Файл: Пожарнотехническая экспертиза компрессорной станции по перекачке этилена.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.12.2023
Просмотров: 186
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
рис. 2. Схема силовой сети
Рассмотрим схему осветительной сети, изображенной на рис. 3. рис. 3. Схема осветительной сети
2. Определение и обоснование классов пожаровзрывоопасных зон.2.1. Конструктивно-планировочные особенности зданияКомпрессорная станция по перекачке этилена расположена в одноэтажном прямоугольном здании, с размерами 20х10 м, высотой 3,5 м. Наружные и внутренние стены сделаны из обычного кирпича. Здание состоит из компрессорного зала по перекачке этилена, вентиляционной камеры приточной вентиляции, электрощитовой и тамбура. Насосный зал имеет выходы наружу и в тамбур, электрощитовая и вентиляционная камера приточной вентиляции – выход наружу. Двери (внутренние и наружные) – типовые деревянные, сгораемые.
2.2. ВентиляцияВентиляция приточно-вытяжная с механическим побуждением, обеспечивает 20-ти кратный воздухообмен при перекачке этилена. Приточная вентиляция снабжена центробежным вентилятором Ц9-57 с подачей воздуха 4120 м3/ч в машинном отделении. Приточная вентиляция обеспечивает подачу расчетного количества свежего воздуха в рабочую зону помещений. Имеет обратный клапан. Вытяжная вентиляция с механическим побуждением (состоит из центробежного вентилятора Ц9-57, расположенного вне здания) обеспечивает удаление 70-80% расчетного объема воздуха из нижней зоны насосного зала.2.3. Особенности технологического процесса; конструктивные особенности технологического оборудования.Насосная станция предназначена для сливо-наливных операций из железнодорожных цистерн в неподвижные емкости. Для одновременного слива из цистерн этилена в компрессорном зале установлены: два основных насоса 6НК-9х1, два вспомогательных СВН-80, а также два вакуум-насоса ВВН-3.В качестве запорной арматуры приняты задвижки с ручным приводом. На нагнетательных линиях насосов предусмотрены обратные клапаны. Все оборудование герметизировано, поэтому через сальниковые и фланцевые уплотнения насосов, трубопроводов, задвижек возможны лишь весьма незначительные выделения этилена.2.4.Пожароопасные свойства обращающихся в производстве веществ.Пожаровзрывоопасность технологического процесса компрессорной станции следует оценивать, исходя из того, что производится перекачка этилена. Этилен: C₂H₄, бесцветный горючий газ легче воздуха со слабым сладковатым запахом. Молекулярная масса 28,05; плотность 1,178 кг/м3; Ткип.= −103,7 оС; Твсп.= 136,1 оС; Тсв.=440 оС; Тпл.= −169,2 оС; БЭМЗ = 0,65 мм. В соответствии с п.7.3.26, п.7.3.27, и табл.7.3.1, табл.7.3.2 ПУЭ смесь паров этилена воздухом следует отнести к категории IIВ и группе Т2. 3. Нормативная и аналитическая оценка классов пожаровзрывоопасности зон насосного зала по перекачке этилена.Согласно требованиям п. 7.3.22. ПУЭ, взрывоопасная зона – это помещение или ограниченное пространство в помещении или наружной установке, в котором имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси. Так как, в технологическом процессе данного производства применяющееся вещество – этилен, которое имеет температуру вспышки равную 136,1оС, что больше 61 оС, то в соответствии с требованиями п. 7.3.11. и п. 7.3.18. ПУЭ этилен относится к горючим газам и может образовывать при смеси с воздухом взрывоопасную смесь. Учитывая вышеуказанные требования ПУЭ, помещения, в которых имеются или могут образовываться взрывоопасные смеси, будут являться взрывоопасной зоной. Так как, взрывоопасная смесь паров этилена с воздухом может возникнуть при нормальной работе то в соответствии с п. 7.3.41. ПУЭ взрывоопасная зона будет относиться к классу зоны 1(В-I).[1,2]
