезпечують надійну та безпечну експлуатацію установок, дають можливість виключити чи своєчасно попередити перегрів чи прогар апаратів, їх розрив при надлишковому тиску, витік продукту, утворення вибухонебезпечних концентрацій в апаратах та приміщеннях, розкладання речовин з вибухом чи утворенням пожежонебезпечних побічних продуктів та самозагораючих сполук і.т.п.
Прилади автоматичного контролю регіструють параметри технологічного процесу та подають сигнал про їх порушення. Це дає можливість обслуговуючому персоналу своєчасно прийняти необхідні міри і вести процес в безпечному режимі. На хімічних підприємствах широко використовують три види технологічної сигналізації: контрольну, попереджуючу та аварійну.
Контрольну сигналізацію використовують для автоматичного оповіщення про роботу і зупинку окремих механізмів чи машин, про положення запірних органів на комунікаціях.
Попереджуючу сигналізацію використовують для автоматичного оповіщення обслуговуючого персоналу про виникнення змін технологічного режиму, тобто про досягнення крайніх, граничних значень технологічних параметрів, подальше відхилення яких може привести до аварій, пожеж, вибухів. До цього виду сигналізації відноситься і попереджуюча сигналізація про появу в атмосфері виробничого приміщення вибухонебезпечних чи токсичних парів та газів. Засіб попереджуючої сигналізації бувають самостійно діючими або зв’язаними з приборами автоматичного контролю, захисту, управління та регулювання.
Аварійна сигналізація служить для оповіщення обслуговуючого персоналу про аварійні відключення обладнання. Засоби аварійної сигналізації зазвичай пов’язані з системою захисту та блокування. До аварійної сигналізації відноситься і спеціальна автоматична пожежна сигналізація.
Прилади автоматичного захисту не лише сигналізують про небезпеки пов’язані з відхиленням від нормального ходу робочого процесу , але і при досягненні граничних значень тих чи інших параметрів частково або повністю зупиняють процес , припиняють подачу сировини або теплоносія, стравлюють надлишок парів та газів в атмосферу, відкривають інші міри ліквідації небезпеки виникнення пожежі, вибуху чи аварії. Таким чином, ці прибори, хоча і не регулюють технологічний процес, але ніби втручаються в нього при критичному значенні параметрів без участі людини. Прибори автоматичного захисту часто об’єднують із засобами автоматичної сигналізації граничних, критичних значень технологічних параметрів. Ці прибори широко використовуються для захисту електричних машин від наслідків короткого замикання і перевантаження, попередження перегріву та підвищення тиску компресорних установок, для попередження переповнення горючими рідинами технологічних апаратів і утворення вибухових концентрацій в апаратах и приміщеннях; для локалізації розвитку пожежі по вентиляційним і технологічним комунікаціям, автоматичного гашення пожежі і.т.п.
Автоматичне блокування відноситься до вільного виду автоматичного захисту, вона служить для попередження можливостей неправильних чи несвоєчасних включень та відключень машин і апаратів в результаті яких можуть відбутися аварії, пожежі і вибухи.
Автоматичне блокування знайшло широке використання для попередження утворення вибухонебезпечних концентрацій в технологічних установках, у виробничих приміщеннях, в яких виділяються шкідливі та вибухонебезпечні пари та гази (блокування газоаналізаторів з вентиляційними установками) і.т.п.
Блокування використовують як при ручному, так і при автоматичному управлінні, блокуючи дії виконуючих органів, що забезпечують включення наступних операцій лише після завершення попередніх.
Автоматичне управління забезпечує включення апаратів або агрегатів, їх зупинку, гальмування, реверсування та строге дотримання послідовності операцій по раніше заданій програмі. Роль людини при цьому заключається лише в посиланні початкового імпульсу.
Автоматичне управління частіше всього буває дистанційним, воно забезпечує узгодженість і надійну роботу обладнання, потрібні умови безпеки, а також виключає пожежну безпеку.
Прилади автоматичного регулювання забезпечують підтримування без участі людини заданих параметрів технологічних процесів, не допускають їх відхилення в ту чи іншу сторону від попередньо установленого безпечного значення і тим самим виключити можливість виникнення пожеж та вибухів.
В тих випадках, коли задане значення регулюючої величини змінюється в часі по відомому завчасно закону, використовують програмне регулювання.
Попередження аварій засобами автоматичного контролю, захисту та блокування. Основними елементами любих найбільш важких схем автоматичного контролю є: чуттєві сприймаючі елементи (датчики), лінії зв’язку (капіляр, електропровід), контрольно –вимірювальний (відтворюючий) пристрій, сигнальний контактний засіб і сигнальні лампи, дзвінки, сирени. Чуттєвий елемент встановлюють в апараті чи в любій контролюючій зоні.
Датчик ( чуттєвий елемент) сприймає зміни температури, тиску, рівня чи іншою контролюючої величини і по лінії передає відповідні імпульси контрольно-вимірюючому пристрою, який фіксує (показує, записує) ці зміни. Шкалу вимірювального пристрою градуюють в тих величинах, що контролюються.
Якщо прибори оснащені сигнальними пристроями, то при крайніх критичних значеннях параметрів сигнальні пристрої замикають сигнальні сіті і включають лампи, дзвінки, сирени.
Основні елементи схем автоматичного захисту чуттєві елементи (датчики), лінії зв’язку, вімірюючий чи сигнальний пристрій чи перетворювач енергії , сигнальні лампи, виконуючі органи, замочні, відсікаючі чи стравлюючі органи.
За цієї схеми у випадку граничного відхилення в апараті, що захищається будь-якого параметра чутливий елемент передає відповідний імпульс (пневматичний, мехаічний, електричний) вимірювальному приладу, сигнальному приладу чи перетворювачу енергії (перетворювач електричної енергії в пневматичну чи пневматичної в електричну).
