Аміак знаходить широке застосування в діяльності людини, обсяг його виробництва перевищує 150 млн. Т / рік. Аміак - токсична, пожежо- та вибухонебезпечну речовину. Через можливі серйозні матеріальних руйнувань і значних зон токсичного зараження аміачні об'єкти відносять до небезпечних виробничих об'єктів, які підлягають реєстрації в Ростехнадзоре.
Питання забезпечення промислової безпеки таких об'єктів при проектуванні вимагають особливої уваги. Розглянуто питання пожежо-і вибухонебезпечне приміщень і зовнішніх установок, аміачних об'єктів, а також їх захисту від пожеж і вибухів, обумовлені виявленими недоліками в відповідних нормативних документах.
характеристика аміаку
Аміак при атмосферному тиску і температурі вище -33,4 ° С знаходиться в газоподібному стані. Він не має кольору, але має різким характерним запахом нашатирного спирту. Щільність газоподібного аміаку становить 0,823 кг / м3 (легкий газ).
Зріджений аміак - важкогорючі речовини, яке горить тільки при наявності над його поверхнею постійного джерела займання достатньої потужності. При протоці скраплений аміак, набуваючи при атмосферному тиску температуру -33,4 ° С, закипає з миттєвим освітою аерозольного хмари, яка не загоряється від джерела вогню.
Аміак добре розчиняється в воді з виділенням тепла, інтенсифікує випар при розведенні водою. Для зниження забруднення повітряного простору розбавляти і змивати рідкий аміак слід не менше ніж десятикратним кількістю води. Питомий об'ємний електричний опір рідкого аміаку - 0,8 • 105 Ом • м, тому накопичення небезпечних потенціалів статистичного електрики при транспортуванні не спостерігається.
Газоподібний аміак токсичний, за ступенем впливу на організм людини відноситься до 4-го класу небезпеки. Гранично допустима концентрація аміаку в повітрі робочої зони ГДК з = 20 мг / м3, максимально разова концентрація для населених пунктів - 0,2 мг / м3. Поріг сприйняття нюху не перевищує 55 мг / м3. Концентрація аміаку С = 1500 мг / м3 (0,21%) викликає смертельний результат.
Пожежо- і вибухонебезпечність виробничих приміщень і зовнішніх установок
Газоподібний аміак при концентраціях аміачно-повітряної суміші 15-33,6% вибухонебезпечний. Однак він відноситься до слабочувствітельним речовин з низькою здатністю до утворення вибухонебезпечних сумішей і до протікання детонаційного горіння навіть для стехиометрической суміші. Детонационная осередок аміаку - понад 40 см, тоді як у ацетилену, водню, особливо чутливих до утворення вибухонебезпечних сумішей, - менше 1 см. Енергія займання аміаку в сотні разів перевершує енергію займання метану і в тисячі разів - водню.
Швидкість зростання тиску для стехиометрической суміші в замкнутому об'ємі складає 6 МПа / с, що значно нижче, ніж у водню, ацетилену, в 3 рази нижче, ніж у метану. Крім того, для аміаку характерні високий нижній концентраційний межа запалення (НКМЗ) - 15% з вузькою зоною можливого горіння аміачно-повітряної суміші і висока температура займання, при цьому потрібна значна енергія запалювання. Мала питома теплота згоряння (18 688 кДж / кг) і, отже, низька адіабатична температура горіння (+1777 К) не забезпечують самопідтримується навіть дифузійне горіння для стехиометрической суміші. Тому при згорянні необмеженого хмари, тобто на зовнішніх установках, вибухова хвиля не утворюється.
Вибухові явища аміачно-повітряних сумішей в промислових умовах відзначені лише в замкнутих системах при високій температурі і тиску. Всі відомі випадки вибухів відбувалися в замкнутих обсягах, де утворювалися вибухонебезпечні суміші і знаходилося джерело займання не менше 680 мДж з температурою не нижче 650 ° С. Вибухи на виробництві азотної кислоти обумовлені проведенням процесу окислення аміаку на кордоні нижньої межі вибуховості та при температурі близько 800 ° С.
