Как обезвредить воздух? - [6]

Проведено исследование пожарной опасности реактора-озонатора (РО) и разработка рекомендаций по его безопасной эксплуатации в пожаровзрывоопасных производствах.

6. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

Реактор-озонатор (РО) представляет собой электротехническое устройство – два электрода, разделённые диэлектриком. На электроды подаётся электрическое напряжение порядка 10 киловольт. Считается, что синтез озона осуществляется в барьерном разряде. При прохождении через зону разряда молекулы кислорода частично диссоциируют. Образовавшийся атомарный кислород реагирует с молекулой кислорода, образуя озон. Практически РО выполнен в виде стеклянной трубки, на внутренней поверхности которой расположен высоковольтный электрод (фольга), а снаружи намотан нулевой электрод (проволока). Торцы трубки заглушены. Для установки внутри аппаратов очистки РО объединяются в кассеты (по 12 шт.), которые легко извлекаются из аппаратов для обслуживания и ремонта. По сведениям заказчика, производительность кассеты с 12-ю РО составляет +\-4,8 г озона в час. Время выхода РО на режим после подачи напряжения – 1-2 с. Стандарты на РО отсутствуют.

РО должен удовлетворять требования пожарной безопасности, однако, поскольку РО предлагается устанавливать внутри специальных технологических аппаратов очистки, требования ПУЭ 2 на них не распространяется. Следовательно, пожаро– и взрывобезопасность должна обеспечиваться на основе ГОСТов [3,4]. Известно, что требования этих ГОСТов достаточно общие, допускают варианты решений в рамках систем предотвращения взрыва, защиты от опасных факторов взрыва и соответствующих организационно-технических мероприятий. Естественно, что основой при выборе вариантов является представление о пожароопасности самого реактора-озонатора, которому в данном случае не требуется «присваивать маркировку по взрывозащите»5.

При работе РО пожарная опасность определяется наличием электрического разряда и образованием озона, взаимодействующего с окружающей средой. Воспламеняющая способность данного электрического разряда неизвестна. Естественно, что и экспериментальные методы определения характеристик пожарной опасности такого специфического электрического источника зажигания не стандартизировано. Отсутствуют необходимые сведения о нем в основных монографиях и справочниках.[6,7].

Химизм реакции озона с органическими соединениями изучен недостаточно, однако известно, что органические примеси способствуют разложению озона, при концентрациях более 20%, идущему со взрывом 7. Количественные данные о пожарной опасности озона в присутствии органических веществ отсутствуют.

7. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Учитывая изложенное, исследования должны были бы включать изучение пожарной безопасности РО, как электрического источника зажигания, и изучение пожарной опасности озона в присутствии органических веществ. Однако, в условиях ограниченного финансирования и времени, подобное логически понятное построение работы невозможно. Для уже созданного РО ключевым моментом в исследованиях являются испытания исправного РО непосредственно во взрывоопасной среде. Только после испытаний, убедительно доказывающих возможность безопасной эксплуатации исправного РО во взрывоопасной среде, имеет смысл вести исследования, учитывающие наличие дефектов – частичное разрушение трубок – электродов, что предусмотрено техническим заданием.

Результаты испытаний позволили определить одно из двух возможных направлений дальнейшей работы:

– экспериментальная оценка пожарной опасности РО с частичным разрушением трубок-электродов, поиск и опытная проверка технических решений, обеспечивающих безопасность в этих условиях;

– разработка рекомендаций на основе требований ГОСТ 3,4, сводящихся, в основном, к недопущению функционирования РО во взрывоопасной среде.

8. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Практически методика исследований уже изложена в разделе 2.

Испытания РО проводились на специальном экспериментальном оборудовании, которое схематически изображено ниже на рис.7

Рис. 7

В состав оборудования входил питающийся от высоковольтного трансформатора опытный образец РО (1), устанавливаемый внутри стального макета(2), объемом 15 м3. Макет был оснащен вентилятором (3) для интенсификации процессов испарения и легкоразрушаемой полиэтиленовой диафрагмой (4) для снижения давления при возможном воспламенении. В макете размещены датчики системы индикации (5) уровня концентраций взрывоопасных паров. Имелась также система контрольного воспламенения (6). Система индикации уровня концентраций взрывоопасных паров (5)состояла из двух датчиков и вторичного блока газосигнализаторов фирмы «Дрегер», калиброванных на специальном динамическом стенде ДС– ПГР.

Система контрольного воспламенения (6) служила для повышения надежности результатов испытаний, при которых РО мог не воспламенить взрывоопасную по показаниям системы индикации (5) смесь.

Все высоковольтные блоки, трансформаторы и электродвигатель вентилятора были расположены снаружи макетов. Соединение высоковольтного трансформатора с РО выполнялось специальным высоковольтном кабелем.