. Помещение камеры приточной вентиляции следует отнести к помещениям с нормальной средой так как, на воздуховодах имеются самозакрывающиеся обратные клапаны (согласно п.7.3.51. ПУЭ), а вход в вентиляционную камеру осуществляется через тамбур (согласно п. 7.3.53. и табл. 7.3.9. ПУЭ). [2].Помещение электрощитовой, следует отнести к помещениям, с нормальной средой (согласно п. 7.3.53.ПУЭ). [2]Тамбур насосного зала (согласно п. 7.3.53. и табл. 7.3.9.ПУЭ), следует отнести к взрывоопасной зоне 2В-Iа. [2]Пространство на расстоянии 0,5 м по горизонтали и вертикали от проемов за наружными ограждающими конструкциями и от выхода наружу из насосного зала (согласно п.7.3.43. п.7.3.44. (а) ПУЭ), следует отнести к взрывоопасной зоне 1(В-Iг).Пространство на расстоянии 3 м по горизонтали и вертикали от вытяжной вентиляции, установленной снаружи насосного зала (согласно п.7.3.43. п.7.3.44.ПУЭ), следует отнести к взрывоопасной зоне 1(В-Iг).[2]3.1. Определение и нормативное обоснование категорий и групп взрывоопасной смесиВ соответствии с п. 7.3.28 и табл. 7.3.3 ПУЭ [2] смесь паров этилена с воздухом следует отнести к категории IIА и группе T2.4. Определение и обоснование соответствия уровней, маркировки взрывозащиты и степени защиты оболочек электрооборудования требованиям пожарной безопасности и ПУЭ.4.1 Краткая характеристика схемы электроснабжения и электрооборудования насосной станции.Электроснабжение насосной станции осуществляется от трансформаторной подстанции ТП-380/220В, в которой установлен трансформатор номинальной мощностью 160 кВт, с коэффициентом мощности 0,8 и коэффициентом загрузки 1. Напряжение сети 380/220 В, где линейное 380 В - для электродвигателей, а фазное 220 В - для светильников. Потребляемая мощность для силового электрооборудования составляет 84 кВт, а для электроосвещения 37 кВт. 4.2 Силовое электрооборудование.Cиловая и осветительная нагрузка питается совместно от трансформаторного пункта (ТП) через ЩР по кабелю АСРБ 1(3х25+1х16) длиною 100 м, проложенному в земле. Для защиты на вводе и на отходящей линии силовой щит укомплектован автоматами типа AE2056, с номинальным током расцепителя Iн.расц.= 63 А. Для управления электродвигателями технологического оборудования установлены магнитные пускатели серии ПА-322, с их защитой тепловыми реле типа ТРН-40, через ключи управления типа ЩОРВЕ-ХВ, установленные в насосном зале в исполнение по взрывозащите 2ExеdIIТ4.Распределительная силовая сеть снабжена проводом ВРГ 1(5х10) длиною 11 м, проложенным на скобах.
Основными потребителем электроэнергии являются электродвигатели насосов и вентиляторов типа 3В160М4, с номинальной мощностью 18,5 кВт, коэффициентом мощности соsφ = 0,82, КПД=88,5%, коэффициентом пуска Кп=7,5, в исполнение по взрывозащите 1ExdIIТ4.4.3 Осветительное электрооборудование.Проектом предусмотрено общее рабочее освещение помещений. Осветительная арматура принята в соответствии со средой помещений. В насосном зале используются светильники типа РСП 25-250, с исполнением по взрывозащите 1ExdIIВТ4 в количестве 12 штук.Питания осветительной нагрузки осуществляется кабелем марки АПРН (3х2,5), проложенным на скобах. Для защиты осветительный щит (ЩО) укомплектован автоматом типа АЕ1031-21, с номинальным током Iн..расц.= 16 А. Соединение между осветительным щитом (ЩО) и щитом распределительным осуществляется кабелем марки ПР(4х2,5), длиною 9 м, проложенных на скобах.5. Оценка соответствия запроектированного электрооборудования с оптимально требуемым по нормативно-техническим источникам.В соответствии с п.п. 7.3.31. и 7.3.65., а также табл. 7.3.10. – 7.3.12. ПУЭ, для класса зоны В-I всё электрооборудование в компрессорном зале должно иметь уровень взрывозащиты – «взрывобезопасное электрооборудование», что соответствует знаку уровня - 1 согласно п. 7.3.32. ПУЭ.[2] Исходя из выше изложенного, обоснуем соответствие уровней, видов и маркировки взрывозащиты запроектированного электрооборудования требованиям пожарной безопасности и ПУЭ. Сопоставление выполним в виде таблицы №9.Таблица 9Анализ характеристик предусмотренного по проекту электрооборудования с требуемым по нормам ПУЭ.6. Проверочный расчёт соответствия сечений проводников силовой сети6.1. Определяем требуемое сечение кабеля ВРГ 1(5х10) (ск.) имеющейся нагрузки. Iдоп. ≥ Iр, где Iдоп. – допустимый длительный ток, А;Iр – рабочий ток нагрузки, А. Iдоп. определяем по ПУЭ по табл. 1.3.6. Iдоп = 80 А, так как S = 10 мм2Iр = 1,25 * Iн,где Iн – номинальный ток двигателя, А.Iр= 1,25·68 = 85 А80 А > 85 АВывод: сечение кабеля выбрано не верно, оно не соответствует допустимому значению, которое обозначено в
