ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ.

ПДК (предельно допустимая концентрация) вредных веществ в воздухе рабочей зоны являются концентрации, которые при ежедневной работе в пределах 8 часов в течение всего рабочего времени не могут вызвать у работающего заболеваний или отклонений состояния здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования непосредственно в процессе работы или в более отдалённые сроки. А также ПДК вредных веществ не должна отрицательно влиять на состояние здоровья у последующих поколений. Измеряется в мг/куб.м

ПДК некоторых веществ (в мг/куб.м):

Углеводороды нефти, керосин, дизельное топливо - 300

Бензин - 100

Метан - 300

Этиловый спирт - 1000

Метиловый спирт - 5

Окись углерода - 20

Аммиак (нашатырный спирт) - 20

Сероводород в чистом виде - 10

Сероводород в смеси с углеводородами нефти - 3

Ртуть - 0,01

Бензол - 5

НКПР – нижний концентрационный предел распространения пламени. Это наименьшая концентрация горючих газов и паров, при которой уже возможен взрыв при воздействии импульса воспламенении. Измеряется в %V.

НКПР некоторых веществ (в % V):

Метан - 5,28

Углеводороды нефти - 1,2

Бензин - 0,7

Керосин - 1,4

Сероводород - 4,3

Окись углерода - 12,5

Ртуть - 2,5

Аммиак - 15,5

Метиловый спирт - 6,7

ВКПР – верхний концентрационный предел распространения пламени. Это наибольшая концентрация горючих газов и паров, при которой еще возможен взрыв при воздействии импульса воспламенении. Измеряется в %V.

ВКПР некоторых веществ (в % V):

Метан - 15,4

Углеводороды нефти - 15,4

Бензин - 5,16

Керосин - 7,5

Сероводород - 45,5

Окись углерода - 74

Ртуть - 80

Аммиак - 28

Метиловый спирт - 34,7

ДВК - довзрывоопасная концентация, определяется как 20% от НКПР. (в этой точке взрыв не возможен)

ПДВК - предельнодовзрывоопасная концентрация, определяется как 5% от НКПР. (в этой точке взрыв не возможен)

Относительная плотность по воздуху (d) показывает, во сколько раз пары данного вещества тяжелее или легче паров воздуха в нормальных условиях. Величина относительная - единиц измерения нет.

Относительная плотность по воздуху некоторых веществ:

Метан - 0,554

Углеводороды нефти - 2,5

Бензин - 3,27

Керосин - 4,2

Сероводород - 1,19

Окись углерода - 0,97

Аммиак - 0,59

Метиловый спирт - 1,11

Газоопасные места – такие места, в воздухе которых есть или могут внезапно появиться токсичные и пары в концентрациях, превышающих ПДК.

Газоопасные места делятся на три основных группы.

I группа – места в которых содержание кислорода ниже 18% V , а содержание токсичных газов и паров более 2% V. В этом случае работа проводится только газоспасателями, в изолирующих аппаратах, или под их наблюдением по специальным документам.

II группа – места, где содержание кислорода менее 18-20% V, и могут быть обнаружены довзрывоопасные концентрации газов и паров. В этом случае работы проводятся по нарядам-допускам, с исключением образования искр, в соответствующих защитных средствах, под наблюдением газоспасательного и пожарного надзора. Перед проведением работ проводится анализ газовоздушной среды (ГВС).

III группа – места, где содержание кислорода от 19% V, а концентрация вредных паров и газов может превышать ПДК. В этом случае работы проводятся в противогазах, или без них, но противогазы должны находиться на рабочих местах в исправном состоянии. В местах данной группы необходимо проводить анализ ГВС согласно плана-графика и карты отбора.

Газоопасные работы - все те работы, которые выполняются в загазованной среде, или работы, во время которых возможен выход газа из газопроводов, арматуры, агрегатов и другого оборудования. Так же к газоопасным работам относятся работы, которые выполняются в замкнутом пространстве при содержании кислорода в воздухе менее 20%V. При выполнении газоопасных работ запрещено применение открытого огня, так же необходимо исключить искрообразование.

