Основные признаки потенциально опасных технологических процессов. Безопасность технологических процессов

Среди большого числа отличающихся по характеру процессов химической технологии можно выделить группу процессов, которые при определенных условиях, возникающих вследствие нарушения требований регламента, выходят в аварийные режимы с последствиями различной степени тяжести. Такие процессы называются потенциально опасные процессы химической технологии и их можно разделить на четыре группы: переработка и получение токсичных веществ; переработка и получение взрывоопасны веществ и смесей; процессы, протекающие с большой скоростью; смешанные процессы.

Большая часть потенциально опасных процессов химической технологии - это смешанные процессы, т.е. такие, которые можно отнести одновременно к двум или трем указанным группам. В них присутствуют все или часть видов опасности: токсичность, взрыв, механическое разрушение оборудования и аппаратуры, выброс реакционной массы, технологический брак.

Классификация потенциально опасных процессов химической технологии по виду опасности приведена на рис. 1.

Рис.1. Классификация потенциально опасных процессов химической технологии

Причины, приводящие к отклонению от нормального режима работы и вызывающие аварийную ситуацию очень разнообразны. Основные причины возникновения аварийной ситуации можно свести к следующим:

• 1. Изменение соотношения подаваемых компонентов (непрерывный процесс) или скорости слива одного из компонентов (полунепрерывный процесс). И в том, и в другом случаях скорость химического превращения веществ растет, что приводит к увеличению количества выделяемого тепла, подъему температуры, ускорению побочных реакций, интенсивному газовыделению и пр. Оба отклонения возникают при отказах средств автоматизации, оборудования, регламентирующего подачу, или в результате ошибок обслуживающего персонала (при ручном управлении).
• 2. Снижение (или отсутствие) расхода хладагента, подаваемого для охлаждения. Это приводит к снижению теплоотбора, увеличению температуры и т. д. и возникает при отказе средств автоматизации и технологического оборудования или в результате ошибок обслуживающего персонала.
• 3. Отсутствие перемешивания. В этом случае возможно накопление непрореагировавших компонентов, что при последующем включении мешалки ведет к интенсивному росту скорости реакции и, как следствие, к нарушению температурного режима. Возникает в результате отказа технологического оборудования (остановка или обрыв лопастей мешалки).
• 4. Попадание посторонних продуктов в аппарат. Приводит к ускорению побочных реакций, нарушению температурного режима и т. д. Возникает при отказе технологического оборудования и в результате ошибок обслуживающего персонала.
• 5. Нарушение состава исходных компонентов, подаваемых в виде смеси или раствора. Приводит к изменению соотношения реагирующих веществ, следствием чего возможно увеличение скорости химического превращения веществ и т.д. Причины этого нарушения -- отказы средств автоматизации и ошибки обслуживающего персонала.
• 6. Нарушение режима удаления газов или паров. Приводит к увеличению давления и возникает при отказах средств автоматизации, технологического оборудования, стоящего на линии: отвода газов или паров из реактора, и при ошибках обслуживающего персонала.

Высокая надёжность и безопасность промышленных предприятий и производств достигается обоснованием научных основ технологического процесса, правильными проектными решениями, соответствующими действующей нормативно-технической базе по безопасности труда, с использованием современного оборудования, жёстким выполнением технологического регламента, а также реализацией других мероприятий, вытекающих из особенностей производства.

Технологические процессы, которые при определенных условиях могут переходить в неконтролируемое состояние и приводить к авариям, взрывам, выбросам опасных веществ, отравлениям, механическому разрушению оборудования называются потенциально опасными . Основными причинами возникновения аварийных ситуаций являются изменение соотношения и состава подаваемых в реактор компонентов при непрерывном процессе, снижение скорости или прекращение охлаждения и перемешивания реакционной массы, попадание посторонних веществ в аппарат, нарушение режима удаления из реактора газов или паров. Во всех случаях нарушения технологического процесса приводят к повышению температуры, интенсивному газовыделению, выбросу реакционной массы. Отклонения в работе оборудования могут происходить при отказе средств автоматизации, оборудования, ошибках обслуживающего персонала.

