Қазақстан Республикасы іім төтенше жағдайлар комитеті Көкшетау техникалық институты

ТАПСЫРМА

Жұмыстың (жоба) тақырыбы: «Шымкент қаласындағы «Химфарм» АҚ орын алу мүмкін өртті сөндіру үшін көбік түзгіштің от сөндіру қабілеттілігін зерттеу».

1.Институт бастығының 10.09.2014 жылғы № 157 бұйрығымен бекітілген.

2. Дайындалған жұмысты (жоба) тапсыру мерзімі 20.05.2015 ж.

3. Жұмысқа (жоба) дайындауға бастапқы берілгендер: нысан жобасы

4. Қысқаша мазмұны немесе өңдеуге жататын сұрақтар тізімі, тарауларды орындау мерзімдері:

5. Тапсырманы беру уақыты: ____ ______________ 2014 ж.

6. Консультанттар:

«Графикалық бөлім» бойынша:

өртке қарсы қызмет подполковнигі _________ С.Карденов

7. Бекітемін (кафедра бастығы)

ЖТП кафедрасы бастығының м.а.

өртке қарсы қызмет подполковнигі ___________ Р.Баймагамбетов 8. Ғылыми жетекші: (доцент)

өртке қарсы қызмет подполковнигі Г.Хасанова

9. Тапсырманы орындауға алдым: к-нт Е.Атабай

Қазіргі заманғы өндірістік қызметіндегі қарқындардың артуы мен масштабтардың кеңеюі энергиялық қаныққан технологиялар мен қауіпті заттарды пайдаланудың артуымен байланысты. ХХ ғасырдың екінші жартысында және ХХІ ғасырдың басында өндірісте орын алған түбегейлі өзгерістер химиялық өндірістердің күрт дамуымен және олардың ббіздің өмірімізде ерекше орын алуымен тығыз байланысты, және өзінің қуаты мен үлкен мүмкіндіктерін көрсетті.

Аппараттардың бірліктік қуаттылығы артуда және олардың ішінде қауіпті заттардың саны да көбеюде. Шикі өнімнің кешенді өңдеуін жүзеге асыратын алдыңғы қатарлы технологиясы бар зауыттың номенклатурасы мыңдаған позициядан тұрады, оның ішінде дайындалатын өнімдердің көпшілігі жанғыш және улы болып табылады. Технология кезеңдерінің тез ауысуы, принципті жаңа шешімдерді енгізу өзінің жағынан қауіпсіздік мәселесінің көп түрлілігін, күрделілігін және жаңашылдығын анықтайды, сонымен қатар, оларды шешу үшін өндіріс үрдісін бөлмей дереу уақытта орындау қажет болады.

Заманауи өндірістің аталған ерекшеліктері авариялардың масштабын және апаттардың салдарын сипаттайды, сонымен қатар, химиялық өндірістер дамуының қоғамдық және саяси мәнін, химиялық қауіпсіздік мәселесіне тікелей мамандар мен қоғамның назарын аудару қажеттілігін анықтайды. Өндірісте химиялық технологияларды кез-келген көлемде қолданатын нысандардың барлығы химиялық қауіпті деп танылатыны белгілі.

Қазіргі уақытта Қазақстан Республикасы мемлекеттік өртке қарсы қызметі әр түрлі меншіктегі нысандарды сенімді өртке қарсы қорғау жүйесімен қамтамасыз ету бойынша жауапты шараларды орындау тапсырмасын алға қояды. Бұл тапсырмаларды заманауи кезеңде орындау ұйымдарды, өрт сөндіру техникалары мен тактикасын үнемі жетілдіруді талап етеді. Өртке қарсы қызметінде бұл тапсырманы орындау кезінде өрт сөндірудің жаңа тиімді құралдары мен отпен күресудің тиімді тәсілдерін тәжірибеге енгізу ерекше маңызға ие.