Примеры газоопасных работ:

Работы связанные с осмотром, чисткой, ремонтом, разгерметизацией технологического оборудования, коммуникаций;

Удаление закупорок, установка и снятие заглушек на действующих газопроводах, а также отсоединение от газопроводов агрегатов, оборудования и отдельных узлов;

Ремонт и осмотр колодцев, откачка воды и конденсата из газопроводов и конденсатосборников;

Подготовка к техническому освидетельствованию резервуаров и баллонов СУГ и его проведение;

Вскрытие грунта в местах утечек газа до их устранения.

Огневые работы - производственные операции, связанные с применением открытого огня, искрообразованием и нагреванием до температур, способных вызвать воспламенение материалов и конструкций.

Примеры огневых работ:

Электросварка, газосварка;

Электрорезка, газорезка;

Применение взрывных технологий;

Паяльные работы;

Образивная чистка;

Механическая обработка металла с выделением искр;

Разогрев битумов, смол.

2. Определить размеры зоны, ограниченной НКПР газов, при аварийной разгерметизации емкости с метаном на открытом пространстве.

Данные для расчета

При разгерметизации емкости в атмосферу поступит 20 кг метана. Емкость представляет собой цилиндр с основанием радиусом 1 м и высотой h а = 10 м. Максимально возможная температура для данной климатической зоны t р = 30 ° С. Плотность метана r м при t р равна 0,645 кг/м 3 . Нижний концентрационный предел распространения пламени метана С НКПР = 5,28 % (об.)

Расчет

Расстояния X НКПР , Y НКПР и Z НКПР для метана, ограничивающие область концентраций, превышающих НКПР, составят

м,

Таким образом, для расчетной аварии емкости с метаном геометрически зона, ограниченная НКПР газов, будет представлять цилиндр с основанием радиусом R б = 26,18 м и высотой h б = h а + R б = 10 + 26,18 = 36,18 м. За начало зоны, ограниченной НКПР газов, принимают внешние габаритные размеры емкости.

Б.2 Метод расчета размеров зон, ограниченных НКПР газов и паров, при аварийном поступлении горючих газов и паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей в помещение

Нижеприведенные расчетные формулы применяют для случая 100 m / (r г , п V св) < 0 , 5 С НКПР [С НКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени горючего газа или пара, % (об.)] и помещений в форме прямоугольного параллелепипеда с отношением длины к ширине не более 5.

Б.2.1 Расстояния X НКПР , Y НКПР и Z НКПР рассчитывают по формулам

, (Б.5 )

, (Б.6 )

, (Б.7 )

где К 1 - коэффициент, принимаемый равным 1,1314 для горючих газов и 1,1958 для легковоспламеняющихся жидкостей;

К 2 - коэффициент, равный 1 для горючих газов;

Для легковоспламеняющихся жидкостей;

К - коэффициент, принимаемый равным 0,0253 для горючих газов при отсутствии подвижности воздушной среды; 0,02828 для горючих газов при подвижности воздушной среды; 0,04714 для легковоспламеняющихся жидкостей при отсутствии подвижности воздушной среды и 0,3536 для легковоспламеняющихся жидкостей при подвижности воздушной среды;

h - высота помещения, м.

d , l , b и C 0 приведены в А.2.3.

При отрицательных значениях логарифмов расстояния X НКПР , Y НКПР и Z НКПР принимают равными 0.

Б.2.2 Радиус R б и высоту Z б , м, зоны, ограниченной НКПР газов и паров, вычисляют исходя из значений X НКПР , Y НКПР и Z НКПР для заданного уровня значимости Q.

При этом R б > X НКПР , R б > Y НКПР и Z б > h + R б для ГГ и Z б > Z НКПР для ЛВЖ (h - высота источника поступления газа от пола помещения для ГГ тяжелее воздуха и от потолка помещения для ГГ легче воздуха, м).

Для ГГ геометрически зона, ограниченная НКПР газов, будет представлять цилиндр с основанием радиусом R б и высотой h б = 2 R б при R б £ h , h б = h + R б при R б > h, внутри которого расположен источник возможного выделения ГГ. Для ЛВЖ геометрически зона, ограниченная НКПР паров, будет представлять цилиндр с основанием радиусом R б и высотой Z б = Z НКПР высоте источника паров ЛВЖ h < Z НКПР и Z б = h + Z НКПР при h ³ Z НКПР . За начало отсчета принимают внешние габаритные размеры аппаратов, установок, трубопроводов и т. п.

