Санкт-Петербургский университет
Государственной противопожарной службы
Кафедра пожарной безопасности технологических процессов
И производств
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Выполнил:
курсант 42 учебной группы С.В. Гасанов
Научный руководитель:
профессор, д.х.н., профессор Г.К. Ивахнюк
Санкт-Петербург 2007 г.
Содержание.
Введение………………………………………………………………3
Исходные данные……………………………………………………..4
1.Описание технологического процесса……………………………….6
2. Анализ пожарной опасности технологического процесса…………8
2.1 Анализ пожарной опасности обращающихся веществ…………8
2.2 Оценка возможности образования горючей среды внутри
технологического оборудования…………………………………….10
2.3 Оценка возможности образования горючей среды при
выходе веществ из технологического оборудования………………11
2.4 Оценка возможности появления инициаторов зажигания…….14
2.5 Определение возможных причин и путей распространения
пожара………………………………………………………………….15
3. Основные мероприятия и технические решения по обеспечению
пожарной безопасности технологического процесса………………….16
3.1 Основные мероприятия и технические решения, направ-
ленные на предотвращение образования горючей среды
внутри технологического оборудования…………………………….16
3.2 Основные мероприятия и технические решения, направ-
ленные на предотвращение повреждения технологического
оборудования и образования горючей среды при выходе
веществ наружу………………………………………………………..16
3.3 Основные мероприятия и технические решения, направ-
ленные на предупреждение возникновения источников
зажигания………………………………………………………………20
3.4 Основные мероприятия и технические решения, направ-
ленные на предупреждение распространения пожара………………21
4. Инженерные решения……………………………………………….…22
4.1 Расчет категорий взрывопожароопасности помещения насосной станции сырьевых насосов………………………………...22
4.2 Расчет параметров системы аварийного выдавливания продукта из змеевика трубчатой печи ………………………………25
Пожарно-профилактические мероприятия……………………………..29
Общий вывод к курсовому проекту………………………………….…30
Литература…………………………………………………………….….31
Введение.
Введение в производство крупно высокопроизводительных установок и аппаратов, сложных технологических процессов, технологическое перевооружение и реконструкция требуют от рабочих, инженерно-технологического персонала и сотрудников ГПС постоянного внимания к вопросам обеспечения ПБ.
Вместе с тем анализ пожаров на промышленных предприятиях показывает, что 40% их происходит из-за нарушения технологических регламентов и эксплуатации неисправного оборудования. Это свидетельствует о низком уровне профилактики и требует постоянного повышения теоретических знаний и практических навыков работников, в том числе и по вопросам пожарной безопасности.
Предприятия промышленности охраняются пожарными частями, в составе которых имеются дежурные караулы, осуществляющие круглосуточное дежурство и надзор за противопожарным состоянием объекта. Кроме того, инспекторский состав, осуществляющий ГПН на стадии проектирования, разработки, строительства и приемки в эксплуатацию промышленных предприятий, осуществляет контроль за выполнением необходимых решений технического и организационного плана по осуществлению противопожарной защиты этих объектов.
Все эти мероприятия требуют высокого уровня знаний от сотрудников ГПС и умения применять их на практике.
Целью данного курсового проекта является закрепление знаний, полученных в процессе обучение на кафедре “Пожарная безопасность процессов, аппаратов и технологий; получение навыка применение этих знаний при решение практической задачи, подобные которой предстоят в повседневной деятельности выпускников.
В данном курсовом проекте рассмотрен процесс первичной перегонки нефти.
Исходные данные.
Выбор исходных данных производится согласно полученного от преподавателя варианта задания по соответствующим таблицам.
Основные характеристики оборудования.
Таблица 1
| п/п | Наименование оборудования | Режим работы | Размеры | ||
| Р,мпа | Т,ос | D(l),м | H,м | ||
| Резервуар с нефтью Теплообменник Предварительный испаритель Насосы “горячие” Трубчатая печь Линия с редуктором Линия бензиновых паров Ректификационная колона Шлемовая трубка Холодильник конденсатор Газосепаратор Насос бензиновый Линия подачи орошения Резервуар с бензином Насос керосина тракторного Холодильник керосина Линия отвода керосина Насос дизельного топлива Холодильник дизельного топлива Линия отвода дизельного топлива Линия отвода мазута Насос мазутный Холодильник мазута Линия перегретого водяного пара | 0,2 0.1 0.16 0.16 - - 0.15 - 0.12 0.11 0.3 - - - 0.15 - 0.3 0.15 - - - 0.15 - | - - 100-350 - - - - - - - - - | 0,8 1.5 - - - - - 0.8 0.8 - - - - 0.8 - - 0.8 - - - 0.8 - | - - - - - - - - - - - - - - - |
Номера позиций оборудования соответствуют номерам на технологической схеме.
Дополнительные данные.
Резервуар с сырой нефтью:
- объем 1500 м3
- степень заполнения 0.9
- рабочая температура 30ос
- рабочее давление 0 мпа
- молекулярный вес жидкости 105
- температура начала кипения 75ос
- Рs при Tр 155 мм.рт.ст.