Бүгінгі күні әлемде өндірістік нысандардың көпшілігі химиялық қауіп нысандары болып табылады. Өрт сөндірудің тиімді заттарын қолдану және өндірістік нысандардағы жарылыс қауіпсіздігін қамтамасыз ету өзекті мәселелердің бірі болып табылады. Өрт қауіпсіздігі тапсырмасы үш негізгі аспектіден тұрады, оларға жануды немесе жарылысты болдырмау, ал орын алған жағдайда оны жою және оның салдарын максималды түрде азайту жатады, оларды біріге отырып шешу қажет.

Өрттер өндірістік кәсіпорындарға, энергетикалық және химиялық кешендерге, қоймалық шаруашылықтарға айтарлықтай шығын алып келеді. Сонымен қатар, жылдан жылға бұл шығындардың көлемі көбеюде. Өндірістік дамуы мен көбеюі кәсіпорын өрт қауіптілік дәрежесінің көбеюімен тікелей байланысты екендігі туралы тезис расталады.

Нысанның тұрақтылығын, персоналдың, халықтың және көршілес ғимараттар мен құрылыстардың қауіпсіздігін қамтамасыз ететін тиімді қорғаныс құралдарын әзірлеу барысында апаттық жағдайлардың шығу себептерін анықтау мен орын алуы мүмкін салдарын болжау аса маңызға ие. Қолданыстағы заңнамаға сәйкес құрамында тез тұтанғыш сұйықтықтар мен жанғыш, агрессивті сұйықтықтары бар резервуарлар мен резервуарлық парктері кіретін өндірістік кәсіпорындар қауіпті өндірістік нысандар тобына жатады.

Құрамына фтор кіретін қабық түзетін көбіктүзгіштер (ҚТК), көбіктерді ойлап табу жанғыш сұйықтықтардағы өрттерді сөндіру тәжірибесіне шешуші өзгерістер енгізді.

Фторлы ҚТК-пен көбікті өрт сөндіру – әр түрлі өрт типтерн сөндіру кезіндегі ең тиімді заттардың бірі, ал жанғыш сұйықтықтар жануы кезінде бүгінгі күні нәтижесі кепілдендірілетін өрт сөндіру затының жалғыз түрі. Сәйкесінше, көбікті өрт сөндіру тәсілін енгізу – мемлекеттік масштабтағы маңызды тапсырма.

Көбікті өрт сөндіру жүйесі органикалық және физикалық химияның гидро-, газды- және термодинамика, жылу алмасу және т.б. салалардың соңғы жетістіктеріне негізделеді. Отандық және шет елдердің зерттеу барысында көбікті өрт сөндірудің жоғары тиімділікті нәтижелеріне қол жеткізіп қана қоймай, сонымен қатар, төменгі, орта және жоғары қысқалықты көбікпен өрт сөндірудің тактикалық тәсілдері мен нормативтік көрсеткіштері әзірленді.

Өндірістік қуаттардың тұрақты өсуіне және технологиялық қондырғыларды орналастыру тығыздығының артуына байланысты химиялық өндіріс кәсіпорындарын тиімді өртке қарсы қорғанысы мәселесі өзекті болып табылуда. Берілген нысандардың ерекшелігі, оларда сұйық және газ түріндегі өрт қауіпті заттардың көп көлемде қолданылуы.

Қарастырылып отырған тапсырманың өзектілігі еліміздің барлық нысандарына өртке қарсы қорғаныс мақсатында өрт сөндіру үшін тиімді көбіктүзгіштің пайдалану талаптарын анықтау болып табылады.

Қазіргі уақытта жанғыш сұйықтықтардың теориялық талдауын жасау кезінде жану механизмін күрделі құбылыс ретінде қарастыратын әр түрлі модельдерді ұсынады. Жану үрдісі ағымының заңдылықтары туралы толық ақпаратты сұйық және газ тәрізді реагенттерге арналған ауысу жүйесінің сандық шешімі кезінде алуға болады. Сонымен қатар, мұнай өнімдерінің турбулентті жануын зерттеу барысында әрекет ететін газдың ауыспалы тығыздық еркін конвективті ағымындағы турбулентті алмасу коэффициентін табумен байланысты физикалық сипаттағы қиыншылықтар туындайды. Осыған байланысты, жану үрдісінің негізгі сипаттамаларын анықтауға мүмкіндік беретін мұнай өнімдерінің жану есебінің аналитикалық әдістері үлкен маңыздылыққа ие болады.