Б.2.3 Во всех случаях значения расстояний X НКПР , Y НКПР и Z НКПР должны быть не менее 0,3 м для ГГ и ЛВЖ.

Примеры

1. Определить размеры зоны, ограниченной НКПР паров, образующейся при аварийной разгерметизации аппарата с ацетоном, при работающей и неработающей общеобменной вентиляции.

Данные для расчета

В центре помещения размером 40 х 40 м и высотой h п = 3 м установлен аппарат с ацетоном. Аппарат представляет собой цилиндр с основанием диаметром d a = 0,5 м и высотой h a = 1 м, в котором содержится 25 кг ацетона. Расчетная температура в помещении t p = 30 °С. Плотность паров ацетона r а при t р равна 2,33 кг/м 3 . Давление насыщенных паров ацетона p н при t р равно 37,73 кПа. Нижний концентрационный предел распространения пламени С НКПР = 2,7 % (об.). В результате разгерметизации аппарата в помещение поступит 25 кг паров ацетона за время испарения Т = 208 с. При работающей общеобменной вентиляции подвижность воздушной среды в помещении u = 0,1 м/с.

Расчет

Допустимые значения отклонений концентраций d при уровне значимости Q = 0,05 будут равны: 1,27 - при работающей вентиляции; 1,25 - при неработающей вентиляции (u = 0). Предэкспоненциальный множитель С 0 будет равен:

при работающей вентиляции

% (об.),

С н = 100р н /р 0 = 100 · 37,73/101 = 37,36 % (об.),

V св = 0,8 V п = 0,8 · 40 · 40 · 3 = 3840 м 3 ;

при неработающей вентиляции

% (об.).

при работающей вентиляции

М ,

М ,

при неработающей вентиляции

М ,

М ,

Таким образом, для ацетона геометрически зона, ограниченная НКПР паров, будет представлять собой цилиндр с основанием радиусом R б и высотой Z б = h а +Z НКПР , так как h а > Z HKHP , при работающей вентиляции

Z б = 1 + 0,2 = 1,2 м, R б = 9,01 м;

при неработающей вентиляции

Z б = 1 + 0,03 = 1,03 м, R б = 10,56 м.

За начало отсчета принимают внешние габаритные размеры аппарата.

2. Определить размеры зоны, ограниченной НКПР газов, образующейся при аварийной разгерметизации газового баллона с метаном, при работающей и неработающей вентиляции.

Данные для расчета

На полу помещения размером 13 х 13 м и высотой H п = 3 м находится баллон с 0,28 кг метана. Газовый баллон имеет высоту h б = 1,5 м. Расчетная температура в помещении t р = 30 °С. Плотность метана r м при t р равна 0,645 кг/м 3 . Нижний концентрационный предел распространения пламени метана С НКПР = 5,28 % (об.). При работающей общеобменной вентиляции подвижность воздушной среды в помещении u = 0,1 м/с.

Расчет

Допустимые отклонения концентраций при уровне значимости Q = 0,05 будут равны: 1,37 при работаюшей вентиляции; 1,38 при неработающей вентиляции (u = 0).

Предэкспоненциальный множитель С 0 будет равен:

при работающей вентиляции

% (об.);

при неработающей вентиляции

% (об.);

Расстояния X НКПР , Y НКПР и Z НКПР составят:

при работающей вентиляции

следовательно X НКПР , Y НКПР и Z НКПР = 0;

при неработающей вентиляции

м ,

м ,

м.

Таким образом, для метана при неработающей вентиляции геометрически зона, ограниченная НКПР газов, будет представлять собой цилиндр с основанием радиусом R б = 3,34 м и высотой h б = h + R б = 3 + 3,34 = 6,34 м. Ввиду того, что h б расчетное больше высоты помещения h п = 3 м, за высоту зоны, ограниченной НКПР газов, принимаем высоту помещения h б = 3 м.

