Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние промышленной безопасности на взрывоопасных металлургических объектах и актуальные задачи прогнозирования по следствий взрывов (литературный обзор) 9
1.1. Новые проблемы взрывобезопасности, возникающие в связи с развитием технического прогресса 9
1.2. Законодательные и нормативные основы управления промышленной безопасностью опасных производственных объектов 12
1.3. Характерные особенности взрывоопасных металлургических объектов 21
1.4. Нормативная документация, регламентирующая оценку послед ствий взрыва, и ее использование при выборе проектных и технологиче ских решения в области взрывопредупреждения и взрывозащиты 25
1.5. Методики оценки характеристик пожаровзрывоопасности веществ и материалов и их соответствие специфическим особенностям металлургического производства 30
1.6. Методы прогнозирования энергиии и последствий взрывов, возникающих при взаимодействии расплавов металлов с водой и кислородо-содержащими добавками 37
Краткие выводы по главе 1 44
Глава 2. Статистический анализ причин аварий и травматизма на опасных производственных объектах 45
2.1. Относительная доля пожаров и взрывов в общем числе произ водственных аварий по зарубежным источникам 45
2.2. Классификация причин пожаров и взрывов в промышленности зарубежных государств 50
2.3. Классификация аварий на предприятиях, подведомственных ГГТНРФ 58
Краткие выводы по главе 2 65
Глава 3. Разработка программы расчета температуры и давления го рения взрывов горючих газов и легковоспламеняющихся и горючих жид костей, обращающихся в металлургическом производстве 67
3.1. Математическая интерпретация зависимости константы равновесия химических реакций, происходящих в зоне горения от температуры 67
3.2. Описание алгоритма программы «Fire» 71
3.3. Оценка адекватности разработанной программы и ее использование для разработки методов прогнозирования предельных условий образования взрывоопасных газовоздушных и паровоздушных систем 74
3.3.1. Расчет температур горения взрывоопасных смесей предельного состава и разработка методики определения концентрационных пределов взрываемости 74
3.3.2. Оценка влияния инертных газов на температуры горения паро-газовоздушных смесей в предельных условиях и разработка методики расчета концентрационных пределов распространения пламени смесей, содержащих инертные газы 95
3.3.3. Исследование влияния начальной температуры взрывоопасной смеси на температуру ее горения в предельных условиях и концентрационные пределы распространения пламени 98
3.3.4. Влияние начального давления на температуру горения смесей метана с кислородом на верхнем концентрационном пределе распространения пламени и разработка рекомендаций по составу взрывобезопасных смесей, используемых для вдувания в доменную печь 101
3.4. Расчет состава вредных выбросов в атмосферу при пожарах и взрывах легковоспламеняющихся жидкостей 103
Выводы по главе 3 109
Глава 4. Усовершенствование метода категорирования технологиче ских блоков по взрывоопасности и разработка программного обеспечения необходимых расчетов 110
4.1. Обоснование выбора метода расчета зависимости давления насыщенного пара от температуры ПО
4.2. Расчет скорости испарения многокомпонентных легковоспламеняющихся и горючих жидкостей 112
4.3. Разработка программного обеспечения расчетов, необходимых для проведения категорирования технологических блоков, и разработка рекомендаций по совершенствованию методики категорирования 115
Выводы по главе 4 120
Глава 5. Усовершенствование методов расчетов последствий про мышленных взрывов 123
5.1. Анализ методов расчета давления в ударных волнах в зависимости от энергии взрыва и расстояния от его эпицентра 123
5.2. Проверка адекватности методов расчета параметров ударных волн на основе экспертной оценки последствий аварий 131
5.3. Усовершенствование методов расчета энергии и параметров взрыва жидких металлов при взаимодействии с водой 137
Выводы по главе 5 139
Общие выводы по результатам работы 140
Список использованной литературы 142
Приложения
- Законодательные и нормативные основы управления промышленной безопасностью опасных производственных объектов
- Классификация причин пожаров и взрывов в промышленности зарубежных государств
- Оценка адекватности разработанной программы и ее использование для разработки методов прогнозирования предельных условий образования взрывоопасных газовоздушных и паровоздушных систем
- Разработка программного обеспечения расчетов, необходимых для проведения категорирования технологических блоков, и разработка рекомендаций по совершенствованию методики категорирования
Введение к работе
На металлургических и коксохимических производствах имеются все типы взрывоопасных производственных объектов, перечисленных в Законе о промышленной безопасности опасных производственных объектов. Наиболее часто возникают пожары и взрывы горючих газов и паров легковоспламеняющихся жидкостей, прогнозирование условий возникновения которых затруднено в связи с тем, что зачастую на предприятиях обращаются многокомпонентные составы, содержащие горючие и инертные компоненты, а также использованием взрывоопасных смесей при повышенных температурах и давлениях, влияющих на предельные условия образования взрывоопасных смесей.