Химиялық өндіріс кәсіпорындарындағы өрттердің даму шарттарын және оның салдарын болжау шешімі адам өмірін сақтау мен материалдық шығынды азайтуға тікелей қатысты екендігін ескерсек, бұл мәселе айтарлық өзекті болып табылады.

Өндіріс және аррнайы тағайындалу нысандарының өрт қауіпсіздігі олардың өрт автоматикасы техникалық құралдарымен жабдықталуына тікелей байланысты. Нысандағы бұл жүйелердің қосындысы нысандық өрт қауіпсіздігінің инженерлік жүйесін құрайды. Соңғысының құрамына өрт сигнализациясының, өрт сөндірудің, адамдарды хабарлау мен эвакуациялау, түтін жою және ауа беру автоматты жүйелері, өртке қарсы су құбыры жүйелері және т.б. кіруі мүмкін. Нысан үлкен болған сайын оның өрт қауіпсіздік жүйесі де күрделі болып келеді. Мұндай жүйені басқару әр түрлі жағдайларға әсер ететін жүйелерсіз, қызмет атқарудың нақты алгоритмісіз жүзеге асыру мүмкін емес.

Химиялық өндіріс нысандарының өрт қаупі өрт қауіпсіздігін қамтамасыз ету саласындағы дамуды және өртке қарсы қорғаныстың заманауи жүйелерін құруды, сондай-ақ өрттің шығуына кедергі келтіретін ұйымдастыру және инженерлік іс-шараларды өткізуді талап етеді.

Химиялық заттарды сақтау орындарын пайдалану қауіпсіздігі жобалау, дайындау, салу және пайдалану кезінде қарастырылуы қажет. Бұл қабылдау-тапсыру және пайдалану құжаттарының талдауы мен қолданыстағы кәсіпорында апаттардың шығу себептерінің талдауы кезінде әзірленеді.

Бұл жағдайлар дипломдық жобаның тақырыбын, мақсатын мен тапсырмаларын анықтады.

1. 
   _{Дипломдық жобаның мақсаты мен тапсырмалары}
   

Дипломдық жобаны орындау бойынша жұмыс көлеміне келесі тапсырмалар кіреді:

1) Нысан өрт қауіптілігінің талдауы.

2) «Рауан» ЖШС (Атырау қаласы) өндіретін көбіктүзгіштердің техникалық сипаттамаларына талдау жасау.

3) Фторлы және көмірсутекті көбіктүзгіштерден құралған көбіктердің от сөндіру тиімділігін салыстыру.

_{Дипломдық жұмыстың басты тапсырмасы: өрт сөндіру тиімділігі талдауының нәтижесі бойынша, спирт бетінде қабық түзу талаптарын сәйкес келетін әлдеқайда тиімді көбіктүзгіш құрамын анықтау қажет.}

Берілген дипломдық жобадағы негізгі күтетін нәтиже: спирт жануын сөндіруде қабық түзетін көбіктүзгіштің жоғары мүмкіндіктері мен тиімділігін, суда еритін сұйықтықтарға тұрақтылығын анықтау.

Техникалық шешім барысында өрт сөндірудің тиімділігін арттыру мақсатында Шымкент қаласындағы «Химфарм» АҚ-ның өрт сөндіру бөлімінде жарақтануындағы көбіктүзгіштің орнына Рауан-6Ц КТ-ін қолдану тапсырмасы қойылады.

Дипломдық жобада берілген көбіктердің өрт сөндіру тиімділігі есебі әдісін шынайы уақыт шарттарында, сондай-ақ, мақсатты қолдануға арналған көбіктүзгіштердің суда ерімейтін сұйықтықтарды кез-келген шарттарда сөндіру кезінде тиімділігін анықтауға мүмкіндік беретін зертханалық сынақтар кезінде қолдануға болады.