У світовій практиці не зафіксовані вибухи аміачно-повітряних сумішей у відкритому просторі.
Зріджений аміак - це трудногорюча рідина. При аварійних викидах зрідженого аміаку в приміщенні або на відкритому майданчику відбувається його кипіння за рахунок внутрішньої енергії перегріву з утворенням аерозольного хмари парів і крапель, рівних по масі. Краплі і пари з температурою -33,4 ° С охолоджують повітря, конденсируя з нього вологу, роблячи суміш білого кольору щільніше повітря при їх утриманні (16-20%).
Аерозольна хмара активно поглинає вологу атмосферного повітря з утворенням аміачної води. Поверхневий шар хмари стає негорючим, перешкоджає загорянню. Краплі аміаку роблять аерозольна хмара непожаро- і невибухонебезпечним. Це і пояснює відсутність вибухів аміачно-повітряних сумішей на відкритих майданчиках і в приміщеннях.
У той же час трудногорюча рідина зрідженого аміаку з температурою кипіння -33,4 ° С за рахунок тепла підстильної поверхні піддону (грунту) починає випаровуватися. При наявності постійного джерела займання в період її бурхливого випаровування (кипіння) відразу після протоки горіння парів відбувається лише у вигляді періодичних спалахів. У міру зниження інтенсивності теплового потоку від підстильної поверхні піддону кипіння загасає. Із закінченням кипіння рідкого аміаку припиняються і періодичні спалахи. Розрахункові і експериментальні дані показують, що небезпека вибухів парів аміаку в повітрі відсутній. В також підтверджується цей факт.
Виробничі приміщення повинні оснащуватися приточно-витяжною вентиляцією. При роботі з аміаком використовують фільтруючий протигаз марки «М» або «КД». При викидах газоподібного або скрапленого аміаку необхідна постановка водяних завіс на відкритих майданчиках.
Протипожежний захист аміачних приміщень
Аміак - це не тільки горючий, вибухонебезпечний, але ще і токсичний газ. При появі газоподібного аміаку або парів в атмосфері проявляються перш за все його токсичні властивості, а потім при об'ємній частці 15-33,6% - вибухонебезпечні. На аміачних установках, відповідно до, передбачаються автоматичні системи контролю загазованості та оповіщення про аварійні викиди аміаку, які мають два рівня контролю.
У разі досягнення ПД Кр з = 20 мг / м3 (0,0028%) включаються попереджувальна світлова та звукова сигналізація, а також загально обмінна вентиляція.
При ГДК з = 500 мг / м3 і більше включаються аварійна вентиляція, світлова та звукова сигналізація «Аварія», технічні засоби локалізацііаварійной ситуації, відключається аварійний блок, реалізуються заходи щодо ліквідації аварії.
Наявність автоматичної системи контролю за загазованістю дозволяє зафіксувати і оповістити виробничий персонал про виникнення аварійної ситуації, а потім почати її локалізацію на ранній стадії. Отже, дана система починає виконувати функції АУПТ і АУПС вже при перевищенні аміаком. ПДКрз. З огляду на токсичність аміаку, розробка АУПТ і АУПС не буде потрібно.
При закінченні рідкого аміаку під тиском в атмосферу, як зазначалося раніше, утворюється не пожежо-і вибухонебезпечне, а токсична аерозольна хмара. Горіння парів рідкої фази не спостерігається. Через малу нормальної швидкості полум'я аміачно-повітряної суміші, питомої тепловиділення при горінні, яке для Стех-метричної суміші - 2,38 МДж / м3, навіть в момент бурхливого випаровування при підпалюванні спостерігаються нестійкі спалаху. Матиме місце токсичний зараження.
Крім того, у аміаку НКМЗ = 15% (10500мг / м3), що значно перевищує поріг його відчутного роздратування 55 мг / м3. Навіть люди, які не відчувають запаху, відчувають його болючий вплив на слизові оболонки і вологі ділянки шкіри при незначних концентраціях (до 100 мг / м3), які не викликають наслідків після перебування до півтори години. Малі витоку можуть бути негайно виявлені і усунені.