Исследование проблемы оценки промышленной безопасности газофракционирующей установки

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Экология


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Введение

Газофракционирующая установка, служит для разделения смеси лёгких углеводородов на индивидуальные, или технически чистые, вещества.

Газофракционирующая установка входит в состав газобензиновых, газоперерабатывающих, нефтехимических и химических заводов. Мощность газофракционирующей установки достигает 750 тыс. т сырья в год. Для переработки на газофракционирующую установку поступает сырьё -- газовые бензины, получаемые из природных и нефтезаводских газов, продукты стабилизации нефтей, газы пиролиза и крекинга. В состав сырья входят в основном углеводороды, содержащие от 1 до 8 атомов углерода в молекуле. Разделение смесей углеводородов осуществляется ректификацией в колонных аппаратах.

Схема разделения газового бензина в газофракционирующей установке включает предварительный нагрев в теплообменнике газового бензина и подачу его в пропановую колонну. Из верхней части колонны отводятся пары пропана, которые конденсируются в конденсаторе-холодильнике и поступают в ёмкость орошения. Часть пропана возвращается наверх колонны как орошение, а избыток отводится в виде готового продукта. Жидкость с низа колонны после подогрева поступает для дальнейшего разделения по такой же схеме в следующую колонну, где из неё выделяется в виде верхнего продукта смесь бутанов, а из нижней части отводится бензин. Аналогичным образом производится разделение бутанов на изобутан и нормальный бутан, а бензина -- на изопентан, нормальный пентан, гексаны и т. д. Примерное содержание чистого вещества (в %) в товарном продукте того же наименования при переработке газового бензина: пропан 96; изобутан 95; нормальный бутан 96; изопентан 95; стабильный бензин 74.

Совершенствование технологической схемы газофракционирующей установке направлено на снижение энергетических и капитальных затрат, автоматизацию контроля и управления процессом путём установки хроматографических анализаторов качества продуктов на потоках и электронных вычислительных машин.

Пропан-бутан используется как топливо в системах отопления промышленных предприятий и как источник тепла для ряда технологических процессов. Конкуренцию пропан-бутановым смесям здесь составляют дизельное топливо, мазут и природный газ. Пропан-бутан — энергоэффективное, экологичное и удобное в хранении топливо; в то же время цена на него в большинстве стран мира слишком высока по сравнению с альтернативными видами топлива, что сдерживает рост потребления пропан-бутана в промышленном секторе. На настоящий момент этот сектор занимает 12−12,5% в общемировой структуре потребления СУГ. В последние несколько лет в России наблюдается растущий интерес к использованию пропан-бутана в качестве стартового и резервного топлива на предприятиях, использующих природный газ как основное топливо.

Аналитический обзор

Эксплуатация опасного производственного объекта (ОПО) связана с большим социальным, экономическим и экологическим риском. Данное газовое хозяйство, согласно ФЗ № 116, относится к ОПО, т.к. на предприятии используется оборудование, работающее под избыточным давлением более 0,07 МПа. По этой причине, для данного предприятия следует произвести оценку промышленной безопасности.

1. Цели и задачи курсового проекта

Основной целью данной работы является исследование проблемы оценки промышленной безопасности на рассматриваемом объекте -«Газофракционирующая установка».

При этом необходимо решить следующие задачи:

ѕ разделить промышленный объект на технологические блоки;

ѕ определить энергетический потенциал;

ѕ определить сценарии развития аварийных ситуаций;

ѕ определить вероятности реализации сценариев;

ѕ рассчитать воздействия поражающих факторов;

ѕ оценить индивидуальный и коллективный риск.

После выполнения поставленных задач необходимо разработать конкретные организационно-технические предложения по снижению техногенного риска.

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ИССЛЕДУЕМОГО ОБЪЕКТА

2.1 Технологическая часть

2.1.1 Данные о топографии района расположения промышленного объекта

Территория, на которой размещается ООО расположена на данный момент вне районов промышленного залегания полезных ископаемых, вне районов сейсмичной зоны, подрабатываемых территорий, закарстования и оползневых участков, не занята сельхозугодиями и не затапливается паводковыми и талыми водами.

Район размещения предприятия представляет собой низменную пологоволнистую равнину с понижением в сторону р. Черной и р. Жалень. Промплощадка ООО спланирована на отметку 29−32 м (в Балтийской системе высот).

На пониженных местах рельефа промзоны встречаются заболоченные и частично заторфованные участки, поросшие мелким лесом и кустарником. С севера-востока от территории промплощадки ООО «ПО распологаются леса Межсовхозлесхоза, восточнее — леса I группы, относящиеся к Гослесфонду.

Сток поверхностных вод с территории промплощадки происходит в основном в северо-западном направлении. Естественными каналами стока являются ручьи Телецкий и Язевский, впадающие в р. Волхов в районе промплощадки ТЭЦ. Небольшая часть поверхностных вод с территории промплощадки стекает в северо-восточном направлении к руслу ручья Витка, являющегося притоком р. Жалень. Малые уклоны поверхности, обуславливающие плохой поверхностный сток, наличие бессточных замкнутых понижений и широкое развитие водонепроницаемых грунтов создают благоприятные условия для заболачивания территории.

2.1.2 Наличие и границы запретных и санитарно-защитных зон объекта

Общая площадь земель, занимаемых ООО «ПО составляет 1404,46га, в том числе:

-производственная зона, включая товарную базу сжиженных углеводородных газов, составляет 677,19га;

-отстойники на р. Черная — 26,15га;

-пруды-отстойники стоков 1 и 2 систем, пожарный полигон и полигон по захоронению твердых промышленных отходов — 692,21га;

-автодорога к прудам-отстойникам — 6,66га;

-коридор коммуникаций к прудам-отстойникам — 2,25га.

Территория основной площадки ООО «ПО с северо-запада ограничена автодорогой (шоссе Энтузиастов), проходящей на Городище. На северо-востоке, приблизительно в 2 км от границы промышленной площадки, протекает р. Черная. На юго-западе к территории основной площадки примыкает Головная перекачивающая станция (ГПС), принадлежащая АООТ «Петербургтранснефтепродукт». Южнее основной площадки ООО на расстоянии около 600 м от нее расположена товарная база сжиженных углеводородных газов (ТСБ СУГ), западнее которого на расстоянии 300 м размещаются принадлежащие МПС промывочно-пропарочная станция и железнодорожная станция Заводская. Севернее основной площадки объединения на берегу р. Черной располагаются отстойники, а западнее — пруды (отстойники стоков 1 и 2 систем), пожарный полигон и полигон по захоронению твердых промышленных отходов ООО «ПО «Территорию промплощадки ООО «и город разделяет зелёная защитная зона площадью 360,06 га.

Решением Ленинградского облисполкома № 706 от 13. 12 1968 года установленный для предприятия размер санитарно-защитной зоны от жилой застройки составляет 3 км.

2.1.3 Данные о природно-климатических условиях в районе расположения промышленного объекта

Район расположения ООО относится к полосе с умеренным климатом. Его обуславливают циркуляционные процессы, происходящие в атмосфере, характер подстилающей поверхности и приток солнечной радиации. В течение всего года в районе наблюдается преобладание циклонов, лишь в мае и в июле — антициклонов.

