СНиП 3.05 06 85 затверджено наказом. Електроустаткування установок у вибухонебезпечних та пожежонебезпечних зонах

сутність захисної дії;

визначення критичного діаметра каналу;

схеми влаштування вогнеперегороджувачів;

вимоги до розміщення та експлуатації.

особливості їх використання на газових та рідинних лініях.

Сухі вогнеперегородники.

Сухі вогнеперегороджувачі застосовують для захисту трубопроводів без рідкої фази, в яких у певні періоди роботи може утворитися горюча концентрація парів або газів з повітрям, а також для захисту ліній з речовинами, здатними розкладатися під дією тиску, температури та інших факторів.

Сутність захисної дії сухих вогнепальників.

Сутність захисної дії сухих вогнеперегороджувачів полягає у гасінні полум'я у вузьких каналах, яке обумовлено зростанням інтенсивності тепловтрат у порівнянні з тепловиділенням в результаті збільшення питомої поверхні фронту полум'я.

Коли швидкість тепловтрат у порівнянні зі швидкістю тепловиділення досягає критичної величини, то температура горіння, а значить і швидкість хімічних реакцій у зоні горіння, зменшується настільки, що поширення горіння (фронту полум'я) по горючій суміші у вузькому каналі стає неможливим.

Саме такі умови і створюються у сухих вогнеперегородниках.

Полум'я, поширюючись по горючій суміші, входить у насадку вогнеперегороджувача, що складається з великої кількості вузьких каналів, де воно розбивається на безліч малих вогнищ, які у вузьких каналах поширюватися не можуть.

Схеми влаштування вогнеперешкодників .

Для розчленування живого (прохідного) перерізу трубопроводу, що захищається на сімейство вузьких каналів у вогнеперегородниках використовують різні насадки у вигляді пучка трубок, сіток, гранул, кілець, волокон (металевих, скляних, азбестових) металевої кераміки і т.п. Насадки розташовують у корпусі вогнеперегороджувача.

Діаметр корпусу вогнеперегороджувача для зменшення гідравлічного опору має збільшений розмір порівняно з діаметром трубопроводу, що захищається.

Для надійного з'єднання корпусу вогнеперегороджувача з трубопроводом по обидва боки його є фланці, діаметр яких відповідає діаметру трубопроводу, що захищається.

Схеми основних видів огнепреградителей представлені малюнку 1.

Рис.1. Схеми основних видів вогнеперешкодників

а - З горизонтальними сітками; б - З вертикальними сітками; в - З гравієм; г – зі спірально згорнутими разом гофрованою та плоскою стрічками; д - З металевою насадкою.

1 - Корпус; 2 - пламегасна насадка; 3 - ґрати; 4 - Опорні кільця

Критичний діаметр каналу насадки вогнеперегороджувача.

Діаметр каналу насадки вогнеперегороджувача, при якому в зоні горіння встановлюється тепловий баланс (рівність) між тепловиділенням і тепловтратами, називають критичним діаметром d кр .

Цей діаметр визначають розрахунковим шляхом. Він залежить від властивостей паливної суміші, концентрації, початкової температури та тиску. Розрахунок критичного діаметра ви можете переглянути в .

Дійсний (гасить) діаметр каналу насадки вогнеперегороджувача береться менше і з урахуванням коефіцієнта запасу становить 0,5-0,8 d кр .

З іншими видами конструкцій вогнеперегороджувачів можна познайомитися.

Вимоги до розміщення та експлуатації.

Отже, сухі вогнеперегородники найчастіше захищають газові та пароповітряні лінії, в яких за умовами технології або при порушенні нормального режиму роботи можуть утворитися горючі концентрації (дихальні лінії резервуарів, мірників, проміжних ємностей, напірних баків та подібних апаратів з ЛЗР, а також з пальними. рідинами, нагрітими до температури спалаху та вище).

