Тема 1. Введение в технологию потенциально-опасных производств.
Современное состояние потенциально-опасных производств и, в частности, в химической отрасли и направления оптимизации технологических процессов. Понятие технологического процесса. Типы технологических процессов. Среди большого числа отличающихся по характеру процессов химической отрасли 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 отрасли 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 ситуации 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.
Тема 2. Исследование потенциально-опасных производств.
Процесс нормального функционирования. Предаварийный режим функционирования технологического оборудования для непрерывных процессов. Предаварийный режим функционирования технологического оборудования для периодических процессов. 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: собственно нормальное протекание процесса, когда все определяющие параметры соответствуют заданным; отклонение определяющих безопасность параметров в сторону уменьшения опасности; отклонение определяющих параметров в сторону увеличения опасности.
Тема 3. Исследование потенциально-опасных технологических процессов.
Технологический процесс как часть производственного процесса. Основные источники топлива и энергии. Статика и кинетика (динамика)потенциально-опасных технологических процессов. Общие закономерности химических процессов. Основы теории процесса в химическом реакторе. Основные реакционные процессы и реакторы химической и нефтехимической технологии. Технология смесевых топлив, моторного синтетического топлива. Оптимизация технологических процессов. Производственный процесс – это совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых изделий. Технологический процесс – основная часть производственного процесса. Технологический процесс составляет основу любого производственного процесса, является важнейшей его частью, связанной с переработкой сырья, обработкой заготовок, полуфабрикатов и превращением их в готовую продукцию. Основной частью технологического процесса является технологическая операция. В свою очередь простые технологические процессы могут быть разбиты на элементарные. Существует девять основных источников энергии: солнечное излучение; движение и притяжение Солнца, Земли и Луны; тепловая энергия ядра Земли, а также химических реакций и радиоактивного распада в ее недрах; механическая энергия движения воды; механическая энергия движения воздуха; биологическая энергия; тепловая энергия природных видов топлива (нефти, газа, угля, древесины, торфа, сланцев, сухой растительности); химические реакции различных веществ; ядерные реакции.
Тема 4. Эффективность управления потенциально опасными процессами.
Вероятность возникновения аварийных ситуаций потенциально опасных процессов. Пути уменьшения возникновения аварийных ситуаций. Повышения функциональной надежности оборудования. Применение противоаварийной автоматической защиты (ПАЗ). Предупреждение чрезвычайных ситуаций как в части их предотвращения (снижения вероятности возникновения), так и в плане уменьшения потерь и ущерба от них (смягчения последствий) проводится по следующим направлениям: мониторинг и прогнозирование чрезвычайных ситуаций; рациональное размещение производительных сил и поселений на территории страны с учетом природной и техногенной безопасности; предотвращение в возможных пределах некоторых неблагоприятных и опасных природных явлений и процессов путем систематического снижения накапливающегося разрушительного потенциала; предотвращение аварий и техногенных катастроф путем повышения технологической безопасности производственных процессов и эксплуатационной надежности оборудования; разработка и осуществление инженерно-технических мероприятий, направленных на предотвращение возникновения источников чрезвычайных ситуаций, смягчение их последствий, защиту населения и материальных средств; обучение производственного персонала и повышение технологической и трудовой дисциплины; подготовка объектов экономики и систем жизнеобеспечения населения к работе в условиях чрезвычайных ситуаций; декларирование промышленной безопасности; лицензирование деятельности опасных производственных объектов; проведение государственной экспертизы в области предупреждения чрезвычайных ситуаций; государственный надзор и контроль по вопросам природной и техногенной безопасности; страхование ответственности за причинение вреда при эксплуатации опасного производственного объекта; информирование населения о потенциальных природных и техногенных угрозах на территории проживания; подготовка населения в области защиты от чрезвычайных ситуаций мирного и военного времени.
Тема 5. Алгоритмы управления потенциально опасными процессами.
Гибкие и эффективные алгоритмы автоматической защиты периодических и непрерывных потенциально опасных технологических процессов и производств. Использование динамики потенциально опасных технологических процессов и производств. Влияние защитного воздействия на управление. 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.
Тема 6. Схемы управления потенциально опасными процессами.
Основные понятия теории управления технологическими процессами. Управление потенциально опасным производством в режиме нормального функционирования. Управление потенциально опасным производством в режиме предаварийного функционирования. Управление потенциально опасным производством в режиме аварийного функционирования. Промышленное производство обычно подразделяется на ряд технологических процессов. Под технологическим процессом понимают такую переработку сырья и полуфабрикатов, которая приводит к изменению их физических и химических свойств и превращению в готовую продукцию. Иными словами, технологический процесс — совокупность механических, физико-химических и других процессов целенаправленной переработки сырья и полуфабрикатов. Каждый технологический процесс характеризуется определенными технологическими параметрами, которые могут изменяться во времени. В химической технологии такими параметрами являются расход материальных и энергетических потоков, химический состав, температура, давление, уровень вещества в технологических аппаратах и др. Совокупность технологических параметров, полностью характеризующих данный технологический процесс, называется технологическим режимом.
Задача 1. Определить величину тока, протекающего через человека, при прикосновении его к оголенному проводу трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью в нормальном и аварийном режиме. Напряжение питающего трансформатора U=380/220 B. Выявите наиболее опасное условие для человека.
Исходные данные:
Сопротивление тела человека Rz=(0,8;1;1,2) кОм
Сопротивление обуви Rоб=(10,15,8) кОм
Сопротивление пола Rп=(25,40,10) кОм
Сопротивление провода относительно земли r=(500,800,700) кОм
Сопротивление заземления нулевой точки трансформатора r0=(1,10,8) Ом.
1. Определить ток протекающий через человека в нормальном режиме в трехпроводной сети с изолированной нетралью.
Задача 2. Оцените опасность прикосновения человека к заземленному (Rзн) корпуса крана, работающего в охранной зоне воздушной ЛЭП с номинальным напряжением U, если нейтральная точка питающего линию трансформатора заземлена Rзн.
Ток однофазного замыкания на землю, определяется по формулам