Продолжительность дня летом составляет 19 часов в период летнего солнцестояния, в то время как в декабре сокращается до минимума — около 6 часов. В соответствии с этим радиационный баланс положительный с марта по октябрь, в остальное время — отрицательный. Значительная облачность снижает значение прямой радиации на 60−65%, рассеянная — увеличивает в 1,5 раза. Среднегодовой радиационный баланс имеет значение 1400Мдж/м2 и может значительно колебаться от года к году. Территория района относится к зоне избыточного увлажнения, поэтому большая часть получаемого тепла расходуется на испарение; на нагрев почвы и воздуха расходуется небольшая его часть.

Климат характеризуется мягкой зимой, с частыми оттепелями и нежарким дождливым летом.

Температура воздуха, 0С:

среднегодовая — +3,4

абсолютный максимум — +33

абсолютный минимум — -49

Средняя температура воздуха, 0С:

самого жаркого месяца (июль) — +20,9

наиболее холодной пятидневки — -28

Среднегодовое количество осадков, мм — 767

суточный максимум, мм — 76

Нормативная снеговая нагрузка, кгс/м 2:

район — III 100

Среднегодовая относительная влажность

самого холодного и самого жаркого месяцев, %:

январь — 86

июль — 75

Преобладающее направление ветра и скорость, м/сек. :

январь — «ЮЗ» 5,5

июль — «ЮЗ» 3,6

Нормативная ветровая нагрузка, кгс/м 2:

района Iа — 27

Нормативная глубина промерзания грунтов, м — 1,6

Район не сейсмичен.

Климатический район для строительства — II-В

Площадка ОПО представляет собой озерно-ледниковую равнину, отличающуюся однообразным, плоским рельефом с преобладающими абсолютными отметками природного рельефа 25,3 — 26,9 м.

2.1.4 Данные о размещении персонала объекта с указанием средней численности наибольшей рабочей смены цеха

Установку ГФУ обслуживает 52 человека.

Средняя численность наибольшей рабочей смены цеха Nо6 установки ГФУ составляет 12 человек.

Структура управления установкой ГФУ приведена на схеме:

Начальник установки 1/1

Механик установки 1/1

Оператор технологических установок 6(8)р. 1/3

Слесарь по ремонту технологических установок 2/1

Оператор технологических установок 6(8)р. 1/3

Машинист компрессорных установок, совмещающий профессию машиниста технологических насосов 3/3

Примечание:

В числителе дроби указано явочное количество работающих в смену, в знаменателе — количество смен.

Каждые полчаса 2 человека делают обход по всей установке для проверки работы оборудования.

В основном наблюдение за технологическим процессом ведется из здания операторной.

Одновременно на установке не может находиться более одной бригады, кроме времени, когда происходит пересмена бригад в операторной.

Количество людей, работающих в радиусе 400 м от ГФУ:

Человек

· Цех № 12 (КИПиА) 193

· Установка ЭЛОУ-2 11

· Установка ЛЧ-24−2000 8

· Установка Л Г 24−8 8

· Установка ЛЧ-36−11/600 9

· Установка регенерации кислого гудрона 17

· Промпарк «Парекс» 5

· ЦВК-2 2

· Насосная 3

· Установка производства пара- и ортоксилолов 10

· Химчистка 19

· Товарная лаборатория 8

· Пожарная часть № 35 25

· Столовая 13

Таким образом, общая численность работающих людей в максимальную смену в радиусе 400 м составляет 331 человек.

2.1.5 Характеристики опасных веществ

Таблица 1 — Характеристика опасного вещества — пропана

№ п/п

Наименование параметра

Параметр

Источник информации

1

2

3

4

1

1. 1

1. 2

Название вещества

химическое

торговое

Пропан

ПТ — пропан технический

СПБТ — смесь пропана и бутана технических, фракция пропановая

8

2

2. 1

2. 2

Формула

эмпирическая

структурная

C3H8

CH3-CH2-CH3

[9]

3

3. 1

3. 2

Состав, %масс.

основной продукт:

сумма углеводородов С3

не менее

примеси, %масс:

сумма углеводородов С1, С2 не более

сумма углеводородов С4

и выше, не более

сумма углеводородов С5 и выше, не более

сероводород, не более

Приводится по фракции пропановой (марка А)

96

2

3

отс.

0,003

[9]

4

4. 1

4. 2

4. 3

Общие данные

молекулярная масса

температура кипения, °С (при давлении 101кПа)

плотность при 20 °C, кг/м3

44. 096

-42,07

500,5(ж)

1,55(г)

[7]

[7]

[7]

5

5. 1

5. 2

5. 3

5. 4

Данные о взрывопожароопасности

температура вспышки, °С

температура самовоспламенения, °С

концентрационные пределы распространения пламени,

нижний, %об.

верхний,%об.

минимальная энергия зажигания, мДж

Пожаровзрывоопасен

-96

466

2,1

9,5

0,25

[8]

[10]

[10]

[8]

6

6. 1

6. 2

6. 3

6. 4

Данные о токсической опасности

ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м3

ПДК в атмосферном воздухе, мг/м3

летальная токсодоза LG50, мг/кг пороговая токсодоза РG50

Вещество 4 класса опасности

300

-

-

-

[11]

[12]

7

Реакционная способность

При обычных температурах химически инертен. При высокой температуре сгорает нацело, образуя СО2 и Н2О. Окисляется кислородом и воздухом в присутствии катализаторов до жирных кислот.

[7]

8

Запах

Специфический характерный запах.

[8]

9

Коррозионное воздействие

Неагрессивен, скорость коррозии углеродистой стали менее 0,1 мм/год

[13]

10

Меры предосторожности

В производственных помещениях должны соблюдаться требования санитарной гигиены. Работы следует проводить инструментами, не дающими при ударе искру. Все помещения должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией. Запрещается обращение с открытым огнем, искусственное освещение должно быть выполнено во взрывозащищенном исполнении. Медицинские осмотры раз в 12 месяцев. Герметизация аппаратуры и коммуникаций. В производственных помещениях и на открытых площадках должен быть периодический контроль содержания пропана в воздухе рабочей зоны.

[7,8]

[12]

11

Информация о воздействии на людей

Действует на организм наркотически. Признаками наркотического действия являются недомогание и головокружение, затем наступает состояние опьянения, сопровождаемое беспричинной веселостью, потерей сознания. Попадая на тело человека, вызывает обмораживание, напоминающее ожог.

[8]

12

Средства защиты

При высоких концентрациях необходимо использовать шланговые изолирующие противогазы с принудительной подачей чистого воздуха. При больших концентрациях используют фильтрующие противогазы.

[8]

13

Методы перевода вещества в безвредное состояние

Данные отсутствуют

14

Меры первой помощи пострадавшим от воздействия вещества

Удалить пострадавшего из вредной атмосферы, освободить от стесняющих частей одежды. Положить с приподнятыми ногами. Согреть тело. Оберегать от простуды. При нарушении дыхания — кислород. При отсутствии дыхания немедленно начать искусственное дыхание. При тяжелом отравлении, даже в случае хорошего самочувствия — госпитализация. Морфин и адреналин противопоказаны.