Сухі вогнеперешкодники захищають лінії, що стравлюють, і продувальні лінії рекупераційних установок; лінії, що йдуть від апаратів та ємностей на факел; лінії газової обв'язки резервуарів з ЛЗР тощо.

Сухими огнепреградителями захищають також лінії з наявністю речовин, здатних розкладатися під впливом тиску, температури та інших факторів.

Рідкісні вогнезапобіжники (гідравлічні затвори).

Сутність захисної дії.

Гасіння полум'я в гідрозатворах відбувається в момент проходження (барботажу) газопароповітряної суміші, що горить, через замикаючий шар рідини в результаті дроблення її на тонкі струмки і окремі бульбашки, в яких виявляється в розчленованому вигляді фронт полум'я.

Сумарна тепловіддаюча поверхня полум'я при цьому збільшується.

В результаті так само, як і в сухих вогнеперегородниках, у зоні реакції створюються умови для перевищення інтенсивності втрат тепла над інтенсивністю тепловиділення.

Для парогазоповітряних ліній як замикаючу рідину використовують воду, а в рідинних лініях використовують рідину, що транспортується.

Для підвищення ефективності вогнегасної дії рідинних вогнеперегороджувачів висоту замикаючого шару рідини при нормальному тиску приймають від 10 до 50 см.

Крім того, для зменшення розмірів барботирующих бульбашок горючої суміші на зрізі труби, зануреної в рідину гідрозатвора, передбачають спеціальні прорізи.

Область застосування рідинних вогнезапобіжників (гідравлічних затворів).

Для захисту рідинних та газових трубопровідних ліній, лотків, виробничої каналізації тощо, у яких за умовами експлуатації може виникнути небезпека поширення полум'я в кінетичному та дифузійному режимах горіння, використовують рідинні вогнеперегородники (гідравлічні затвори).

Давайте трохи згадаємо, у яких випадках відбувається кінетичне горіння, у яких дифузійне.

Коли поширення полум'я відбувається у кінетичному режимі горіння, реакція йде з вибухом.

Повільне поширення полум'я по поверхні рідини спостерігається при дифузійному режимі горіння.

Принципова схема гідрозатворів низького тиску газової лінії показано на рис. 2. :

1 корпус; 2- вода; 3 - лінія подачі води; 4 - підвідна труба; 5-відвідна труба; 6 -лінія видалення надлишку води; 7-диск; 8-прорізи.

Рис.2. Схема гідравлічного затвора низького тиску

Особливості використання вогнеперегороджувачів на газових та рідинних лініях.

Гідрозатвори широко застосовують для захисту наповнювальних ліній апаратів з нижньою подачею рідини, зливних ліній на сливоналивних естакадах, переливних ліній ємнісних апаратів, виробничої каналізації на підприємствах з ЛЗР та ГР, лотків насосних приміщень тощо.

Для захисту газових ліній середнього та високого тиску застосовують спеціальні гідрозатвори, які на відміну від рідинних вогнеперегороджувачів низького тиску мають невелика кількістьзамикаючої рідини, забезпечені зворотним клапаном та запобіжною мембраною.

Принцип роботи таких гідрозатворів аналогічний гідрозатвору низького тиску.

Рідинні вогнеперегороджувачі за виконанням та комплектністю повинні суворо відповідати технічним умовам на їх виготовлення.

При використанні в якості замикаючої рідини води вогнеперешкодники доцільно розташовувати в опалювальних приміщеннях.

За відсутності такої можливості у воду вносять добавки, що знижують температуру її замерзання (етиленгліколь, гліцерин тощо)

Гідравлічні затвори.

Призначення

Вогнезапобіжник ВП (ААН) встановлюється між вертикальним резервуаром та запобіжним або дихальним клапаном. Вогнезапобіжник ВП призначений для захисту вертикального резервуара від проникнення вогню (полум'я або іскри) в газовий простір через дихальні клапани (патрубки вентиляційні або запобіжні клапани), оберігаючи цим нафту від спалаху або вибуху.