Анализ состояния нормативно-технической документации на опасных производственных объектах показывает, что требования стандартов и норм, регламентирующих требования взрывобезопасности выполняются не в полной мере, что объясняется как отдельными недоработками и противоречиями в действующих нормативах, так и трудоемкостью регламентированных ими методов расчета условий образования предельных взрывоопасных смесей и параметров взрыва.
Целью настоящей работы является усовершенствование методик расчета предельных составов взрывоопасных смесей и параметров взрыва, а также программного обеспечения проведения расчетов, необходимых для категорирования взрывоопасных объектов в соответствии с действующими нормативами и обоснования выбора технологических и проектных решений по обеспечению взрывобезопасности.
Основные задачи, которые решались в настоящей работе в соответствии с ее целью перечислены ниже:
- статистический анализ причин взрывов и пожаров на опасных производственных объектах и выявление наиболее взрывоопасных произ-
водств, обращающихся на них материалов и обстоятельств, чаще всего приводящих к возникновению взрывов;
анализ действующих нормативных документов в области взрыво-опасности, выявление уровня выполнения их требований на металлургическом и коксохимическом производствах и разработка рекомендаций по усовершенствованию методов прогнозирования условий и последствий возникновения взрывов;
усовершенствование методики расчета составов предельных газовоздушных взрывоопасных смесей и влияние на них температуры газов и содержания инертных примесей;
анализ и корректировка методов расчета давления во фронте воздушной ударной волны в зависимости от энергии взрыва и расстояния от его эпицентра и границ зон разрушений определенного уровня;
разработка программного обеспечения категорирования наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности и технологических блоков по взрывоопасности;
разработка методики расчета энергии и параметров взрыва при взаимодействии расплавов легких сплавов с водой.
Научная новизна полученных в работе результатов заключается в следующем:
На основе результатов расчетов адиабатической температуры горения более ста взрывоопасных смесей предельного состава доказано постоянство температуры горения предельных смесей паров органических жидкостей с воздухом и определены средние значения этих температур.
Разработана методика расчета предельных составов парогазовоз-душных смесей и влияния на него температуры смеси и содержания в ней инертных газов с использованием среднего значения адиабатической температуры горения.
Разработана методика и программы расчета количества и состава пара в зависимости от времени испарения многокомпонентных жидкостей.
Разработана методика расчета давления во фронте ударных волн с использованием формул, применяющихся для расчета зон разрушения при взрывах.
Разработана методика расчета энергии и параметров взрывов при взаимодействии многокомпонентных легких сплавов с водой.
Практическая ценность полученных результатов заключается в том, что разработанные методики обеспечивают возможность прогнозирования условий возникновения и последствий взрывов на опасных металлургических и коксохимических объектах, на которых обращаются горючие жидкости и газы, а также расплавы металлов. Разработаны рекомендации по усовершенствованию расчетных методов, используемых при категорировании наружных установок и технологических блоков по взры-воопасности, а также программное обеспечение этих расчетов. Обоснованы безопасные составы смесей метана с кислородом, предназначенных для вдувания в доменную печь.
Апробация работы и публикации. Результаты работы доложены на международном семинаре «Промышленная безопасность коксохимического производства» (Москва, РХТУ им. Д.И.Менделеева, 2003 г.) и на VII международной научно-практической конференции «Проблемы промышленной безопасности и охраны труда в металлургии» (Москва, МИСиС, 2003 г.). Основные результаты работы опубликованы в 4 статьях / 1 — 4 /.
