Потенциально опасные технологии. Основные признаки потенциально опасных технологических процессов

Высокая надежность и безопасность химических производств достигается правильными проектными решениями, разработанными на основе всестороннего глубокого научного исследования условий безопасного ведения нового технологического процесса. При этом необходимо учитывать побочные реакции и другие процессы, которые могут привести к созданию аварийных ситуа­ций; соблюдение технологического регламента; высокое качест­во изготовления и монтажа оборудования и технического уровня эксплуатации, а также выполнение других мероприятий, вытекающих из особенностей производств.

Среди большого числа отличающихся по характеру процессов химической технологии можно выделить группу процессов, которые при определенных условиях, возникающих вследствие на рушения требований регламента, выходят в аварийные режимы с последствиями различной степени тяжести. Такие процессы называются потенциально опасными. Потенциально опасные процессы химической технологии можно разделить на четыре группы: переработка и получение токсичных веществ; переработка и получение взрывоопасны; веществ и смесей; процессы, протекающие с большой скоростью; смешанные процессы.

Надежное средство интенсификации и защиты потенциально опасных процессов - создание автоматических систем защиты. В практике химических производств применяются и технологи­ческие методы снижения опасности.

Наиболее распространенный метод снижения опасности - установление так называемого безопасного регламента, на­столько безопасного, что даже при резких возмущениях процес­са его опасные параметры не могут приблизиться к границе устойчивости. Естественно, что при этом процесс ведется экс­тенсивно и скрытые в нем потенциальные возможности повыше­ния эффективности производства не используются. Снижения скорости протекания процесса можно достичь уменьшением ско­рости подачи исходных компонентов; варьированием температурного режима; применением специальных разбавителей.

Второй технологический метод снижения опасности - заме­на периодического или полунепрерывного технологического про­цесса непрерывным. Снижение опасности при переходе на не­прерывное производство достигается обычно следующими обстоятельствами:

1. Объем реактора непрерывного действия, как правило, на несколько порядков меньше объема реактора периодического действия при той же производительности продукта. Вследствие этого при переходе на непрерывный процесс резко снижается общий объем реакционной массы, находящейся в производственном помещении (в цехе, на участке). Таким образом умень­шаются возможные последствия аварии, однако проблематич­ность возникновения самой аварии не устраняется.

2. Параметры, характеризующие течение процесса (давление, температура и т. п.) в непрерывном варианте должны поддер­живаться постоянными, и это существенно облегчает автомати­зацию технологического процесса.

Все технологические методы обеспечивают снижение опасно­сти, но не устраняют ее; полная гарантия безопасности ведения потенциально опасного технологического процесса обеспечивается только использованием высоконадежной системы защиты.

Большое значение для обеспечения безопасности имеет про­фессиональный отбор и обучение работающих безопасным приемам труда, правильное применение ими средств защиты. Производственные процессы не должны представлять опас­ности для окружающей среды, должны быть пожаро- и взрывобезопасными. Все эти требования к производственным процессам заклады­ваются при их проектировании и реализуются при организации и проведении технологических процессов. При этом они должны предусматривать следующее: устранение непосредственного контакта работающих с исходными материалами, заготовками, полуфабрикатами, готовой продукцией и отходами производства, оказывающими вредное действие; замену технологических процессов и операций, связанных с возникновением опасных и вредных производственных факторов, процессами и операциями, при которых указанные факторы от­сутствуют или обладают меньшей интенсивностью; замену вредных и пожароопасных веществ на менее вредные и опасные; комплексную механизацию, автоматизацию, применение дис­танционного управления технологическими процессами и операциями при наличии опасных и вредных производственных фак­торов; герметизацию оборудования; применение систем контроля и управления технологическим процессом, обеспечивающих защиту работающих и аварийное отключение производственного оборудования; своевременное получение информации о возникновении опас­ных и вредных производственных факторов; своевременное удаление и обезвреживание отходов произ­водства, являющихся источниками опасных и вредных произ­водственных факторов; применение средств коллективной защиты работающих; рациональную организацию труда и отдыха с целью профи­лактики монотонности и гиподинамии, а также ограничения тя­жести труда.

Высокая надёжность и безопасность промышленных предприятий и производств достигается обоснованием научных основ технологического процесса, правильными проектными решениями, соответствующими действующей нормативно-технической базе по безопасности труда, с использованием современного оборудования, жёстким выполнением технологического регламента, а также реализацией других мероприятий, вытекающих из особенностей производства.