[7]

2.2 Данные о технологическом и аппаратурном оформлении

2.2.1 Принципиальная технологическая схема с обозначением основного технологического оборудования и кратким описанием технологического процесса

Очищенное от сероводорода сырье из буллитов Е-509 — Е-524 второй и третьей карт сырьевого парка поступает на прием насосов Н-1,2,3.

На приеме и выкиде насосов Н-1,2,3 установлены электрозадвижки со временем быстродействия 12 секунд.

№ 1А-прием Н-1 № 2А-прием Н-2 № 3А-прием Н-3

№ 1Б -выкид Н-1 № 2Б-выкид Н-2 № 3Б -прием Н-3

Предусмотрена возможность дистанционного управления электрозадвижками со щита оператора.

С выкида Н-1,2,3 сырье через клапан регулятора расхода поз. FRC 3−1и подогреватель Т-3 поступает в деэтанизатор К-1. В качестве теплоносителя в подогревателе сырья Т-3 используется водяной пар. Часть сырья с выкида насосов Н-1,2,3 охлаждается в водяном холодильнике Х-10 и подается на орошение колонны К-1 через клапан регулятора расхода поз. FIRC 3−2. Регулирование температуры сырья производится регулятором температуры поз. TRC 1−1, клапан которого установлен на линии подачи пара 4 кгс/см2 в подогреватель Т-3. Паровой конденсат из Т-3 через сборник Е-48 отводится в коллектор парового конденсата. Уровень парового конденсата в Е-48 контролируется прибором поз. 4−26.

Режим деэтанизатора К-1:

Температура верха

-

не более

800С

Температура низа

-

не более

1500С

Давление

-

не более

29 кгс/см2

Деэтанизатор К-1 оборудован 43 тарелками клапанного типа.

Ввод сырья в колонну К-1 осуществляется на 30-ую или 35-ую тарелки. Качество сырья, подаваемого в колонну К-1, контролируется автоматическим хроматографом «Vista-II». Данные об углеводородном составе сырья отображаются на экране монитора.

С верха деэтанизатора К-1 уходят пары легких углеводородов, которые охлаждаются и частично конденсируются в воздушном конденсаторе-холодильнике ХК-11, и с температурой не более 400С поступают в рефлюксную емкость Е-11. Температура парожидкостной смеси на выходе из ХК-11 регистрируется прибором поз. TR 1−3.

Поддержание заданной температуры после ХК-11 осуществляется с помощью вариатора скорости вращения лопастей вентилятора типа «Альтивар» или положением жалюзей (при отключенном вариаторе скорости). Вариатор работает в двух режимах:

1) автоматическом (от заданной температуры),

2) ручном (от заданной скорости).

Сконденсировавшиеся углеводороды из емкости Е-11 насосами Н-5,6 через клапан регулятора расхода поз. FRC 3−00 подаются на орошение К-1. Избыток углеводородов из емкости Е-11 через клапан регулятора уровня поз. LRCAS 4−2 выводится в буллиты Е-501 — Е-508 первой карты сырьевого парка ГФУ совместно с конденсатом блока компримирования. Предусмотрена сигнализация максимального и минимального значений уровня в емкости Е-11 и блокировка минимального значения, отключающая насосы Н-5,6. Несконденсировавшаяся часть углеводородов через клапан регулятора давления в емкости Е-11 поз. PIC 2−3 выводится в топливную сеть завода. Расход выводимого из Е-11 сухого газа регистрируется прибором поз. FR 3−03, диафрагма которого установлена на линии сухого газа из Е-11 в топливную сеть.

Часть несконденсировавшихся углеводородов используется для поддавливания буллитов Е-509 — Е-524 второй и третьей карт сырьевого парка установки с целью поддержания постоянного давления в них. Для этой цели предусмотрены клапаны поз. РV-313 и РV-321, установленные на линиях сухого газа из Е-11 во вторую и третью карты соответственно.

Температура на контрольной тарелке колонны К-1 (тарелка № 5) регулируется прибором поз. TRC 1−2, клапан которого установлен на линии подачи пара 4 кгс/см2 в кипятильники Т-4,5. Паровой конденсат из Т-4,5 через сборник Е-49 отводится в коллектор парового конденсата. Уровень парового конденсата в Е-49 контролируется прибором поз. 4−27.

Температура верха, низа и на тарелках колонны К-1 регистрируется прибором поз. TR 1−25 и отображается на экране монитора.

Давление в деэтанизаторе К-1 поддерживается регулятором давления поз. PRCAS 2−1, клапан которого установлен на шлемовой линии из К-1 в воздушный конденсатор — холодильник ХК-11. При достижении максимального значения давления в колонне К-1 предусмотрены сигнализация и блокировка), отсекающая подачу пара в кипятильники Т-4,5.

Нижний продукт деэтанизатора К-1 самотеком, за счет разности давлений, поступает в пропановую колонну К-2 на одну из сырьевых тарелок (30, 35, 40). Расход кубовой жидкости К-1 регулируется прибором поз. FRC3−3, клапан которого установлен на линии перетока из К-1 в К-2, с коррекцией по уровню в К-1 поз. LRCA 4−1. Предусмотрена сигнализация максимального и минимального значений уровня в колонне К-1.

Пропановая колонна К-2 оборудована 80 трапециевидными тарелками.

Режим основного депропанизатора К-2:

Температура верха

-

не более

650С

Температура низа

-

не более

1400С

Давление

-

не более

20 кгс/см2

Пары пропана с верха колонны К-2 поступают в воздушные конденсаторы-холодильники ХК-12, ХК-13, ХК-14, где охлаждаются до температуры не более 600С.

Сконденсировавшийся пропан собирается в рефлюксную емкость Е-12, откуда насосами Н-9,10 подается на орошение колонны К-2, а балансовый избыток откачивается через клапан регулятора уровня Е-12 поз. LRCAS 4−5 и концевые холодильники Х-2,3 на блок очистки готовой продукции и далее выводится с установки на ТСБ СУГ в парк готовой продукции. В емкости Е-12 предусмотрена сигнализация при достижении минимального и максимального значений уровня и блокировка при достижении минимального значения, отключающая насосы Н-9,10.

Расход пропана с установки контролируется прибором поз. FR 3−30, а также счетчиком на экране монитора.

Давление пропана на выходе с установки поддерживается клапаном регулятора давления поз. PRC 2−18, установленным на линии вывода пропана с установки.

Качество получаемого пропана определяется хроматографом «Микрохром- 1121», установленным на выкиде насосов Н-9,10. Данные об углеводородном составе пропановой (пропан-бутановой) фракции отображаются на экране монитора.

Давление в колонне К-2 поддерживается регулятором давления поз.

PRCAS 2−4, клапан которого установлен на линии паров из К-2 в воздушные холодильники-конденсаторы ХК-12,ХК-13,ХК-14. При достижении максимального значения давления в колонне К-2 предусмотрены сигнализация и блокировка), отсекающая подачу пара в кипятильники Т-6,7.

Давление в рефлюксной емкости Е-12 поддерживается регулятором давления поз. PRC 2−5, клапан которого установлен на линии газа из емкости Е-12 в топливную сеть завода.