ПРИЛОЖЕНИЕ В

МЕТОД РАСЧЕТА ИНТЕНСИВНОСТИ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ПОЖАРАХ ПРОЛИВОВ ЛВЖ И ГЖ

В. 1 Интенсивность теплового излучения q, кВт/м 2 , рассчитывают по формуле

q = E f · F q · t , (B.1)

где E f - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м 2 ;

F q - угловой коэффициент облученности;

t - коэффициент пропускания атмосферы.

В.2 E f принимают на основе имеющихся экспериментальных данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив указанные данные приведены в таблице В. 1.

Таблица B.1- Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания для некоторых жидких углеводородных топлив

Топливо	E f , кВт/м 2 , при d, м					т , кг/(м 2 · с)
СПГ (метан)						0,08
СУГ (пропан-бутан)
Бензин						0,06
Дизельное топливо						0,04
Нефть						0,04
Примечание- Для диаметров очага менее 10 м или более 50 м следует принимать E f такой же, как и для очагов диаметром 10 м и 50 м соответственно

При отсутствии данных допускается E f принимать равной 100 кВт/м 2 для СУГ, 40 кВт/м 2 для нефтепродуктов.

8.3 Рассчитывают эффективный диаметр пролива d, м, по формуле

, (В.2 )

где S - площадь пролива, м 2 .

8.4 Рассчитывают высоту пламени Н, (2S ) , (B.10)

B.6 Определяют коэффициент пропускания атмосферы t по формуле

t = exp[ -7,0 · 10 -4 (r - 0,5 d)] (B.11)

При анализе смесей различных газов с целью определения их качественного и количественного состава пользуются следующими основными единицами измерения :
- «мг/м 3 »;
- «ppm» или «млн -1 »;
- «% об. д.»;
- «% НКПР».

Массовая концентрация токсичных веществ и предельно допустимая концентрация (ПДК) горючих газов измеряется в «мг/м 3 » .
Единица измерения «мг/м 3 » (англ. «mass concentration») применяется при обозначении концентрации измеряемого вещества в воздухе рабочей зоны, атмосфере, а также в отходящих газах, выраженная в миллиграммах на кубический метр.
При выполнении газового анализа, как правило, конечные пользователи часто переводят значения концентраций газов из «ppm» в «мг/м 3 » и наоборот. Это можно сделать с помощью нашего калькулятора значений единиц измерения газов.

Миллионная доля газов и различных веществ является относительной величиной и обозначается в «ppm» или «млн -1 » .
«ppm» (англ. «parts per million» - «частей на миллион») - единица измерения концентрации газов и других относительных величин, аналогична по смыслу промилле и проценту.
Единицу «ppm» (млн -1) удобно применять для оценки малых концентраций. Одна миллионная доля представляет собой одну часть на 1000000 частей и имеет значение 1×10 -6 от базового показателя.

Наиболее распространённой единицей измерения концентраций горючих веществ в воздухе рабочей зоны, а также кислорода и углекислого газа является объёмная доля, которая обозначается сокращением «% об. д.» .
«% об. д.» - является величиной, равной отношению объёма какого-либо вещества в газовой смеси к объёму всей пробы газа. Объёмную долю газа принято выражать в процентах (%).

«% НКПР» (LEL - англ. Low Explosion Level) - нижний концентрационный предел распределения пламени , минимальная концентрация горючего взрывоопасного вещества в однородной смеси с окислительной средой, при которой возможен взрыв.

2.1 Природный газ - продукт, добываемый из недр земли, состоит из метана (96 – 99%), углеводородов (этан, бутан, пропан и др.), азота, кислорода, углекислоты, водяного пара, гелия. На ИвТЭЦ-3 природный газ поступает в качестве топлива по газопроводу из Тюмени.

Удельный вес природного газа - 0,76 кг/м 3 , удельная теплота сгорания – 8000 - 10000 ккал/м 3 (32 - 41 МДж/м 3), температура горения – 2080 °С, температура воспламенения – 750 °С.

Горючий природный газ по токсикологической характеристике относится к веществам 4 класса опасности ("малоопасным") в соответствии с ГОСТ 12.1.044-84.