Технологические процессы, которые при определенных условиях могут переходить в неконтролируемое состояние и приводить к авариям, взрывам, выбросам опасных веществ, отравлениям, механическому разрушению оборудования называются потенциально опасными. Основными причинами возникновения аварийных ситуаций являются изменение соотношения и состава подаваемых в реактор компонентов при непрерывном процессе, снижение скорости или прекращение охлаждения и перемешивания реакционной массы, попадание посторонних веществ в аппарат, нарушение режима удаления из реактора газов или паров. Во всех случаях нарушения технологического процесса приводят к повышению температуры, интенсивному газовыделению, выбросу реакционной массы. Отклонения в работе оборудования могут происходить при отказе средств автоматизации, оборудования, ошибках обслуживающего персонала.

Безопасность технологических процессов обеспечивается выбором производственных помещений и площадок, исходных материалов, заготовок и полуфабрикатов, способов их хранения и транспортировки, производственного оборудования и его размещения. Производственные процессы не должны представлять опасности для окружающей среды, должны быть пожаро- и взрывобезопасными. При этом необходимо предусматривать устранение непосредственного контакта работающих с вредными исходными материалами, готовой продукцией и отходами производства, замену технологических процессов и операций, связанных с возникновением опасных и вредных производственных факторов, на безопасные, замену вредных и пожароопасных веществ на менее вредные и опасные, механизацию, автоматизацию, применение дистанционного управления, герметизацию оборудования, применение систем контроля и управления технологическим процессом, своевременное получение информации о возникновении опасных и вредных производственных факторов, применение средств коллективной защиты работающих, рациональную организацию труда и отдыха.

Основным документом, устанавливающим режим, технические средства, порядок и нормы проведения технологических операций, безопасные условия эксплуатации, требования по охране окружающей среды и пожарной безопасности, являетсятехнологический регламент, который в зависимости от стадии разработки производства и степени его освоения подразделяется на лабораторный, опытно-промышленный, пусковой и промышленный. Виновные в нарушении действующего технологического регламента привлекаются к дисциплинарной и материальной ответственности.

Оборудование на производстве должно размещаться с соблюдением действующих технологических, санитарных и противопожарных требований. Должны быть обеспечены удобство и безопасность его обслуживания, безопасность эвакуации работников при возникновении аварийных ситуаций, исключено воздействие опасных и вредных производственных факторов.

Производственное оборудование в процессе эксплуатации должно быть пожаро- и взрывобезопасным, не загрязнять окружающую среду выбросами вредных веществ, не создавать опасности в результате воздействия влажности, солнечной радиации, механических колебаний, высоких и низких давлений и температур, агрессивных веществ и других факторов.

1.6 Подъёмно-транспортная техника

Внастоящее время широко используется различная подъёмно- транспортная техника: мостовые и козловые краны, автопогрузчики, средства малой механизации. Рабочая группа грузоподъёмных устройств и транспортного оборудования зачастую является опасной зоной не только для обслуживающего персонала, но и для посторонних лиц. Опасности, которым в этих условиях могут подвергаться люди, связаны в основном с непреднамеренным контактом с движущимися частями оборудования и возможным ударом падающими предметами при обрыве поднимаемого груза, при высыпании его части, а также с падением самого оборудования, наездами и столкновениями.

Для обеспечения безопасности работ необходимо определить опасную зону и установить причины её возникновения для характерных случаев манипулирования. Основополагающим принципом определения опасной зоны является досягаемость подвижных выступающих либо двигающих частей машин и оборудования в нормальном режиме работы и в случае их падения или разрушения, а также при падении поднимаемых или перемещаемых грузов.

Вновь установленные грузоподъёмные машины подвергаются до пуска в работу полному техническому осмотру и проверке прочности металлических конструкций, устойчивости против опрокидывания, действия механизмов и электрооборудования, тормозов и аппаратуры управления, освещения и сигнализации, приборов безопасности и регламентируемых габаритов. Большое значение для безопасности работы подъёмно-транспортных машин имеет выполнение основных требований при проведении такелажных работ.

Для обеспечения безопасности эксплуатации подъёмно-транспортных машин применяют концевые выключатели, которые автоматически отключают механизмы, ограничители грузоподъёмности, буферные устройства, звуковую и световую сигнализацию, блокировочные приспособления. На подъёмно-транспортных машинах доступные движущиеся или вращающие части механизмов ограждаются, исключается непредусмотренный контакт работающих с перемещаемыми грузами и механизмами при их передвижении, а также обеспечивается надёжная прочность механизмов и вспомогательных приспособлений. Подъёмно-транспортные машины снабжают системами дистанционного управления, автоматическими приборами ветровой сигнализации и защиты от ветровых нагрузок, остановы и ловители, предназначенные для удержания поднятого груза.

