Для обеспечения взрывобезопасности производства предусматриваются следующие меры:

1) применение предохранительных конструкций;

2) контроль воздушной среды и включение сигнализации при накоплении взрывоопасных смесей:

3) вентиляция производственных помещений;

4) флегматизация взрывоопасной среды;

5) исключение источников воспламенения и др.

Предохранительные конструкции

Для предупреждения взрывов применяются два направления:

– ограничение давления внутри зданий и помещений;

– сброс давления внутри технологического оборудования.

В соответствии с положениями СНиП 2.09.02-85 «Производственные здания» в наружных ограждениях зданий и помещений категории А и Б (по жаровзрывоопасных) предусматриваются легкосбрасываемые конструкции (ЛСК).

Основное требование, предъявляемое к ЛСК, состоит в том, чтобы они обеспечивали ограничение давления при взрыве газопаропылевоздушных смесей в помещении в таких пределах, которые являются безопасными для основных конструкций здания.

Для обеспечения эффективности ЛСК необходимо, чтобы:

– общая площадь ЛСК была не меньше установленной нормами и определена расчетным путем;

– сбрасывание или разрушение ЛСК наступало на возможно ранней стадии взрыва, т.е. Рр < Рmах (избыточное давление, разрушающее ЛСК меньше максимального избыточного давления взрыва).

В качестве ЛСК используется одинарное остекление окон и фонарей. Оконное стекло относится к ЛСК при толщине 3, 4 к 5 мм, а площади не менее соответственно 0,8; 1,0 и 1,5 м². Армированное стекло и двойное остекление к ЛСК не относятся. Обычно оконное остекление является наиболее эффективным, так как стекло обладает хрупкими свойствами и малой инерционностью. Оконные переплеты должны открываться наружу и иметь шарнирное закрепление с одной стороны.

При недостаточной площади остекления в качестве ЛСК допускается использовать открывающиеся наружу распашные ворота, двери, а также кон­струкции стеновых панелей и плит перекрытий из стальных, алюминиевых и асбестоцементных листов и эффективного утеплителя. При использовании панелей, стен, плит покрытий, распашных ворот и дверей в качестве ЛСК их крепление к карнизу здания или конструкции запорных устройств (для ворот и дверей) должны обеспечивать сбрасывание (открывание) ЛСК при избы­точном давлении Рр < 2 кПа в момент взрыва.

Таким образом, площадь ЛСК определяется расчетом, исходя из допус­тимого избыточного давления. При этом площадь остекления определяют без вычета переплетов.

Расчетная нагрузка массы ЛСК покрытия должна составлять не более 1200 Н/м² (при условии уборки снега с участков ЛСК).

Системы предотвращения взрывов технологического оборудования ос­нованы преимущественно на своевременной разгерметизации аппаратов с помощью предохранительных мембран, клапанов и дыхательной арматуры.

Предохранительные мембраны работают по принципу сброса давления при его повышении сверх допустимого. Они представляют собой специально ослабленную часть защищаемого аппарата и срабатывают при расчетном давлении. Предельная простота конструкции, высокое быстродействие малая инерционность, полная герметизация сбросного отверстия до срабатывания -существенные преимущества предохранительных мембран, предопределяю­щих их эффективное и широкое применение.

Предохранительные мембраны обычно изготавливают из тонколисто­вого проката пластичных материалов: алюминия, никеля, нержавеющей ста­ли меди, латуни, иногда из полиэтиленовой и фторопластовой пленки. По ха­рактеру действия различают мембраны: срезные, хрупкие, отрывные, ло­мающиеся и т. д.

Предохранительный клапан – устройство автоматического действия, предназначенное для выпуска из емкостей и трубопроводов излишнего коли­чества газа, пара, жидкости при повышении давления сверх установленных пределов.

Предохранительные клапаны также находят широкое применение, но имеют недостатки:

– надежны только при работе в чистых неагрессивных средах;

– после нескольких срабатываний не обеспечивают надежную герметичность.

Контроль воздушной среды производственных помещений. Наиболее прогрессивен контроль автоматическими сигнализатора до взрывных концентраций. В соответствии с ВСН 64-86 Минхимпром такой контроль проводят в производственных помещениях с взрывоопасными зонами в – Т, в – Та, в – Тб по ПУЭ.

