Управление предупреждением чрезвычайных ситуаций в аммиачно-компрессорном цеху ОАО "Спартак" г. Гомель

Схема предусматривает две независимые линии отбора и распределения хлора. В состав каждой линии входит комплект двух весов WG1 и WG2 (один комплект весов на один контейнер), система автоматического обмена контейнеров С101 и А101, компенсационная камера С102, испаритель с контрольной панелью С103 и А103, редукционный клапан Y100, редукционно-вакуумный узел С104 и узел хлораторов Х101 и Х102.

В нормальном рабочем режиме установки используется лишь одна линия из двух. Другая линия является резервной. Благодаря добавочным соединяющим трубопроводам обе линии сопряжены с собой. Например: возможен отбор хлора из одной линии - из системы обмена контейнеров С101 и его направление на другую линию - в испаритель С103А.

Такой режим работы обеспечивает надёжную и непрерывную работу хлораторной. В случае аварии, замены или ремонта какого-либо узла одной линии – в работу включается другая линия.

Исходя из нашего опыта и мировых технологических решений в области строительства хлорного оборудования на водонапорных станциях большого стратегического значения (поставка воды населению) – всегда строятся, по крайней мере, две независимые линии распределения хлора. Самые ответственные узлы установки обычно дублируются.

Ниже подробно описана работа хлорной установки. Описание касается лишь одной линии отбора хлора – другая линия работает по аналогичному принципу. Символика обозначений соответствует схеме.

Используемый для дезинфекции хлор поставляется в контейнерах ёмкостью нетто 1000 кг. Два контейнера с хлором ставятся на весах WG1 и WG2. Показатель электронного измерителя весов считывает вес брутто. Каждый контейнер сопряжен с коллектором автоматической системы обмена контейнеров С101. Открываются шаровые клапаны Z101 и Z102, устанавливается уровень давления на контактном манометре PI1 и открываются клапаны на контейнерах (отбор жидкой фазы). Переключение контейнеров (выбор рабочего контейнера на весах WG1) происходит с помощью контрольной панели А101. Открывается клапан с приводом Y101 и хлор транспортируется в установку. Отсек пустого контейнера и открытие линии из полной контейнера происходит автоматически (на весах WG2). Клапан Z101 закрывается и открывается клапан Z102. После этого жидкий хлор из системы С101 транспортируется в бак испарителя С103. Перед испарителем находится компенсационная камера С102 с пластиной безопасности PI2. В случае неожиданного роста давления хлора свыше 14 бар происходит разрыв пластины безопасности РВ. Находящийся в трубопроводе газовый хлор расширяется в камере С102. Одновременно из манометра PI2 к контрольной панели А103 передаётся сигнал. Установка автоматически выключается. Клапаны Y101, Y102, Y110 закрываются. Сигнализируется авария.

Жидкий хлор по стальному трубопроводу поступает в вакуумный бак испарителя С103. Бак этот обогревается в водяной ванне при температуре ок. 700С. В испарителе происходит превращение жидкой фазы хлора в газовую. Испаритель оборудован датчиками температуры и датчиками уровня воды. В случае снижения уровня воды в водяной ванне, срабатывает система автоматической подпитки воды – включается электромагнитный клапан Y202. На выходе испарителя установлен контактный манометр PI3, который при неожиданном росте давления хлора передаёт сигнал к контрольной панели А103. Выпаренный газовый хлор транспортируется через фильтр хлора FCL1. За фильтром находится манометр PI4. Если фильтр очищен, его показатели должны соответствовать показателям манометра PI3. Перепад давления сигнализирует о загрязнённости фильтра. В этом случае в работу включается другая линия, а первую выключается и производится чистка фильтра. При переключении линий можно воспользоваться клапаном ZAB, сопряжённого с обеими линиями. После выключения испарителя С103 и закрытия клапана Z104 хлор направляем в другую, приготовленную к работе, линию. В этом случае нет необходимости использовать систему С101А. Клапан Z103A находится в закрытом положении. В работу включена система соединений: С101, С102, С103А, С104А. После очистки фильтра FCL1 опять включаем его в рабочий режим. За фильтром находится редукционный клапан Y100, который одновременно исполняет роль запорного клапана. Этот клапан регулирует давление хлора, транспортируемого в узел регуляции вакуума С104. Узел регуляции вакуума представляет собой систему клапанов, собранных на одной панели - воздухоотводящего клапана Z109 и клапана безопасности вакуума Z108. До входа в вакуумный затвор Z107 трубопровод исполнен из углеродистой стали, а после него материалом исполнения является пластмасса. Трубопроводы, транспортирующие газовый хлор, исполнены из ПВХ-С. Этот материал более благотворно воздействует на газовый хлор. Трубопроводы из ПВХ-С тянутся до инжекторов. Остальные трубопроводы на хлорированную и чистую воду исполнены из ПВХ-U.