табл. 1.3.6. ПУЭ.6.2. Определяем соответствие параметров теплового реле ТРН-40магнитного пускателя типа ПA-322условиям защиты электродвигателя и проводников от токов перегрузки; определяем правильность выбора номинального тока теплового и электромагнитного расцепителей:где, Вывод: параметры теплового реле, то есть номинальный ток нулевой установки теплового реле принят неправильно. Параметры теплового расцепителя не соответствуют рабочему току и нормам ПУЭ(табл. 1.3.6.); параметры электромагнитного расцепителя полностью соответствуют нормам ПУЭ(табл. 1.3.6.), условие соответствия выполняются. 6.3. Проверяем правильность выбора автоматических расцепителей теплового и электромагнитного типов, исключая ложное отключение сети.Iср.эл.м ≥ КмIмаксIср.тепл ≥ КрIр,где Iср.эл.м, Iср.тепл – это токи срабатывания электромагнитного и теплового расцепителей.Км, Кр – контакты электромагнитного пускателя и теплового реле; коэффициент, учитывающий неточность в определении и разброс характеристик расцепителей, который равен 1,25Iмакс = Iн * КпIмакс = 68 * 7,5 = 510 АКп= 7,5 – кратность пускового тока (по исходным данным)Вывод: автоматическиетепловой и электромагнитные расцепители выбраны неправильно, так как их параметры не соответствуют нормам ПУЭ.6.4. Проверим автомат АE2056на надежность отключения аварийного участка при коротком замыкании в конце защищаемой линии ≥ 1,4 =
| Трансформатор | УЗО | Автоматический выключатель (уч.2) | Автоматический выключатель (уч.3) | Кнопочный пост управления | Электродвигатель |
| SТ = 160 кВт cosφ = 0,9 KЗ = 1 ∆UДОП. = 6,6 % | Ф4312S Iн = 63 А Iут = 100 А | Тип АЕ2056 IН.А. = 63 А | Тип АЕ2056 IН.. = 40 А IН.ТЕПЛ. = IН.ЭЛ.М. = 50 А IСР.ЭЛ.М. = 480 А IПРЕД. = 6000 кА | Тип ЩОРВЕ-ХВ с маркировкой взрывозащиты 2ExеdIIT4 | Тип 3В160М4 с маркировкой взрывозащ.: 1ExdIIT4 РН = 18,5 кВт cosφ = 0,82 η = 88,5 % КП = 7,5 |
| Автоматический выключатель (уч.4) | УЗО (уч. 4) | Автоматический выключатель (уч.5) | Светильники |
| Тип АСРБ IН.. = 63 А | Тип АЕ2056 IН.. = 40 А Iут. = 30 А | Тип АЕ1031-21 IН.. = 16 А IН.ТЕПЛ. = 20 А IСР.ЭЛ.М. = 160 А IПРЕД. = 3000 А | Тип РСП 25-250 2ExdIIВТ4 P=100 Вт n=12 шт. |
2.2. ВентиляцияВентиляция приточно-вытяжная с механическим побуждением, обеспечивает 20-ти кратный воздухообмен при перекачке этилена. Приточная вентиляция снабжена центробежным вентилятором Ц9-57 с подачей воздуха 4120 м3/ч в машинном отделении. Приточная вентиляция обеспечивает подачу расчетного количества свежего воздуха в рабочую зону помещений. Имеет обратный клапан. Вытяжная вентиляция с механическим побуждением (состоит из центробежного вентилятора Ц9-57, расположенного вне здания) обеспечивает удаление 70-80% расчетного объема воздуха из нижней зоны насосного зала.2.3. Особенности технологического процесса; конструктивные особенности технологического оборудования.Насосная станция предназначена для сливо-наливных операций из железнодорожных цистерн в неподвижные емкости. Для одновременного слива из цистерн этилена в компрессорном зале установлены: два основных насоса 6НК-9х1, два вспомогательных СВН-80, а также два вакуум-насоса ВВН-3.В качестве запорной арматуры приняты задвижки с ручным приводом. На нагнетательных линиях насосов предусмотрены обратные клапаны. Все оборудование герметизировано, поэтому через сальниковые и фланцевые уплотнения насосов, трубопроводов, задвижек возможны лишь весьма незначительные выделения этилена.2.4.Пожароопасные свойства обращающихся в производстве веществ.