Вимірювальний прилад фіксує величину параметру, сигнальний пристрій забезпечує подачу світлового чи звукового сигналу і ввімкнення електричних сіток виконавчих органів. Виконавчі органи викликають відповідне переміщення запірних, відсікаючих чи стравлюючих органів. Таким чином, схема захисту забезпечує закінчення подачі продукту чи теплоносія в апарат, стравлювання чи аварійний злив продукту через стравлюючі органи.
Такий захист особливо є характерним для хімічних підприємств (процес нітрування, галогенування, сульфування, полімеризації, окислення і т. д.).
Основні елементи схем автоматичного блокування такі ж, що і в схемах захисту, але відмінність лише в характері їх взаємодії.
Наприклад, за однією з таких схем спеціальний пристрій блокує дію двух виконавчих органів, що забезпечує включення наступної операції тільки після закінчення попередньої. Якщо регулюючий пристрій через сигнальний пристрій, виконавчий орган і регулюючий орган ввімкнув систему охолодження і через деякий час подав команду на проведення наступної операції, наприклад, подачу сировини, проте реакційна суміш ще не охолодилася, то блокуючий прилад не пропустить імпульс на другий виконавчий орган і регулюючий орган не відкриється, а відповідно, подачі сировини не відбудеться.
Схеми блокування, як правило, індивідуальні і мало схожі одна на одну, але сутність їх дій аналогічна у всіх випадках.
Забезпечення надійності систем автоматики. Для підвищення безпеки проведення деяких технологічних процесів у випадку виходу з ладу будь-якого елемента системи автоматрики чи відхилення параметра на небезпечну величину, в системі регулювання процесу слід передбачати:
незалежні, але паралельно працюючі системи регулювання та захисних блокувань;
схеми блокувань, що не дають здійснитися пускові установки до натискання кнопки. Такі схеми виключають можливість аварій на виробництві в результаті самовільних вимикань блокувань персоналом;
автоматичне управління, в якому передбачено послідовне спрацьовування захисних блокувань для зупинки небезпечних виробництв із багатостадійними технологічними процесами;
спрацювання системи захисту за натходження сигналу від одного з датчиків взаємнозалежних параметрів, наприклад, тиск і витрати потоку, співвідношення та температура процесу, температура та тиск в апараті;
встановлення декількох паралельно працюючих датчиків на кожний найбільш важливий технологічний параметр для зменшення випаків відмови, а також холостого спрацювання системи захисту за виникнення порушень роботи самого датчика. При установленні двух датчиків захист здійснюється при натходженні сигналу від одного чи двух чи від обох датчиків, а при установленні трьох – за натходження сигналу не менше ніж від двух датчиків.
Вибір кількості датчиків і схем роботи захисних приладів залежить від особливостей даного процесу.
9.4. Технологічний регламент – основа безпеки технологічного процесу
Технологічний регламент – основний технівчний документ, що визначає режим і порядок проведення операцій технологічного процесу. Безумовне дотримання всіх вимог технологічного регламненту обов’язкове і забезпечує належну якість продукції, що випускається, раціональне та економічне ведення промилового процесу, безпеку роботи.
Всі технологічні регламенти складаються згідно правил і форм, які передбачені «Положення про технологічні регламенти виробництва продукції підприємствами (організаціями) Міністерства хімічної промисловості України».
Технологічні регламенти затведжують керівники підприємсва чи вищі організації. Керівник підприємства повинен забезпечити точне дотримання затвердженого технологічного регламенту з максимальним використанням сучасних засобів технічного контролю і автоматичного регулювання процесу. Він несе повну відповідальність за відповідність регламента вимогам, які пред’являються до продукції.
Люди, які винні в порушенні діючого технологічного регламенту, притягуються до строгої дисциплінарної відповідальності, якщо наслідки цього порушення не вимагають застосування до них іншого покарання у відповідності з діючим законодавтсвом.
Кожний технологічний регламент складається з наступних розділів:
загальна характеристики виробництва;
характеристика продукції, що виробляється;
характеристика вихідної сировини, матеріалів та полупродуктів;
опис технологічного процесу;
норми технологічного режиму;
можливі неполадки, їх причини та способи усунення;
кожнорічні норми витрати сировини та енергоресурсів;
контроль виробництва;
основні правила безпеки проведення процесу;
стічні води, викиди в атмосферу;
список обов’язкових інструкцій;
матеріальний баланс;
технологічна схема виробництва;
специфікація основного технологічного обладнання.
Основа забезпечення безпеки технологічного процесу закладена в ряді розділів регламенту.
Характеристика продукції, що виготовляється. У цьому розділі приводяться основні фізико-хімічні властивості, горючість, токсичні характеристики, розчинність, температури кипіння, вибуху, електропровідність та інші дані про продукцію.
Характеристика вихідної сировини, матеріалів і полупродуктів. Розділ будується у вигляді таблиці, в яку включені також пожаро- та вибухонебезпека, а також токсичність речовин.
Норми технологічного режиму. Для кожної стадії та кожного потоку реагентів непреривних процесів зазначаються швидкість подачі реагентів, температура, тиск та інші параметри. Для кожної операції періодичних процесів – її тривалість, температура, тиск, кількість реагентів, що завантажуються та інші показники.
Всі показники зазаначаються з можливими допусками чи інтервалами.
Порушеня параметрів технологічного режиму – одна з основних причин аварійних ситуацій на хімічних підприємствах.
Можливі неполадки, їх причини та способи усунення. У даний розділ заносять основні можливі неполадки в технологічному процесі: відхилення від норм технологічного режиму за тиском, температурою, швидкістю подачі реагентів, швидкістю виходу продукції; зазначаються основні можливі причини неполадок і зазначаються дії персоналу, необхідні для їх усунення, які можуть привести навіть до відключення обладнання.