Автоматические сигнализаторы могут быть самостоятельными или входить в состав системы защиты. Отечественная промышленность выпускает ряд сигнализаторов, фиксирующих и сигнализирующих о наличии кон­центраций от 5 до 50% от НКПР пламени. К ним относятся:

– сигнализаторы во взрывозащищенном исполнении СТХ - З (кон­троль концентрации горючих газов и паров 90 веществ);

– термохимический СТХ-6 (95 веществ);

– ТСХ-7. сигнализирующий о концентрации горючих веществ в воздухе с высокой температурой (область температур 25...200°С);

– ШИТ-1 (93 вещества), ШИТ-2 (91 вещество);

– пламенно-ионизационный СДК - 3, контролирующий содержание органических, в том числе хлорорганических веществ и другие сигнализаторы.

При достижении опасной концентрации паров и газов в воздухе одно­временно включаются предупредительная сигнализация и аварийная вентиляция (или система флегматизаиии), а также автоматическое отключение всего технологического оборудования. Кроме автоматического должно быть ручное отключение оборудования. Сигнализация должна быть световой и звуковой.

Если по условиям производства образование до взрывных концентраций может происходить в течение длительного времени, устанавливают взрывобезопасные автоматические газовые переключатели, которые передают пробы контролируемого воздуха от нескольких точек к одному датчику.

Аварийная вентиляция. Это один из распространенных способов снижения взрывопожароопасности производственных помещений. Основные требования к аварийной вентиляции изложены в СНиП II-33-75.

Система аварийной вентиляции предусматривается в производственных помещениях, где возможно внезапное поступление в воздух больших количеств вредных или взрывоопасных газов и паров. Аварийная вентиляция, совместно с основной, должна обеспечивать не менее 8 воздухообменов в час по полному внутреннему объему помещения, а помещениях насосных и компрессорных станций категории А и Б аварийная вентиляция должна обеспечивать 8-кратный аварийный воздухообмен в дополнение к воздухообмену, создаваемому системами основной вентиляции.

Система аварийной вентиляции должна включатся автоматически при остановке любых из основных систем вентиляции.

Флегматизация взрывоопасной среды

Флегматизация заключается в создании в технологическом оборудовании или в защищаемом помещении среды, не поддерживающей горения. Различают два метода флегматизации:

1) разбавление воздуха инертными разбавителями (азотом, диоксидом углерода, водяным паром);

2) введение в воздух ингибиторов горения – хладонов, например трифторбромметана CF₃Br, дибромтетрафторэтана С₂F₄Вr и других, а также комбинированных составов, например, смеси азота с хладоном.

Первый метод предназначен для взрывозащиты технологического оборудования, а второй – преимущественно для производственных помещений.

Установки флегматизации, как правило, автоматизированы и состоят из следующих основных частей:

– системы баллонов, содержащих флегматизированное вещество,

оборудованные запорной арматурой;

– трубопроводной разводки по помещению;

– системы включения установки в случае аварийного выброса пожаро- или взрывоопасного вещества.

Исключение источника воспламенения

Одно из условий обеспечения пожаро- и ззрывобезопасности техноло­гического процесса – ликвидация возможных источников воспламенения. Источниками воспламенения могут быть:

– открытый огонь технологических установок;

– раскаленные или нагретые стенки аппаратов и оборудования;

– искры электрооборудования;

– статическое электричество или разряд молнии;

– искра удара и трения инструмента, деталей машин и оборудования и др.

Они могут возникнуть при нарушении правил пожарной безопасности и технологического процесса.

На стадии проектирования предприятия предусматривают размещение огневых аппаратов в отдельных помещениях или на открытых площадках, отделение огневых аппаратов от пожаро- и взрывоопасных установок глухими стенами типа защитных экранов. Факельные установки размещают на территории предприятия с учетом направления господствующих ветров и расположения пожаро- и взрывоопасных производств, предусматривая огра­ждение территории вокруг ствола факела в радиусе 25...50 м и т.д.

С целью исключения источников воспламенения во взрывоопасных объектах применяют следующие меры:

– применение электрооборудования во взрывозащищенном исполнении согласно ПУЭ;

– применение устройств для снятия зарядов статического электричества;

– молниезащита взрывоопасных объектов;

– наличие и исправность пламегасительных и искрогасительных устройств у стенок и двигателей;

– нормативный нагрев теплоизоляции оборудования, искробезопасность ударно-измельчающего а смесительного оборудования для твердых горючих материалов;

– ограничение нагрева оборудования до температуры, не превышающей 80% от минимальной температуры самовоспламенения обращающихся веществ;

– выполнение регламента технического обслуживания, в том числе своевременная смазка и контроль нагрева трущихся поверхностей, нагруженных и высокооборотных валов машин и механизмов;

– применение материалов не создающих при соударении искр, которые могут инициировать воспламенение взрывоопасных сред;

– устранение опасных тепловых проявлений химических реакций и механических воздействий;

– соблюдение требований пожарной безопасности производственным персоналом и т.д.