Пожаровзрывоопасность технологического процесса компрессорной станции следует оценивать, исходя из того, что производится перекачка этилена. Этилен: C₂H₄, бесцветный горючий газ легче воздуха со слабым сладковатым запахом. Молекулярная масса 28,05; плотность 1,178 кг/м3; Ткип.= −103,7 оС; Твсп.= 136,1 оС; Тсв.=440 оС; Тпл.= −169,2 оС; БЭМЗ = 0,65 мм. В соответствии с п.7.3.26, п.7.3.27, и табл.7.3.1, табл.7.3.2 ПУЭ смесь паров этилена воздухом следует отнести к категории IIВ и группе Т2. 3. Нормативная и аналитическая оценка классов пожаровзрывоопасности зон насосного зала по перекачке этилена.Согласно требованиям п. 7.3.22. ПУЭ, взрывоопасная зона – это помещение или ограниченное пространство в помещении или наружной установке, в котором имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси. Так как, в технологическом процессе данного производства применяющееся вещество – этилен, которое имеет температуру вспышки равную 136,1оС, что больше 61 оС, то в соответствии с требованиями п. 7.3.11. и п. 7.3.18. ПУЭ этилен относится к горючим газам и может образовывать при смеси с воздухом взрывоопасную смесь. Учитывая вышеуказанные требования ПУЭ, помещения, в которых имеются или могут образовываться взрывоопасные смеси, будут являться взрывоопасной зоной. Так как, взрывоопасная смесь паров этилена с воздухом может возникнуть при нормальной работе то в соответствии с п. 7.3.41. ПУЭ взрывоопасная зона будет относиться к классу зоны 1(В-I).[1,2]
. Помещение камеры приточной вентиляции следует отнести к помещениям с нормальной средой так как, на воздуховодах имеются самозакрывающиеся обратные клапаны (согласно п.7.3.51. ПУЭ), а вход в вентиляционную камеру осуществляется через тамбур (согласно п. 7.3.53. и табл. 7.3.9. ПУЭ). [2].Помещение электрощитовой, следует отнести к помещениям, с нормальной средой (согласно п. 7.3.53.ПУЭ). [2]Тамбур насосного зала (согласно п. 7.3.53. и табл. 7.3.9.ПУЭ), следует отнести к взрывоопасной зоне 2В-Iа. [2]Пространство на расстоянии 0,5 м по горизонтали и вертикали от проемов за наружными ограждающими конструкциями и от выхода наружу из насосного зала (согласно п.7.3.43. п.7.3.44. (а) ПУЭ), следует отнести к взрывоопасной зоне 1(В-Iг).Пространство на расстоянии 3 м по горизонтали и вертикали от вытяжной вентиляции, установленной снаружи насосного зала (согласно п.7.3.43. п.7.3.44.ПУЭ), следует отнести к взрывоопасной зоне 1(В-Iг).[2]3.1. Определение и нормативное обоснование категорий и групп взрывоопасной смесиВ соответствии с п. 7.3.28 и табл. 7.3.3 ПУЭ [2] смесь паров этилена с воздухом следует отнести к категории IIА и группе T2.4. Определение и обоснование соответствия уровней, маркировки взрывозащиты и степени защиты оболочек электрооборудования требованиям пожарной безопасности и ПУЭ.4.1 Краткая характеристика схемы электроснабжения и электрооборудования насосной станции.Электроснабжение насосной станции осуществляется от трансформаторной подстанции ТП-380/220В, в которой установлен трансформатор номинальной мощностью 160 кВт, с коэффициентом мощности 0,8 и коэффициентом загрузки 1. Напряжение сети 380/220 В, где линейное 380 В - для электродвигателей, а фазное 220 В - для светильников. Потребляемая мощность для силового электрооборудования составляет 84 кВт, а для электроосвещения 37 кВт. 4.2 Силовое электрооборудование.Cиловая и осветительная нагрузка питается совместно от трансформаторного пункта (ТП) через ЩР по кабелю АСРБ 1(3х25+1х16) длиною 100 м, проложенному в земле. Для защиты на вводе и на отходящей линии силовой щит укомплектован автоматами типа AE2056, с номинальным током расцепителя Iн.расц.= 63 А. Для управления электродвигателями технологического оборудования установлены магнитные пускатели серии ПА-322, с их защитой тепловыми реле типа ТРН-40, через ключи управления типа ЩОРВЕ-ХВ, установленные в насосном зале в исполнение по взрывозащите 2ExеdIIТ4.Распределительная силовая сеть снабжена проводом ВРГ 1(5х10) длиною 11 м, проложенным на скобах.