Особливо виділяються неполадки, які можуть привести до аварій; при цьому зазначаються дії персоналу.
Контроль виробництва. Проводиться по стадіям процесу, в місцях відбору проб чи вимірювання параметру. Зазначаються параметри, які необхідно контролювати, частота та спосіб контролю, відповідальні за контроль. У випадку використання небезпечних, пожаро- та вибухонебезпечних видів сировини і матеріалів, а також у випадку отримання кінцевої продукції з такими ж властивостями, передбачається систематичний санітарний контролю повітря.
В розділі також приводиться повний список систем сигналізації та блокування, автоматичного регулювання, дистанціонного управління технологічним процесом чи окремими агрегатами, зазначаються точки розміщення та цільове призначення цих систе.
Основні правила безпечного ведення процесу. Розділ містить опис обов’язкових умов проведення процесу, які виключають можливість виникнення вибухів, пожеж, отруєнь, опіків та ін., а також правила поводження з небезпечними речовинами в конкретних умовах даного виробництва. У ньому зазначаються, до яких наслідків можуть привести порушення обов’язкових умов проведення процесу.
В цьому розділі вказані також:
основні правила першого пуску виробництва, правила прийняття та запуску обладнання в експлуатацію після остановки та ремонту;
основні правила здачі обладнання в ремонт, підготовки та проведення ремонтів обладнання та комунікацій;
основні признаки аварійного стану виробництва і заходи для його усунення;
основні правила аварійної остановки виробництва;
категорійність виробництва;
клас приміщень по ПУЕ;
основні правила приймання, складування, зберігання, транспортування сировини, матеріалів, напівпродуктів та готової продукції.
Список показників, які були розглянуті в розділах технологічного регламенту, містить в собі всі основні вимоги безпеки.
9.5. Плани ліквідації аварій
Неполадки, нещасні випадки та аварії найчастіше відбуваються при пускові чи зупинці виробництва, при управлінні технологічними процесами вручну у випадку виходу із ладу автоматичних засобів регулювання та управління.
Плани ліквідацій аварій розробляються на підприємствах хімічної промисловості для кожного газо-, вибухо- та пожежонебезпечного виробництва, цеха, відділення, установки, а за необхідності – і для всього підприємства. Оперативною частиною плану передбачаються можливі аварії та інші умови даного підприємства, які небезпечні для життя людини, а також заходи, направлені на рятування людей, ліквідацію аварій на початковій стадії їх виникнення та після ліквідації аварій. Окрім того, цей документ визначає дії ІТР і робочих за виникнення аварій, а також дії газорятувального підрозділу та пожежної частини у початковій стадії аварії.
Плани ліквідації можливих аварій розробляються у відповідності з фактичним положенням у підрозділі. Технічні та матеріальні засоби для здійснення заходів по рятуванню людей та ліквідації аварій передбачаються планом у необхідній кількості і містяться завжди у працюючому стані. Відповідальність за своєчасне і вірне складання планів ліквідації аварій і відповідність їх діючому положенню у підрозділі несуть керівник цього підрозділу та головний інженер підприємства.
При складанні планів ліквідації аварій враховуються можливі порушення нормальних режимів роботи: відключення електроенергії; зупинення роботи вентиляції та вимкнення освітлення; зупинка подачі сировини, палива, газу, води, пари; порушення технологічного процесу чи режиму роботи апарату, комунікацій; загорання, викликані грозовими розрядами, повторним проявленням блискавки та ін. Окрім того, на підприємствах хімічної промисловості особливу небезпеку являють собою аварії, котрі пов’язані з проривом газів і легкогорючих рідин, викидами реакційної маси, термічним розкладом хімічних продуктів та ін.
Оперативна частина плану ліквідації можливих аварій передбачає також способи сповіщення про аварію, шляхи виходу людей із небезпечних місць, ввімкнення аварійної витяжної вентиляції. Встановлюється порядок вимкнення електроенергії, зупинки апаратів, перекриття комунікацій та інші міри, необхідні для рятування людей та відвертання ускладнення аварій.
Шляхи виходу людей із будівлі вказуються від кожного робочого місця і для кожного випадку аварії. В кожному випадку передбачається можливість і необхідність користування індивідуальними газозахисними пристроями.
При будь-якому виді аварій одразу ж викликаються газорятувальна служба та пожежна частина для надання допомоги людям та у ліквідації аварії.
План ліквідації аварій містить: план приміщення цеху з розміщенням основного обладнання та вентиляції, щитів із засобами пожежогасіння, місць розміщення пожежних повідомлювачів та телефонів, схему розміщення основних комунікацій цеху, а також трубопроводів, заслонок та пускових пристроїв, стаціонарних засобів пожежогасіння, інструкції по аварійній зупинці виробництва, агрегатів, установок та ін., список газо- , вибухо-, пожежонебезпечних місць та робіт технологічного, ремонтного і відновлюючого характеру із зазначенням ступеня небезпеки та іншу необхідну документацію.
За планами ліквідації можливих аварій на підприємствах систематично проводяться учбові тривоги для перевірки правильності цих планів, тренування персоналу, відпрацювання взаємодії працівників підприємства з газорятувальною та пожежною службами, а також для перевірки готовності персоналу підприємства та газорятувальної служби до рятування людей і ліквідації аварій в момент їх виникнення, забезпеченості підприємства газозахисними засобами і засобами для ліквідації аварій.
Учбові тривоги проводяться в кожному газо- та вибухонебезпечному виробництві не рідше, ніж 1-2 рази на рік у різні пори року, а також у різні години доби та зміни.