Законодательные и нормативные основы управления промышленной безопасностью опасных производственных объектов
Реакция промышленно развитых стран на проявление перечисленных факторов, повышающих вероятность возникновения аварий на взрывоопасных производствах заключалась в разработке международных доктрин и национального законодательства, определяющих общепризнанные требования безопасности, в создании новых систем управления промышленной безопасностью, деятельность которых регламентируется международными стандартами и оценивается независимым аудитом и сертификацией.
В нашей стране эта работа началась со значительным запозданием. В значительной мере ее интенсификации способствовала разработка и реализация Закона о промышленной безопасности опасных производственных объектов 111. Следует отметить, что из 11 видов таких объектов, перечисленных в законе, 6 относятся к взрывоопасным, что иллюстрирует таблица 1. Существенным отличием отечественного законодательства по промышленной безопасности от соответствующих норм промышленных стран является объединение в группу опасных объектов всех тех из них, которые подведомственны ГТТН РФ. Поэтому наряду с взрывоопасными и химическими опасными объектами сюда попали, например, грузоподъемные машины и механизмы. Возможно, это и удобно для организации работы надзорных органов. Однако, создание общих методик оценки рисков, экспертизы оборудования и проектов для столь разнородных процессов с нашей точки зрения может затруднить учет влияния их специфики. Таблица 1
В таблице 2 воспроизведены требования Закона о промышленной безопасности к объектам, для которых необходимо составление Декларации о промышленной безопасности. Эта таблица приведена в литературном обзоре исключительно для того, чтобы подчеркнуть насколько по существующим представлениям увеличивается опасность проведения работ с горючими жидкостями, если они вовлекаются в технологический процесс или транспортируются по трубопроводам. Действительно составление декларации в случае складов с горючими жидкостями необходимо в том случае, если их количество превышает 50000 т, а в том случае, когда они участвуют в технологическом процессе или транспортируются по трубопроводу уже при массе 200 т.
В настоящее время, когда немалая часть промышленных предприятий России находится в состоянии финансово-промышленного кризиса, актуальнейшей задачей является всемерное оживление производства. В этой связи некоторым может казаться несвоевременной поднимаемая проблема улучшения условий труда для сохранения здоровья работающих.
На самом деле эта проблема более чем актуальна, ибо речь идет о том, как с помощью мер по снижению опасных и вредных факторов и улучшения производственной среды сэкономить средства, соизмеримые с крупными статьями бюджетных расходов. К тому же нельзя сбрасывать со счетов социальные факторы, поскольку их сердцевиной является человек на производстве. Нынешнее состояние охраны труда наносит России очень серьезный экономический и социальный урон.
Вещества, представляющие опасность для окружающей природной среды 200 думает о здоровье работников: его прибыль тем больше, чем безжалостнее эксплуатация наемного труда. Несмотря на то, что законотворчество в сфере охраны труда осуществляется с учетом современных тенденций и в целом соответствует требованиям Конвенции N 155 Международной организации труда, которая посвящена вопросам государственной политики в сфере управления охраной труда, приходится констатировать, что нормативные акты, действующие в сфере охраны труда, подчас носят декларативный характер и далеко не всегда обеспечивается претворение их в жизнь. Это проявляется, например, и в том, что государство не финансирует принятые им самим программы улучшения условий труда.
В нашей стране до последнего времени не было четкого определения понятия "опасный производственный объект" и разделения между областями промышленной безопасности и охраны труда. Хотя было ясно, что опасные производственные объекты требуют наиболее пристального внимания со стороны администрации и надзорных органов. В зарубежных странах уже довольно давно были приняты специальные законодательные нормативные акты по ПБ. Закон о промышленной безопасности определил основные требования промышленной безопаснос лицензирование видов деятельности в области ПБ; сертификация технических устройств, применяемых на опасных производственных объектах; - особые требования промышленной безопасности к проектирова нию, строительству и приему в эксплуатацию опасных производственных объектов; требования ПБ по готовности к действиям по локализации и ликвидации последствий аварий на этих объектах; производственный контроль за соблюдением требований ПБ; техническое расследование причин аварий; экспертиза ПБ; разработка декларации ПБ; - обязательное страхование ответственности за причинение вреда при эксплуатации опасного производственного объекта.ти, к числу которых относятся: государственная регистрация опасных производственных объектов в государственном регистре.