Основными потребителем электроэнергии являются электродвигатели насосов и вентиляторов типа 3В160М4, с номинальной мощностью 18,5 кВт, коэффициентом мощности соsφ = 0,82, КПД=88,5%, коэффициентом пуска Кп=7,5, в исполнение по взрывозащите 1ExdIIТ4.4.3 Осветительное электрооборудование.Проектом предусмотрено общее рабочее освещение помещений. Осветительная арматура принята в соответствии со средой помещений. В насосном зале используются светильники типа РСП 25-250, с исполнением по взрывозащите 1ExdIIВТ4 в количестве 12 штук.Питания осветительной нагрузки осуществляется кабелем марки АПРН (3х2,5), проложенным на скобах. Для защиты осветительный щит (ЩО) укомплектован автоматом типа АЕ1031-21, с номинальным током Iн..расц.= 16 А. Соединение между осветительным щитом (ЩО) и щитом распределительным осуществляется кабелем марки ПР(4х2,5), длиною 9 м, проложенных на скобах.5. Оценка соответствия запроектированного электрооборудования с оптимально требуемым по нормативно-техническим источникам.В соответствии с п.п. 7.3.31. и 7.3.65., а также табл. 7.3.10. – 7.3.12. ПУЭ, для класса зоны В-I всё электрооборудование в компрессорном зале должно иметь уровень взрывозащиты – «взрывобезопасное электрооборудование», что соответствует знаку уровня - 1 согласно п. 7.3.32. ПУЭ.[2] Исходя из выше изложенного, обоснуем соответствие уровней, видов и маркировки взрывозащиты запроектированного электрооборудования требованиям пожарной безопасности и ПУЭ. Сопоставление выполним в виде таблицы №9.Таблица 9Анализ характеристик предусмотренного по проекту электрооборудования с требуемым по нормам ПУЭ.6. Проверочный расчёт соответствия сечений проводников силовой сети6.1. Определяем требуемое сечение кабеля ВРГ 1(5х10) (ск.) имеющейся нагрузки. Iдоп. ≥ Iр, где Iдоп. – допустимый длительный ток, А;Iр – рабочий ток нагрузки, А. Iдоп. определяем по ПУЭ по табл. 1.3.6. Iдоп = 80 А, так как S = 10 мм2Iр = 1,25 * Iн,где Iн – номинальный ток двигателя, А.Iр= 1,25·68 = 85 А80 А > 85 АВывод: сечение кабеля выбрано не верно, оно не соответствует допустимому значению, которое обозначено в
табл. 1.3.6. ПУЭ.6.2. Определяем соответствие параметров теплового реле ТРН-40магнитного пускателя типа ПA-322условиям защиты электродвигателя и проводников от токов перегрузки; определяем правильность выбора номинального тока теплового и электромагнитного расцепителей:где, Вывод: параметры теплового реле, то есть номинальный ток нулевой установки теплового реле принят неправильно. Параметры теплового расцепителя не соответствуют рабочему току и нормам ПУЭ(табл. 1.3.6.); параметры электромагнитного расцепителя полностью соответствуют нормам ПУЭ(табл. 1.3.6.), условие соответствия выполняются. 6.3. Проверяем правильность выбора автоматических расцепителей теплового и электромагнитного типов, исключая ложное отключение сети.Iср.эл.м ≥ КмIмаксIср.тепл ≥ КрIр,где Iср.эл.м, Iср.тепл – это токи срабатывания электромагнитного и теплового расцепителей.Км, Кр – контакты электромагнитного пускателя и теплового реле; коэффициент, учитывающий неточность в определении и разброс характеристик расцепителей, который равен 1,25Iмакс = Iн * КпIмакс = 68 * 7,5 = 510 АКп= 7,5 – кратность пускового тока (по исходным данным)Вывод: автоматическиетепловой и электромагнитные расцепители выбраны неправильно, так как их параметры не соответствуют нормам ПУЭ.6.4. Проверим автомат АE2056на надежность отключения аварийного участка при коротком замыкании в конце защищаемой линии ≥ 1,4 =