План ліквідації аварії вивчає весь персонал і робочі цехи, а також працівники газорятувальної станції та пожежної частини. Ознайомлення з планами оформлюється під розписку. Особи, які не знають план ліквідації аварій в частині, що відноситься до місць їх роботи, до роботи не допускаються.
9.6. Інженерно-технічні засоби безпеки
Безпека технологічних процесів досягається застосуванням поряд з іншими мірами інженерно-технічних засобів безпеки.
До основних інженерно-технічних засобів безпеки відносяться: охоронні запобіжні пристрої; сигналізація безпеки; розриви та габарити безпеки та ін.
Огороджувальні пристрої застосовуються для ізоляції рухомих частин машин і механізмів, котрі знаходять під напругою струмопровідних частин обладнання, зон та ділянок, де є постійна небезпека шкідливої дії на людину температур, випромінювань і т.д. Огороджуються канави, ями, колодці, робочі місця, розміщені на висоті.
Огорожі бувають тимчасовими, переносними для позначення небезпеки у зв’язку з проведенням будь-яких робіт, нерухомими, котрі знімаються тільки в той час як проводять ремонт чи налаштування і періодичними, які відкриваються в процесі роботи.
Огорожі, котрі знімаються та відкриваються обов’язково повинні бути зблокованими з пусковими пристроями обладнання.
Запобіжні пристрої використовуються для попередження аварій і виходу з ладу окремих частин технологічного обладнання. Вони автоматично спрацьовують, коли виникає така загроза, і вимикають обладнання чи його вузол. Так, для захисту електроустановок від перенавантаження застосовують плавкі запобіжники; для попередження вибухів сосудів, котрі працюють під тиском, - запобіжні клапани.
Для обмеження рухів машин та механізмів застосовують різноманітні упори та запобіжники. Використовують також різні блокування: механічні (механізм відкриття ліфту), електричні (фотоелементи), комбіновані (разрив електричного ланцюга при відсуненні рухомих огороджувальних пристроїв і т.п.).
Широкого вжитку знайшла бірочна система. Вона полягає в тому, що без конкретної бірки (пластинки з шифром агрегату чи механізму) ніхто не має права включати в роботу агрегат чи машину. Якщо в процесі роботи буде засвідчена відсутність бірки, механізми повинні бути зупинені та знеструмлені. За отримання та сдачу бірки персонал кожну зміну розписується в певному жарналі.
Сигналізація безпеки – засіб попередження можливої небезпеки. Сигналізація безпеки сама по собі не ліквідує можливі наслідки, саме тому тут досить вагомим фактором є кваліфікованість та усвідомлювальність дій працюючих.
До сигналізації небезпеки відносяться світлові, звукові та кольорові сигнали, знакова сигналізація та різні знаки.
Світлова сигналізація найчастіше зустрічається на внутрішньозаводському залізничному транспорті, при пересіканні транспортних та автомобільних доріг. Світлові табло використовуються також для попередження про виїзд із цеху автомобіля, електрокара, щоб попередити їх зіткнення з іншим транспортом та людьми.
Звукові сигнали часто використовуються для сигналізації про досягнення граничних параметрів. Звукові сигнали можна використовувати разом зі світловими.
Пристрої-вказівники сигналізують про небезпеку, що наближається.
Проте самим ефективним буде дія сигналізації безпеки разом з запобіжними пристроями.
Знакова сигналізація використовується для попередження про можливу небезпеку і передавання будь-якої інформації на відстані.
Сигнальні кольори та знаки безпеки використовуються для концентрування уваги працюючих на небезпеку, попередження про можливу небезпеку, дозвіл певних дій з метою забезпечення безпеки, а також для необхідної інформації.
Знаки безпеки встановлюються в місцях, перебування в яких пов’язано з можливою небезпекою для працюючих, а також на промисловому обладнанні, котре є джерелом такої небезпеки.
ГОСТ 12.4.026 – 76 встановлює чотири сигнальних кольори: червоний,Є жовтий, зелений та синій.
Червоний сигнальний колір (заборона, безпосередня небезпека, засіб пожежогасіння) використовується для забороняючих знаків; написів та символів на знаках пожежної безпеки; позначення пристроїв механізмів та машин, котрі відключаються; внутрішніх поверхонь кожухів, що відкриваються та які відгороджують рухомі елементи машин та механізмів; корпусів масляних вимикачів, що знаходяться в робочому стані під напругою; позначення пожежної техніки та інвентарю; сигнальних ламп, що оповіщають про порушення умов безпеки.
Жовтий сигнальний колір використовується для попереджувальних знаків; елементів будівельних конструкцій, які можуть бути причиною травм працюючих; елементів внутрішньо цехового та міжцехового транспорту; постійних та тимчасових огорож, які встановлюються на межах небезпечних зон; меж підходів до евакуаційним та запасним виходам.
Зелений сигнальний колір використовується для дверей та світлових табло евакуаційних чи запасних виходів; сигнальних ламп.
Синій сигнальний колір використовується ля вказівних знаків.
Знаки безпеки у відповідності з ГОСТ 12.4.026 – 76 розділяються на чотири групи: забороняючі, попереджувальні, передписуючі, вказівні.
Забороняючі знаки (коло червоного кольору та біле в центрі, білім по контуру знака обрамленням і символічним зображенням чорного кольору на внутрішньому білому полі, перекресленого нахиленою полосою червоного кольору під кутом 45° С зліва зверху направо вниз), використовуються для заборони певних дій.
Попереджувальні знаки (рівносторонній трикутник із заокругленими кутами жовтого кольору, звернений вершиною догори, з обрамленням чорного кольору і символічним зображенням чорного кольору) використовуються для попередження працюючих про можливу небезпеку.