Из вакуумной системы С104 хлор распределяется коллектором в отдельные хлораторы. В хлораторах Х101 до Х104 производится вступительная дезинфекция с ручной регулировкой производительности. Каждый хлоратор оборудован инжекторами J1 – J4 и узлом запорных и возвратных клапанов. Хлораторы питаются водой из насосов Р1, Р2, Р3. Резервный хлоратор Х104 при помощи клапанов Z413, Z414 или Z415 может сотрудничать с любой линией дозировки.

Хлораторы Х105, Х106, Х107 используются в заключительном процессе дезинфекции. Кроме ручной регулировки производительности имеют также и автоматическую регулировку. В связи с этим каждый хлоратор оборудован позиционером и регулятором типа PCU для автоматической регулировки производительности. Сигнал об этом исходит из датчиков А110, А111. Эти хлораторы оборудованы аналогично как хлораторы вступительной дезинфекции, т.е. насосами, инжекторами и узлами клапанов. Хлоратор Х107 является резервным и может работать вместо хлораторов Х105 или Х106.

В оборудовании минимизировано количество резьбовых, фланцевых и сварных соединений, чтобы предотвратить возможность потери плотности соединений и не допустить к утечке хлора.

3. Анализ технических решений, направленных на обеспечение техногенной безопасности

3.1 Решения, направленные на предупреждение развития промышленных аварий и локализацию выбросов опасных веществ

Для уменьшения риска аварий на объекте предусмотрены следующие меры:

·                   основное оборудование, в котором находится хлор (контейнеры) размещается в заглубленный на 1,5 м приямок для хранения контейнеров, где они размещаются на подставках;

·                   резервуар с нейтрализующим раствором для погружения в него аварийного контейнера; в качестве нейтрализующего раствора принят 10% раствор кальцинированной соды;

·                   приточно-вытяжная вентиляция, рабочая – 6 крат; аварийная – 12 крат; выброс воздуха из склада хлора в рабочем режиме через отдельно стоящую вытяжную трубу высотой 15 м с факельным выбросом, при аварийном режиме – с предварительной очисткой в скрубберах;

·                   санитарные колоны (скрубберы) с насадкой из колец Рашига и орошением нейтрализующим раствором;

·                   водяная завеса внутри складов и по периметру глухого ограждения;

·                   обваловка глухого ограждения;

·                   глухая несгораемая стена между складом хлора и остальными бытовыми и вспомогательными помещениями;

·                   сигнализаторы хлора внутри помещений по территории хлорного хозяйства;

·                   в складах хлора и хлораторной два выхода с противоположных сторон с открыванием дверей по ходу эвакуации;

·                   включение освещения снаружи склада; освещение рабочее, аварийное на напряжение 220 В, при ремонте – на 12 В;

·                   световая на входе в аварийное помещение и звуковая сигнализация;

·                   эвакуационные выходы из всех вспомогательных помещений;

·                   по периметру ограждения за территорией хлорного хозяйства дополнительные пожарные гидранты для возможностей подключения переносных распылителей и создания дополнительной защитной водяной завесы;

·                   спецодежда, спецобувь и средства индивидуальной защиты;

·                   связь.

Помещения проектируемого и реконструируемого складов хлора оборудуются системой поглощения хлора и водяной завесой для ограничения распространения хлорного облака за пределы здания. Все эти системы включаются в работу при аварийном режиме работы склада хлора. Система поглощения хлора состоит из резервуара нейтрализующего раствора, объединенного с емкостью этого же раствора под скрубберами, орошаемых скрубберов, насосов, перекачивающих нейтрализующий раствор из резервуара в верхнюю зону санитарной колонны.

Проектом предусматривается два режима работы хлораторной, переоборудованной под склад: рабочий режим и аварийный режим.

В рабочем режиме выполнено:

- контроль давления на напорных трубопроводах насосов нейтрализующего раствора;

- поддержание температуры приточного воздуха и защита калорифера от замораживания;

- управление рабочими приточно-вытяжными системами по месту и со щита управления в операторской;

- АВР рабочих вытяжных вентиляторов.

При превышении предельно допустимой концентрации хлора в складе (аварийная ситуация) предусмотрено 2 режима управления работой аварийной системы: ручной и автоматический.

