Прогнозування наслідків аварії з аміаком

1. припинення викидів речовини шляхом перекриття засувок з відключенням пошкодженої частини технологічного обладнання;
2. постановкою рідинних завіс (водяних або нейтралізуючих розчинів; використовуються стаціонарні системи локалізації хімічних аварій із застосуванням дренажних систем водяного зрошення);
3. обвалуванням протоки речовини;
4. відкачуванням (збором) протоку речовини в резервні ємності;
5. розбавленням протоки АХОВ водою і нейтралізуючими розчинами;
6. засипкою протоки сипучими твердими сорбентами; випалюванням протоки [4].

4. Опис технологічного процесу

У даному розділі приведена принципова схема АХУ, окремо розглянуто вузол  конденсатора і ресивера (який є  найбільш небезпечним з точки зору можливих наслідків аварії), наведений опис технологічного процесу, розміщення основного обладнання по території заводу і розподіл небезпечної речовини за технологічним блокам.

4.1 Аміачна холодильна установка  і її складові частини

ВАТ «Уфамолзавод» виробляє харчову продукцію першої необхідності з зібраного самовивозом з колгоспів і радгоспів РБ свіжого і незбираного молока. Специфіка виготовленої продукції та сировини в тому, що вона є швидкопсувної, таким чином, потрібне постійне підтримання її в охолодженому стані. Для холодозабезпечення процесу виробництва і збереження молочної продукції на об'єкті є АХУ. До складу аміачної холодильної установки (АХУ) входять такі споруди:

- Компресорний цех;

- Приміщення лінійних ресиверів;

- Конденсаторна майданчик;

- Майданчик під акумуляторні баки;

- Основний і виробничий корпус.

АХУ призначена для отримання аміачного  холоду з параметрами: - 40 ⁰ С, - 20 ⁰ С, -10 ⁰ С, використовуваного в процесі виробництва [1].

4.1.1 Загальні поняття

Холодильна ланцюг складається з ланок, поєднання яких може бути різним в залежності від видів сировини.

Холодильник - це промислове підприємство (або його цех), в приміщеннях якого  за допомогою холодильної установки  підтримують певні режими, необхідні  для обробки та зберігання швидкопсувних продуктів.

Класифікація холодильників в  залежності від призначення, виду продуктів, які зберігаються, місткості та поверховості:

- Заготівельні холодильники;

- Виробничі холодильники;

- Транспортно - експедиційні холодильники;

- Розподільчі холодильники;

- Перевалочні холодильники;

- Торгове холодильне обладнання;

- Побутові холодильники.

На розглянутому підприємстві ВАТ  «Уфамолзавод» використовується АХУ  виробничого типу.

Виробничі холодильники є частиною харчових підприємств: м'ясо-і птахокомбінатів, молочних і консервних комбінатів. майже вся вироблювана продукція піддається холодильній обробці, тому виробничі холодильники обладнали потужними пристроями для охолоджування і заморожування [6].

Основні поняття та визначення складових частин АХУ представлені у ГОСТ Р 12.2.142 - 99:

Батарея з труб, змійовик - одна з  частин холодильної системи, що складається  з вигнутих або прямих труб, міцно  змонтованих і службовців теплообмінником (випарником або конденсатором).

Вентиль запірний - вентиль, службовець для відкривання або закривання проходу холодоагенту чи теплоносія (холодоносія).

Вентиль регулюючий - спеціальний  вентиль для дроселювання рідкого  хладагента з високого проміжного тиску  до тиску кипіння і заповнення холодоагентом випарної системи.

Повітроохолоджувач - теплообмінний  пристрій з оребрених труб для  охолодження приміщень при примусової циркуляції повітря.

Воздухоотделітель - апарат для відділення від хладагента неконденсуючий газів  і видалення їх із системи [7].

Засувка - промислова трубопровідна арматура, в якій запірний або регулюючий орган переміщується зворотно-поступально перпендикулярно осі потоку робочого середовища.

Запірний клапан - клапан, призначений  для перекриття потоку робочого середовища (ГОСТ 24856 - 81 «Арматура трубопровідна промислова»).

Захисний комплекс - комплекс, що складається  із захисних ресіверів горизонтального  або вертикального типу.

Випарник холодильної установки - теплообмінний апарат, в якому  охолодження холодоносія здійснюється за рахунок кипіння рідкого хладагента.

Клапан запобіжний - клапан, що відкривається  при підвищенні тиску в апараті (посудині) або батареї вище тиску  випробування на міцність з метою  перепуску холодоагенту на бік низького тиску або випуску в атмосферу.

Колектор - трубчастий або канальний елемент холодильної системи, до якого приєднується кілька інших трубних або канальних елементів.

Компресор - пристрій, що дозволяє механічно  підвищувати тиск хладагента.

Компресор об'ємної дії - компресор, в якому підвищення тиску і переміщення пара хладагента відбувається при зміні внутрішнього обсягу робочої камери стиснення [21].

Конденсатор - теплообмінний апарат, в якому здійснюється конденсація (скраплення) нагрітих парів холодоагенту.