Температура верха колонны поддерживается при помощи регулятора расхода орошения поз. FRC 3−4, клапан которого установлен на линии орошения от насосов Н-9,10 в колонну К-2. Значение температуры верха К-2 регистрируется прибором поз. TR 1−25 и отображается на экране монитора.

Поддержание заданной температуры после ХК-12,ХК-13,ХК-14 осуществляется с помощью вариаторов скорости вращения лопастей вентиляторов типа «Альтивар» или положением жалюзей (при отключенных вариаторах скорости). Температура после конденсаторов-холодильников ХК-12,ХК-13,ХК-14 отображается на экране монитора (поз. TRC 1−5).

Температура на контрольной тарелке колонны К-2 (тарелка. № 30) регулируется прибором поз. TRC 1−4, клапан которого установлен на линии подачи пара 7,5 кгс/см2 в кипятильники Т-6,7. Паровой конденсат из Т-6,7 через сборник Е-50 отводится в коллектор парового конденсата. Уровень парового конденсата в Е-50 контролируется прибором поз. 4−28.

Температура на тарелках №№ 63,68 колонны К-2 контролируется прибором поз. TR 1−30, значения температуры на других тарелках и температура низа регистрируются прибором поз. TR 1−25 и отображаются на экране монитора.

Нижний продукт колонны К-2 самотеком, за счет разности давлений, поступает на одну из сырьевых тарелок (18,24) основного дебутанизатора К-4. Расход загрузки в К-4 регулируется прибором поз. FRC 3−7, клапан которого установлен на линии перетока из колонны К-2 в колонну К-4, с коррекцией по уровню в К-2 поз. LRCA 4−4. Предусмотрена сигнализация максимального и минимального значений уровня в колонне К-2.

Колонна К-4 оборудована 44 тарелками клапанного типа.

Режим основного дебутанизатора К-4:

Температура верха

-

не более

720С

Температура низа

-

не более

1400С

Давление

-

не более

10 кгс/см2

Верхний продукт К-4 (изобутан и нормальный бутан) охлаждается и конденсируется в воздушных конденсаторах-холодильниках ХК-16, ХК-17, ХК-18 и с температурой не более 700С поступает в рефлюксную емкость Е-14, откуда насосами Н-13,14 подается на орошение колонны К-4, а балансовый избыток откачивается в буферную емкость Е-16.

Давление в колонне К-4 поддерживается регулятором давления поз.

PRCAS 2−8, клапан которого установлен на линии паров из колонны К-4 в воздушные конденсаторы-холодильники ХК-16, ХК-17, ХК-18. При достижении максимального значения давления в колонне К-4 предусмотрены сигнализация и блокировка), отсекающая подачу пара в кипятильники Т-10,11.

Температура суммарной бутановой фракции после ХК-16, ХК-17, ХК-18 регулируется с помощью вариаторов скорости вращения лопастей вентиляторов типа «Альтивар» или положением жалюзей (при отключенных вариаторах скорости) и отображается на экране монитора (поз. TRC 1−9).

Расход орошения в колонну К-4 поддерживается регулятором расхода поз. FRC 3−8, клапан которого установлен на линии подачи орошения в К-4.

Уровень в рефлюксной емкости Е-14 поддерживается регулятором уровня поз. LRCAS 4−9, клапан которого установлен на линии откачки бутановой фракции из Е-14 в буферную емкость Е-16. Предусмотрена сигнализация максимального и минимального значений уровня в емкости Е-14 и блокировка минимального значения, отключающая насосы Н-13,14.

Температура на контрольной тарелке колонны К-4 (тарелка № 18) регулируется прибором поз. TRC 1−8, клапан которого установлен на линии подачи пара 7,5 кгс/см2 в кипятильники Т-10,11. Паровой конденсат из Т-10,11 через сборник Е-52 отводится в коллектор парового конденсата. Уровень парового конденсата в Е-52 контролируется прибором поз. 4−30.

Качество суммарной бутановой фракции определяется хроматографом «Микрохром-1121», установленным на входе в емкость Е-14. Данные об углеводородном составе фракции отображаются на экране монитора.

Температура на тарелках № 24, 34, 39 колонны К-4 контролируется прибором поз. TR 1−30; значения температуры на других тарелках, температура верха и низа регистрируются прибором поз. TR 1−26 и отображаются на экране монитора.

Кубовый продукт основного дебутанизатора К-4 самотеком, за счет разности давлений, подается на одну из сырьевых тарелок (15, 21, 30) в депентанизатор К-7.

Расход загрузки в колонну К-7 регулируется прибором поз. FRC 3−14 клапан которого установлен на линии перетока из колонны К-4 в колонну К-7, с коррекцией по уровню в К-4 поз. LRCA 4−8. Предусмотрена сигнализация максимального и минимального значений уровня в колонне К-4.

Колонна К-7 оборудована 45 тарелками клапанного типа.

Режим депентанизатора К-7:

Температура верха

-

не более

900С

Температура низа

-

не более

1400С

Давление

-

не более

5 кгс/см2

Верхний продукт депентанизатора К-7 (изопентан и нормальный пентан) охлаждается и конденсируется в воздушном конденсаторе-холодильнике ХК-23 и с температурой не более 800С поступает в рефлюксную емкость Е-18, откуда насосами Н-29,30 подается на орошение колонны К-7, а балансовый избыток откачивается в буферную емкость Е-19.

Давление в колонне К-7 поддерживается регулятором давления поз.

PRCAS 2−14, клапан которого установлен на линии паров из колонны К-7 в воздушный конденсатор-холодильник ХК-23. При достижении максимального значения давления в колонне К-7 предусмотрены сигнализация и блокировка, отсекающая подачу пара в кипятильник Т-16.

Температура суммарной пентановой фракции после конденсатора-холодильника ХК-23 регулируется с помощью вариатора скорости вращения лопастей вентилятора типа «Альтивар» или положением жалюзей (при отключенном вариаторе скорости) и отображается на экране монитора (поз. TRC 1−27).

Расход орошения в колонну К-7 поддерживается регулятором расхода поз. FRC 3−15, клапан которого установлен на линии подачи орошения в К-7.

Уровень в рефлюксной емкости Е-18 поддерживается регулятором уровня поз. LRCAS 4−17, клапан которого установлен на линии откачки пентановой фракции из Е-18 в буферную емкость Е-19. Предусмотрена сигнализация максимального и минимального значений уровня в емкости Е-18 и блокировка минимального значения, отключающая насосы Н-29,30.

Температура на контрольной тарелке колонны К-7 (тарелка. № 10) регулируется прибором поз. TRC 1−15, клапан которого установлен на линии подачи пара 7,5 кгс/см2 в кипятильник Т-16. Паровой конденсат из кипятильника Т-16 через сборник Е-55 отводится в коллектор парового конденсата. Уровень парового конденсата в Е-55 контролируется прибором поз. 4−33.

Температура верха, низа на тарелках №№ 35,40 колонны К-7 контролируется прибором поз. TR 1−27 и отображается на экране монитора.

