Требования к обеспечению взрывобезопасности технологических процессов
2.1. Для каждой химико-технологической системы предусматриваются меры по максимальному снижению уровня ее взрывоопасности, в том числе:
предотвращению взрывов и пожаров внутри технологического оборудования;
защите технологического оборудования от разрушения и максимальному ограничению выбросов из него горючих веществ в атмосферу при аварийной разгерметизации;
исключению возможности взрывов и пожаров в объеме производственных зданий, сооружений и наружных установок;
снижению тяжести последствий взрывов и пожаров в объеме производственных зданий, сооружений и наружных установок.
2.2. Технологические процессы организуются так, чтобы исключить возможность взрыва в системе при регламентированных значениях параметров. Регламентированные значения параметров процесса, допустимый диапазон их изменений, организация проведения процесса (аппаратурное оформление и конструкция технологических аппаратов, фазовое состояние обращающихся веществ, гидродинамические режимы и т.п.) устанавливаются разработчиком процесса на основании данных о критических значениях параметров или их совокупности для участвующих в процессе веществ.
2.3. Для каждого технологического процесса определяется совокупность критических значений параметров. Допустимый диапазон изменения параметров процесса устанавливается с учетом характеристик технологического процесса, систем управления и противоаварийной защиты (класс точности приборов, инерционность систем измерения, скорость изменения значений параметров процесса и т.п.).
2.4. Способы и средства, исключающие выход параметров за установленные пределы, приводятся в проектной и технологической документации. Для организаций Миннефтехимпрома СССР приводятся также в технологическом регламенте на проектирование.
2.4.1. Условия взрывопожаробезопасного проведения отдельного технологического процесса или его стадий обеспечиваются:
рациональным подбором взаимодействующих компонентов, исходя из условия максимального снижения или исключения образования взрывопожароопасных смесей или продуктов;
выбором рациональных режимов дозирования компонентов, предотвращением возможности отклонения их соотношений от регламентированных значений и образования, взрывоопасных концентраций в системе;
введением в технологическую среду дополнительных веществ (инертных разбавителей-флегматизаторов, веществ, приводящих к образованию инертных разбавителей или препятствующих образованию взрывопожароопасных смесей);
рациональным выбором гидродинамических (способов и режима перемещения среды и смешения компонентов, напора и скорости потока) и теплообменных (теплового напора, коэффициента теплопередачи, поверхности теплообмена и т.п.) характеристик процесса, а также геометрических характеристик аппаратов и т.п.
применением компонентов в фазовом состоянии, затрудняющем или исключающем образование взрывоопасной смеси;
выбором значений параметров состояния технологической среды (состава, давления, температуры), снижающих ее взрывопожароопасность;
надежным энергообеспечением.
2.4.2. Оптимальные условия взрывопожаробезопасности химико-технологической системы обеспечиваются:
рациональным выбором химико-технологической системы с минимально возможными уровнями взрывоопасности входящих в нее блоков, которые определяются на стадии проектирования;
разделением отдельных технологических операций на ряд процессов или стадий (смешение компонентов в несколько стадий, разделение процесса на реакционные и массообменные и т.п.) или совмещением нескольких процессов в одну технологическую операцию (реакционный с реакционным, реакционный с массообменным и т.п.), позволяющими снизить уровень взрывоопасности;
введением в химико-технологическую систему дополнительного процесса или стадии с целью предотвращения образования взрывопожароопасной среды на последующих операциях (очистка от примесей, способных образовывать взрывопожароопасные смеси или повышать степень опасности среды на последующих стадиях и т.п.).
2.5. Химико-технологические системы организуются преимущественно по непрерывной схеме. Для технологических систем непрерывного действия, в состав которых входят отдельные аппараты периодического действия, предусматриваются меры, обеспечивающие взрывобезопасное проведение регламентированных операций отключения (подключения) периодически действующих аппаратов от (к) непрерывной технологической линии, а также операций, проводимых в них после отключения.
2.6. Технологические установки (оборудование, трубопроводы, аппараты, технологические линии и т.п.), в которых при отклонениях от регламентированного режима проведения технологического процесса возможно образование взрывопожароопасных смесей, обеспечиваются системами подачи в них инертных газов, флегматизирующих добавок или других продуктов, локализующих или предотвращающих образование взрывоопасных концентраций. Управление системами подачи этих продуктов осуществляется дистанционно, вручную или автоматически в зависимости от особенностей проведения технологического процесса. Для производств, имеющих в своем составе блоки I категории взрывоопасности, предусматривается, преимущественно, автоматическое управление подачей инертных сред, II и III категорий - дистанционное, а при Qв < 10 допускается и ручное управление (по месту).
