Кафедра Пожарной и производственной безопасности

ФГБОУ ВПО

Курганская государственная сельскохозяйственная академия

Им. Т.С. Мальцева

 

Кафедра Пожарной и производственной безопасности

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ»

для студентов факультетов очного и заочного обучения

по специальности 330400 - Пожарная безопасность

 

Курган 2013

 

ВВЕДЕНИЕ

 

В методических указаниях даны рекомендации по выполнению курсо-вой работы, цель которой − закрепление знаний по курсу «Пожарная безопасность технологических процессов», приобретение навыков анализа пожарной опасности, разработки технических решений противопожарной защиты, а также обоснования (путем расчета) категорий помещений и зда-ний по взрывопожарной и пожарной опасности.

 

Курсовая работа по пожарной безопасности технологических процес-сов является важным этапом в освоении курса. При выполнении курсовой работы слушатель имеет возможность применить теоретические знания к решению конкретной практической задачи, связанной с разработкой инженерных решений и рекомендаций по обеспечению пожарной безопасности заданного технологического процесса.

 

В ходе выполнения курсовой работы студент закрепляет знания, полученные в курсе ПБТП. При работе над темой он должен:

 

изучить технологический процесс (технологическую схему, техноло-гическое оборудование, режимы работы и т. д.);

 

исследовать пожарную опасность аппаратов (по методике, изложен-ной в курсе);

 

проверить соответствие технологического оборудования требованиям действующих норм и правил;

 

обосновать (расчетными методами) категорию помещения и здания по взрывопожарной и пожарной опасности;

 

разработать меры по обеспечению пожарной безопасности заданного технологического процесса.

 

Курсовая работа выполняется каждым студентом самостоятельно в соответствии с индивидуальным заданием, в котором указываются во-просы, подлежащие разработке по конкретному технологическому процес-су, аппаратам и помещению своего варианта.

 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

 

Вариант курсовой работы для каждого слушателя соответствует двум последним цифрам номера его зачетной книжки:

 

от 00 до 29 − работа выполняется по производству бутадиенстироль-ного каучука;

 

от 30 до 49 − работа выполняется по цеху окраски изделий с краско-приготовительным отделением;

 

от 50 до 79 − работа выполняется по производству стирола из этил-бензола;

 

 

от 80 до 99 − работа выполняется по хранению ЛВЖ в резервуарном парке предприятия.

 

ПРЕДСТАВЛЯЕМЫЙ МАТЕРИАЛ

 

Курсовая работа должен иметь расчетно-пояснительную записку и пожарно-техническую карту в виде приложения на листе формата А-4.

 

Содержание записки объемом 20-25 страниц должно отражать сле-дующие вопросы:

 

1. Кратное описание технологического процесса.

2. Оценку пожаровзрывоопасных свойств веществ, обращающихся

в производстве.

3. Оценку пожаровзрывоопасности среды внутри аппаратов при их нормальной работе.

 

4. Пожаровзрывоопасность аппаратов, при эксплуатации которых воз-можен выход горючих веществ наружу без повреждения их конструкции.

 

5. Анализ возможных причин повреждения аппаратов; разработка не-обходимых средств защиты.

 

6. Анализ возможности появления характерных технологических ис-точников зажигания.

 

7. Возможные пути распространения пожара.

 

8. Расчет категории производственного помещения по взрывопожар-ной и пожарной опасности.

 

9. Пожарно-профилактические мероприятия.

 

Выводы. Литература.

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

 

Анализ пожарной опасности технологического процесса (аппаратов, предусмотренных вариантом задания) следует производить согласно мето-дике М. В. Алексеева, изученной в теоретическом курсе. Основные вопро-сы, подлежащие отработке в курсовом проекте, и рекомендации для их решения изложены ниже.

 

 

Изучение технологического процесса

 

Дать краткое описание технологического процесса. Разобраться в ма-териальных потоках, изучить последовательность технологических опера-ций. Уяснить процессы, протекающие в технологических аппаратах. По-нять их физико-химическую сущность. Изучить параметры (давление, температуру, скорости, расходы), при которых осуществляются процессы в технологических аппаратах. Дать характеристику аппаратов.