Нижний продукт К-7 (фракция С6 и выше) в зависимости от уровня в колонне откачивается насосами Н-27,28 через холодильник Х-5 на блок очистки готовой продукции и далее выводится с установки.

Уровень кубового остатка (фракция С6 и выше) в колонне К-7 регулируется прибором поз. LRCAS 4−16, клапан которого установлен на выкиде насосов Н-27,28. Предусмотрена сигнализация максимального и минимального значений уровня в колонне К-7 и блокировка минимального значения, отключающая насосы Н-27,28.

Расход фракции С6 и выше с установки контролируется счетчиком на экране монитора поз. FR 3−27.

Давление в линии откачки кубового остатка К-7 поддерживается клапаном регулятора давления поз. PRC 2−23, установленным на линии откачки фракции С6 и выше с установки.

Разделение суммарных бутанов после колонны К-4 на изобутан и нормальный бутан осуществляется в двух последовательно соединенных колоннах К-6/1 и К-6/2.

Сумма бутанов из емкости Е-16 насосами Н-15,16 подается на одну из сырьевых тарелок колонны К-6/1,2 (№ 15 колонны К-6/1, №№ 45, 60 колонны К-6/2).

Постоянство загрузки колонны К-6/1,2 поддерживается регулятором расхода поз. FRC 3−11, клапан которого установлен на выкиде насосов Н-15,16, с коррекцией по уровню в емкости Е-16 поз. LRCAS 4−10.

Температура загрузки колонны К-6/1,2 контролируется показаниями на экране монитора (поз. TRС 1−28).

Уровень в емкости Е-16 контролируется прибором поз. LRCAS 4−10. Предусмотрена сигнализация максимального и минимального значений уровня в емкости Е-16 и блокировка минимального значения, отключающая насосы Н-15,16.

Колонны К-6/1 и К-6/2 оборудованы 60 тарелками клапанного типа (каждая).

Режим бутановой колонны К-6/1,2:

Температура верха К-6/1

-

не более

580С

Температура низа К-6/2

-

не более

1000С

Давление К-6/1,2

-

не более

9 кгс/см2

Пары изобутана с верха укрепляющей части бутановой колонны К-6/1 поступают в воздушные конденсаторы-холодильники ХК-20, ХК-21, ХК-22, ХК-15, где охлаждаются и конденсируются, и с температурой не более 650С собираются в рефлюксной емкости Е-17.

Температура изобутана на выходе из конденсаторов-холодильников ХК-20, ХК-21,ХК-22, ХК-15 регулируется с помощью вариаторов скорости вращения лопастей вентиляторов типа «Альтивар» или положением жалюзей (при отключенных вариаторах скорости) и отображается на экране монитора (поз. TRC 1−28).

Из емкости Е-17 изобутан насосами Н-25,26 подается на орошение колонны К-6/1, а балансовый избыток через холодильник Х-6 и блок очистки готовой продукции выводится с установки.

Качество получаемого изобутана определяется хроматографом «Микрохром-1121». Отбор на хроматограф осуществляется из линии выкида насосов Н-25,26. Данные об углеводородном составе изобутановой фракции отображаются на экране монитора.

Расход изобутана с установки контролируется на экране монитора счетчиком поз. FIR 3−25.

Давление в линии откачки изобутана поддерживается клапаном регулятора давления поз. PRC 2−21, установленным на линии откачки изобутана с установки.

Давление в колонне К-6/1 поддерживается регулятором давления поз.

PRCAS 2−12, клапан которого установлен на линии паров из колонны К-6/1 в воздушные конденсаторы-холодильники ХК-20, ХК-21, ХК-22, ХК-15. При достижении максимального значения давления в колонне К-6/1,2 предусмотрены сигнализация и блокировка, отсекающая подачу пара в кипятильники Т-14,15.

Расход орошения в колонну К-6/1 регулируется прибором поз. FRC 3−13, клапан которого установлен на линии орошения колонны К-6/1.

Уровень в емкости Е-17 поддерживается регулятором уровня поз. LRCAS 4−15, клапан которого установлен на линии откачки изобутановой фракции с установки. Предусмотрена сигнализация максимального и минимального значений уровня в емкости Е-17 и блокировка минимального значения, отключающая насосы Н-25,26.

Кубовый продукт с низа укрепляющей части колонны К-6/1 насосом Н-23,24 подается на верх отгонной части колонны К-6/2 в виде горячего орошения.

Расход горячего орошения колонны К-6/2 регулируется прибором поз. FRC 3−12 в зависимости от уровня в кубе колонны К-6/1 поз. LRCAS 4−14, клапан установлен на линии перетока из колонны К-6/1 в К-6/2. Предусмотрена сигнализация максимального и минимального значений уровня в колонне К-6/1 и блокировка минимального значения, отключающая насосы Н-23,24.

Пары внутренних потоков с верха колонны К-6/2 по шлемовой линии поступают в низ колонны К-6/1.

Температура на контрольной тарелке колонны К-6/2 (тарелка № 30) регулируется прибором поз. TRC 1−13, клапан которого установлен на линии подачи пара 7,5 кгс/см2 в кипятильники Т-14,15. Паровой конденсат из кипятильников Т-14,15 через сборник Е-54 отводится в коллектор парового конденсата. Уровень парового конденсата в Е-54 контролируется прибором поз. 4−32.

Температура на тарелках №№ 40,50 колонны К-6/1 контролируется прибором поз. TR 1−28, температура верха, низа и на остальных тарелках колонны К-6/1,2 контролируется на экране монитора (поз. TRC 1−28).

Нижний продукт колонны К-6/2 (нормальный бутан) насосами Н-21,22 через холодильник Х-6 и блок очистки готовой продукции выводится с установки.

Уровень в колонне К-6/2 поддерживается регулятором уровня поз. LRCAS 4−13, клапан которого установлен на выкиде насосов Н-21,22. Предусмотрена сигнализация максимального и минимального значений уровня в колонне К-6/2 и блокировка минимального значения, отключающая насосы Н-21,22. Расход нормального бутана с установки контролируется на экране монитора счетчиком поз. FR 3−28.

Давление в линии откачки нормального бутана поддерживается клапаном регулятора давления поз. PRC 2−22, установленным на линии откачки нормального бутана с установки.

Качество получаемого нормального бутана определяется хроматографом «Микрохром-1121». Отбор на хроматограф осуществляется из линии выкида насосов Н-21,22. Данные об углеводородном составе фракции нормального бутана отображаются на экране монитора.

С целью получения на установке пропан-бутановой фракции необходимого качества предусмотрена схема подачи части нормального бутана из линии выкида насосов Н-21,22 через клапан регулятора расхода поз. FRC 3−41 на смешение с выводимым в парк готовой продукции пропаном.

Разделение суммарных пентанов после колонны К-7 на изопентан и нормальный пентан осуществляется в двух последовательно соединенных колоннах К-8/1 и К-8/2. Сумма пентанов из емкости Е-19 насосами Н-31,32 подается на одну из сырьевых тарелок колонны К-8/1,2 (№ 15 колонны К-8/1, №№ 70, 80 колонны К-8/2).