Технічні умови

ТУ 3689-014-10524112-2002відповідає:

• АОМЗ ТУ 63-РРФСР68-75;
• НГМ Груп 3689-016-79167039-2006.

Пристрій та принцип роботи

Принцип дії вогнеперегороджувача ОП заснований на затримці полум'я касетою, розміщеною всередині корпусу. Касета складається з пакета гофрованих і плоских пластин, що чергуються, що утворюють канали малого діаметра. Полум'я, потрапляючи у канали малого перерізу, дробиться окремі дрібні потоки. Поверхня дотику полум'я з огнепреградителем ОП збільшується, зростає тепловіддача стінкам каналів, і полум'я гасне. Конструкція вогнеперегороджувача ВП збірно-розбірна, що дозволяє періодично витягувати касети для огляду та контролю за їх станом.

Основою конструкції є вогнеперегороджувальний елемент 2, розміщений між двох половинок корпусу 1, що стягуються між собою чотирма шпильками 3. Вогнеперегороджувальний елемент складається з плоскої та гофрованої стрічок, намотаних на вісь, яка також оберігає елемент від випадання.

Дія, що гасить, вогнеперегороджувача ГП, встановленого на даху резервуара типу РВС, заснована на принципах інтенсивного теплообміну, який відбувається між стінками вузьких каналів вогнеперегороджуючого елемента і газоповітряним потоком, що проходить через нього. При цьому досягається зниження температури газоповітряного потоку до безпечних меж.

1 - корпус, що складається з двох половинок; 2 - вогнеперегороджувальний елемент; 3 - чотири сполучні шпильки.

Технічні характеристики

* Вироби ОП з умовним проходом DN 50 (DN 80) на вимогу замовника можуть бути виготовлені під фланцеве з'єднання «шип-паз». У фланці виробів виконується паз. На вимогу замовника виріб може бути укомплектований фланцями у відповідь за ГОСТ 12815. Ущільнюючі прокладки не поставляються.

На різних виробництвах, які можуть бути віднесені до пожежо- та вибухонебезпечних, на станціях АЗС, на нафтопереробках та у сфері газопровідної промисловості необхідне спеціальне обладнання, яке запобігатиме. Даним обладнанням, поширеним на сьогоднішній день, є так звані вогнеперешкодники. Вогнеперешкодники зазвичай монтуються у всіх місцях, де існує небезпека виникнення вибуху та пожежі. А саме на газопроводах, на резервуарах з горючими матеріалами, що містяться там, та інших тому подібних місцях.

Різновиди вогнеперешкодників

Вогнезапобіжники можуть поділятися за конструктивними типами, а саме бути виконаними з насадкою, яка має в оснащенні матеріал гранульованого вигляду. p align="justify"> Наступним типом вогнезапобіжників є вогнезапобіжник прямонакального типу дії. Ще одним видом є вогнеперегороджувач, який виконується з такого матеріалу як металеве волокно або металокераміка. І, нарешті, ще одним різновидом вогнеперегороджувачів є сітчастий вогнеперегороджувач.

Вогнезапобіжник, який відноситься до першого типу, має таку конструкцію. У його корпусній основі розташовується насадка, яка знаходиться посередині решіток, в даній насадці знаходиться спеціальний наповнювач, що складається, як правило, з таких елементів, як невеликі скляні або фарфорові кульки, гравійний матеріал, корунд та інші подібні матеріали.

Вогнезапобіжник касетного вигляду має конструкцію корпусу, в якому вмонтований рулон, що складається з металевих стрічок, одна з яких має гофровану поверхню, інша просто пряма. Корпус вогнеперегороджувача, що має пластинчастий тип, має у своєму складі пакетний набір металевих пластинок, які розташовані у певному порядку та у суворій відповідності між собою.