Слід мати на увазі, що промислові вибухові речовини маркуються згідно з ГОСТ 14839.20 – 72, а радіоактивні речовини – за ГОСТ 16327 – 77.
Передписуючі знаки (квадрат зеленого кольору з білим обрамленням по контуру та білим полем квадратної форми всередині нього, на якому нанесено символічне зображення чи пояснюючий напис чорного кольору) використовуються для дозволу певних дій працюючих тільки при виконанні конкретних вимог безпеки праці, вимог пожежної безпеки та для вказання шляхів евакуації.
Вказівні знаки (синій прямокутник з білим обрамленням по контуру, з білим полем квадратної форми всередині, на якому нанесено символічне зображення чи пояснюючий напис чорного кольору, за винятком написів та символів пожежної безпеки, які виконуються червоним кольором) використовуються для вказання місцезнаходження певних об’єктів та пристроїв, пунктів медичної допомоги, пожежних постів, пожежних кранів та ін.).
Розриви та габарити безпеки. Під ними розуміють ту мінімальну відстань між об’єктами, яка необхідна для безпечної роботи в цій зоні. Розриви та габарити нормуються ГОСТами, правилами техніки безпеки та іншими документами.
Розриви дотримуються з метою пожежної безпеки (розриви між спорудами, складами), для безпеки автомобільного, залізничного руху. Нормується ширина проїздів на території підприємств та у виробничих цехах. Для безпеки та зручності обслуговування технологічного обладнання нормуються розриви між найбільш виступаючими частинами виробничого обладнання та елементами будівлі.
Нормується ширина магістральних проїздів в цехах: для проїзду електрокара – 3,0-4,0 м (в залежності від вантажопідйомності); електровантажника – 3,5-5,0 м; вантажної автомашини – 4,5-5,5 м.
Для безпеки важливо строго притримуватися норм складання виробів в робочих місцях. Висота штабеля виробів обирається з урахуванням його стійкості й зручності зняття з нього виробів, але не більше 1 м; ширина проходів між штабелями при цьому повинна бути не менше 0,8 м.
Розриви та габарити безпеки відіграють важливу роль в попередженні виробничого травматизму. Одна з мір профілактики травматизму – перевірки кожного дня стану проходів, проїздів, робочих місць і обстеження вірності розстановки обладнання в цехах.
Лекція 5
БЕЗПЕКА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ОБЛАДНАННЯ
10.1.ОСНОВНЕ ТЕХНОЛОГІЧНЕ ОБЛАДНАННЯ В ХІМІЧНІЙ ПРОМИСЛОВОСТІ
В хімічній промисловості застосовується різноманітне за призначенням обладнання та особливостями експлуатації. Все обладнання хімічних виробництв можна розділити на три класи: апарати, машини, транспортні засоби. Залежно від призначення хімічне обладнання ділять на універсальне, спеціалізоване і спеціальне.
Універсальне обладнання загального призначення (загальнозаводське) застосовується в різноманітних хімічних виробництвах. До нього відносяться насоси, компресори, вентилятори, центрифуги, сушарки, екстрактори, сепаратори, газоочисне і пиловловлююче обладнання, а також транспортні засоби.
Спеціалізоване обладнання застосовується для проведення одного процесу різних модифікацій: теплообмінники, ректифікаційні колони, абсорбери та інше.
Спеціальне обладнання використовується для проведення тільки одного процесу: каландри, гранулятори, хлоратори, субліматори та інше.
Технологічне обладнання також ділять на основне та допоміжне.
Основне технологічне обладнання використовують для проведення різноманітних технологічних процесів – хімічних, фізико-хімічних та інших, в результаті яких отримують цільовий продукт. До основного технологічного обладнання відносять реакційну апаратуру (реактори, контактні апарати, колони синтезу, конвертори та інше) в якій протікають хімічні реакції, а також апарати і машини для фізико –хімічних процесів (абсорбери, екстрактори, ректифікаційні колони, сушарки, випарні і теплообмінні апарати, вальці, каландри, преси).
До допоміжного технологічного обладнання відносять ємності, резервуари, сховища та інше.
Найважливішими факторами, що визначають тип обладнання, що використовується для технологічного процесу апарата, є агрегатний стан речовин, що беруть участь у процесі, їх хімічні властивості, температура, тиск, тепловий ефект.
10.2. ЗАГАЛЬНІ НАПРАВЛЕННЯ СТВОРЕННЯ ХІМІЧНОГО ОБЛАДНАННЯ.
При створенні сучасного хімічного обладнання загальними напрямами є уніфікація, інтенсифікація, мале енергоспоживання, ергономіка, укрупнення, збільшення надійності.
Уніфікація. Обладнання для проведення хіміко-технологічних процесів досить різноманітне, але в різних галузях хімічної промисловості для одних і тих самих цілей можуть застосовуватись аналогічні по конструкції апарати і машини. Це дає змогу їх уніфікувати, тобто усунути надлишкове різноманіття в типах і розмірах обладнання.
Введення уніфікації хімічного обладнання полегшує проектування, виготовлення і експлуатацію апаратів і машин, збільшує їх надійність і ефективність у використанні. Уніфікація дає великий економічний і технологічний ефект. Крім того, вона сприяє підвищенню якості довголіття, працездатності, а також ступеня безпеки обладнання при експлуатації. Це досягається встановленим і перевіреним процесом виготовлення стандартних деталей обладнання і нормалізованими методами випробування і введення в експлуатацію. Спрощується і прискорюється ремонт обладнання.
Інтенсифікація. Для підприємств хімічної промисловості характерними напрямами виробництва є раціональна організація праці, більш повне використання встановлених потужностей, обладнання, удосконалення техніки і технології, механізації і автоматизації виробництва, підвищення рівня безперервності технологічного процесу.
