Сжиженным газом пропан-бутан

Дипломная работа

Проектирование автомобильной газозаправочной станции сжиженным газом пропан-бутан

Содержание

 

1. Введение

1.1 Характеристика автомобильной газозаправочной станции сжиженным газом пропан-бутан

1.1.1 Техническое описание

1.2 Характеристика генерального и ситуационного план

1.2.1 Основные технические решения

1.2.2 Техника безопасности

1.2.3 Противопожарные мероприятия

1.3 Нормативно-правовая база обеспечения пожарной безопасности автомобильной газозаправочной станции

1.4 Пожарно-техническая экспертиза автомобильной газозаправочной станции

1.4.1 Замечания по рабочему проекту

1.5 Задачи дипломного проектирования

2. Моделирование пожарной опасности

2.1 Пожароопасные свойства сжиженных углеводородных газов

2.2 Анализ возможных причин разгерметизации технологической системы

2.3 Расчет площади разлива сжиженных углеводородных газов в случае полной разгерметизации технологической системы

2.4 Расчет зоны взрывопожароопасных концентраций при испарении сжиженных углеводородных газов с площади розлива

2.5 Расчет избыточного давления взрыва при сгорании взрывоопасной газовоздушной смеси

2.6 Возможная обстановка при воздействии волн избыточного давления взрыва

2.7 Расчет опасных параметров при возникновении "огненного

шара"

2.8 Возможная обстановка на объекте при воздействии теплового излучения от "огненного шара"

2.9 Расчет тепловых нагрузок при пожаре разлива сжиженных углеводородных газов

2.10 Возможная обстановка на объекте при воздействии теплового излучения при пожаре розлива сжиженных углеводородных газов

3. Разработка противопожарных мероприятий

3.1 Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности автомобильной газозаправочной станции

3.2 Анализ технических решений, направленных на совершенствование противопожарной защиты

3.3 Анализ тактико-технических возможностей пожарных подразделений

3.4 Обоснование исходных данных к конструкции сбросной

трубы

3.5 Характеристика состояния окружающей среды и экологического состояния автомобильной газозаправочной станции

3.6 Экономическая оценка эффективности применения

дренчерного орошения резервуара с СУГ

3.7 Гидравлический расчет дренчерной установки охлаждения резервуара с СУГ

Выводы

Литература

Введение

Современные тенденции развития автомобилестроения предполагают использование экологически чистых видов топлива. К таким видам топлива относятся и сжиженные углеводородные газы, в дальнейшем СУГ. В качестве топлива широко используется смесь пропан-бутан. В современных условиях топливного кризиса в России СУГ (пропан-бутан) с их низкой себестоимостью способны конкурировать с традиционными видами топлива, такими как бензин и дизельное топливо.

В настоящее время существует два способа хранения СУГ: наземное и подземное. При наземном способе хранения уровень хранимого в резервуаре продукта располагается выше уровня планировочных отметок площадки хранилища, а при подземном – ниже уровня планировочных отметок площадки емкости. Для наземного хранения СУГ применяют резервуары трех основных типов:

1. Работающие под высоким давлением;

2. Полуизотермические;

3. Изотермические.

Металлические наземные резервуары, работающие под высоким давлением, обычно используются для хранения небольших количеств СУГ с упругостью паров, не превышающих 1,8–2 мПа при температуре окружающей среды. При этом газ сжижают компремированием.

В полуизотермических резервуарах режим хранения СУГ поддерживается с помощью регулирования двух параметров – температуры и давления: температура хранимого продукта определяется заданным давлением насыщения, которое выбирается несколько выше атмосферного. Полуизотермический способ используется также при транспортировании СУГ в автомобильных и железнодорожных цистернах, а также в танкерах.

В изотермических резервуарах СУГ хранят под атмосферным давлением при температуре кипения. Сжижение газа, охлаждение его до температуры кипения и поддержание изотермического режима хранения достигается за счет холодильных установок. При выборе оптимальной технологии (способа) хранения СУГ важную роль играют два взаимосвязанных фактора:

§ объем хранилища;

§ скорость его заполнения продуктом.

В каждом конкретном случае выбор того или иного вида хранилища СУГ определяется и другими факторами, среди которых важное место отводится обеспечению взрыво- и пожаробезопасности.