Средства малой механизации(лебёдки, конвейеры, блоки, мототележки) широко применяются на объектах народного хозяйства, в том числе в организациях здравоохранения. Лебёдка используется для поднятия и перемещения грузов посредством гибкого элемента (цепь, трос, канат) от ручного или электрического приводного барабана. Обычная лебёдка с электроприводом состоит из электродвигателя, редуктора, барабана, рамы и тормозной системы. Конвейер применяют в качестве средства для транспортировки грузов на небольшие расстояния или продвижения объектов между последовательными стадиями на поточном производстве при сборке двигающегося объекта. В зависимости от направления перемещения объектов конвейеры делят на горизонтальные, вертикальные или наклонные ленточной, гладкой, профилированной, пластинчатой, скребковой или ковшовой формы. Блок представляет собой вращающееся вокруг собственной оси колесо с жёлобом, в котором располагается канат, цепь или ремень и используется для подъёма небольших грузов или изменения направления силы. Различают неподвижные блоки, прикреплённые на балке или стене, и подвижные блоки, двигающиеся вместе с грузами. Мототележки и электрокары, снабжённые двигателями, используются для перемещения грузов на небольшие расстояния.

При массовых перевозках легковесных грузов (в том числе сельскохозяйственных грузов) автотранспортное предприятие или организация обязаны наращивать борта или принимать другие меры, обеспечивающие повышение использования грузоподъёмности подвижного состава. При погрузке сыпучих грузов, перевозимых навалом, поверхность груза не должна выступать за верхние края бортов подвижного состава в целях предотвращения высыпания груза при движении.

Штучные грузы, перевозимые без тары (металлические прутки, трубы и т.п.), приём и погрузка которых невозможны без значительно потери времени, должны быть объединены в более крупные погрузочные единицы (транспортные пакеты).

Тяжеловесные грузы без тары должны иметь специальные приспособления для застройки: выступы, рамы, петли, проушины и др. При перевозках на поддонах отдельные грузовые места укладываются на них таким образом, чтобы можно было проверить количество без нарушения их положения на поддоне и крепления (за исключением ящичных закрытых поддонов, перевозимых за пломбами грузоотправителя). Грузы должны быть уложены в подвижном составе и надёжно закреплены так, чтобы не было сдвига, падения, давления на двери, потёртости или повреждения груза при перевозке, а также обеспечивалась сохранность подвижного состава при погрузке, разгрузке и в пути следования. Дополнительное оборудование и оснащение автомобилей для перевозки определённого груза может производиться только по согласованию с автотранспортным предприятием или организацией.

Выбор способов производства погрузочно-разгрузочных работ должен предусматривать предотвращение или снижение до уровня допустимых норм воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов путём:

ü механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных;

ü применения устройств и приспособлений, отвечающих требованиям безопасности;

ü эксплуатации производственного оборудования в соответствии с действующей нормативно-технической документацией и экспедиционными документами;

ü применения знаковой и других видов сигнализации при перемещении грузов подъёмно-транспортным оборудованием;

ü правильного размещения и укладки грузов в местах производства работ и в транспортные средства;

ü соблюдения требований к охранным зонам электропередачи узлам инженерных коммуникаций и энергоснабжения;

Большинство погрузочно-разгрузочных операций должны выполнять механизированными способами с применением подъёмно-транспортного оборудования и средств механизации. Нормативные правовые и нормативно-технические документы, регламентирующие порядок осуществления погрузочно-разгрузочных и сопряжённых с ними работ, устанавливают правила использования отдельных видов подъёмно-транспортного оборудования.

Если работы осуществляются ручным способом , необходимо соблюдать следующие условия:

ü острые, режущие, колющие изделия и инструменты переносятся только в чехлах, пеналах;

ü грузы в жёсткой таре и лёд без упаковки переносятся только с использованием рукавиц;

ü грузы в неисправной таре, с торчащими гвоздями, окантовкой не допускаются к переноске;

ü стеклянная посуда должна устанавливаться на устойчивые подставки, порожняя стеклянная тара должна храниться в ящиках с гнёздами, битая посуда, имеющая сколы, трещины не допускается к использованию;

ü для погрузки грузов на транспортные средства или их разгрузки запрещается применять доски толщиной менее 50 мм. Для исключения прогиба под доски устанавливаются прочные подпорки. Переноска грузчиком допускается при массе груза не более 50 кг. Если масса груза превышает 50 кг, но не более 80 кг, то переноска груза грузчиком допускается при условии, что подъем (снятие) груза производится с помощью других грузчиков;

Сосуды под давлением

На объектах хозяйственной деятельности используется большое количество сосудов, работающих под давлением, включающих автоклавы, воздухосборники, подогреватели, деаэраторы, барботеры, испарители, баллоны для сжатых и сжиженных газов и относящихся к оборудованию с повышенной опасностью.