Постоянство загрузки колонны К-8/1,2 поддерживается регулятором расхода поз. FRC 3−16, клапан которого установлен на линии выкида насосов Н-31,32, с коррекцией по уровню в емкости Е-19 поз. LRCAS 4−18.

Температура загрузки колонны К-8/1,2 контролируется показаниями на экране монитора (поз. TRC 1−29).

Уровень в емкости Е-19 контролируется прибором поз. LRCAS 4−18.

Предусмотрена сигнализация максимального и минимального значений уровня в емкости Е-19 и блокировка минимального значения, отключающая насосы Н-31,32.

Колонны К-8/1 и К-8/2 оборудованы 80 тарелками клапанного типа (каждая).

Режим пентановой колонны К-8/1,2:

Температура верха К-8/1

-

не более

780С

Температура низа К-8/2

-

не более

1100С

Давление К-8

-

не более

5 кгс/см2

Пары изопентана с верха укрепляющей части пентановой колонны К-8/1 поступают в воздушные конденсаторы-холодильники ХК-24, ХК-25, ХК-26, ХК-19, где охлаждаются и конденсируются, и с температурой не более 650С собираются в рефлюксной емкости Е-20.

Температура изопентана на выходе из конденсаторов-холодильников ХК-24, ХК-25, ХК-26, ХК-19 регулируется с помощью вариаторов скорости вращения лопастей вентиляторов типа «Альтивар» или положением жалюзей (при отключенных вариаторах скорости) и отображается на экране монитора (поз. TRC 1−29).

Из емкости Е-20 изопентан насосами Н-37,38 подается на орошение колонны К-8/1, а балансовый избыток через холодильник Х-7 и блок очистки готовой продукции выводится с установки.

Качество получаемого изопентана определяется хроматографом «Микрохром -1121». Отбор на хроматограф осуществляется из линии выкида насосов Н-37,38. Данные об углеводородном составе изопентановой фракции отображаются на экране монитора.

Расход изопентана с установки контролируется на экране монитора счетчиком поз. FRC 3−26.

Давление в линии откачки изопентана поддерживается клапаном регулятора давления поз. FRC 2−20, установленным на линии откачки изопентана с установки.

Давление в колонне К-8/1 поддерживается регулятором давления поз.

PRCAS 2−16, клапан которого установлен на линии паров из колонны К-8/1 в воздушные конденсаторы-холодильники ХК-24, ХК-25, ХК-26, ХК-19. При достижении максимального значения давления в колонне К-8/1,2 предусмотрены сигнализация и блокировка), отсекающая подачу пара в кипятильники Т-18,19.

Расход орошения в колонну К-8/1 регулируется прибором поз. FRC 3−17, клапан которого установлен на линии орошения колонны К-8/1.

Уровень в емкости Е-20 поддерживается регулятором уровня поз. LRCAS 4−21, клапан которого установлен на линии откачки изопентана с установки. Предусмотрена сигнализация максимального и минимального значений уровня в емкости Е-20 и блокировка минимального значения, отключающая насосы Н-33,34.

Остаток с низа укрепляющей части колонны К-8/1 насосом Н-33,34 подается на верх отгонной части колонны К-8/2 в виде горячего орошения.

Расход горячего орошения колонны К-8/2 регулируется прибором поз. FRC 3−18 в зависимости от уровня в колонне К-8/1 поз. LRCAS 4−19, клапан установлен на линии перетока из колонны К-8/1 в К-8/2. Предусмотрена сигнализация максимального и минимального значений уровня в колонне К-8/1 и блокировка минимального значения, отключающая насосы Н-33,34.

Пары внутренних потоков с верха колонны К-8/2 по шлемовой линии поступают в куб колонны К-8/1.

Температура на контрольной тарелке колонны К-8/2 (тарелка № 35) регулируется прибором поз. TRC1−18, клапан которого установлен на линии подачи пара 7,5 кгс/см2 в кипятильники Т-18, Т-19. Паровой конденсат из кипятильников Т-18,19 через сборник Е-56 отводится в коллектор парового конденсата. Уровень парового конденсата в Е-56 контролируется прибором поз. 4−34.

Температура на тарелках №№ 60,70 колонны К-8/1 контролируется прибором поз. TR 1−29, температура верха, низа и на остальных тарелках колонны К-8/1,2 контролируется на экране монитора (поз. TRC 1−29).

Нижний продукт колонны К-8/2 (нормальный пентан) насосами Н-35,36 через холодильник Х-4 и блок очистки готовой продукции выводится с установки.

Уровень в колонне К-8/2 поддерживается регулятором уровня поз. LRCAS 4−20, клапан которого установлен на выкиде насосов Н-35,36. Предусмотрена сигнализация максимального и минимального значений уровня в колонне К-8/2 и блокировка минимального значения, отключающая насосы Н-35,36.

Расход нормального пентана с установки контролируется на экране монитора счетчиком поз. FR 3−29.

Давление в линии откачки нормального пентана поддерживается клапаном регулятора давления поз. PRC 2−19, установленным на линии откачки нормального пентана с установки.

Качество получаемого нормального пентана определяется хроматографом «Микрохром-1121». Отбор на хроматограф осуществляется из линии выкида насосов Н-35,36. Данные об углеводородном составе фракции нормального пентана отображаются на экране монитора.

2.2.2 Перечень основного оборудования, в котором обращаются опасные вещества

Таблица 2 — Перечень основного оборудования

Наименование оборудования

Индекс по схеме

Количество

Техническая характеристика

Деэтанизатор

К-1

1

V=266дм3

D=1600/3400мм

H=42 360мм

Тарелки клапанные-43шт.

P=36кгс/см2

T=150°С

Пропановая колонна

К-2

1

V=426м3

D=3200мм

Н=60 863мм

Тарелки трапециевидные-80шт.

P=20кгс/см2

T=65−150°С

Сырьевой насос (подачи сырья в К-1)

Н-1

1

511−5*8

Q=73м3/ч

Р=590 м ст.ж.

Электродвигатель-ВАО 4450 М-2

N=200кВт

n=2975об/мин

Исполнение-ВЗГ

Сырьевой насос (подачи сырья в К-1)

Н-2

1

НПС 120/65−750

Q=65м3/ч

Р=625 м ст.ж.

Электродвигатель-ВАО 2450 М-2

N=250кВт

n=3000об/мин

Исполнение-ВЗГ

Сырьевой насос (подачи сырья в К-1)

Н-3

1

НПС 120/65−750

Q=120м3/ч

Р=750 м ст.ж.

Электродвигатель-ВАО 2450 LA-2

N=315кВт

n=2950об/мин

Исполнение-ВЗГ

Насос подачи орошения в К-1

Н-5,6

2

НПС 65/35−500

Q=36м3/ч

Р=155 м ст.ж.

Электродвигатель-ВАО 82−2

N=55кВт

n=2950об/мин

Исполнение-ВЗГ

Насос подачи орошения в К-2

Н-9,10

2

8НГД-9*3

Q=218м3/ч

Р=280 м ст.ж.