2.2 Предельно допустимая концентрация (ПДК) углеводородов природного газа в воздухе рабочей зоны равна 300 мг/м 3 в пересчете на углерод, ПДК сероводорода в воздухе рабочей зоны 10 мг/м 3 , сероводорода в смеси с углеводородами С 1 – С 5 - 3 мг/м 3 .

2.3 Правила техники безопасности при эксплуатации газового хозяйства обуславливают следующие опасные свойства газообразного топлива:

а/ отсутствие запаха и цвета

б/ способность газа образовывать с воздухом пожаровзрывоопасные смеси

в/ удушающая способность газа.

2.4 Допустимая концентрация газа в воздухе рабочей зоны, в газопроводе при выполнении газоопасных работ - не более 20 % от нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР):

3 Правила отбора проб газа на анализ

3.1 Курение и использование открытого огня в газоопасных местах, при проверке загазованности производственных помещений категорически запрещается.

3.2 Обувь работников, производящих замеры загазованности и находящихся в газоопасных местах, не должна иметь металлических подков и гвоздей.

3.3 При выполнении газоопасных работ следует использовать переносные светильники во взрывозащищенном исполнении напряжением 12 Вольт

3.4 Перед выполнением анализа необходимо осмотреть газоанализатор. Не допускаются к применению средства измерения, у которых просрочен срок поверки или имеются повреждения.

3.5 Перед тем, как войти в помещение ГРП, необходимо: убедиться в том, что аварийная сигнальная лампа «ЗАГАЗОВАНО» при входе в помещение ГРП не горит. Сигнальная лампа включается при достижении концентрации метана в воздухе помещений ГРП равной или выше 20% нижнего концентрационного предела распространения пламени, т.е. равной или выше об. 1%.

3.6 Отбор проб газа в помещениях (в ГРП) производится переносным газоанализатором из верхней зоны помещениявнаиболее плохо вентилируемых зонах, т.к. природный газ легче воздуха.

Действия в случае загазованности указаны в п. 6.

3.7 При отборе проб воздуха из колодца подходить к нему нужно с наветренной стороны, убедившись, что вблизи нет запаха газа. Одна сторона крышки колодца должна быть приподнята специальным крюком на 5 - 8 см, под крышку подложена деревянная прокладка на время отбора проб. Отбор пробы производится с помощью шланга, опущенного на глубину 20 - 30 см и соединенного с переносным газоанализатором, или в газовую пипетку.

При обнаружении газа в колодце его проветривают в течение 15 мин. и повторяют анализ.

3.8 Не допускается для отбора проб спускаться в колодцы и другие подземные сооружения.

3.9 В воздухе рабочей зоны содержание природного газа должно быть не более 20 % от нижнего концентрационного предела распространения пламени (1 % по метану); концентрация кислорода должна быть не ниже 20 % по объему.

Газ, без вкуса, цвета, запаха. Плотность по воздуху 0,554. Хорошо горит, почти бесцветным пламенем. Температура самовоспламенения 537°С. Предел взрываемости 4,4 - 17%. ПДК в воздухе рабочей зоны 7000 мг/м3. Отравляющих свойств не имеет. Признаком удушения при содержании метана 80 % и 20 % кислорода является головная боль. Опасность метана является в том, что при сильном увеличении содержания метана, уменьшается содержание кислорода. Опасность отравления уменьшается тем, что метан легче воздуха, и, когда потерявший сознание человек падает, он попадает в атмосферу более богатую кислородом. Метан - газ удушающего действия, поэтому после приведения пострадавшего в сознание (если пострадавший потерял сознание) необходимо произвести ингаляцию 100% кислородом. Дать пострадавшему 15-20 капель валерианы, растереть тело пострадавшего. Фильтрующих противогазов от метана не существует.

Билет № 2

1. Дайте определение понятию «Нижний предел взрываемости (НПВ) (нижний концентрационный предел распространения пламени - НКПР)». Минимальная концентрация горючего газа в воздухе, при которой происходит взрыв смеси горючего газа с воздухом. При концентрации газа ниже НПВ никакой реакции не происходит.