Конструкция сосудов должна быть надёжной, обеспечивающей безопасность при эксплуатации, и доступной для осмотра, очистки, промывки, продувки и ремонта. Сосуды с внутренним диаметром более 800 мм имеют лазы, необходимые для осмотра и ремонта, с внутренним диаметром 800 мм и менее – люки размером 80 мм. Крышки лазов и люков делают съёмными или откидывающимися на шарнирах.

Для изготовления сосудов применяют только прочные материалы. Каждый сосуд после изготовления подвергают гидравлическому испытанию. Для обеспечения безопасных условий эксплуатации сосуды снабжают приборами измерения давления и температуры среды, предохранительными клапанами, запорной арматурой, а в некоторых случаях – указателями уровня жидкости. На сосуды, работающие под давлением, разрешается установка манометров. Содержимое сосуда, выходящее из предохранительного клапана, отводится в безопасное место по отводящим трубам, которые снабжают устройством для слива скопившегося в них конденсата.

На каждый сосуд или группу одинаковых сосудов составляют инструкцию по эксплуатации, которую вывешивают на рабочих местах и выдают обслуживающему персоналу. Ремонт сосуда и его элементов во время работы не допускается. Во время работы в установленные инструкцией сроки и в должном объёме проверяют исправность действия арматуры, контрольно-измерительных приборов и предохранительных устройств. Сосуд выводят из работы при превышении давления выше разрешённого, неисправности предохранительных клапанов, повреждении основных элементов, неисправностях манометра, указателя уровня жидкости, снижении уровня жидкости ниже допустимого.

Заключение

Техника безопасности – один из важнейших аспектов охраны труда – системы сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающей правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия.

Государство как субъект, пользующийся трудом своих граждан, обязано предоставить последним не только рабочие места, но и адекватные условия для трудовой деятельности

На пути обеспечения охраны труда в государстве не может быть преувеличений, поскольку здоровье работника является залогом здоровья экономики страны в целом и одним из условий ее развития. Поэтому нормативная база в области охраны труда требует постоянного совершенствования и приведения в соответствие с международными стандартами и требованиями.

Список использованной литературы

1) Бурак, И.И. Охрана труда: курс лекций / И.И. Бурак [и др.] – Витебск: ВГМУ – 2013. – 120 с.

2) Конституция Республики Беларусь 1994 года (с изменениями и дополнениями, принятыми на республиканских референдумах 24 ноября 1996 г. и 17 октября 2004 г.). – Минск: Амалфея, 2005. – 31 с.

3) Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов / С.В. Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козъяков и др. Под общей редакцией С.В. Белова. – М.: Высшая школа, 1999. – 448 с.

4) Михнюк Т.Ф. Охрана труда. Учебное пособие для вузов. – Мн.: Вышэйшая школа, 2007. – 335 с. Русак О.Н., Малаян К.Р., Занько Н.Г. Безопасность жизнедеятельности. Учебное пособие 6-е изд./ Под ред. О.Н. Русака. – СПб: Издательство «Лань», 2003. – 376 с.

5) Девисилов В.А. Охрана труда. Учебник. – 2-е издание испр. и доп. – М.: Форум, ИНФРА, 2006. 380 с.

Похожая информация.

Среди большого числа отличающихся по характеру процессов химической технологии можно выделить группу процессов, которые при определенных условиях, возникающих вследствие нарушения требований регламента, выходят в аварийные режимы с последствиями различной степени тяжести. Такие процессы называются потенциально опасными .

Потенциально опасные процессы химической технологии можно разделить на четыре группы: переработка и получение токсичных веществ; переработка и получение взрывоопасных веществ и смесей; процессы, протекающие с большой скоростью; смешанные процессы.

Большая часть потенциально опасных процессов химической технологии-это смешанные процессы, т. е. такие, которые можно отнести одновременно к двум или трем указанным группам. В них присутствуют все или часть видов опасности: отравление, взрыв, механическое разрушение оборудования и аппаратуры, выброс реакционной массы, технологический брак.