 

Оценка пожаровзрывоопасных свойств веществ, обращающихся в производстве

 

Пользуясь справочным пособием следует установить пожа-ровзрывоопасные свойства веществ и материалов, а именно:

 

для жидкостей − химический состав, температуру кипения, плотность жидкости и ее паров, температуру вспышки, температурные и концентра-ционные пределы распространения пламени, температуру самовоспламе-нения, склонность к самовозгоранию, способность к электризации, теплоту сгорания, токсичность, тушащие средства;

 

для газов − химический состав, плотность, концентрационные преде-лы распространения пламени, температуру самовоспламенения, теплоту сгорания, токсичность, тушащие средства;

 

для твердых веществ − химический состав, температуру самовоспла-менения, склонность к самовозгоранию, теплоту сгорания, скорость горе-ния, токсичность продуктов термического разложения и горения, способ-ность к плавлению при нагревании и горении, огнетушащие средства (для пыли указать величину нижнего концентрационного предела распростра-нения пламени).

 

При описании пожаровзрывоопасных свойств веществ (материалов) необходимо выписать из справочных пособий эти свойства, определить наиболее пожароопасные вещества (материалы), сделать краткий вывод.

 

Пожаровзрывоопасность аппаратов, при эксплуатации которых возможен выход горючих веществ наружу без повреждения их конструкции

К названным аппаратам относятся: аппараты с переменным уровнем жидкости («дышащие»); аппараты с открытой поверхностью испарения; аппараты периодически действующие, аппараты с сальниковыми уплотнениями

Следует определить, имеются ли такие аппараты в технологической схеме.

 

Аппараты с переменным уровнем жидкости. Прежде всего, нужно указать, является ли выброс паровоздушной смеси через дыхательную тру-бу пожаровзрывоопасным. Концентрация паровоздушной смеси может быть взрывоопасной, если выполняется условие:

 

ϕs ≥ ϕнп

(5)

 

где ϕ _s − концентрация насыщенного пара при рабочей температуре жид-кости, определяемая по формуле:

 

ϕ	=	рs	,	(6)
s		рp

где р_s – давление насыщенного пара жидкости при рабочей температуре, Па; р_р – рабочее давление паровоздушной смеси в аппарате (абсолютное давление в герметичном аппарате или атмосферное давление р _атм в «ды-шащем» аппарате), Па.

 

Если выброс паров опасен, следует определить, какое количество па-ров будет выходить наружу за один цикл «большого» или «малого» дыха-ния. Количество паров, которое может выйти из аппарата за один цикл «большого» дыхания определяется по формуле:

G п= V ж	^p атм	ϕп	M	,	(7)
	R
	Т р

где G _п – количество выходящих паров из заполненного жидкостью аппа-рата, кг/цикл; V _ж – объем жидкости, поступающей в аппарат, м³; р _атм – ат-мосферное давление, Па; Т _р – рабочая температура жидкости, К; ϕ_п – кон-центрация паров жидкости в аппарате, об. доли; М – молекулярная масса жидкости, кг/кмоль; R = 8314,31 Дж/(кмоль·К) – универсальная газовая постоянная.

 

 

ϕ_п – средняя концентрация паров в смеси, величина которой определяется по формуле:

ϕ =	^ϕп1 ^+^ϕп2	, об. доли;	(8)
п

ρ – плотность компонента смеси, кг/м³.

 

Объем жидкости в аппарате можно определить из выражения:

 

V ж=ε⋅ V ап,

(9)

где ε − степень заполнения аппарата жидкостью; V _ап − геометрический объем аппарата, м³.

 

Объем взрывоопасной зоны вблизи места выхода паров (газа) опреде-ляется по формуле:

^V вок ^=	G п	K б,	(10)
*
	^ϕн

где V _вок – объем взрывоопасной зоны, м³; ϕ^*_н – нижний концентрацион-

ный предел распространения пламени, кг/м³.

 

Затем следует сделать общий вывод (с учетом пожаровзрывоопас-ности сооружений, экономики и опасности выброса паров для окружаю-щей среды), выяснить меры, принятые для снижения указанной опасности.

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ДЛЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Федеральный Закон Российской Федерации от 22 июля 2008 г. № 123−ФЗ «Тех-нический регламент о требованиях пожарной безопасности».

 

2. ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования.

3. СП 12.13130.2009. Определение категорий помещений зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности. − М.: ВНИИПО МЧС России, 2009.