2. Контроль воздушной среды на объектах транспортировки газа.

4.1. Перед вводом в эксплуатацию трубопровода для транспорта природного газа необходимо провести вытеснение из трубопровода воздуха газом при давлении не более 0,1 МПа (1 кгс/см 2) в месте его подачи, с соблюдением мер безопасности. Вытеснение воздуха газом можно признать законченным, когда содержание кислорода в газе, выходящем из газопровода, составляет не более 1% по показаниям газоанализатора.

Анализ остаточного кислорода в трубе при продувке отремонтированного участка должен производится специализированным прибором, анализирующим одновременно содержание кислорода (низкие концентрации) и горючего газа (от 0 до 100% объемной доли).

Использование индивидуальных газоанализаторов предназначенных для обеспечения безопасности персонала в данных случаях недопустимо, так как приводит к выходу из строя сенсоров.

Применяемое оборудование должно:

Иметь взрывобезопасное исполнение;

Иметь пробоотборный зонд для отбора пробы из трубы;

Иметь встроенный побудитель расхода;

Иметь нижнюю границу температуры эксплуатации минус 30° С;

Иметь автоматическую калибровку (настройку) нуля;

Иметь дисплей для одновременного отображения измеряемых концентраций;

Обеспечивать регистрацию результатов измерений.

4.2. Герметичность оборудования, трубопроводов, сварных, разъемных соединений и уплотнений контролируется с помощью течеискателей во взрывобезопасном исполнении, с функцией защиты сенсора от перегрузок.

Использование индивидуальных газоанализаторов для этих целей недопустимо, так как данные газоанализаторы не отображают утечки с концентрацией менее 0,1% НКПР.

4.3. Контроль загазованности в колодцах, в том числе водопроводных и канализационных, подземных помещениях и закрытых каналах, расположенных на промышленных площадках, осуществляют по графику не реже одного раза в квартал, а в первый год их эксплуатации - не реже одного раза в месяц, а также каждый раз непосредственно перед началом проведения работ в указанных местах. Контроль загазованности должен осуществляться с помощью удаленного отбора пробы портативными (индивидуальными) газоанализаторами с подключаемым ручным или встроенным моторизированным насосом отбора пробы.

4.4. Контроль утечек и загазованности вдоль подземных газопроводов осуществляется с применением течеискателей, аналогичных применяемых при контроле герметичности оборудования.

4.5. Наряду с контролем воздушной среды на загазованность стационарными приборами необходимо производить непрерывный контроль (во время нахождения в опасной зоне) воздушной среды переносными газоанализаторами:

В помещениях, где перекачиваются газы и жидкости, содержащие вредные вещества;

В помещениях, где возможно выделение и скопление вредных веществ, и на наружных установках в местах их возможного выделения и скопления;

В помещениях, где не имеется источников выделения, но возможно попадание вредных веществ извне;

В местах постоянного нахождения обслуживающего персонала, там, где нет необходимости установки стационарных газосигнализаторов;

При аварийных работах в загазованной зоне - непрерывно.

После ликвидации аварийной ситуации необходимо дополнительно провести анализ воздуха в местах возможного скопления вредных веществ.

4.7. В местах утечки газа и в зонах загазованности атмосферы устанавливают знак «Осторожно! Газ».

Жёлтый цвет

черный цвет

4.8. Пуск и эксплуатация оборудования и установок объектов транспортировки газа с выключенной или неисправной системой контроля и сигнализации содержания горючих газов в воздухе не допускается.

4.9. Работоспособность системы автоматической сигнализации и автоматического включения аварийной вентиляции контролирует оперативный (дежурный) персонал при приемке смены.

Информация о срабатывании системой автоматического газового обнаружения, об отказе датчиков и связанных с ними измерительных каналов и каналов автоматической сигнализации, об остановках оборудования, осуществленных системой автоматического газового обнаружения поступает оперативному (дежурному) персоналу, который сообщает об этом начальнику объекта (службы, участка) с записью в оперативном журнале.

Работу систем автоматического газового обнаружения в воздухе помещения проверяют в соответствии с инструкциями производителей.