 

Характеристика автомобильной газозаправочной станции

сжиженным газом пропан-бутан

 

Автомобильная газозаправочная станция на три топливо раздаточные колонки, расположена на 29 км Симферопольского шоссе, Московской области. Технологическая схема АГЗС предназначена для заправки баллонов топливной системы грузовых, специальных и легковых транспортных средств сжиженным углеводородным газом (пропан-бутан). Заправка автомобилей осуществляется при помощи газораздаточной колонки, отмеривающей в дм³ количество заправленного в баллон автомобиля газа.

Техническое описание

В состав АГЗС входит:

- один наземный одностенный резервуар, объемом 17,5 м³;

- три топливораздаточные колонки «ADAST», располагаемые на островках безопасности;

- два насоса: один для слива СУГ из автоцистерны в резервуар, второй для заправки газобаллонных автомобилей;

- навес;

- здание операторной (II степени огнестойкости);

- площадка АЦ СУГ;

- газонаполнительный пункт;

- молниеотвод.

Насосный агрегат установлен на несущих стальных рамах и представляют собой компактную эксплуатационную установку.

Станция установлена и заземлена согласно чертежам, предварительно переданным Потребителю.

 

1.2 Характеристика генерального и ситуационного плана

 

Строительство автомобильной газозаправочной станции (АГЗС), по адресу: Московская область 29 км Симферопольского шоссе, площадью застройки 0,175 га.

Площадка для АЦ не отгораживается железобетонной стеной. Въезд и выезд на площадку предусматривается раздельный. На въезде и выезде на площадку предусматриваются пандусы.

Наружное противопожарное водоснабжение обеспечивается за счет противопожарных резервуаров объемом 200 м³.

Камера под резервуар - наземное сооружение, высотой h=2,4м выполнено из сборных бетонных фундаментных блоков, покоится на монолитной железобетонной плите. Покрытие камеры - плоские асбестоцементные листы по стяжке из цементно-песчаного раствора. Изнутри свободное пространство камеры с установленным в нее металлическим резервуаром заполняется отфильтрованным песком.

С наружи поверхность блоков камеры отштукатуривается и окрашивается; выполняется декоративное оформление - ограждение из профлиста.

Операторская - отдельно стоящее мобильное здание размерами в плане 3,0x4,0 высотой 2,4м. Каркас здания металлический, из уголковых элементов, обшитый снаружи профильными стальными листами, изнутри - панелитом по внутреннему слою утеплителя (пеноизола).

Навес над раздаточной колонной - сооружение из металлических конструкций размерами в плане на металлических стойках из труб. Фундаменты под трубы - монолитные железобетонные стаканного типа. Покрытие и обрамление навеса - металлочерепица.

В соответствии с рабочим проектом принята следующая технoлогическая схема:

· сжиженный углеводородный газ (СУГ) хранится в емкости (резервуаре) мод. ЦТА-10. Геометрическая вместимость резервуара составляет 17,6 куб.м.; фактическая вместимость цистерны при максимальном коэффициенте заполнения-0,85, составляет-14,96куб.м. Суммарное количество хранимого сжиженного газа составляет-14,96 куб.м;

Для площадки автоцистерны с СУГ, оборудованной отбортовкой, и технологическим колодцем, предусматривается аварийная вентиляция с искусственным побуждением (система В1) с основными и резервными вентиляторами взрывобезопасного исполнения. Запуск и остановка системы предусмотрена как вручную, так и в автоматическом режиме, а также дистанционно из операторской, что отражено в электротехнической части проекта. Для обеспечения равномерной подвижности отсасываемой паровоздушной смеси в любой точке площадки, предусматривается отсос ее через воздуховод равномерного всасывания, который располагается на уровне верхнего края отбортовки. Удаление паровоздушной смеси предусматривается через воздуховод с помощью факельного выброса, что обеспечивает удаление ее на более значительную высоту.

Сеть технологических трубопроводов автомобильной газозаправочной станции позволяет производить прием топлива из автоцистерны и раздачу их через колонки потребителям. От резервуара до газозаправочной колонки предусматривается подземная прокладка газопровода Дц 25x35; Дц 15x2,5 по ГОСТ 1050-88 на глубине 1,6 м. в лотках, на опорах с пролетом 1,5м по резиновым подушкам. Колонка подключена к резервуару посредством труб Дц 53x3,5; 42x3,0 по ГОСТ 50-88. Для защиты подземных газопроводов были применены защитные покрытия усиленного типа по ГОСТ 9.602-89 на основе битумной мастики. Для резервуара также была предусмотрена защита от коррозии, состоящая из покрытия весьма усиленного типа по ГОСТ 9.602-89, на основе битумной мастики.