Безопасность технологических процессов обеспечивается выбором производственных помещений и площадок, исходных материалов, заготовок и полуфабрикатов, способов их хранения и транспортировки, производственного оборудования и его размещения. Производственные процессы не должны представлять опасности для окружающей среды, должны быть пожаро- и взрывобезопасными. При этом необходимо предусматривать устранение непосредственного контакта работающих с вредными исходными материалами, готовой продукцией и отходами производства, замену технологических процессов и операций, связанных с возникновением опасных и вредных производственных факторов, на безопасные, замену вредных и пожароопасных веществ на менее вредные и опасные, механизацию, автоматизацию, применение дистанционного управления, герметизацию оборудования, применение систем контроля и управления технологическим процессом, своевременное получение информации о возникновении опасных и вредных производственных факторов, применение средств коллективной защиты работающих, рациональную организацию труда и отдыха.

Основным документом, устанавливающим режим, технические средства, порядок и нормы проведения технологических операций, безопасные условия эксплуатации, требования по охране окружающей среды и пожарной безопасности, является технологический регламент , который в зависимости от стадии разработки производства и степени его освоения подразделяется на лабораторный, опытно-промышленный, пусковой и промышленный. Виновные в нарушении действующего технологического регламента привлекаются к дисциплинарной и материальной ответственности.

Оборудование на производстве должно размещаться с соблюдением действующих технологических, санитарных и противопожарных требований. Должны быть обеспечены удобство и безопасность его обслуживания, безопасность эвакуации работников при возникновении аварийных ситуаций, исключено воздействие опасных и вредных производственных факторов.

Производственное оборудование в процессе эксплуатации должно быть пожаро- и взрывобезопасным, не загрязнять окружающую среду выбросами вредных веществ, не создавать опасности в результате воздействия влажности, солнечной радиации, механических колебаний, высоких и низких давлений и температур, агрессивных веществ и других факторов.

Безопасность технологических процессов рассматривают как комплекс требований к безопасности двух составляющих:

Производственного оборудования;

Технологических процессов производства.

В технологических процессах производства в заводских условиях или в условиях ремонтных мастерских задействовано разнообразное производственное оборудование:

Сварочные посты с оснасткой,

Транспортирующие средства, обеспечивающие перемещение изделий от операции к операции,

Ручной инструмент и др.

Для всего производственного оборудования характерно наличие движущихся и падающих объектов.

Потенциально опасными могут быть и сами технологические процессы, разнообразие которых на современном этапе развития техники очень велико и постоянно растет. Например, потенциальную опасность могут представлять процессы работы на станках (токарных, сверлильных, фрезерных, строгальных, шлифовальных, прессах, молотах), погрузочно-разгрузочные и транспортные операции на подъемно-транспортных машинах и др.

На предприятиях железнодорожного транспорта технологические процессы ремонта подвижного состава, путевых и погрузочно-разгрузочных машин также связаны с присутствием опасных факторов.

Согласно «Перечню основных видов работ на объектах железнодорожного транспорта, к которым предъявляются дополнительные (повышенные) требования безопасности труда», к этому виду работ относят:

Эксплуатацию и техническое обслуживание локомотивов, моторвагонного подвижного состава, автомотрис, дрезин, мотовозов, самоходных кранов и путевых машин на железнодорожном ходу;

Осмотр и текущий ремонт вагонов на путях станции, в пунктах технического обслуживания и подготовки вагонов к перевозкам;

Сварочные работы по ремонту трубопроводов и емкостей из-под агрессивных, токсичных, легковоспламеняющихся и низкокипящих газов и жидкостей;

Эксплуатацию, техническое обслуживание, монтаж, демонтаж, испытание и ремонт грузоподъемных кранов и крановых путей;

Ремонт тепловых сетей в отопительный период;

Работы по осмотру, очистке и ремонту внутри цистерн, емкостей из-под нефтепродуктов, взрывоопасных и ядовитых веществ.

Среди большого числа отличающихся по характеру процессов химической технологии можно выделить группу процессов, которые при определенных условиях, возникающих вследствие нарушения требований регламента, выходят в аварийные режимы с последствиями различной степени тяжести. Такие процессы называют потенциально опасными .

Потенциально опасные процессы химической технологии можно разделить на четыре группы:

Переработка и получение токсичных веществ;

Переработка и получение взрывоопасных веществ и смесей;

Процессы протекающие с высокой скоростью;

Смешанные процессы.

Большая часть потенциально опасных процессов химической технологии – это смешанные процессы, т.е. такие, которые можно отнести одновременно к двум или трем указанным группам. В них присутствуют все или часть видов опасности: отравление, взрыв, механическое разрушение оборудования или аппаратуры, выброс реакционной массы, технологический брак.