Масловіддільник - апарат для відділення мастила від парів холодоагенту.

Маслосборнік - посудина, в який перепускается  масло з однієї або декількох  масловіддільників або апаратів [7].

Машинне відділення - спеціальне приміщення для встановлення холодильних компресорів  або спільного розміщення компресорів, апаратів і насосів.

Зворотний клапан - клапан, що перешкоджає  зворотному руху холодоагенту, наприклад, з конденсатора в нагнітальний трубопровід.

Відокремлювач рідини - посудина, який встановлюється для відділення частинок рідкого  хладагента від всмоктуваних компресором парів.

Охолоджуючі пристрої - теплообмінні пристрої (батареї, повітроохолоджувачі) для відведення тепла з охолоджуваних приміщень.

Проміжний посудину - теплообмінний апарат для  проміжного охолодження стисливих  парів холодоагенту і охолодження (переохолодження) рідини.

Регулююча станція - встановлювані в машинному  відділенні на окремому колекторі регулювальні та запірні вентилі для регулювання  подачі холодоагенту у випарну систему.

Ресивер циркуляційний - посудина, службовець як ємність рідкого хладагента, що подається насосом у випарну систему і повертається з неї.

Ресивер дренажний - посудина для тимчасового прийому  рідкого хладагента з охолоджувальних  пристроїв і апаратів (судин) холодильної  установки (при відтаванні, ремонті і т.д.).

Ресивер лінійний - посудина для прийому рідкого  хладагента, що поступає з конденсатора [3,7].

Ресивер захисний - посудина для прийому  надходить з усмоктувальним парами рідкого холодоагенту і захисту  компресорів від гідравлічного  удару.

Трубопроводи - труби і канальний  пристрій, призначені для з'єднання  між собою різних частин холодильної  системи.

Перемикаючий пристрій - трубопровідний вентиль, контролюючий два захисних пристрою і виконаний таким чином, щоб одне з цих пристроїв могло  бути виключеним з роботи (при одночасній роботі іншого).

Плавкая пробка - теплозахисний запобіжник, що містить матеріал, який плавиться при заданій температурі.

Розривна мембрана - пластинчастий  диск або фольга круглої форми, які  руйнуються під дією заздалегідь  визначеного тиску (ГОСТ 24856 - 81 «Арматура  трубопровідна промислова»).

Розрахунковий тиск - максимальний надлишковий тиск, який може виникнути при нормальній роботі і стоянці системи. Воно не повинно бути нижче максимального робочого тиску.

Реле тиску (пристрій обмеження  тиску) - прилад, що приводиться в  дію тиском (наприклад, реле високого тиску), призначений для зупинки роботи вузла, що створює тиск і дозволяє дати сигнал тривоги. Це пристрій не може вплинути на зміну тиску при зупинці машини.

Система охолодження з проміжним  хладоносителем - система, в якій тепло  від охолоджуваного об'єкту передається  холодоагенту через проміжний хладоноситель.

Сторона високого тиску - частина холодильної  системи, що функціонує при тиску  приблизно рівному тиску конденсації.

Сторона низького тиску - частина холодильної  системи, що функціонує під тиском, приблизно рівному тиску випаровування.

Пристрій скидання тиску - запобіжний клапан або розривна мембрана, призначені для автоматичного зниження тиску  в разі перевищення допустимого  значення [21].

Холодоагент (холодильний агент) - робоча речовина холодильної машини (наприклад, фреон, аміак).

4.1.2 Вузол конденсатора та лінійного  ресивера

Один з варіантів цього вузла  наведено на малюнку П. 1.3.

По нагнітальному трубопроводу * пар надходить а конденсатор (К-1) 1. Новоутворена рідина по зливному трубопроводу 3 стікає в лінійний ресивер (РВ-1) 5. Він призначений для виконання різних функцій.

1. Лінійний ресівер є збіркою конденсату, завдяки чому рідину в конденсаторі не затоплює теплообмінну поверхню. Для того, щоб забезпечити надійний сток рідини, на АХУ лінійний ресивер встановлюється нижче конденсатора, а парові простору конденсатора і ресивера вирівнюючої лінією 2, ​​завдяки чому в обох апаратах тиск вирівнюється і рідина під дією сили тяжіння стікає з конденсатора.

2. Лінійний ресівер компенсує нерівномірність подачі хладагента в охолоджуючі прилади споживачів холоду. У відповідності з коливаннями теплового навантаження повинно змінюватися кількість хладагента, що подається у випарники в одиницю часу, а тому лінійний ресивер використовується як ємність, в якій накопичується холодоагент при зменшенні кількості подається у випарники рідини. Крім того, в лінійному ресивері створюється запас хладагента, який повинен компенсувати можливі витоки його із системи; цей запас періодично поповнюють при періодичній дозарядці.

3. Лінійний ресівер використовують також, як ємність для збору хладагента з випарників (або охолоджувальних приладів) під час їх ремонту або зупинки на тривалий термін.

4. У лінійному ресивері створюється гідравлічний затвор, що перешкоджає перетіканню пара з боку високого тиску в випарну систему, що мало б наслідком зменшення холодопродуктивності установки.