Электродвигатель-ВАО 315 М-2

N=160кВт

n=2965об/мин

Исполнение-ВЗГ

Подогреватель сырья деэтанизатора

Т-3

1

V=0,8 м³

D=426мм

H=6730мм

P=0,12МПа

T=60−69°С

Кипятильник К-1

Т-4,5

2

F=178м2

D=1520мм

L=7000мм

Давление, кгс/см2:

корпус-3

пучок-29

Температура, °С:

корпус-145

пучок-150

Кипятильник К-2

Т-6,7

2

F=166м2

D=1200мм

L=7181мм

Давление, кгс/см2:

корпус-6,5

пучок-25

Температура, °С:

корпус-167

пучок-108

Холодильник на подаче сырья в линию орошения К-1

Х -10

1

F=97м2

D=632мм

L=6950мм

Давление, кгс/см2:

корпус-55

пучок-10

Температура, °С:

корпус-100

пучок-100

Воздушный конденсатор-холодильник верхнего продукта К-1

ХК-11

1

АВЗ-14,6−6,4-Б1

8−2а-6

F=7500м2

L=6000мм

Количество рядов труб-8

Число ходов по трубам-2а

Коэффициент оребрения-14,6

Р=64кгс/cм2

Т=100°С

Электродвигатель-ВАСО 16−34−24

N=90кВт

n=250об/мин

Исполнение-ВЗГ

Воздушный конденсатор-холодильник верхнего продукта К-2

ХК- 12−14

3

АВЗ-14,6−6,4-Б1

8−2а-6

F=7500м2

L=6000мм

Количество рядов труб-8

Число ходов по трубам-2а

Коэффициент оребрения-14,6

Р=64кгс/cм2

Т=100°С

Электродвигатель-ВАСО 16−34−24

N=90кВт

n=250об/мин

Исполнение-ВЗГ

Сборник парового конденсата от Т-3

Е-48

1

V=400дм3

D=700мм

H=1750мм

P=7,5кгс/см2

T=172°С

Сборник парового конденсата от Т-4,5

Е-49

1

V=400дм3

D=700мм

H=1750мм

P=7,5кгс/см2

T=172°С

Сборник парового конденсата от Т-6,7

Е-50

1

V=400дм3

D=700мм

H=1750мм

P=7,5кгс/см2

T=172°С

2.2.3 Данные о распределении опасных веществ по оборудованию

Наличие в блоке 85 т сжиженного углеводородного газа создает опасность аварийного выброса опасного вещества при аварийной разгерметизации системы.

Производительность установки определяется номинальной мощностью блока ректификации, которая составляет 272 810 т/год по сырью.

Таблица 3 — Блок № 4 — блок колонн К-1, К-2

Наименование оборудования

Индекс по схеме

Количество

1

Деэтанизатор

К-1

1

2

Пропановая колонна

К-2

1

3

Рефлюксная емкость деэтанизатора К-1

Е-11

1

4

Рефлюксная емкость пропановой колонны К-2

Е-12

1

5

Сырьевой насос (для подачи сырья в К-1)

Н-1,2,3

3

6

Насос подачи орошения в К-1

Н-5,6

2

7

Насос подачи орошения в К-2

Н-9,10

2

8

Испаритель

Т-2

1

9

Подогреватель сырья деэтанизатора

Т-3

1

10

Кипятильник деэтанизатора К-1

Т-4,5

2

11

Кипятильник пропановой колонны К-2

Т-6,7

2

12

Холодильник на подаче сырья в линию орошения К-1

Х -10

1

13

Воздушный конденсатор-холодильник верхнего продукта деэтанизатора К-1

ХК-11

1

14

Воздушный конденсатор-холодильник верхнего продукта пропановой колонны К-2

ХК- 12−14

3

15

Сборник парового конденсата от Т-3

Е-48

1

16

Сборник парового конденсата от Т-4,5

Е-49

1

17

Сборник парового конденсата от Т-6,7

Е-50

1

2.2.4 Разделение производства по блокам

В соответствии с требованиями ПБ 540−03 «Общих правил взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств» установка разбита на отдельные блоки, которые разделяются быстродействующими отсекающими устройствами и оснащены средствами контроля, управления и противоаварийной защитой с целью обеспечения минимального уровня взрывоопасности блоков и установки в целом.

2.2.5 Меры, принятые по исключению образования в технологических системах взрывоопасных смесей

Технологический процесс на установке ГФУ осуществляется в герметически закрытой аппаратуре под избыточным давлением. Для исключения образования взрывоопасных смесей в результате попадания воздуха в аппаратуру с незначительным избыточным давлением предусмотрена подача в аппараты по отдельным линиям инертного газа или углеводородного газа установки.

Нельзя допускать вакуумирования систем установки при охлаждении, чтобы исключить подсос воздуха и образование взрывоопасных газовоздушных смесей в аппаратуре. Для поддержания избыточного давления в аппараты и трубопроводы подается азот.

Для обеспечения взрывобезопасности технологической системы при пуске в работу или остановке оборудования (участков, аппаратов, трубопроводов и т. д.) предусматриваются специальные меры (в том числе продувка инертным газом), предотвращающая образование в системе взрывоопасных смесей. Контроль за эффективностью продувки осуществляется по содержанию кислорода и (или) горючих веществ в отходящих газах.

Для полной характеристики установки необходимо отметить разделение помещений, входящих в состав ГФУ, по ПУЭ:

— помещение газовой компрессорной относится к классу B-Ia;

— открытые насосные — к классу B-Iг;

— операторная — к невзрывоопасным и непожароопасным помещениям;

— помещение маслохозяйства — к классу П-I;

— электрооборудование — к классу 0ЕхdIIАТ2/0ЕхеIIАТ2.

2.3 Определение категорий взрывоопасности технологических блоков

1. Согласно П Б 09−540−03 энергетический потенциал взрывоопасности будет определятся как сумма следующих величин:

Е = Е1' + Е2' (1)

где Е1' - сумма энергий адиабатического расширения, А (кДж) и сгорания ПГФ, находящейся в блоке, кДж:

Е1' = G1' q' + A (2)

G1' -- масса ПГФ, имеющаяся непосредственно в блоке, кг;

G1' = V0'?0' (3)

(4)

(5)

(6)

q' - удельная теплота сгорания ПГФ, Мдж/кг;

А -- работа адиабатического расширения, кДж;

(7)

Для практического определения энергии адиабатического расширения ПГФ можно воспользоваться формулой

А = ?1PV' (8)

?1 — может быть принято по табл.