Основной целью создания СУПБ промышленных предприятий является обеспечение защищенности жизненно важных интересов личности и общества от аварий на опасных производственных объектах и последствий этих аварий, то есть реализация положений Закона о промышленной безопасности опасных производственных объектов.
Нормативно - правовой базой её создания и функционирования являются Законы РФ по вопросам охраны труда и промышленной безопасности, постановления правительства РФ и нормативные акты, разработанные надзорными и другими уполномоченными государственными органами и утвержденные в установленном порядке.
Для обеспечения использования международной практики создания систем управления охраной труда в России разработан и принят ГОСТ Р 12.0.006, который гармонизирован с международными документами OHSAS 18001:1999 / 10 / и ILO-OSH 2001 / И /. Этот российский стандарт регламентирует элементы системы управления охраной труда, включая общие требования к системе управления, политике организации в области охраны труда, требования к планированию работ по охране труда в организации; положения по внедрению и обеспечению функционирования системы управления охраной труда, контроль и мониторинг, принятие предупреждающих и корректирующих действий, обеспечения непрерывного совершенствования системы. Требования стандарта можно применить к организациям всех типов и размеров, независимо от конкретного сектора экономики.
Введение этого стандарта, отвечающего по структуре международным нормативным документам по системам управления охраной здоровья и безопасностью персонала, но направленного прежде всего на решение вопросов охраны труда и не учитывающего в полной мере требования промышленной безопасности опасных производственных объектов, сделало тем более настоятельно необходимым разработку Положения об организации систем управления промышленной безопасностью.
Классификация причин пожаров и взрывов в промышленности зарубежных государств
Анализ полученного материала показывает, что число аварий с 2000 по 2002 г выросло в 1,5 раза, причем пропорционально росла и доля в нем аварий на взрывопожароопасных объектах, которое составляло 60 - 70 %. Данные о количестве пожаров и взрывов различных типов взрывопожароопасных систем приведены в таблицах А.7 - А. 12. и в таблицах 9 — 10. Наиболее часто во взрывах участвовали горючие жидкости, за ними следуют горючие газы и пыли. В таблицах А. 13 -А. 18 и в таблице 11 проанализированы основные причины возникновения загораний, приведших к пожарам или взрывам. На первом месте среди этих причин находятся неполадки в оборудовании, за ними следуют транспортные аварии и неправильное проведение сварочных работ.
В данном разделе работы проведем обзор и анализ причин и последствий аварий, возникших на предприятиях подконтрольных Госгортехнадзору России, начиная с 1998 года. На этих предприятиях наблюдается высокий уровень травматизма / 13 /. Исходные данные для проводимого анализа данные почерпнуты из рубрики «Аварии года» журнала «Безопасность труда в промышленности». Для удобства проведения анализа данные представлены в виде таблиц. Таблицы 13-14 содержат общие характеристики произошедших аварий за весь рассмотренный период 1998-2002 гг. В приложении Б приведены таблицы Б.1 — Б. 12, отражающие статистику произошедших инцидентов и причины их возникновения по годам. По данным, приведенным в таблицах 6-8, построена диаграмма, представленная на рис. 5 - 6 и отражающая динамику изменения показателей.
Сравнение количества аварий, отраженных в разделе «Аварии года» журнала «Безопасность труда в промышленности», с числом аварий, приведенном в отчетах ОАО «Промтехбезопасность» показывает, что в журнале нашли отражение сведения далеко не обо всех авариях, однако даже на основе анализа выборочных статистических данных можно составить общее представление о положении в промышленности. Это тем более важно, что в данных ОАО «Промтехбезопасность» не выделены аварии, связанные с пожарами и взрывами. Из таблиц и диаграмм следует, что число аварий в 1999-2002 гг. остается приблизительно на одинаковом уровне. Одинакова и доля в них пожаров и взрывов, которая так же, как и на зарубежных предприятиях, довольно высока и составляет около 50 %. Общее число погибших и пострадавших в эти годы имело тенденцию к возрастанию, причем примерно половина их них составляли погибшие при пожарах и взрывах.
Таким образом, анализ причин производственного травматизма в России свидетельствует об ослаблении внимания работодателей к реконструкции и модернизации производства, соблюдению сроков проведения ремонта и замены устаревшего оборудования, применению надежных систем предупреждения и локализации аварий, учёту требований норм и правил охраны труда при проектировании оборудования и технологических процессов. Краткие выводы по главе 2 1. Проведена статистическая обработка сведений о 3000 аварий, произошедших на зарубежных предприятиях, описанных на интернетовском сайте www. Industrial Fire World, com, а также об авариях, произошедших на объектах, подведомственных ПТН РФ, которые описаны в отчетах ОАО «Промтехбезопасность» и в обзорных материалах «Аварии года», публикуемых в журнале «Безопасность труда на производстве». 2. Анализ сведений об авариях на зарубежных предприятиях показывает, что их число возросло за период с 2000 по 2002 гг. приблизительно в 1,5 раза, причем доля в их числе аварий на пожаровзрывоопасных объектах составляла около 60-70%. Наибольшее число пожаров и взрывов произошло в химической промышленности и промышленности товаров народного потребления, за ними следует металлургия, количество пожаров и взрывов в которой приблизительно в 4-5 раз меньше, чем в химии. Наиболее часто во взрывах участвовали горючие жидкости, за ними следуют газы и пыли. Основными причинами возникновения пожаров и взрывов являются неполадки в оборудовании, транспортные аварии и сварочные работы. 3. Число аварий на металлургических предприятиях, подведомственных ГГТН РФ, за период с 1995 по 2000 год оставалось приблизительно на одном уровне и было значительно меньше, чем число аварий на объектах угольной, химической и горнорудной промышленности. Однако уровень смертельного травматизма в металлургии довольно высок, количество травмированных при авариях приблизительно такое же, как в химической промышленности, а коэффициент удельного травматизма, представляющий отношение числа смертельных случаев к числу аварий, является наибольшим по сравнению со всеми другими отраслями промышленности. 4. Сведения об авариях, публикуемые в рубрике «Аварии года» журнала «Безопасность труда в промышленности» не отражают все происшествия и не содержат данных об аварийности в металлургии. Однако, можно пока зать, что доля аварий связанных с пожарами и взрывами в отечественной промышленности почти также высока, как и на зарубежных предприятиях.
Оценка адекватности разработанной программы и ее использование для разработки методов прогнозирования предельных условий образования взрывоопасных газовоздушных и паровоздушных систем
Важнейшими параметрами горения и взрыва являются температуры горения и взрыва и давление взрыва. Обычно для их расчета пользуются программами термодинамических расчетов, наиболее полной и известной из которых является программа Real.
Однако, использование этой программы для проведения расчетов в области пожаровзрывобезопасности связана с целым рядом неудобств, важнейшими из которых являются следующие: 1. В программу невозможно непосредственно ввести состав смеси в объемных процентах и поэтому необходим дополнительный пересчет на массовые доли компонентов. 2. Графическое обеспечение программы рассчитано только на построение зависимостей параметров состояния или состава продуктов взрыва от содержания конечных продуктов реакции, а возможность определения влияния на эти значения начальной концентрации компонентов в смеси отсутствует. 3. В программе считается, что начальный объем исходного вещества близок к 0, что пригодно только для конденсированных составов.
Разработка новой программы, свободной от этих недостатков потребовало введение в нее математических выражений, наиболее точно описывающих зависимость констант равновесия основных реакций, идущих в зоне горения от температуры. В литературе используются зависимости, выражаемые уравнениями типа: Кр(Т) = \0 т Проведенный нами анализ показал, что такие зависимости точно соответствуют экспериментальным данным только в узком диапазоне температур. Нами предложено использовать для математической интерпретации этой зависимости уравнение типа: Кр(Т) = \0 с+т Как видно из рис. 6 и 7, такая зависимость в большей степени соответствует экспериментальным данным. Зависимость констант равновесия реакции доменного газа от температуры При анализе результатов, приведенных в таблицах 17 и 18 было обращено внимание на очень близкие значения адиабатических температур горения смесей паров различных органических жидкостей с воздухом на НКПР и ВКПР. В отношении нижнего концентрационного предела взры-ваемости на этот факт впервые обращено внимание в работе / 97 /. К такому же выводу пришли авторы работ /98-99 /.
В работах / 100 - 101 -/ этот факт объяснен двухстадийным характером горения органических жидкостей. На первой стадии образуется оксид углерода, а затем происходит сгорание его смеси с воздухом и водой, состав которой близок для различных соединений.
В таблице 19 приведены средние значения температур горения на НКПР и ВКПР для нескольких десятков жидкостей различного состава и показано, что обнаруженные значения отклонений этих температур находятся в пределах ошибки опыта при экспериментальных измерениях значений НКПР и ВКПР.
Это обстоятельство было использовано при разработке программы расчетов НКПР и ВКПР жидкостей и газов и их смесей. При расчете НКПР предполагалось, что сгорает смесь стехиометрического состава. Часть выделившейся при этом теплоты тратится на нагревание продуктов горения до температуры, соответствующей среднему значению адиабатической температуры горения, а избыточное тепло идет на нагревание до этой температуры воздуха, не участвующего в реакции. Расчеты НКПР в этом предположении дали очень хорошее схождение с экспериментальными результатами.
При использовании подобной модели для расчета ВКПР (в этом случае избыточное тепло должно пойти на разогрев не реагирующего газа и пара) получались результаты значительно отличающиеся от экспериментальных. Как видно из таблицы 19 адиабатическая температура на ВКПР значительно ниже ее значения на ВКПР. В этой связи было предположено, что для органических жидкостей сначала сгорает стехиометрическая смесь при той же температуре, что и на НКПР, а затем уже происходит установление равновесия продуктов горения. Новый вариант программы был составлен в предположении равенства температур на НКПР и ВКПР.
При расчете НКПР предполагалось, что в зоне горения сгорает смесь стехиометрического состава и избыточное тепло ее горения, т.е. разница между теплотой реакции и количеством тепла, необходимым для разогрева ее продуктов до среднего расчетного значения адиабатической температуры горения на НКПР, идет на разогрев избытка воздуха. Среднее относительное отклонение НКПР для ста жидкостей и газов, рассчитанных таким образом, от экспериментального значения составляет 3,2%. Приведенный в ГОСТ 12.1.044 сугубо эмпирический метод расчета этого параметра дает отклонение 3,8%.
Использование среднего значения адиабатической температуры горения для расчета ВКПР теоретически было трудно обосновать, т.к. было неясно, почему адиабатическая температура на НКПР гораздо выше, чем на ВКПР. Действительно, расчет, проведенный в предположении, что избыточная теплота реакции расходуется на разложение избытка горючего газа и нагревание его до этой температуры, дал значительно завышенные значения ВКПР для всех органических соединений.
Разработка программного обеспечения расчетов, необходимых для проведения категорирования технологических блоков, и разработка рекомендаций по совершенствованию методики категорирования
Для определения количества вещества, принимающего участие во взрыве, необходимо знать зависимость давления пара от температуры. В ОПБВХП предложено с этой целью использовать упрощенное уравнение Клапейронв — Клаузиуса. Это вызывает определенные затруднения, т. к. необходимо знать теплоту испарения жидкости. В справочниках имеется только значение теплоты кипения. Теплота испарения зависит от температуры и эти зависимости для большинства жидкостей не изучены. Кроме того, такой подход противоречит ГОСТ 12.1.049-89, который рекомендует использовать уравнение Антуана.
Расчет количества пара многокомпонентных жидкостей, принимающих участие во взрыве по методикам НПБ 105-03 и ОПВБХП практически невозможен, т.к. в них даются уравнения только для определения скорости испарения однокомпонентных материалов. В настоящей работе разработана методика и программа расчетов количества испарившейся смеси и содержания в паре отдельных компонентов.
При разработке программы расчета предполагалось, что в течение малого промежутка времени состав жидкой фазы не меняется. Рассчитывалось количество образовавшегося пара каждого компонента, определялся измененный состав жидкой фазы, затем цикл расчетов повторялся до истечения заданного времени испарения. Продолжительность промежутка времени испарения с постоянной скоростью в программе принят равным 1 с. Было показано, что уменьшение продолжительности этого промежутка в 10 раз практически не влияет на результаты расчета, которые изменяются только в четвертом знаке после запятой. На рис. 17 и 18 приведен пример расчета количества испаренного вещества для индивидуальных веществ и смесей различного состава. Результаты расчетов необходимы не только для определения массы вещества, принимающего участие во взрыве, но и для оценки параметров воспламеняемости и энергии горения и взрыва паровой фазы.