Вогнеперешкодники - пристрій та конструкція

Дані пластини мають плоску форму та розташовані паралельно одна одній. Якщо вогнеперегороджувач має сітчастий тип конструкції, то в ньому частини, виконані з металу, розташовані впритул один з одним. Цими частинами є сітки, виготовлені з металу. І, нарешті, металокерамічного типу огнепреградитель виглядає так. У його корпусній основі вмонтована деталь, що має форму диска, ця деталь має пористу структуру і виконана або з металокераміки або металевого волокна.

Найпоширенішими вогнеперегородниками на сьогоднішній день є перегородники сітчастого типу. Даний тип використовується вже досить багато часу і зарекомендував себе з найкращої сторони. Найбільшого поширення вони набули в спалювальних паливних сумішах установках. У цих перешкодниках сам робочий елемент, що відповідає за пожежну безпеку, виконаний з безлічі сіток, комірки яких дорівнюють порядку 0,25 міліметра, і виконані ці елементи з латуні. Весь робочий елемент вмонтований в обойму, що має конструкцію, що знімається.

На сьогоднішній день поширення набув ще й такого типу, як вогнеперешкодники рідинного типу дії. Дані елементи виконують ті ж функції, що і перераховані вище, проте при цьому вони повинні виконувати ще й додаткові роботи. А саме захищати установки від вибухової хвилі та ставити перешкоду для її поширення. Запобігати попаданню вогненебезпечних сумішей у провід, а саме захищати від попадання кисню та повітряних мас. А так само не створювати ніякого опору газовим потокам.

Повітря або кисень, потрапивши в газопровід, може утворити вибухову суміш, тому необхідно обов'язково оберігати трубопроводи від проникнення повітря або кисню. На всіх вибухонебезпечних виробництвах повинні бути створені умови, що виключають можливість виникнення імпульсів, що підпалюють.

Джерелами займання, що призводять до газоповітряних сумішей до вибуху, є:

• відкрите полум'я;
• електричні розряди діючого електроустаткування;
• коротке замикання в електричних дротах;
• іскріння в електричних приладах;
• перегорання відкритих запобіжників;
• розряди статичної електрики.

Вибухобезпечність забезпечується різними вогнеперешкодниками. що встановлюються в трубопроводах, на резервуарах, на продувних газопроводах, свічках та інших системах, де існує небезпека вибуху.

Погасання полум'я в каналі, заповненому горючою сумішшю, відбувається лише при мінімальному діаметрі каналу, що залежить від хімічного складу та тиску суміші, і пояснюється втратами теплоти із зони реакції до стінок каналу. При зменшенні діаметра каналу збільшується його поверхня на одиницю маси суміші, що реагує, тобто зростають тепловтрати. Коли вони досягають критичного значення, швидкість реакції горіння зменшується настільки, що подальше поширення полум'я стає неможливим.

Пламегасна здатність вогнеперегороджувача залежить в основному від діаметра гасять каналів і набагато менше - від їх довжини, а можливість проникнення полум'я через гасять канали залежить в основному від властивостей і складу горючої суміші і тиску. Нормальна швидкість поширення полум'я є основною величиною, що визначає розмір гасять каналів і вибір типу вогнеперегороджувача: чим вона більша, тим меншого розміру канал потрібний для гасіння полум'я. Також розміри каналів, що гасять, залежать від початкового тиску горючої суміші. Для оцінки пламегасящей здатності вогнеперегороджувачів застосовується т.з. критерій Пекле Ре:

Ре = w cm dcp p / (RT 0 λ 0)) (8.32)

У межі гасіння полум'я формула критерій Пекле набуває вигляду:

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

де w cm - нормальна швидкістьпоширення полум'я; d-діаметр гасить каналу; dк р - критичний діаметр каналу, що гасить; з р - питома теплоємність газу при 0 ° С і постійному тиску; р - тиск газу; р кр - критичний тиск газу; R - універсальна газова стала; Т0 - абсолютна температура газу; А0 – теплопровідність вихідної суміші.