4. Пожарная безопасность технологических процессов. Учебник / С. А. Швыр-ков, С. А. Горячев и др.; Под общ. ред. С. А. Швыркова. − М.: Академия ГПС МЧС России, 2011.

5. Пожарная безопасность технологических процессов. Ч. 2. Анализ пожарной опасности и защиты технологического оборудования: Учебник / С. А. Горячев,

 

С. В. Молчанов, В. П. Назаров и др.; Под общ. ред. В. П. Назарова и В. В. Рубцова. − М.: Академия ГПС МЧС России, 2007.

 

6. Основы технологии, процессов и аппаратов пожаровзрывоопасных произ-водств: Учеб. пособие / С. А. Горячев, А. И. Обухов, В. В. Рубцов, С. А. Швырков; под общ. ред. С. А. Горячева. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2002.

7. Горячев С. А., Клубань B. C. Задачник по курсу «Пожарная профилактика технологических процессов производств». − М.: ВИПТШ МВД СССР, 1996.

8. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения / Под ред. А.Н. Баратова, А.Я. Корольченко. – М.: Химия, 1990.

9. Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и ма-териалов и средства их тушения. Справочник: в 2-х ч. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Асс. «Пожнаука», 2004.

 

10. Пособие по применению НПБ 105−95 «Определение категорий помещений зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности». – М.: ВНИИПО МВД РФ, 1998.

 

Приложение 1

 

 

Таблица п.1

 

Показатели пожарной опасности горючих веществ

 

				Температурные пределы	Концентрационные пределы
Вещество	tвсп,	tсв,		распространения		распространения		Uн,
(класс)	^оС	^оС		пламени, ^оС		пламени, об. доли		м/с
				нижний		верхний		нижний		верхний
Ацетон	-9			-20				0,027		0,13			0,44
Бензол	-11			-14				0,0143		0,8			0,478
Бензин Аи-80	-35			-35				1,08		5,16			0,45
Бутилацетат								0,0135		0,09			0,4
Изобутанол								0,018		0,114			0,3
Ксилол								0,011		0,065			0,35
Метанол								0,0698		0,355			0,572
Стирол								0,011		0,072			0,57
Толуол								0,0127		0,068			0,389
Этилбензол								0,01		0,068			0,4
Этанол								0,036		0,177			0,556
Этилацетат	-3			-6				0,02		0,114			0,39
													Таблица п.2
			Константы уравнения Антуана
Вещество		Химическая		Молекулярная		А		В			СА
	формула			масса
Ацетон		С3Н6О		58,08		6,37551	1281,721		237,088
Бензол			С6Н6		78,11		5,61391	902,275		178,099
Бензин Аи-80		С6,99Н19,1		97,2		4,19500	682,876		222,066
Бутилацетат		С6Н12О2		116,16		6,25205	1430,418		210,745
Изобутанол		С4Н10О		74,12		7,83005	2058,392		245,642
Ксилол		С8Н10		106,17		6,25485	1537,082		223,608
Метанол		СН4О		32,04		7,3527	1660,454		245,818
Стирол			С8Н8		104,14		7,06542	2123,057		272,988
Толуол			С7Н8		92,14		6,0507	1328,171		217,713
Этилбензол		С8Н10		106,16		6,35879	1590,66		229,581
Этанол		С2Н6О		46,07		7,81158	1918,508		252,125
Этилацетат		С4Н8О2		88,1		6,22672	1244,951		217,881

 

 