Як видно на схемі (див. малюнок  П. 1.3) рідкий холодоагент відводиться  з лінійного ресивера по трубі, опущеною під рівень рідини, що і запобігає  прорив пара по цьому трубопроводу в випарну систему.

Контроль за рівнем рідини в ресівері ведуть по покажчику рівня. Конденсатор і ресівер забезпечені запобіжними клапанами ПК з перемикальним вентилем, від запобіжних клапанів виведені трубопроводи для аварійного скидання хладагента в атмосферу. У кожного з цих апаратів на АХУ є відстійники 4 для збору масла і забруднень; з відстійників ці домішки можуть відводитися в маслособіратель.

З ресіверів холодоагент поступає в охолоджувач рідини (Переохладітелі) 6, який повинен включатися після ресивера (див. малюнок П. 1.3).

Від колектора 7 регулюючої станції рідкий холодоагент при ручному регулюванні розподіляється за допомогою регулюючих вентилів РВ по охолоджуваним об'єктів (у загальному випадку - різних температур кипіння). У разі застосування автоматичних регуляторів подачі холодоагенту у випарну систему колектор 7 стає розподільчим. За допомогою запірних вентилів на цьому колекторі можна припиняти подачу холодоагенту у всі об'єкти цієї температури кипіння або до групи об'єктів. Регулюючі вентилі колектора можуть використовуватися при виході з ладу автоматичних регуляторів подачі, розташованих у об'єктів.

Звичайно як ручні, так і автоматичні  регулюючі вентилі знаходяться  між двома запірними вентилями, що дозволяє при засміченні регулюючого вентиля легко від'єднати його від системи для огляду і очищення, без порушення режиму роботи інших об'єктів. На колекторі передбачають вентиль 1 'для зарядки і поповнення системи холодоагентом.

4.2 Опис технологічного процесу

Принципова схема АХУ представлена ​​на малюнку П. 1.2. Технологічний процес умовно починається зі стиснення парів аміаку холодильними компресорами марок: АУ200/А-720, АКРАБ 100А, 21 А280-7-3, П-110, 21А410, АУ400 / 1.

Гарячі пари аміаку з тиском до 15,5 кгс / см ² і температурою до 150 ⁰ С, нагнітаються компресорами подаються у конденсатори наступних марок: ІК-125, ТКА-85, евако-200.

Сконденсировавшейся рідкий аміак  зливається в шість лінійних ресиверів, розташованих в окремому приміщенні - сховище.

З лінійних ресиверів рідкий аміак надходить у баки-акумулятори холоду, для отримання захоложенной води і на регулюючу станцію високого тиску, розташовану в компресорному цеху.

Рідкий аміак з регулюючої станції  високого тиску, за рахунок різниці  тисків кипіння і конденсації дросселируется в батареї охолодження панельних випарників марок ІПП-960 та ІПП-320. В останніх відбувається охолодження розсолу.

Газоподібний аміак з температурою -20 ⁰ С з панельних випарників через віддільники рідини надходить у колектор всмоктувача аміачних компресорів.

Газоподібний аміак з температурою -10 ⁰ С з баків-акумуляторів холоду через віддільники рідини надходить у колектор всмоктувача аміачних компресорів.

1–5), где  переохлаждается и подается на  регулирующую станцию низкого  давления, откуда жидкий аммиак дросселируется до давления испарения и направляется в циркуляционные ресиверы (вертикальные и горизонтальные). Рідкий аміак з регулюючої станції високого тиску подається в змійовики проміжних судин (ПС N 1-5), де переохолоджується і подається на регулюючу станцію низького тиску, звідки рідкий аміак дросселируется до тиску випаровування і прямує в циркуляційні ресивери (вертикальні і горизонтальні).

1/ N 2 и  1,5 РДВ, расположены в аппаратном  отделении компрессорного цеха. Вертикальні ресивери 3,5 РДВ N 1 / N 2 і 1,5 РДВ, розташовані в апаратному відділенні компресорного цеху. З ресіверів рідкий аміак насосами марки 3Ц-4А-2Г подається до воздухоохладителям, з яких газоподібний аміак з температурою -40 ⁰ С надходить на всмоктування компресорів. 2 и 1,5 РДВ используются в качестве защитных ресиверов. Вертикальні ресивери 3,5 РДВ N 2 і 1,5 РДВ використовуються в якості захисних ресиверів.

1, N 2, жидкий  аммиак насосами марки 3Ц-4А-2Г  через гидроциклон подается к  фризерам, скороморозильным шкафам и воздухоохладителям, из которых газообразный аммиак с температурой -40 ⁰ С, через отделители жидкости поступает на всас компрессоров. З горизонтальних ресіверів 2,5 РД N 1, N 2, рідкий аміак насосами марки 3Ц-4А-2Г через гидроциклон подається до фризера, скороморозильні шаф і воздухоохладителям, з яких газоподібний аміак з температурою -40 ⁰ С, через віддільники рідини надходить на всмоктування компресорів.