Проектом предусмотрено по степени надежности электроснабжения АГЗС к III категории. Напряжение сети 380/220 В. Установленная мощность Р_уст=12,785 кВт. Для распределения электроэнергии на станции принят распределительный пункт ПР 8501-1-292, установленный в операторской. Для заземления электроприемников станции используют нулевые жилы питающих кабелей и внешний контур заземления. Под навесом топливозаправочной устанавливаются светильники ВЗГ/ВЧА-200МС. Для наружного освещения станции применяются светильники РТУ-06-125-002 и РКУ-07-125-001-У1. Подвод питания к светильникам выполнен кабелем АВВГз и ВВГ, прокладываемым в траншее, трубах и по строительным конструкциям.

Заземлением корпусов светильников выполняется присоединением нулевого рабочего провода к винту заземления внутри светильника. Линия электроснабжения выполнена кабелем АВВ-1 сечением 4x25 мм², проложенным в траншее, защищенным по всей длине глиняным кирпичом.

Молниезащита емкости хранения топлива выполнена стержневым молниеотводом, присоединенным к наружному контуру заземления в соответствии с РД 34.21.122-87. Высота стержневого молниеотвода равна 15м. Молниезащита топливораздаточной колонки осуществляется присоединением ее к наружному контуру заземления. На сооружении защиты газовой емкости предусматривается молниеприемная сетка с шагом ячеек 6x6 м.

Операторская имеет металлическую кровлю, поэтому в качестве молниеприемной сетки должна быть использована сама кровля. Токоотводы от металлической кровли и молниеприемной сетки должны быть соединены с наружным контуром заземления. Сопротивление заземления должно быть не более 4 Ом.

В проекте применен сигнализатор СТМ-10 Смоленского ПО «Аналитприбор». При повышении предельно допустимой концентрации сжиженных углеводородных газов срабатывает световая сигнализация и включаются вытяжные вентиляторы. Датчики газоанализатора устанавливаются в приямке на уровне 50-100 мм. от площадки и в колодце на уровне 50-100мм от дна. Трассы внешних соединений выполнены кабелем КВВГ, АКВВГ, проложенными в операторской открыто по стене с креплением скобами. Автомобильная газозаправочная станция оборудуется пожарной сигнализацией:

· в помещении операторской монтируется прибор ППК.

· извещатели дымовые пожарные ИП 215.

Техника безопасности.

На стационарной автомобильной газозаправочной станции производится заправка баллонов легковых и грузовых автомобилей одорированным сжиженным углеводородным газом, соответствующим ГОCT 20448-92 «Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления» марок ПТ и СПБТ, пары которого могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси.

Факторы производственных опасностей воздействия на организм человека:

1. Наличие вредных веществ IV-гo класса опасности (пропана, бутана), обладающих наркотическим действием.

2. Обморожение открытых участков кожи при попадании на них углеводородных газов.

Наиболее опасными аварийными ситуациями на АГЗС могут быть:

· разгерметизация гибкого шланга типа АЦТ8М-431-04-36-00 с условным проходом 40 мм и поступление сжиженного углеводородного газа на бетонированную площадку заправочной станции при заполнении баллонов автомобилей из колонки;

· отключение электроэнергии;

· неисправность оборудования:

а) неисправен предохранительный клапан (утечка рабочей среды через соединение золотник-седло клапана, клапан не срабатывает, при повышении давления газа в цистерне выше рабочего);

б) повреждено защитное стекло индикатора уровня и т.д.;

в) нарушение санитарного режима, представляющего опасность для людей и окружающей среды.

Во всех случаях возникновения аварийных ситуаций и образования взрывоопасных смесей должны быть приняты меры по их устранению.

Мероприятия, направленные на обеспечение безопасной эксплуатации АГЗС:

· Автоцистерны со сжиженным углеводородным газом и заправляемые автомобили размещаются на открытых площадках заправочной станции.

· Все электрооборудование и осветительная аппаратура, расположенные в зоне В-1г, имеют взрывозащищенное исполнение, соответствующее категории и группе взрывоопасных смесей.

· Загрязненные маслами песок, снег и промасленная ветошь должны быть собраны в металлический ящик искронедающим совком и периодически вывезены на полигоны промышленных отходов.