Підвищення технологічної озброєності підприємств, широке впровадження комплексної механізації автоматизації виробничих процесів у цілому веде до покращання умов і підвищення безпеки праці. В той же час підвищення швидкостей матеріальних потоків, збільшення робочих тисків, температур супроводжується в окремих випадках виникненням нових шкідливих факторів: шуму і вібрації, електромагнітних випромінювань та інше.
Автоматизація і механізація виробництва, що усувають важку фізичну роботу, призводять до великих нервово-емоційних навантажень, часто супроводжуються монотонним характером роботи. Тому дуже важливо під час інтенсифікації виробничих процесів розробити одночасно заходи, направлені на покращення умов і підвищення безпеки праці, звертаючи увагу передусім на таке:
впровадження нової техніки, модернізація обладнання і машин на травмонебезпечних ділянках і роботах;
проведення експертизи технічного стану будівель, споруд, обладнання;
проведення паспортизації санітарно-гігієнічного стану цехів і виробництв;
забезпечення виробництв інженерно-технічними засобами безпеки;
проведення щорічних обстежень розташування обладнання і машин і приведення до норми розривів і габаритів безпеки;
організацію безпечного руху і експлуатацію цехового і заводського транспорту;
впровадження стандартів безпеки; розробку і впровадження раціональних режимів праці і відпочинку;
розширення наукових досліджень і впровадження у виробництво рекомендацій з психології безпеки праці.
Обладнання, що встановлене в цехах виробництва, не повинно бути джерелом несприятливих гігієнічних умов праці, воно повинно бути розроблене з урахуванням можливостей людини, яка буде його обслуговувати, і забезпечувати безпечні умови праці при його експлуатації.
Тому до технологічного обладнання висуваються і вимоги ергономіки, обумовлені антропометричними і психофізіологічними і психологічними властивостями людини, а також гігієнічними вимогами.
Антропометричні вимоги визначають відповідність обладнання антропометричним властивостям людини: розмірам і формам людського тіла і його окремих частин. Ці вимоги мають забезпечити фізіологічно раціональну позу оператора на робочому місці, сприяючи найбільш ефективному виконанню людиною роботи при мінімальному втомлені.
Психофізіологічні вимоги встановлюють відповідність обладнання особливостям функціонування органів сприйняття людини (поріг слуху, зору, нюху і т.д.). Без реалізації цих вимог ускладнюється оперативне інформування обслуговуючого персоналу про стан обладнання або вона сприймається з викривленням.
Психологічні вимоги визначають відповідність обладнання психічним особливостям людини і позитивно емоційно діють на неї в процесі роботи.
Гігієнічні вимоги забезпечують умови життєздатності і працездатності людини при її взаємодії з обладнанням і навколишнім середовищем. Група гігієнічних вимог включає показники температури, вологості, радіації, шуму, вібрації, виділення токсичних речовин, ступінь контакту з ними та інше.
Загальні ергономічні вимоги до робочих місць, до органів управління, засобів відображення інформації (при проектуванні нового і модернізації діючого обладнання і виробничих процесів) визначені державними стандартами.
Ергономічні вимоги включені також в різні державні стандарти на конкретні види обладнання.
Укрупнення хімічного обладнання. Розвиток хімічної промисловості іде по шляху інтенсифікації виробництва, розробки і впровадження нових, високо-економічних економічних процесів, схем і видів сировини, збільшення одиничних потужностей обладнання і виробництв, створення високопродуктивного обладнання і на його базі крупних агрегатів.
Збільшення одиничної потужності технологічних установок і їх комбінування, крім великого економічного ефекту, позитивно впливає на ряд факторів, що визначають безпеку технологічних процесів.
Застосування укрупненого обладнання дає можливість збільшити його продуктивність при зниженні капітальних затрат і експлуатаційних витрат. Зменшується число апаратів і машин, загальна протяжність проміжних інженерних комунікацій (енергетичних, технологічних та інших ліній, каналізаційних мереж), що сприяє різкому скороченню числа необхідної пускорегулюючої арматури, контрольно-вимірювальних приладів, засобів автоматизації, а також фланцевих з’єднань. Скорочуються проміжні ємності що призводить до зменшення кількості продукту, який знаходиться в системі, зменшується можливість його переливу з ємностей при перекачці. Зменшується число насосів, компресорів і іншого механічного обладнання. Скорочується площа забудови, обслуговуючий і ремонтний персонал. Компактне розміщення укрупнених технологічних установок полегшує їхню автоматизацію.
Разом з тим укрупнення одиничних потужностей ставить перед конструкторами, ремонтниками нові завдання.
Відмінна особливість крупного агрегату – відсутність резерву основного обладнання, внаслідок чого для усунення будь-якої неполадки в агрегаті необхідно його зупинка, що веде за собою великі збитки. Для усунення такого недоліку агрегати мають бути високо надійними і безпечними.
Головним фактором, від якого залежить безпека і надійність виробництва, є якість проекту.
Статистика і аналіз аварій показують, що велика їх частина виникає внаслідок недостатньо глибокої наукової і проектно-конструкторської проробки агрегатів.
Велике значення для забезпечення безпеки агрегатів великої одиничної потужності має всебічне вивчення процесів, в яких можуть скластися умови для пожеж і вибухів. До таких процесів перш за все належить окислення, азотування, хлорування та інші. Для розробки заходів направлених на попередження аварійних ситуацій при втіленні нових технологічних процесів мають бути вивчені: механізм і кінетика хімічних реакцій, умови утворення і накопичення проміжних і надлишкових продуктів, їх пожежно-і вибухонебезпечність, роль температури і тиску а також інші фактори, на основі яких мають бути визначені безпечні параметри технологічного процесу, конструкції апаратів, засоби захисту і попередження пожеж і вибухів.