Өртті сәтті сөндіру көптеген факторларға байланысты, және де өрт сөндіруге қолданылатын көбіктүзгіш сапасының факторы да өте маңызды.

Осылайша, өндіріс масштабтарының артуы өзімен бірге өрт сөндіру құралдары кешенінің күрделенуін де алып келеді. Ал бұл өз кезегінде берілген бағыттағы мамандардың жауапты және мұқият жұмыс жасауын талап етеді.

2. 
   Көмірсутегі сұйықтықтарын көбікпен сөндірудің заманауи ахуалын талдау және өрттерді сөндіру кезінде көбіктерді пайдаланудың тиімділігін арттыру бойынша зерттеулердің бағытын таңдау
   

Көмірсутегі сұйықтықтарын сөндірудің нормативті құжаттарын және практикалық тәжірибеде көбікті қолдану талдауы нәтижесінде көбікті өрт сөндіру саласында мәселелер қатары анықталды.

Резервуарлық парктер, мұнай және мұнай өнімдерін айдауға арналған сорғыш станциялар, құю-құйып алу эстакадалары, мұнай өңдейтін өндірістің технологиялық қондырғылары ең үлкен өрт қауіптілімен сипатталады.

Жанғыш және тез тұтанғыш сұйықтықтардың жануы – сұйықтықтардың жану температурасының жоғарылығымен және олардың бет бойынша таралуымен байланысты жиі кездесетін және өте қауіпті құбылыс. Ашық сыйымдылықтағы (резервуардағы), жер бетіне төгілген, аппараттер мен құбыр өткізгіштерден төгілген сұйықтық ағынының жануы жиі кездеседі. Өрттер жарылыстармен, жанғыш сұйықтықтың қайнауымен және бөлінуімен, құбыр өткізгіштер мен басқа да жабдықтардың деформациясымен және сыйымдылықтардың қирауымен сипатталады.

Өрт сөндіру стационарлық жүйелерінің болмауы немесе тиімсіз жұмыс жасауы кезінде, әдетте, өрт созылмалы сипатқа ие болады, және оны жою сипатқа ие болады, және оны жою күштер мен құралдар санының көп көлемін жұмылдыру қажет болады.

Жабдықтардың тозуы мен технологиялық операциялар көлемінің ұлғаюына байланысты өрт қауіптілігі тұрақты түрде артады. Сонымен қатар, соңғы жылдары резервуарлық шаруашылықтарды күшейту мен дамыту, резервуар көлемін арттыру тенденциясы артып келеді.

Заманауи шарттарда резервуар сыйымдылығын шектеу және олардың арасындағы қауіпсіз ара-қашықтық секілді пассивті өртке қарсы қорғау шаралары өзінің мәнін жоғалтуда. Жалғыз резервуарлардың саны артуда, ал парктің құрылыстағы резервуарлар арасындағы ара-қашықтық орналасқан ауданды үнемдеу есебінен орнатылады.

Сонымен қатар, көбікті өрт сөндірудің нормативті қамтамасыздандыруы өрт күзеті қызметкерлері қатарынан көп сұрақтар туғызады, себебі, көбікті пайдалануға қарам-қайшы талаптар қоятын құжаттар саны көп, және де өрт сөндіру кезінде жұмсалатын көбік шығыны нормативті мәндерге сәйкес келмейді.

Өзектілікті қажет ететін соңғы жылдардағы теориялық және сынақтық зерттеулердің нәтижелері қолданыстағы нормативтік құжаттарда көрсетілмеген.

Анықталған мәселелер көмірсутегі сұйықтықтарынт көбікпен сөндіру тиімділігін арттыру және оны жоспарлауға негіз құру бойынша ғылыми зерттеулердің перспективі бағыттарын анықтайды.