2.7. Для обеспечения взрывобезопасности технологической системы при пуске в работу или остановке оборудования (аппаратов, участков, трубопроводов и т.п.) предусматриваются специальные меры (в том числе продувка инертными газами), предотвращающие образование в системе взрывоопасных смесей. Режимы и порядок пуска и остановки оборудования, способы его продувки инертными газами регламентируются, выбираются с учетом особенностей технологического процесса и должны обеспечивать эффективность продувки, исключать возможность образования застойных зон. Контроль за эффективностью продувки осуществляется по содержанию кислорода и (или) горючих веществ в отходящих газах с учетом конкретных условий проведения процесса продувки в автоматическом режиме или методом периодического отбора проб.
2.8. Количество инертных газов для каждого технологического объекта и система их транспортирования выбираются с учетом особенностей работы технологической системы, одновременности загрузки и определяются проектом. Параметры инертной среды определяются из условия обеспечения взрывобезопасности технологического процесса.
2.9. Технологические системы оснащаются средствами контроля за параметрами, значения которых определяют взрывоопасность процесса, с регистрацией показаний и предаварийной (а при необходимости - предупредительной) сигнализацией их значений, а также средствами автоматического регулирования и противоаварийной защиты. Требования к системам и средствам автоматизации определяются разделом 5 настоящих Правил. Если автоматический контроль за тем или иным параметром и его регулирование в заданном диапазоне невозможны, методы и средства, обеспечивающие взрывобезопасность процесса, определяются для каждого конкретного случая с учетом условий проведения процесса.
2.10. Для взрывоопасных технологических процессов предусматриваются автоматические системы противоаварийной защиты, предупреждающие образование взрывоопасной среды в технологическом оборудовании при отклонении от предусмотренных регламентом предельно допустимых значений параметров процесса во всех режимах работы и обеспечивающие безопасную остановку или перевод процесса в безопасное состояние по заданной программе.
2.11. Системы противоаварийной защиты, как правило, включаются в общую систему управления технологическим процессом. Формирование сигналов для ее срабатывания должно базироваться на регламентированных предельно допустимых значениях параметров, определяемых свойствами обращающихся веществ и характером процесса.
2.12. Для систем противоаварийной защиты объектов I категории взрывоопасности предусматривается применение электронной или микропроцессорной техники, объектов II и III категорий - применение средств автоматизации.
2.13. Технологические объекты I категории взрывоопасности с периодическими процессами, как правило, оснащается системами контроля, управления и противоаварийной защиты пуска и выхода на режим, работы в регламентированном режиме и остановки.
2.14. Энергетическая устойчивость технологической системы с учетом категории взрывоопасности входящих в нее блоков, особенностей технологического процесса обеспечивается выбором рациональной схемы энергоснабжения, количеством (основных и резервных) источников электропитания, их надежностью и должна исключать возможность:
нарушения герметичности системы (разгерметизации уплотнений подвижных соединений, разрушение оборудования от превышения давления и т.п.);
образования в системе взрывоопасной среды (за счет увеличения времени пребывания продуктов в реакционной зоне, нарушения соотношения поступающих в нее продуктов, развития неуправляемых процессов и т.п.).
Параметры, характеризующие энергоустойчивость технологического процесса, средства и методы обеспечения этой устойчивости, определяются при разработке процесса и регламентируются.
2.15. Запрещается, как правило, проведение технологических процессов при критических значениях параметров, в том числе в области взрываемости. В случае обоснованной необходимости проведения процесса в области критических значений (области взрываемости) предусматриваются методы и средства, исключающие наличие или предотвращающие возникновение источников инициирования взрыва внутри оборудования с энергией (температурой) зажигания, превышающей минимальную энергию (температуру) зажигания (искры механического и электрического происхождения, нагретых тел и поверхностей и др.) для обращающихся в процессе продуктов. Выбор методов и средств, исключающих образование этих источников зажигания или обеспечивающих снижение их энергий, в каждом конкретном случае определяется с учетом категории взрывоопасности, особенностей технологического процесса и требований настоящих Правил.
2.16. Технологические системы с взрывоопасной средой, в которых невозможно исключение опасных источников зажигания, оснащаются средствами взрывопредупреждения и защиты оборудования и трубопроводов от разрушений (разрывными предохранительными мембранами, взрывными клапанами, системами флегматизации инертным газом, средствами локализации пламени и т.д.).
2.17. Химико-технологические системы, в которых обращаются горючие продукты (газообразные, жидкие, твердые), способные образовывать взрывоопасные смеси с воздухом, должны быть герметизированы и исключать создание опасных концентраций этих веществ в окружающей среде во всех режимах работы. Требования к герметизации с учетом факторов опасности определяются разделом 4 настоящих Правил.
2.18. Мероприятия по предотвращению взрывов и пожаров в оборудовании разрабатываются с учетом показателей взрывопожароопасности обращающихся веществ при рабочих параметрах процесса.
2.19. При разработке мероприятий по предотвращению взрывов и пожаров в объеме зданий и сооружений дополнительно учитываются требования ОНТП 24-86.