Основные причины возникновения аварийных ситуаций:

1. Изменение соотношения подаваемых компонентов (непрерывный процесс) или скорости слива одного из компонентов (полунепрерывный процесс).

2. Снижение (или отсутствие) расхода хладагента, подаваемого для охлаждения.

3. Отсутствие перемешивания. В этом случае возможно накопление непрореагировавших компонентов.

4. Попадание посторонних продуктов в аппарат.

5. Нарушение состава исходных компонентов, подаваемых в виде смеси или раствора.

6. Нарушение режима удаления газов или паров.

Надежное средство интенсификации и защиты потенциально опасных процессов-создание автоматических систем защиты.

Наиболее распространенный метод снижения опасности- установление так называемого безопасного регламента. Второй технологический метод снижения опасности - замена периодического или полунепрерывного технологического процесса непрерывным.

Требования безопасности, предъявляемые к технологическим процессам

Безопасность производственных процессов обеспечивается выбором технологического процесса, а также приемов, режимов работы и порядка обслуживания производственного оборудования; выбором производственных помещений и площадок; выбором исходных материалов, заготовок и полуфабрикатов, а также способов их хранения и транспортирования (в том числе готовой продукции и отходов производства); выбором производственного оборудования и его размещения; распределением функций между человеком и оборудованием.

Большое значение для обеспечения безопасности имеет профессиональный отбор и обучение работающих безопасным приемам труда, правильное применение ими средств защиты.

Требования к производственным процессам закладываются при их проектировании и реализуются при организации и проведении технологических процессов. При этом они должны

предусматривать следующее:

устранение непосредственного контакта работающих с исходными материалами.

замену технологических процессов и операций, связанных с

возникновением опасных и вредных производственных факторов.

замену вредных и пожароопасных веществ на менее вредные

и опасные.

комплексную механизацию, автоматизацию, применение дистанционного управления технологическими процессами и опера-

циями при наличии опасных и вредных производственных факторов;

герметизацию оборудования;

применение систем контроля и управления технологическим процессом.

своевременное получение информации о возникновении опасных и вредных производственных факторов;

своевременное удаление и обезвреживание отходов производства, являющихся источниками опасных и вредных производственных факторов;

применение средств коллективной защиты работающих;

рациональную организацию труда и отдыха.

Требования безопасности к технологическому процессу включают в нормативно-техническую и технологическую документацию.

Рассмотрим основные требования безопасности к технологическим процессам.

1.Устранение непосредственного контакта работающих с вредными веществами.

2.Замена опасных и вредных технологических операций на менее опасные.

3.Замена вредных и пожароопасных веществ на менее вредные и опасные.

4.Механизация, автоматизация и дистанционное управление технологическими процессами.

5.Герметизация оборудования.

Экзотермические реакции:

Ø сгорание твердого, жидкого или газообразного топлива;

Ø гидрирование (используется водород под давлением и при относительно высокой температуре);

Ø гидролиз - реакция соединения с водой (получение серной или фосфорной кислот из оксидов);

Ø алкилирование при получении органических соединений;

Ø изомеризация - перегруппировка атомов в органической молекуле;

Ø сульфирование в органическом синтезе;

Ø нейтрализация - реакции между кислотой и основанием с образованием соли и воды;

Ø этерификация - реакция между кислотой и спиртом, или ненасыщенным углеводородом;

Ø окисление - взаимодействие веществ с кислородом;

Ø полимеризация - соединение молекул;

Ø конденсация - соединение двух или более молекул органических веществ с отщеплением Н 2 О, Hcl или других соединений;

Ø галогенирование - введение атомов фтора, хлора, брома или йода (галогенов) в молекулу органического вещества;

Ø нитрование - замещение атома водорода в соединении на нитрогруппу;

Ø обогащение - увеличение концентрации продукта (для опасных веществ и материалов).

Эндотермические реакции:

Ø кальцинирование - нагревание материала для удаления из него влаги или других летучих веществ;

Ø электролиз;

Ø пиролиз или крекинг - термическое разложение.

Погрузка, разгрузка и перемещение материалов:

Ø перевозка опасных веществ, материалов;

Ø погрузка и разгрузка опасных материалов;

Ø хранение материалов на складах в бочках, баллонах, транспортных танках и прочих материалов t° переработки (хранения) выше точки кипения при нормальных условиях.