Таблица 4 — Значение коэффициента ?1 в зависимости от показателя адиабаты среды и давления в технологическом блоке

Показатель адиабаты

Давление в системе, МПа

0,07 —

0,5

0,5 —

1,0

1,0 —

5,0

5,0 —

10,0

10,0 —

20,0

20,0 —

30,0

30,0 —

40,0

40,0 —

50,0

50,0 —

75,0

75,0 —

100,0

k = 1,1

1,60

1,95

2,95

3,38

3,08

4,02

4,16

4,28

4,46

4,63

k = 1,2

1,40

1,53

2,13

2,68

2,94

3,07

3,16

3,23

3,36

3,42

k = 1,3

1,21

1,42

1,97

2,18

2,36

2,44

2,50

2,54

2,62

2,65

k = 1,4

1,08

1,24

1,68

1,83

1,95

2,00

2,05

2,08

2,12

2,15

P — регламентированное абсолютное давления в блоке, МПа;

V' - геометрические объемы ПГФ в системе, блоке, м3;

Е2 — энергия сгорания ПГФ, поступившей к разгерметизированному участку от смежных объектов (блоков), кДж:

(9)

Для i-го потока

Gi' = ?i'wi'Si'?i, где (10)

?i — плотность ПГФ при нормальных условиях (Р = 0,1 МПа и t0 = 20

°С) по i-м поступающим в него при АРБ потокам;

Si — площадь сечения, через которое возможно истечение ПГФ или при АРБ;

?i — время с момента АРБ до полного срабатывания отключающей аварийный блок арматуры;

wi' - скорость истечения ПГФ в рассматриваемый блок из смежных блоков;

, где (11)

v’i — удельный объем ПГФ (в реальных условиях);

2. По значениям общих энергетических потенциалов взрывоопасности Е определяются величины приведенной массы и относительного энергетического потенциала, характеризующих взрывоопасность технологических блоков.

2.1 Общая масса горючих паров (газов) взрывоопасного парогазового облака m, приведенная к единой удельной энергии сгорания, равной 46 000 кДж/кг:

(12)

2.2 Относительный энергетический потенциал взрывоопасности Qв технологического блока находится расчетным методом по формуле:

(13)

По значениям относительных энергетических потенциалов Qв и приведенной массе парогазовой среды m осуществляется категорирование технологических блоков. Показатели категорий приведены в табл. 3

Таблица 5 — Показатели категорий взрывоопасности технологических блоков

Категория взрывоопасности

m, кг

I

> 37

> 5000

II

27 — 37

2000 — 5000

III

< 27

< 2000

Расчет энергетического потенциала на примере самого опасного блока № 2

Е = Е1' + Е2

Е1' = G1' q' + A

q'=50 345,38 кДж/кг

P=P0+Pизб =20*9,81*10−2 +0,1=2,062 МПа

T=T1*(P0/P)(k-1)/k=423*(0,½, 062)(1,27−1)/1,27=222,34 k

V0'=(2,062/0,1)*(426/423)*222,34=4617 м3

?0'=1,9686*(0,½, 062)(1/1,27)=0,1817 кг/м3

G'=4617*0б1817=838,9 кг

?1=1,978

A=1,978*2,062*106*426=1,73*106 кДж

Е1'=838,9*50 345,38+1,73*106=44*106 кДж

w'=((2*1,27*3,63*106)/(2,27*19,5))½=456,4 м/с

G'=19,5*456,4*0,785*50=3493 кг

Е2=3493*50 345,38=1,76*108 кДж

Е=6,7*107+1,76*108=243*106 кДж

m=243*106/4,6*104=5283 кг

Qв=(1/16,534)*(243*106)1/3=37,74

По аналогии ведется расчет других технологических блоков.

Данные по взрывоопасности технологических блоков приведены в таблице 6.

Таблица 6 — Характеристика взрывоопасности технологических блоков

№ блока

Категория взрывоопасности

Энергетический потенциал, кДж

m, кг

1

I

243 000 000

37,74

5283

2

II

33 800 000

19,6

735

2.4 Оценка частоты исходных событий

Частота исходной аварийной ситуации необходима для расчета частоты реализации каждого сценария аварийной ситуации с учетом вероятности по каждому событию.

В данном случае оценка вероятности реализации сценариев развития аварийных ситуаций проводятся с использованием метода анализа «деревьев событий».

Таблица 7 — Краткое описание сценариев аварийных ситуаций при полной и частичной разгерметизации.

Сценарий

Описание сценария

Факельное горение паровой фазы СУГ

Частичная (полная) разгерметизация оборудования > выброс паровой фазы газа > факельное горение > попадание персонала предприятия и соседнее оборудование в пределы опасных зон > воздействие теплового излучения на людей.

Взрыв ПГФ (воздействие ПГФ)

Частичная (полная) разгерметизация оборудования > выброс паровой фазы > образование облака ПГФ > дефлаграция газо-воздушного облака > попадание персонала предприятия в пределы опасной зоны > воздействие воздушной ударной волны (УВВ) на людей и соседнее оборудование.

Огненный шар (мгновенное воспламенение)

Частичная (полная) разгерметизация оборудования > выброс паровой фазы > попадание персонала предприятия и соседнее оборудование в пределы опасных зон > воздействие теплового излучения на людей.

образование пролива жидкой фазы СУГ, взрыв образовавшейся ПГФ

Частичная (полная) разгерметизация оборудования > образование пролива > испарение ЖФ и образование облака ПГФ > дефлаграция > попадание персонала предприятия в пределы опасной зоны > воздействие воздушной ударной волны (УВВ) на людей и соседнее оборудование.

2.5 Анализ «дерева событий»

2.5.1 Краткое описание сценариев аварийных ситуаций

Анализ «дерева событий» — алгоритм построения последовательности событий, исходящих из основного события (аварийной ситуации) — используется для анализа условий аварийной ситуации (сценариев ситуации) в том числе оценки вероятности реализации поражающих факторов.

На данном объекте возможны следующие виды аварий:

1) факельное горение;

2) взрыв топливно-воздушной смеси;

3) пожар пролива;

4) «огненный шар»;

Инициирующими событиями аварий являются частичная или полная разгерметизация оборудования.

Факельное горение, пожар пролива, а также «огненный шар» может привести к тепловому воздействию на персонал, оборудование и строительные конструкции.

Взрыв топливно-воздушных смесей в открытом пространстве может привести к разрушению помещений и оборудования, поражению ударной воздушной волной персонала, поражению различной степени зданий и сооружений, расположенных в пределах опасных зон.

Виды аварий:

1) дефлаграция топливно-воздушной смеси;

2) тепловое излучение (воздействие УВВ).

«Дерево событий» при аварии трубопровода паровой фазы СУГ при его частичной и полной разгерметизации

2.5.2 Оценка вероятности реализации аварийных ситуаций и сценариев их дальнейшего развития

Частота реализации каждого сценария аварии рассчитывается путём умножения частоты аварийной ситуации на вероятность каждого события.

Таким образом, частота возникновения инициирующих событий при аварии на данном объекте составили:

Таблица 8 — Частота реализации сценариев аварий на объекте ГФУ при полной и частичной разгерметизации.

Наименование блока

Наименование оборудования

Сценарий

Вероятность реализации сценария, в год

Блок № 2

Ректификационная колонна К-2

С1

С2

С3

С4

С5

С1−2

С2−1

С3−1

С1−1

С4−1

5,7*10−6

4*10−8

1,1*10−6

9*10−8

9,307*10−5

6*10−6

8*10−6

3*10−6

6*10−6

2*10−6

2.5.3 Оценка частоты исходных событий (аварийной ситуации) методом анализа «дерева отказов».

При анализе «дерева отказов выявляются комбинации отказов (неполадок) оборудования, ошибок персонала и иных воздействий, приводящих к основному событию (аварийной ситуации).

2.5.4 Методика определения параметров ударной волны при взрыве резервуара в очаге пожара и теплового излучения при возникновении «огненного шара»

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой