Анализ возможных источников зажигания

Наличие горючей среды внутри технологического оборудования, в помещениях или на открытых технологических площадках не является достаточным условием для возникновения горения. Для возникновения горения также необходимо такое условие, как наличие источника зажигания. Под внешним источником зажигания понимается любое нагретое тело, обладающее запасом энергии, температурой и временем воздействия, достаточным для воспламенения горючей среды. Из этого следует, что не каждое нагретое тело способно воспламенить горючую смесь. В общем случае при оценке воспламеняющей способности внешнего источника теплоты необходимо исходить из следующих положений:

1. Температура источника теплоты должна быть не менее температуры зажигания, необходимой для инициирования реакции между горючим веществом и окислителем.

2. Количество энергии, заключенное в источнике теплоты, должно быть больше или равно минимальной энергии зажигания этой смеси.

3. Время теплового воздействия внешнего источника теплоты на горючую смесь должно быть не менее времени, необходимого для развития реакции с формированием фронта пламени, способного к дальнейшему самопроизвольному распространению.

Если хотя бы одно из указанных условий не выполняется, то источник теплоты не обладает воспламеняющей способностью и, следовательно, не является источником зажигания.

При проведении технологического процесса могут появляться источники теплоты непосредственно связанные с процессом, а также источники теплоты, появление которых не связано с нормальным функционированием производства.

При ремонте и эксплуатации технологического оборудования имеет место высечение искр при использовании искрящего инструмента. Размеры искр удара и трения, которые представляет собой раскаленную до свечения частичку металла, обычно не превышающую размера 0,5 мм, а их температура находится в пределах температуры плавления металла. Температура искр, образующихся при соударении металла, способных вступить в химическое взаимодействие друг с другом с выделением значительного количества тепла, и может превышать температуру плавления.

Определим расчетом количество теплоты, отдаваемое каплей металла при искрении пролитого нефтепродукта, на которое она упала:

(2.4.1)

где W – количество теплоты, Дж;

V_к – объем капли, м³;

ρ – плотность металла кг/м³;

l_t – удельная теплоемкость металла при температуре 0,5 (t_п+t_св), Дж/кгК;

t_св – температура самовоспламенения бензина, ^оС.

(2.4.2)

где d_к – диаметр капли, м.

(2.4.3)

(2.4.4)

Из приведенного расчета можно сделать вывод, что энергии данной искры будет недостаточно для воспламенения бензина с большой энергией зажигания:

(2.4.5)

Расчет температуры подшипника

Наиболее опасными по возможности перегрева являются подшипники скольжения сильно нагруженных и высокооборотных валов. К увеличению сил трения, а, следовательно, и количество выделяющегося тепла могут привести нарушение качества смазки рабочих поверхностей, загрязнения, перекосы, перегрузка двигателя насосов и чрезмерная затяжка подшипников.

Рассчитаем температуру подшипника по перекачки бензиновых фракций с подшипниками, диаметр вала 0,06 м. Коэффициент теплообмена между поверхностью подшипника и средой 200 Вт/м²К, температура окружающей среды 25^оС, коэффициент трения 0,15, число оборотов вала 3000 1/мин сила действующая на подшипник 3000 Н, поверхность подшипника 0,08 м²

Определим мощность сил трения:

(2.4.6)

где f – коэффициент трения;

N – радиальная сила, действующая на подшипник, Н;

d – диаметр шейки вала, м;

n – число оборотов вала, 1/мин.

(2.4.7)

Определим максимальную температуру корпуса подшипника:

(2.4.8)

где Т_п – максимальная температура подшипника, К;

Т_в – температура окружающей среды, К;

α – коэффициент теплообмена между поверхностью подшипника и средой,

Вт/м^2.К;

F – поверхность корпуса подшипника, м².

(2.4.9)

На основании проведенного расчета делаем вывод, что температура подшипника 380⁰С превышает температуру самовоспламенения бензина 300⁰Сследовательно при попадании бензина на поверхность подшипника произойдет его воспламенение. Для исключения перегрева подшипников необходимо осуществлять постоянный контроль установкой термопар с выводом на пульт управления.