Среди большого числа разнообразных по характеру процессов технологии можно выделить группы процессов, которые при определенных условиях, возникающих вследствие нарушения требований регламента, выходят в аварийные режимы с последствиями различной степени тяжести. Такие процессы называются потенциально опасными. Специфика потенциально опасных процессов состоит в том, что они могут протекать в двух различных режимах:

Ø нормальное функционирование;

Ø предаварийная работа.

Способность переходить в предаварийное состояние отличает потенциально опасные процессы от обычных процессов и технологий. Кроме того, спецификой определенной группы распространенных потенциально опасных процессов является наличие у них общей границы зон интенсивного протекания и неустойчивости, т.е. близость интенсивного режима ведения процесса и предаварийного режима.

Режим нормального (штатного) функционирования технологической системы характеризуется соответствием в некоторых пределах определяющих режимных параметров заданным. Последние установлены для условий оптимального ведения процесса (получения наибольшего выхода продукции соответствующего ТУ качества за наименьшее время).

В режиме нормального функционирования процесса различают три различных состояния:

Ø собственно нормальное протекание процесса, когда все определяющие параметры соответствуют заданным;

Ø отклонение определяющих безопасность параметров в сторону уменьшения опасности;

Ø отклонение определяющих параметров в сторону увеличения опасности.

При этом все отклонения находятся в заданных пределах, обусловленных необходимой точностью поддержания определяющих параметров.

При нарушении технологического режима, ведущего к возникновению аварийной ситуации, процесс переходит в предаварийное состояние, характеризующееся значительными отклонениями определяющих параметров от заданных пределов в сторону увеличения опасности. Причины, вызывающие аварийную ситуацию, могут быть различные: от ошибок и недосмотров обслуживающего персонала до отказов (нарушения исправности) оборудования и средств автоматизации.

В предаварийном состоянии, характерном только для потенциально опасных процессов, можно выделить две фазы: в первой фазе возможен возврат процесса к нормальному режиму, во второй развитие аварийной ситуации становится необратимым и имеющимися средствами вывести процесс на нормальный режим не представляется возможным. В последнем случае необходимо прекратить ведение процесса. Возможен такой вариант процесса, когда одна из фаз предаварийного режима отсутствует. Так, если развитие аварийной ситуации не перерастает в необратимое, то вторая фаза отсутствует.

Очевидно, что если не принять меры, способствующие прекращению развития аварийной ситуации и возвращению процесса к режиму нормального функционирования или прекращению его, то возникает аварийное состояние (авария), сопровождающаяся последствиями различной степени тяжести (разрушение аппарата, загазованность помещения, человеческие жертвы и т,д.).

Повышение эффективности производства сегодня и улучшение качества продукции, выпускаемой промышленными предприятиями, тесно связано с интенсификацией технологических процессов. В каждой отрасли хозяйственной деятельности эта проблема решается различными путями - наряду с совершенствованием технологии, основанной на поиске оптимальных режимов и создании совершенных аппаратов и оборудования, все большее значение приобретает автоматизация технологических процессов. В плане обеспечения безопасности современные технологии управления исключают человеческий фактор (имеющий свойства ошибаться) из цепочки взаимосвязанных элементов производства.

Интенсификация большинства технологических процессов неотделима от проблемы их защиты средствами автоматики и телеметрии. При этом наибольшей интенсификации можно достигнуть лишь приближением технологического процесса к опасной зоне. Иными словами, при интенсификации технологического процесса приходится приближаться к границам его устойчивости. Создается равновесная зона как компромисс между эффективностью (производительностью) производства и допустимым уровнем безопасности.

Из всей совокупности процессов и технологий в целом можно выделить процессы, которые при определенных условиях выходят в аварийные режимы. Причинами возникновения аварийной ситуации могут быть как отступления от технологического регламента, так и неисправность технологического оборудования или отказы автоматических (или неавтоматических) систем управления. Такие технологические процессы, называемые здесь потенциально опасными, имеют ряд особенностей.

Для определенной группы потенциально опасных процессов характерно наличие общей границы интенсивного протекания и устойчивости. Зона неустойчивости опасна в отношении возможности выхода процесса в аварийный режим.

При соблюдении определенных регламентом условий, при исправном оборудовании и исправной системе управления потенциально опасный процесс находится в режиме нормального функционирования. Теория управления потенциально опасными процессами в этом режиме не отличается от классической. Опасные параметры - температура, давление, скорость и др. - находятся в пределах, предусмотренных регламентом, целостность технологического оборудования обеспечивается расчетом их прочности. В этом режиме опасные параметры поддаются регулированию с помощью автоматических систем или вручную. (Стремление отсюда к созданию самогасящихся (затухающих) технологических процессов в ядерной энергетике.)