Таким чином, для розрахунку пламегасящей здатності вогнеперегороджувачів необхідні наступні вихідні дані:

Нормальні швидкості поширення полум'я горючих газових сумішей;

Фактичний розмір максимальних каналів, що гасять даного вогнеперешкодника.

Якщо отримане значення більше Р екр = 65, огнепреградитель не затримає поширення полум'я даної горючої суміші, і навпаки, якщо Р е< 65, огнепреградитель задержит распространение пламени. Запас надежности огнепреградителя, который находят из отношения Р екр к вычисленному значению Р е, должен составлять не менее 2:

П = Р екр /Р е = 65/Р е > 2,0 (8.34)

Використовуючи факт сталості Р екр на межі гасіння полум'я, можна обчислити орієнтовний критичний діаметр каналів для будь-якої горючої суміші, якщо відомі швидкість поширення полум'я, а також теплоємність та теплопровідність газової системи. Рекомендуються наступні критичні діаметри каналу, що гасить, мм:

• при спалюванні газоповітряної суміші-2,9 для метану та 2,2 для пропану та етану;
• при спалюванні кисневих сумішей у трубах (при абсолютному тиску 0,1 МПа в умовах вільного розширення продуктів згоряння) - 1,66 для метану та 0,39 для пропану та етану.

Конструктивно вогнеперегородники поділяються на чотири типи (рис. 8.10):

• з насадкою із гранульованих матеріалів;
• із прямими каналами;
• з металокераміки чи металоволокна;
• сітчасті.

За способом встановлення - на три типи: на трубах для викиду газів в атмосферу або на смолоскип; на комунікаціях; перед газогорілчаними пристроями.

У корпусі насадочного вогнеперегороджувача між решітками знаходиться насадка з наповнювачем (скляні або фарфорові кульки, гравій, корунд та інші гранули із міцного матеріалу). Касетний вогнеперегороджувач являє собою корпус, в який вмонтована вогнеперегороджувальна касета з гофрованої та плоскої металевих стрічок, щільно звитих у рулон. У корпусі пластинчастого вогнеперегороджувача - пакет з плоскопаралельних металевих пластин зі строго певною відстанню між ними. У сітківки в корпусі розміщений пакет з щільно стиснутих металевих сіток. Металокерамічний огнепреградитель є корпус, всередині якого встановлена ​​пориста металокерамічна пластина у вигляді плоского диска або трубки.

Найчастіше застосовуються сітчасті вогнеперегородники (їх почали встановлювати ще на початку XIX століття у шахтарських лампах (лампах Деві) для запобігання вибухам рудничного газу). Ці вогнетривкі рекомендуються для захисту установок, в яких спалюється газове паливо. Вогнеперегороджувальний елемент складається з декількох шарів сітки латунної з розміром осередків 0,25 мм, затиснутих між двома перфорованими пластинами. Пакет сіток укріплений у знімній обоймі.

Корпус вогнеперегороджувача виготовлений з чавунного або алюмінієвого сплаву і складається з двох однакових частин, з'єднаних болтами з розташованою знімною обоймою. Крім розглянутих сухих вогнеперегороджувачів, широко застосовуються запобіжні рідинні затвори, що оберігають газопроводи від попадання вибухової хвилі і полум'я при газополум'яній обробці металів, а також трубопроводи та апарати, заповнені газом, від проникнення в них кисню і повітря.

Мал. 8.10. Типи вогнезапобіжників: а - насадковий; б – касетний; в - пластинчастий; г - сітчастий; д - металокерамічний

Рідинні затвори повинні:

• перешкоджати поширенню вибухової хвилі при зворотних ударах та при займанні газів;
• оберігати газопровід від потрапляння до нього кисню та повітря;

забезпечувати мінімальний гідравлічний опір проходженню потоку газу. Крім того, рідина із затвора не повинна нестися у вигляді крапель у помітних