При превышении ПДК хлора в складе контейнеров автоматически включается аварийный вытяжной вентилятор, одновременно включается насос для перекачки нейтрализующего раствора из резервуара в верхнюю зону скруббера. Автоматически открываются затворы в камере переключений и задвижки на линиях подачи воды на водяную завесу склада. После открытия затворов в камере переключений с интервалом в 30 сек. включается насос водяной завесы.

При этом все системы рабочей вентиляции отключаются. Срабатывает световая и звуковая сигнализация на щите управления и у входов в аварийное помещение.

Непрерывный контроль за концентрацией хлора в помещении склада, осуществляется с помощью газоанализатора “ССХ-1” сигнала о превышении ПДК хлора на складе от газоанализатора подаются на контроллер “ЕН-150”, установленный на щите управления, с помощью которого осуществляется автоматическое управление электродвигателями механизмов системы ликвидации аварии с хлором в складе.

3.2 Описание систем автоматического регулирования, блокировок, сигнализаций

-                     Узел автоматической системы обмена Этот узел, в зависимости от заданного давления, помогает автоматически переключать емкости с хлором. Узел обмена контейнеров оборудован четырьмя запорными клапанами, два из которых оснащены электроприводами. На каждой стороне оборудования находятся по два запорных клапана. Комплектующими элементами узла являются также контактный манометр и контрольная панель А101. Клапаны с электроприводами открывают или закрывают доступ хлора из данной емкости. Контрольная панель соединена с системой автоматики. В случае утечки хлора клапаны автоматически закрываются и отсекают доступ хлора к установке хлорирования.

-                     Узел автоматической системы обмена Этот узел, в зависимости от заданного давления, помогает автоматически переключать емкости с хлором. Узел обмена контейнеров оборудован четырьмя запорными клапанами, два из которых оснащены электроприводами. На каждой стороне оборудования находятся по два запорных клапана. Комплектующими элементами узла являются также контактный манометр и контрольная панель А101. Клапаны с электроприводами открывают или закрывают доступ хлора из данной емкости. Контрольная панель соединена с системой автоматики. В случае утечки хлора клапаны автоматически закрываются и отсекают доступ хлора к установке хлорирования.

-                     Узел компенсационной камеры обозначен символом С102. Эта система предохраняет установку перед потерей плотности соединений, вызванной не контролированным ростом давления хлора. Система состоит из пластины безопасности, отделяющей установку хлорирования от компенсационной камеры, контактного манометра и компенсационной камеры (напорный бак). Если заданное разрывное давление 14 бар будет превышено, произойдёт разрыв пластины безопасности и избыток хлора проникнет в камеру. Контактный манометр передаст сигнал контрольной системе, которая автоматически выключит установку – пересечёт доступ хлора из контейнеров и выключит обогрев испарителя.

-                     Редукционный клапан хлора обозначен на схеме символом Y100. Исполняет он двойную роль: редуцирует давление транспортируемого из испарителя газового хлора, а в случае излишнего роста давления, утечки хлора или другой аварии является дополнительно клапаном (имеющим электрический привод), отсекающим подачу хлора к другим частям установки. За редукционным клапаном размещён контактный манометр, контролирующий давление хлора, транспортируемого в вакуумную линию.

-                     Датчик утечки газового хлора обозначен на схеме символом А112 и А111. Датчик должен контролировать утечку газового хлора. Электронный модуль обслуживает два измерительных зонда. Информация об утечке хлора передаётся в систему автоматического управления установкой, которая автоматически задерживает работу оборудования.

-                     Анализатор хлора в воде обозначен символами А110 и А111. С помощью анализатора измеряется уровень хлора в воде. Анализатор состоит из электронного модуля и измерительной самочистящейся ячейки.

-                     Редукционно-вакуумный узел обозначен на схеме символом С104. Этот узел поддерживает постоянный уровень вакуумметрического давления в линии хлора на подводе к инжектору, который создаёт вакуум в трубопроводе. Редукционно-вакуумный узел представляет собой систему собранных на одной панели клапанов: вакуумного затвора, вентиляционного клапана и клапана безопасности вакуума. Максимальная производительность узла - 200 кг Cl2/ч. Такая система обеспечивает и поддерживает стабильность рабочего режима вакуумной системы даже во время колебаний рабочих параметров хлоратора и инжектора. Один узел регулировки вакуума может обслуживать пять рабочих хлораторов. Это позволяет избежать многих соединительных систем, что положительно влияет на бесперебойную работу установки.

4. Анализ опасностей на объекте

4.1 Сведения об известных авариях

Информация о 20 случаях крупных аварий с хлором за период 1939-1981 гг. приведена в таблице 3.

Таблица 3. Некоторые аварии с выбросом хлора

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8