Если в ходе технологического процесса под влиянием внешних воздействий будет происходить отклонение опасных параметров и они будут выходить за пределы, обусловленные регламентом, то такую ситуацию следует определить как предаварийную. Следует отметить и это абсолютно естественно, что на этапе функционирования оборудования в предаварийном режиме органы управления, аварийные службы объекта уже действуют как в условиях произо­шедшей аварии. К сожалению, статистики таких случаев недоста­точно (случаев предотвращенных аварий), т.к. информация о них не распространяется. Во всяком случае известно, что сегодня предот­вращено несколько серьезных катастроф. Поэтому можно сказать, что борьба за выживание начинается или должна начинаться уже при угрозе реализации существующей на производстве опасности.

В этой ситуации мощность, накопленная при росте, например, давления или температуры, еще недостаточна для разрушения реактора. В предаварийном режиме функционирования возврат опасных параметров в регламентные границы может быть осуществлен применением специальных управляющих (защитных) воздействий.

При недостаточной эффективности управляющих воздействий возникает неуправляемая предаварийная ситуация. При дальнейшем увеличении отклонения опасных параметров и накоплении мощности процесса, способной повредить оборудование, создается аварийная ситуация. Последнее определение предполагает то, что возвращение опасных параметров в регламентные границы не представляется возможным. В таких случаях во избежание аварии и ее последствий процесс останавливают. Это может осуществляться захолаживанием реактора, сбросом реакционных масс, остановкой технологического процесса и другими заранее предусмотренными мерами. (Штраф за заражение окружающей среды должен всегда быть выше, чем разрушенное или поврежденное в аварийной ситуации оборудование,) Сегодня интенсификация производств - объективный процесс, определенный законами экономического развития. Однако к неизбежному процессу интенсификации потенциально опасных процессов подходят разными путями. Технологический путь решения проблемы состоит в разработке эффективных регламентных условий ведения процесса и совершенного технологического оборудования, обеспечивающих безопасное и интенсивное ведение процесса. Однако поскольку условия безопасности и интенсивности часто противоречат друг другу, путь этот не всегда дает должный эффект. Интенсификации способствует создание систем автоматического регулирования процессов. Но система регулирования потенциально опасного процесса должна выполнять функции защиты, иметь повышенную надежность, что не всегда экономически целесообразно.

Таким образом, вторая особенность потенциально опасных технологических процессов определяется некоторой спецификой в вопросах управления ими. Для обеспечения автоматического управления такими процессами необходимо их всестороннее исследование. Особенностью исследования потенциально опасных процессов является необходимость изучения их динамики в предаварийном режиме. Результатами такого исследования сегодня не располагают ни технологи, разрабатывавшие процесс, ни эксплуатационники. В этом заключается третья особенность рассматриваемых процессов.

Технологический процесс крупного промышленного предприятия представляет собой одну или несколько технологических систем, каждая из которых может включать:

Ø систему управления;

Ø промышленные установки (промышленное оборудование);

Ø транспортные системы;

Ø системы газоснабжения;

Ø системы электроснабжения;

Ø системы водоснабжения;

Ø системы контроля за технологическим процессом;

Ø системы безопасности.

Основа технологического процесса - промышленные установки. Исходя из того, что аварии могут происходить из-за несоответствующего проектирования тех или иных составных частей установок, которые в любом случае должны выдерживать:

Ø статические нагрузки;

Ø динамические нагрузки;

Ø внутренние и внешние напряжения;

Ø коррозию;

Ø нагрузки, возникающие из-за больших перепадов температур;

Ø нагрузки от внешних воздействий (ветер, снег, землетрясение, просадка почв, сели и т.д.).

Все эти виды нагрузок и воздействий включены в соответствующие стандарты по проектированию и в нормы технологического проектирования (ОНТП-86). Требования, указанные в этих документах являются лишь минимальным требованием по обеспечению безопасности промышленных установок и технологических процессов в целом, на которых возможны крупные аварии (последствия которых распространяются за пределы территории объекта).

Особую важность они представляют для систем, находящихся под давлением, содержащих легковоспламеняющиеся взрывоопасные и токсичные газы, или для жидкостей, хранящихся при температуре, превышающей их точку кипения.