																Таблица п.3
				Свойства водяного насыщенного пара
	Давление,		Температура		Объём 1 кг	Масса 1 м		Энтальпия	Энтальпия			Теплота
	МПа		пара, ^оС		пара, м ^3		пара, кг		воды,		водяного			испарения,
												кДж/кг	пара, кДж/кг			кДж/кг
	0,10		100,0		1,727			0,579		419,0		2667,4		2258,4
	0,12		104,2		1,457			0,686		437,0		2686,2		2248,7
	0,14		108,7		1,261			0,793		456,3		2693,3		2237,0
	0,16		112,7		1,113			0,898		470,5		2699,6		2226,6
	0,18		116,3		0,997			1,003		488,7		2705,5		2216,9
	0,20		119,6		0,903			1,070		502,4		2710,5		2208,1
	0,30		132,9		0,618			1,618		588,9		2730,2		2170,8
	0,40		142,9		0,472			2,120		602,1		2744,0		2141,5
	0,50		151,1		0,382			2,614		637,7		2754,1		2116,8
	0,60		158,1		0,322			3,104		667,9		2762,5		20,94,6
	0,70		164,2		0,278			3,591		694,3		2769,2		20,74,9
	0,80		169,6		0,254			4,075		718,2		2775,0		2056,9
	0,90		174,5		0,219			4,556		739,9		2779,6		2039,7
	1,00		179,0		0,198			5,037		760,0		2783,8		2024,2
																	Таблица п.4
		Коэффициенты объёмного сжатия и модуль упругости жидкостей
						Температура,	Пределы		Коэффициент			Модуль
	Вещество			давления,			объёмного			упругости,
			о	С
									МПа		сжатия, см^2/кг⋅10^-6			МПа
	Ацетон				18-20		0,1-0,8
	Бензол				14-20		0,1-1,5		74,7
	Бензин Аи-80					0,1-2,0		92,0
	Ксилол							0,1-0,5		74,0
	Метанол							0,1-50,0		79,8
	Стирол							0,1-1,0		76,5
	Этилбензол					0,1-1,0		76,3
	Этанол							0,1-5,0		76,0

 

												Таблица п.5
			Теплота сгорания горючих веществ
Вещество		Qн^р, кДж/кг			Вещество			Qн^р, кДж/кг
Ацетон		31359,8		Метанол		23995,0
Бензол		40576,1		Стирол		42623,4
Бензин Аи-80	44239,0		Толуол		40936,4
Бутилацетат	30862,6		Этилбензол		41323,5
Изобутанол	36743,1		Этанол		30562,2
Ксилол		41207,5		Этилацетат		23586,3
												Таблица п. 6
р 2/ р 1			Коэффициент В при значении показателя адиабаты k
1,24		1,30		1,40		1,66		2,00		2,50		3,00
0,00	0,464		0,472		0,484		0,513		0,544		0,582		0,612
0,04	0,474		0,482		0,494		0,524		0,556		0,594		0,625
0,12	0,495		0,503		0,516		0,547		0,580		0,620		0,653
0,20	0,519		0,527		0,531		0,573		0,609		0,651		0,685
0,32	0,563		0,572		0,587		0,622		0,660		0,706		0,743
0,40	0,598		0,609		0,625		0,662		0,702		0,751		0,788
0,50	0,656		0,667		0,685		0,725		0,765		0,807		0,836
0,60	0,730		0,741		0,757		0,790		0,822		0,855		0,878
0,72	0,818		0,826		0,837		0,860		0,883		0,905		0,920
0,80	0,873		0,878		0,886		0,903		0,919		0,935		0,945
0,92	0,951		0,953		0,956		0,963		0,969		0,975		0,979

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

1. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

 

2. ПРЕДСТАВЛЯЕМЫЙ МАТЕРИАЛ

 

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

 

3.1. Изучение технологического процесса

 

3.2. Оценка пожаровзрывоопасных свойств веществ, обращающихся

в производстве

 

3.3. Оценка пожаровзрывоопасности среды внутри аппаратов

 

при их нормальной работе

 

3.4. Пожаровзрывоопасность аппаратов, при эксплуатации которых

возможен выход горючих веществ наружу без повреждения их конструкции

3.5. Анализ причин повреждения аппаратов, разработка необходимых

средств защиты

 

3.6. Анализ возможности появления характерных технологических

источников зажигания

 

3.7. Возможные пути распространения пожара

 

3.8. Расчет категории производственного помещения

 

по взрывопожарной и пожарной опасности

 

3.9. Разработка карты пожарной опасности и защиты

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ДЛЯ КУРСОВОЙ

РАБОТЫ

 

4.1. Производство бутадиенстирольного каучука эмульсионной

сополимеризацией бутадиена и стирола

 

4.2. Цех окраски изделий с краскоприготовительным отделением

 

4.3. Производство стирола из этилбензола

 

4.4. Хранение ЛВЖ в резервуарном парке предприятия ЛИТЕРАТУРА Приложение 1 Приложение 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ФГБОУ ВПО

Курганская государственная сельскохозяйственная академия

Им. Т.С. Мальцева

 

Кафедра Пожарной и производственной безопасности

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