Основні фактори, що впливають на пожежно вибухонебезпечність крупних агрегатів хімічної промисловості – складність технологічних ліній, які являють собою споруди великої висоти зі значною густиною розміщення різних видів крупно габаритного обладнання, приладів, схем автоматики і контрольно-вимірної апаратури, велика кількість легкозаймистих і горючих рідин, зріджених горючих газів і твердих горючих матеріалів, ряд ємностей і апаратів, в яких знаходяться пожежно - і вибухонебезпечні продукти під надлишковим тиском і при високій температурі, розвинена мережа трубопроводів з багато численною запірною і регулюючою апаратурою.
Для забезпечення надійності і безпеки нових укрупнених агрегатів і технологічних процесів слід примінити такі конструкції апаратів, які забезпечують рівномірне розподілення потоків, інтенсивний тепло - і масообмін, малий гідравлічний опір, відсутність застійних ділянок в яких можуть накопичуватись пожежно - і вибухонебезпечні або схильні до самовільного розкладання речовини, які беруть участь або утворюються в процесі виробництва, надійне виключення проникнення одного середовища в інше через ущільнювачі, стійкість конструкційних матеріалів в умовах робочих параметрів і середовища; ремонтопридатність та інші вимоги, які пов’язані з особливостями процесу.
Важливе значення для надійної і безаварійної роботи агрегатів має обробка головних зразків нових компресорів, насосів та іншого машинного обладнання, правильність застосування серійного обладнання, підготовки агрегату до запуску і експлуатації, якість його виготовлення і монтажу.
10.2.1.Підвищення надійності обладнання
З укрупненням потужностей технологічних агрегатів суттєво збільшуються вимоги до їх надійності і безпечної експлуатації.
Збільшення надійності сучасного хімічного обладнання має особливе значення, тому що його експлуатація часто пов’язана з обробкою токсичних пожежно - і вибухонебезпечних речовин і здійснюється під високим тиском або глибокому вакуумі при високих або низьких температурах, великих швидкостях переміщення матеріальних середовищ.
Під надійністю розуміють властивість виробу (обладнання) виконувати задані функції при збережені експлуатаційних показників протягом заданого проміжку часу або заданих напрацювань.
Надійність обладнання обумовлюється безвідмовністю, довговічністю і ремонтопридатністю.
Безвідмовність – властивість системи безперервно зберігати працездатність протягом деякого часу або при виконанні заданого об’єму робіт в заданих умовах експлуатації.
Відмовою називають подію, яка зумовлена повною або частковою утратою працездатності обладнання.
Розрізняють три характерні групи відмов: притірочні, випадкові і зносові.
Притірочні відмови є результатом дефекту елементів обладнання і помилок, допущених при його складанні і монтажу. Тому після складання і монтажу обладнанню необхідно дати час для його перевірки в роботі, прогонці (десятки, рідше – сотні годин).
Після закінчення прогонки настає період нормальної експлуатації. Для безперервних хіміко-технологічних процесів характерні довготривалі строки безперервної роботи обладнання – від 300 до 1000 діб і більше. Для цього періоду характерні випадкові відмови.
В міру збільшення часу експлуатації обладнання і приближення його до середнього строку служби збільшується і вірогідність поступових відмов. Для запобігання поступових відмов застосовують профілактичну заміну елементів обладнання до настання їх зносу.
Основне завдання пов’язане з підвищенням безпеки обладнання, у врегулюванні, аж до повної ліквідації, притірочних і зносових відмов і в забезпеченні умов для появи мінімального числа випадкових відмов, їх легкого і швидкого усунення.
Довговічність – властивість системи зберігати працездатність до настання граничного стану, тобто, протягом всього періоду експлуатації при встановленій системі технічного обслуговування і ремонту.
При дослідженні довговічності обладнання насамперед необхідно визначити технічно і економічно доцільні строки його експлуатації. Економічно доцільною межею експлуатації обладнання треба вважати той момент, коли належні витрати на капітальний ремонт наближаються до вартості нового обладнання. Доцільніше придбати нове, ніж ремонтувати старе обладнання, тим паче що нове обладнання по якості завжди краще відремонтованого і, крім того, показники нового обладнання в результаті безперервного технологічного процесу значно вищі.
Ремонтопридатність – властивість системи до попередження, пошуку і усунення в ній відмов і несправностей, що досягається проведенням технічного обслуговування і ремонту.
Обладнання може бути ремонтопридатним (відновлюваним) і не ремонтопридатним (не відновлювальним). Ремонтопридатним прийнято називати обладнання, працездатність якого у випадку відмови можна відновити в даних умовах експлуатації, не ремонтопридатним називають обладнання, працездатність якого у випадку виникнення відмови або не підлягає, або не піддається в даних умовах експлуатації. Таке обладнання може мати тільки одну відмову, так як після першої ж відмови воно підлягає заміні. Для не ремонтнопридатного обладнання поняття безвідмовності і довговічності практично співпадають, тому що при настанні першої ж відмови порушується безвідмовність і вичерпується довговічність.
Основні напрями підвищення надійності хімічного обладнання. Надійність обладнання розраховують і закладають при проектуванні, забезпечують при виготовленні і підтримують в умовах експлуатації.
При проектуванні обладнання необхідно вибирати конструкцію залежно від умов експлуатації оптимальних форм і розмірів, потрібної механічної міцності і герметичності, виконану, по можливості, із стандартних і уніфікованих вузлів і деталей. Важливе значення має вибір конструкційних матеріалів з урахуванням загальних і спеціальних умов експлуатації обладнання: тиску, температури, агресивної дії середовища та інше. При проектуванні обладнання слід намагатися спростити кінематичні схеми, зменшити діючі в машинах динамічні навантаження, застосовувати засоби захисту від перенавантаження та інше.
В процесі виготовлення обладнання реалізуються всі основні шляхи створення цього обладнання надійним в певних умовах експлуатації. До них відносяться: отримання заготовок високої якості; застосування сучасних технологічних прийомів, забезпечення якісного виготовлення і збору обладнання, застосування процесів ущільнюючої обробки для отримання якості матеріалу робочих деталей з високим опором зносу в умовах експлуатації, що вимагається; підвищення точності виготовлення деталей і зборки машин і апаратів і т.д.
В процесі експлуатації надійність обладнання підтримується суворим дотриманням заданих параметрів робочого режиму, якісним обслуговуванням і необхідним профілактичним обслуговуванням.
Одним з методів підвищення надійності є резервування, тобто введення в систему додаткових (дублюючих) елементів які ввімкнені паралельно основним, що сприяє створенню систем, надійність яких вище надійності будь-яких елементів, що в неї входять.
Розрізняють два принципово різних методи резервування: загальне, при якому резервується весь апарат, і роздільне, при якому резервуються окремі вузли апарату. Роздільне резервування при інших рівних умовах забезпечує великий виграш в надійності, чим загальне, особливо при великому числі резервованих апаратів і великій кратності резервування.
Кратність резервування – співвідношення числа резервних апаратів до числа зарезервованих; вона може бути цілою і дробовою. В першому випадку за основним апаратом закріплені один або декілька резервних, в другому – певне число резервних апаратів приходиться на декілька основних.
До резервування з дробовою кратністю відносяться також резервування з ковзаючим резервом, при якому будь-який з резервних апаратів може заміщати будь-який основний апарат. Після заміщення резервний апарат стає основним і при відмові може бути заміщеним будь-яким із резервних. Ковзаюче резервування дає найбільший виграш в надійності, але його втілення можливе лише при однотипності апаратів.
Резервування може бути постійним, при якому резервні апарати приєднані до основних протягом всього часу роботи і працюють одночасно з ними або замінним, тобто увімкненими тимчасово для заміщення основного апарата у випадку його відмови. Постійне резервування стає єдино можливим в тих випадках, коли недопустимі навіть короткочасні зупинки процесу для переходу з основного на резервний.
Поряд з перевагами резервування має і недоліки: воно ускладнює обладнання, збільшує вартість його обслуговування, утримання і ремонт, і тому не завжди економічно вигідне.
Використання резервування доцільне лише в тому випадку, коли відсутні більш прості способи вирішення надійності технологічного обладнання.
10.2.2. Вимоги безпеки, які висуваються до основного технологічного обладнання
Не дивлячись на велику різноманітність технологічного обладнання за призначенням, конструкцією та особливостями експлуатації, до нього висуваються загальні вимоги безпеки, дотримання яких при конструюванні забезпечує безпечність його експлуатації.
У відповідності до стандартів виробниче обладнання має відповідати вимогам безпеки при монтажу, експлуатації, ремонту, транспортуванні і зберіганні, при використанні окремо або в складі комплексів і технологічних систем.
Виробниче обладнання в процесі експлуатації не повинно забруднювати навколишнє середовище викидами шкідливих речовин вище встановлених норм;
повинно бути пожежно - і вибухо -безпечним;
не повинно створювати небезпеки в результаті взаємодії вологості, сонячної радіації, механічних хвиль, високих і низьких тисків і температур, агресивних речовин та інших факторів.
Вимоги безпеки висуваються до обладнання протягом всього строку його служби. Відповідно безпека виробничого обладнання повинна забезпечуватися такими заходами:
правильним вибором принципів дії, конструктивних схем, безпечних елементів конструкцій, матеріалів і т.п.;
застосуванням в конструкції засобів механізації автоматизації і дистанційного управління;
застосуванням в конструкції спеціальних засобів захисту;
виконанням ергономічних вимог;
включенням вимог безпеки в технологічну документацію на монтаж, експлуатацію, ремонт, транспортування і зберігання.
У відповідності до вимог ССБТ на всі основні групи виробничого обладнання розроблено стандарти вимог безпеки, які включають такі розділи:
Вимоги безпеки до основних елементів конструкції і управління, обумовлені особливостями призначення, будови і роботи даної групи виробничого обладнання і його складових частин:
попередження або запобігання можливості дії небезпечних і шкідливих виробничих факторів до регламентованих рівнів;
усунення причин сприяючих виникненню небезпечних і шкідливих виробничих факторів;
будова органів управління й інші вимоги.
В стандартах на окремі групи виробничого обладнання вказуються:
рухомі, струмопровідні й інші небезпечні частини, які підлягають огородженню;
допустиме значення шумових характеристик і показників вібрації, методи їх визначення і засоби захисту від них;
допустимі рівні випромінювання і методи їх контролю;
допустимі температури органів управління і зовнішніх поверхонь виробничого обладнання;
допустиме навантаження на органи управління;
наявність захисних блокувань, гальмівних пристроїв й інших засобів захисту.
Вимоги до засобів захисту, які входять в конструкцію, обумовлені особливостями конструкції, розміщення, контролю роботи і застосування цих засобів, в тому числі вимоги:
до захисних огорож, екранів, засобів захисту від ультразвуку, іонізуючих й інших випромінювань, до засобів видалення з робочої зони речовин з небезпечними й шкідливими властивостями; до захисних блокувань; засобів сигналізації; сигнального забарвлення виробничого обладнання і його складових частин; до попереджувальних написів.
Вимоги безпеки, які визначаються особливостями монтажних і ремонтних робіт, транспортуванням й зберіганням, характерне для груп виробничого обладнання, які забезпечують безпеку виконання указаних робіт, в тому числі до приладів підйому та транспортування.