· По прибытии на площадку наполнения газобаллонных автомобилей водитель автоцистерны обязан:

а) заглушить двигатель автомобиля - тягача и вынуть ключ из замка зажигания;

б) заземлить автоцистерну и пост управления;

в) убедиться в отсутствии открытого огня;

г) под колеса автоцистерны поставить упор противооткатный.

· Заправка газобаллонных автомобилей должна осуществляться согласно производственной инструкции.

· Количество одновременно заправляемых автомобилей – один, остальные автомобили должны находиться на площадке для стоянки автомобилей, предусмотренной в проекте у въезда, за территорией АГЗС.

· При наполнении баллонов газобаллонных автомобилей на АГЗС должны выполняться требования «Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением». Допускается заправка только баллонов газобаллонных автомобилей. Заправка других баллонов, в том числе и бытовых, категорически запрещается.

· Ответственность за техническую исправность баллонов газобаллонных автомобилей и их освидетельствование несет владелец автомобиля.

· Перед заправкой баллонов газобаллонных автомобилей оператор АГЗС обязан проверить в путевом листе водителя наличие штампа и подписи, подтверждающих исправность и пригодность баллонов к наполнению, а так же наличие у водителя удостоверения на право вождения газобаллонных автомобилей.

· Запрещается заправлять СУГ в установленные на автомобилях баллоны, у которых:

а) истек срок периодического освидетельствования, ллоны подлежат освидетельствованию один раз в два года);

б) нет установленных надписей;

в) не исправлены вентили и клапаны;

г) ослаблено крепление баллона;

д) имеются утечки из различных соединений.

Наполнение баллонов автомобилей СУГ разрешается только при выключенном двигателе автомобиля. Включать двигатель разрешается только после отсоединения рукавов и установки заглушки на отключающее устройство.

Въезд на территорию АГЗС и заправка автомобилей, в которых находятся пассажиры, запрещаются. Во время операций по подготовке, заправке и окончания заправки автомобилей запрещается так же пребывание на территории АГЗС посторонних лиц и водителей, ожидающих заправку.

При заправке газобаллонных автомобилей СУГ необходимо соблюдать следующие правила безопасности:

а) не стучать металлическими предметами по арматуре и газопроводам, находящимся под давлением;

б) если двигатель заправленного газом автомобиля при пуске дает перебои (хлопки), его следует немедленно заглушить и откатить автомобиль на расстояние не менее 15м;

в) не подтягивать соединения на баллонах и коммуникациях;

г) не оставлять заправляемые автомобили без надзора;

д) не производить выброс СУГ из баллонов в атмосферу при переполнении;

е) не производить регулировку и ремонт газовой аппаратуры газобаллонных автомобилей на территории АГЗС;

ж) не наполнять автомобильные баллоны более 90% по объему;

з) не заправлять баллоны автомобилей при повышении давления системе автоцистерны выше 1,6 МПа (16кгс/см²);

и) не держать присоединенной наполнительную струбцину к наполнительному вентилю автомобиля, когда заправка его не производится;

к) не буксировать транспортные средства петлей аварийного выталкивания автоцистерны.

Запрещается эксплуатация и въезд автоцистерны на площадку АГЗС если:

· истек срок очередного освидетельствования сосуда (цистерны);

· поврежден корпус или днище сосуда (вмятины, нарушена окраска и так далее);

· отсутствуют установление клейма и надписи;

· отсутствует или неисправна арматура;

· отсутствуют предупредительные надписи;

· отсутствует паспорт на сосуд;

· имеются утечки газа через соединения и арматуру;

· неисправны предохранительные клапаны;

· оборвана цепь заземления;

· заземляющий трос со штырем-струбциной отсутствует или имеет повреждения;

· отсутствуют огнетушители или истек срок их проверки (автоцистерна должна быть укомплектована двумя огнетушителями);

· неисправна резьба на штуцерах и резинотканевых рукавах;

· истек срок испытания резинотканевых рукавов, повреждены поверхность и их заземление;

· неисправно крепление арматуры и трубопроводов;

· поврежден индикатор уровня и КИП;

· повышено давление в сосуде (цистерне) выше 1,6 МПа (16 кгс/см²);

· отсутствует информационная табличка «Системы информации» об опасности, аптечка и знак аварийной остановки.

При наливе автоцистерны на «Базе сжиженного углеводородного газа» объем наливаемого топлива в цистерне не должен превышать 85% объема цистерны.