Работа таких систем обязательно контролируется. Если промышленная установка спроектирована так, что она может выдерживать все нагрузки, возникающие в процессе обычных или предполагаемых экстремальных условий работы, то задачей системы контроля производственных процессов должно быть обеспечение безопасной работы установки в заданных пределах. Для этого предполагается использование:

Ø ручного управления;

Ø автоматического контроля;

Ø системы автоматического отключения технологических установок;

Ø предохранительных устройств;

Ø системы аварийной сигнализации.

Основная идея безопасности производственного процесса заключается в том, чтобы надежно обеспечивать безопасные условия его работы. При помощи систем контроля переменные характеристики производственного процесса в случае нарушения нормального режима удерживаются в безопасных пределах.

Переменными в контролируемом процессе могут быть:

Ø температура;

Ø давление;

Ø скорость сырьевого потока;

Ø соотношение компонентов;

Ø скорость изменения параметров.

Наиболее передовые системы контроля имеют структуру тройного действия.

Примером такой системы являются терморегуляционные устройства, регистрирующие превышение оптимальной температуры в процессе (например, химической реакции в химической промышленности). При достижении критической температуры система включает дополнительное охлаждение.

Для обеспечения безопасности в опасном технологическом процессе системы контроля должны охватывать все основные технологические установки и их элементы, составляющие этот процесс. Это - аппараты, насосы, компрессоры, вентиляторы и т.д.

Необходимо отметить, что любая система контроля может не всегда правильно срабатывать в фазах включения и остановки производственного процесса. Поэтому как элемент защиты применяются системы безопасности.

Среди большого числа отличающихся по характеру процессов химической технологии можно выделить группу процессов, которые при определенных условиях, возникающих вследствие нарушения требований регламента, выходят в аварийные режимы с последствиями различной степени тяжести. Такие процессы называют потенциально опасными .

Потенциально опасные процессы химической технологии можно разделить на четыре группы:

Переработка и получение токсичных веществ;

Переработка и получение взрывоопасных веществ и смесей;

Процессы протекающие с высокой скоростью;

Смешанные процессы.

Большая часть потенциально опасных процессов химической технологии – это смешанные процессы, т.е. такие, которые можно отнести одновременно к двум или трем указанным группам. В них присутствуют все или часть видов опасности: отравление, взрыв, механическое разрушение оборудования или аппаратуры, выброс реакционной массы, технологический брак.

Причины возникновения аварийной ситуац ии очень разнообразны и можно свести к следующим:

Изменение соотношения подаваемых компонентов (непрерывный процесс) или скорости слива одного из компонентов (полунепрерывный процесс). В этих случаях скорость химического превращения веществ растет, что приводит к увеличению количества выделяемого тепла, подъему температуры, ускорению побочных реакций, интенсивному газовыделению и пр.

Снижение (или отсутствие) расхода хладагента . Это приводит к снижению теплоотбора, увеличению температуры и т.д.

Отсутствие перемешивания . В этом случае возможно накопление непрореагировавших компонентов или образование застойных зон. Неоднородное распределение компонентов или последующее включение мешалки приводит к изменению скорости реакции и нарушению температурного режима.

Попадание посторонних продуктов в аппарат . Приводит к ускорению побочных реакций, нарушению температурного режима и т.д.

Нарушение состава исходных компонентов , подаваемых в виде смеси или раствора. Приводит к изменению соотношения реагирующих веществ и как следствие к нарушению технологического режима.

Нарушение режима удаления паров или газов. Приводит к увеличению давления.

Эти отклонения возникают при отказе средств автоматизации, технологического оборудования или в результате ошибок обслуживающего персонала.

Основной метод защиты потенциально опасных процессов – создание автоматических систем защиты. В автоматизированном технологическом процессе, снабженном надежной системой защиты, аварийные ситуации могут возникать только в результате отказов технологического оборудования или системы регулирования.

Наиболее распространенный технологический метод снижения опасности потенциально опасных технологических процессов – установление безопасного регламента , т.е. такого регламента при котором даже при резких колебаниях процесса его опасные параметры не выходят за границу устойчивости.

Второй технологический метод снижения опасности – замена периодических процессов непрерывными. Снижение безопасности достигается следующими обстоятельствами:

Объем реактора непрерывного действия в несколько раз меньше объема реактора периодического действия при той же производительности. Вследствие этого общий объем реакционной массы гораздо меньше и таким образом уменьшаются возможные последствия аварии.

Параметры, характеризующие течение процесса (давление, температура и т.д.) при непрерывном процессе поддерживаются постоянными и их легче автоматизировать.

Технологические методы обеспечивают снижение опасности, но не устраняют ее и вероятность возникновения аварии не устраняется.