2.20. Для химико-технологических систем на стадиях, связанных с применением твердых пылящих и дисперсных веществ, предусматриваются меры и средства, максимально снижающие попадание горючей пыли в атмосферу помещения (рабочей зоны), наружных установок и накопление ее на оборудовании и строительных конструкциях, а также средства пылеуборки, преимущественно механизированной, контроль запыленности воздуха и режим уборки пыли. Твердые дисперсные горючие вещества должны загружаться в аппаратуру и перерабатываться преимущественно в виде растворов, паст или в увлажненном состоянии.
2.21. Для каждого технологического блока с учетом его энергетического потенциала проектной организацией разрабатываются меры и предусматриваются средства, направленные на прежупреждение выбросов горючих продуктов в окружающую среду или максимальное ограничение их количества, а также предупреждение взрывов и предотвращение травмирования производственного персонала. Достаточность выбранных мер и средств в каждом конкретном случае обосновывается.
2.21.1. Для производств, имеющих в своем составе технологические блоки I категории взрывоопасности, разрабатываются специальные меры, в их числе могут применяться:
размещение технологического оборудования в специальных взрывозащитных конструкциях;
оснащение химико-технологической системы автоматизированной системой управления и противоаварийной защиты, обеспечивающей автоматическое регулирование процесса и безаварийную остановку производства по специальным программам, определяющим последовательность и время выполнения операций отключения при аварийных выбросах;
обеспечение технологических блоков микропроцессорной техникой, максимально снижающей возможность ошибочных действий производственного персонала при ведении процесса, пуске и остановке производства и другие меры.
2.21.2. Технологические блоки II и III категорий взрывоопасности оснащаются системами автоматического (без применения ЭВМ) или автоматизированного регулирования, средствами контроля параметров, значения которых определяют взрывоопасность процесса, эффективными быстродействующими системами приведения технологических параметров к регламентированным значениям или его остановке. Для блоков, имеющих Qв <= 10, допускается применение автоматических средств контроля и ручного регулирования.
2.21.3. Для максимального снижения выбросов в окружающую среду горючих и взрывопожароопасных веществ при аварийной разгерметизации системы в соответствии с ОНТП 24-86 в технологических системах предусматриваются:
для блоков I категорий взрывоопасности - установка автоматических быстродействующих запорных и (или) отсекающих устройств с временем срабатывания не более 12 с;
для блоков II и III категорий взрывоопасности - установка запорных и (или) отсекающих устройств с дистанционным управлением и временем срабатывания не более 120 с;
для блоков с относительным значением энергетического потенциала Qв <= 10 допускается установка запорных устройств с ручным приводом, при этом предусматривается минимальное время приведения их в действие за счет рационального размещения (максимлаьно допустимого приближения к рабочему месту оператора), но не более 300 с.
При этом должны быть обеспечены условия безопасного отсечения потоков и исключены гидравлические удары.
2.21.4. Для технологических блоков всех категорий взрывоопасности и (или) отдельных аппаратов, в которых обращаются взрывопожароопасные продукты, предусматриваются системы аварийного освобождения, которые комплектуются запорными быстродействующими устройствами. Системы аварийного освобождения технологических блоков I-II категорий взрывоопасности обеспечиваются запорными устройствами с дистанционно и (или) автоматически управляемыми приводами, для III категории допускается применение средств с ручным приводом, размещаемым в безопасном месте, минимальным регламентированным временем срабатывания.
2.22. Для аварийного освобождения технологических блоков от обращающихся продуктов может использоваться оборудование технологических установок или специальные системы аварийного освобождения. Специальные системы аварийного освобождения должны находиться в постоянной готовности, исключать образование взрывоопасных смесей как в самих системах, так и в окружающей их атмосфере, а также развитие аварий, обеспечивать минимально возможное время освобождения, оснащаться средствами контроля и управления. Запрещается использовать их для других целей.
2.23. Вместимость специальной системы аварийного освобождения рассчитывается на прием горючих продуктов в количествах, определяемых условиями безопасной остановки технологического процесса.
2.24. Сбрасываемые горючие газы и мелкодисперсные материалы, как правило, должны направляться в закрытые системы для дальнейшей утилизации или в системы организованного сжигания.
2.25. Запрещается объединение газовых выбросов, содержащих вещества, способные при смешивании образовывать взрывоопасные смеси или нестабильные соединения. При объединении газовых линий сбросов парогазовых сред из аппаратов с различными давлениями необходимо предусматривать меры, предотвращающие переток из аппаратов с высоким давлением в аппараты с низким давлением.
2.26. При наличии жидкой фазы в газовом потоке на линиях сброса газов должны предусматриваться устройства, исключающие ее унос.
2.27. Необходимо предусматривать контроль за наличием горючих примесей в транспортируемых по трубопроводам инертных жидких или газовых средах, если при отклонениях от заданных режимов технологического процесса не исключена возможность попадания в них горючих продуктов.