Категорию взрывоопасности в соответствии с ПБ 09-170-03 /27/ следует принимать на одну выше, если имеющиеся в блоке вещества относятся к 1 или 2 классу опасности или обладают механизмом остронаправленного действия, что характерно для целого ряда веществ, обращающихся на коксохимическом производстве. Так, согласно ГОСТ 12.1.005-88 /29/ бензол относится ко 2 классу опасности, оксид углерода обладает механизмом остронаправленного действия на организм. Следовательно, целый ряд технологических блоков коксохимического производства, в которых обращаются эти вещества, должен быть отнесен ко второй категории взрывоопасности.
Емкости технологического блока улавливания химических продуктов из коксового газа при модели аварии с неограниченным разливом легковоспламеняющихся жидкостей могут быть отнесены с учетом токсичности продуктов к первой категории взрывоопасности.
При отнесении технологических блоков к I и II категориям взрывоопасности предъявляются дополнительные требования в отношении обеспечения взрывобезопасности технологических процессов. Это относится в частности к порядку обучения персонала, исключению несанкционированного вмешательства в технологический процесс, подаче инертных сред, системам протйвоаварийной защиты объектов, системам контроля, обеспечения энергетической устойчивости технологических систем, предупреждению выбросов горючих веществ в окружающую среду, мерам взрывопре-дупреждения, применению методов неразрушающего контроля, порядку демонтажа оборудования. В настоящее время эти требования на металлур гических объектах не выполняются, причем не только в связи с очевидными сложностями технического характера.
Применение некоторых положений Общих правил безопасности в металлургии связано и с трудностями организационного и методического характера. Количество взрывоопасных материалов на взрывоопасных металлургических объектах, кроме указанных выше объектов коксохимического производства, относительно невелико по сравнению с предприятиями химической и нефтехимической промышленности. Однако, в ОГТВБХП не указано минимальное количество вещества на объекте, начиная с которого на него распространяется действие этих правил. При относительно небольших количествах токсичных взрывоопасных материалах, обращающихся в технологических блоках третьей категории взрывоопасности, вызывает сомнение необходимость их отнесения к высшим категориям взрывоопасности. В этом случае также следовало бы указать минимальное количество вещества, начиная с которого необходимо повышение категории.
Можно отметить и некоторые методические недостатки в ОПВБХП. Так расчет парциального давления пара ЛВЖ, от которого зависит масса испаренного вещества, образующая взрывоопасную среду, предлагается производить с использованием упрощенного варианта уравнения Клапей-рона-Клаузиуса. Использование этого варианта расчета, пригодного только для узкого диапазона температур приводит к существенному (на 25 - 50%) завышению количества испаренного вещества по сравнению с расчетом по уравнению Антуана, регламентированному ГОСТ 12.1.044-89 и НПБ 105-03.
Методика расчета радиусов зон разрушения по ОПБХП также значительно отличается от использованной в других нормативных документах. Обычно степень разрушения определяется по давлению в ударной волне, рассчитываемому по степенным уравнениям, приведенным в предыдущем пункте. В общих правилах же рекомендуется использование методики расчета зон разрушения, разработанной в Англии на основе анализа разруше 117
ний при взрывах мощных авиационных бомб. Математическая обработка этого уравнения позволяет представить его в виде серии полиномов для различных тротиловых эквивалентов взрыва и сравнить результаты расчета с полученными по другим методикам.
В ОГТВБХП отсутствует методика определения энергетических потенциалов объектов, на которых обращаются дисперсные горючие материалы, характерные для металлургических производств. Явно в недостаточной мере изложены требования взрывобезопасности при приготовлении и использовании порошков металлов. Полностью отсутствует упоминание о таких распространенных в металлургии причинах взрыва как взаимодействие жидкого металла с водой. При расчете энергетических потенциалов технологических блоков, на которых обращаются ЛВЖ, не учитывается возможность диспергирования жидкости при взрыве парогазовой фазы внутри оборудования. Между тем анализ последствий взрывов на КП показывает, что в этом случае возможно увеличение энергии взрыва в несколько раз.
Полный перечень недостатков ОПВБХПХП приведен таблице 25. Их анализ показывает, что для обеспечения взрывобезопасности на опасных производственных объектах металлургического производства необходима разработка Общих правил взрывобезопасности в металлургии, учитывающих специфику таких объектов.