Причины возникновения аварийной ситуац ии очень разнообразны и можно свести к следующим:

Изменение соотношения подаваемых компонентов (непрерывный процесс) или скорости слива одного из компонентов (полунепрерывный процесс). В этих случаях скорость химического превращения веществ растет, что приводит к увеличению количества выделяемого тепла, подъему температуры, ускорению побочных реакций, интенсивному газовыделению и пр.

Снижение (или отсутствие) расхода хладагента . Это приводит к снижению теплоотбора, увеличению температуры и т.д.

Отсутствие перемешивания . В этом случае возможно накопление непрореагировавших компонентов или образование застойных зон. Неоднородное распределение компонентов или последующее включение мешалки приводит к изменению скорости реакции и нарушению температурного режима.

Попадание посторонних продуктов в аппарат . Приводит к ускорению побочных реакций, нарушению температурного режима и т.д.

Нарушение состава исходных компонентов , подаваемых в виде смеси или раствора. Приводит к изменению соотношения реагирующих веществ и как следствие к нарушению технологического режима.

Нарушение режима удаления паров или газов. Приводит к увеличению давления.

Эти отклонения возникают при отказе средств автоматизации, технологического оборудования или в результате ошибок обслуживающего персонала.

Основной метод защиты потенциально опасных процессов – создание автоматических систем защиты. В автоматизированном технологическом процессе, снабженном надежной системой защиты, аварийные ситуации могут возникать только в результате отказов технологического оборудования или системы регулирования.

Наиболее распространенный технологический метод снижения опасности потенциально опасных технологических процессов – установление безопасного регламента , т.е. такого регламента при котором даже при резких колебаниях процесса его опасные параметры не выходят за границу устойчивости.

Второй технологический метод снижения опасности – замена периодических процессов непрерывными. Снижение безопасности достигается следующими обстоятельствами:

Объем реактора непрерывного действия в несколько раз меньше объема реактора периодического действия при той же производительности. Вследствие этого общий объем реакционной массы гораздо меньше и таким образом уменьшаются возможные последствия аварии.

Параметры, характеризующие течение процесса (давление, температура и т.д.) при непрерывном процессе поддерживаются постоянными и их легче автоматизировать.

Технологические методы обеспечивают снижение опасности, но не устраняют ее и вероятность возникновения аварии не устраняется.

Производства: нефтехимия, металлургия, полимерное производство, нефтепровод., деревообрабатывающая и угольная промышленность.Признаки отнесения технологических процессов к опасным : использование в технологическом процессе опасных хим. в-в, а также вредных веществ в большом количестве; наличие на производстве ЛВЖ, ГЖ, радиоактитивных в-в (материалов) в качестве сырья, промежуточного продукта или готовой продукции; производство (применение) взрывчатых веществ и материалов; применение взрывоопасных технологий: перегонка ЛВГЖ по продуктопроводам под высоким давлением; применение высокотемпературных режимов; работа установок в глубоком вакууме; использование котлов под давлением; использование технологии и оборудования, не исключающих образование пылевоздушных и газовоздушных смесей; использование технических систем, создающих опасные поражающие факторы (электромагнитные поля, СВЧ-излучение, инфракрасное излучение, лазерное и т.д.); гидротехнические сооружения; технологические процессы с использованием открытого огня; перемещение грузов (в т.ч. опасных грузов); использование энергоемких систем; непрерывные технологические процессы. 1) производственная пыль - тонкодисперсные частицы, взвешенные в воздухе. Органические пыли (растительная и животная пыль, пыль некоторых синтетических веществ) и неорганические пыли - металлические и минеральные (кварц, асбест, цемент и др.) пыли. Пыли могут оказывать как чисто механическое, так и отравляющее действие. 2)Вероятность возникновения взрыва в рабочем помещении. 3)Вероятность разгерметизации оборудования (Р1), в свою очередь представляет произведение весьма вероятных случаев:нарушение технологического режима; возможная коррозия; наличие неразъемных соединений; наличие фланцев; разгерметизация сальников; отказ предохранительных устройств; возможные отказы тепловых компенсаторов; ошибки работающего персонала. виды опасности: отравление, взрыв, механическое разрушение оборудования и аппаратуры, выброс реакционной массы, технологический брак. Все процессы, протекающие в сложных технологических систе­мах, в соответствии с общими правилами взрывоопасности (1988 г.) можно разделить на: гидродинамические; тепломассообменные; реакционные, в т.ч. физико-химические и биохимические; с токсическими веществами (СДЯВ, ОХВ, вредными веществами); со взрывоопасными веществами и смесями; процессы с большой скоростью реакций; механические; комбинированные.