Насосы сырьевые “горячие” поршневые:
- рабочее давление 1.3 мпа
- рабочая температура 30ос
- диаметр всасывающей линии 150 мм
- диаметр нагнетательной линии 100 мм
- вид уплотнения вала СУ
- диаметр вала 45 мм
- производительность 1.6 м3/мин
Трубчатая печь:
- диаметр трубы 150 мм
- длинна змеевика 400 м
- рабочее давление 1.1 мпа
- рабочая температура жидкости 340ос
- температура топочного газа 900ос
- топливо - жидкость;
- стационарная система тушения - пар
Насосная станция сырьевых насосов:
- ширина помещения 6 м
- длинна помещения 8 м
- высота помещения 4 м
- кратность воздухообмена 8 1/час
- длинна линии до задвижки 7 м
- скорость ветра 0.5 м/с
- отключение задвижек – ручное
- средства тушения – пар
- количество насосов - 3
Описание технологического процесса.
Установка АТ (атмосферная трубчатая) предназначена для перегонки нефти до мазута. Сырье, поступающее на установку, т.е. сырая нефть представляет сложный раствор взаиморастворенных углеводородов различного молекулярного веса с примесями различных солей и воды. От избыточного содержания солей и воды нефть очищается перед началом процесса перегонки.
Разнообразие углеводородов, входящих в состав нефти, и их различные температуры кипения дают возможность получать из нефти фракции с различными интервалами температур кипения от наиболее легких фракции до тяжелых. На установках АТ, осуществляя совокупность рода физических процессов (нагревание, испарение, конденсация) из сырой нефти получают бензины, керосины, дизельное топливо и в остатке - мазут.
Принципиальная технологическая схема установки первичной перегонки нефти (АТ) представлена в графической части курсового проекта.
Сырая нефть, очищенная от солей и воды, хранится на сырьевом складе в резервуарах 1. Из сырьевых резервуаров нефть забирается насосом и подается на установку для ее перегонки. Поступая на установку, нефть прежде всего подогревается до температуры 100-120ос в теплообменниках – подогревателях 2. Подогрев нефти ведется за счет использования теплоты конечного продукта перегонки мазут, который при выходе из низа ретификационной колонны имеет температуру до 350ос.
От подогретой до 100 – 120 ос сырой нефти уже можно отделить наиболее легкие пары – пары бензина и растворенные в нефти газы. Для этого нефть из теплообменников 2 подают в предварительный испаритель 3. Предварительный испаритель это вертикальная колонна с тарелками. При движении нефти по тарелкам колонны сверху вниз из нее отделяются пары легкого бензина и по трубопроводу 7 подается в основную ретификационную колонну 8. В нижней части колонны 3 скапливается отбензиненная нефть, которая забирается «горячими» насосам 4 и подавлением 1.6 мпа подается для основного подогрева в змеевик трубчатых печей 5. За счет тепла сжигаемого топлива, нефть в трубчатой печи нагревается до температуры кипения мазута и поступает по линии 6 на ретификацию в основную ретификационную колонну 8. Так как давление в колонне не большое (немного больше атмосферного), то на линии 6 имеется редуктор для снижения давления нефти, выходящей из трубчатой печи, до требуемой величины.
Ретификационная колонна представляет собой высокий вертикальный цилиндрический аппарат старелками. Нижняя часть колонны подогревается перегретым водяным паром, подаваемым по линии 24. Верхняя часть колонны питается бензином, подаваемым по линии 13.
Поступающая в колонну нефть за счет взаимодействия жидкой фазы, движущейся по тарелкам сверху вниз, с паровой фазой, движущейся по колонне снизу вверх, разделяется на нужные фракции. Из верхней части колонны выходит самая легкая фракция – пары бензина в смеси с водяным паром. Эта смесь в шлемовой трубе 9 поступает на конденсацию и охлаждение в конденсатор – холодильник 10. Полученная смесь конденсата (бензин + вода) и неконденсировавшихся продуктов (пары бензина и легкие углеводородные газы) поступают на разделение в газосепаратор 11. В газосепараторе вода отстаивается от бензина и отводится из нижней части аппарата в дренажную канализацию. Бензин из средней части сепаратора забирается насосом 12 и подается на орошение по линии 13 и в резервуар товарной продукции 14. Газовая фаза отводится из верхней части газосепаратора на утилизацию.
Фракция тракторного керосина отводится из колонны 8 в холодильник 16 и в охлажденном виде насосом 15 по линии 17 подается в товарный парк.
Фракция дизельного топлива отводится из колонны 8 в холодильник 19 и, охлажденная, по линии 20 подается в резервуар товарного парка.
Остаток от перегонки нефти – горячий мазут – из нижней части ректификационной колонны 8 прокачивается через подогреватели – теплообменника 2 для подогрева сырой нефти. Затем мазут для окончательного охлаждения проходит холодильник 23 и насосом 22 по линии 21 подается в резервуары с мазутом.
Все аппараты, кроме насосов, расположены на открытых площадках. Насосы размещены в насосной станции. План и продольный разрез установки показан в графической части курсового проекта.