Сұйықтың негізгі қасиеті булануға қабілеттілігі болып табылады. Жылулық қозғалыс нәтижесінде молекулалардың бір бөлігі, сұйықтың беттігінен созылу күшін игеріп, газ аймағына өтеді, ЖТС және ЖС бетінде бу ауалы қоспаны түзеді. Броундық қозғалыстан газ аймағында қайтымды процесс – конденсация бар. Егер сұйық бетіндегі көлем тұйық болса, онда сұйықтықтың кез-келген температурасында, булану және конденсанция процесстерінің арасында динамикалық тепе-теңдік орнатылады.

мұндағы: P_қан.бу – қаныққын бу қысымы, Па;

Q_булану – булану жылуы – сұйықтық масса бірлігін бу тәрізді күйге айналдыру үшін қажетті жылу мөлшері, кДж моль^-1;

Т – сұйықтық температурасы, К.

(2.1) формуласынан шығатыны, сұйықтық температурасы өсуімен қаныққан бу қысымы экспоненциальды өседі (сур.2.1). Бұл жағдайда кез-келген сұйықтық үшін қаныққан бу концентрациясы тұтану облысында болатын температура интервалы бар, яғни ТКТШ ≤ φ_бу ≥ ЖКТШ. ТКТШ булары жануы үшін, сұйық бетін НТПВ температурасына дейін қыздырған жеткілікті, сұйықтың барлық массасын емес, тек оның беткі қабатын.

Мұндай жандыру көзінің бар болуы кезінде, бұндай қоспа тұтануға қабілетті болады. Практикада жарқ ету температурасы және тұтану температурасы түсінігі жиі кездеседі.

Жарқ ету температурасы сұйықтың ең кіші температурасы, арнайы тәжірибиелерді өткізу кезінде оның беттігінде сұйықтың бу концентрациясы түзіледі, жандыру көзінен тұтануға қабілетті, бірақ түзілу жылдамдығы келесі жану үшін жеткіліксіз. Бұл жағдайда, жарқ ету температурасы сияқты төменгі концентрациялық тұтану шегі кезінде де сұйық бетінде «төменгі концентрациялық тұтану шегі» түзіледі, бірақ соңғы жағдайда ТКТШ қаныққан бумен түзіледі. Сондықтан жарқ ету температурасы ЖКТШ қарағанда жоғары болады (сур. 2.1). Жарқ ету температурасы кезінде, қысқа уақытта, ауада сұйықтың тұрақты жануына айнала алмайтын будың тұтану орны бар, бірақ анықталған жағдай кезінде, сұйық буының жарқ етуі, өрт пайда болуына қабілетті бола алады.

Жарқ ету температурасы сұйықтардың жеңіл тұтанғыш (ЖТС) және жанғыш сұйықтықтар (ЖС) негізінде қабылданған. ЖТС жабық ыдыста 61 ⁰С және төмен немесе 66 ⁰С (ашық тигльде) жарқ ету температурасы бар сұйықтықтар жатады, жанғыштарға жататыны – жарқ ету температурасы 61 ⁰С (жабық тигльде) немесе 66 ⁰С (ашық тигльде).

Жарқ ету температурасынан басқа тұтану температурасы бар. Бұл бу тұтануынан кейін жандыру көзінен стационарлы жану пайда болатын сұйықтың ең кіші температурасы.

Жарқ ету температурасын, эксперименталды түрде ашық және жабық типты құрылғылардан анықтайды. Жабық типты ыдыстарда жарқ ету температурасы ашықтан қарағанда төмен, өйткені бұл жағдайда сұйықтық буы атмосфераға диффузияланады және жанғыш концентрацияны құру үшін, беттікке өте жоғары температура қажет етіледі.

Кесте 2.1

2.1 кестесінде ашық және жабық типты құрылғылармен анықталған кейбір сұйықтардың жарқ ету температурасының мәндері келтірілген.

Жеңіл тұтанғыш сұйықтардағы тұтану температурасы жарқ ету температурасына қарағанда 1 ÷ 5 ⁰С жоғары. Жарқ ету температурасы төмен болған сайын, тұтану және жарқ ету температуралары арасындағы айырмашылық кіші болады.

Жоғары жарқ ету температурасы бар сұйықтықтарда, бұл температуралар арасы 25 ÷ 35 ⁰С дейін жетеді.