автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Усовершенствование методов оценки условий возникновения и последствий взрывов на металлургических предприятиях

На правах рукописи

БУЛХОВ НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ УСЛОВИЙ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И ПОСЛЕДСТВИЙ ВЗРЫВОВ НА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

Специальность 05.26.03 - Пожарная и промышленная безопасность (металлургия)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2004

Работа выполнена в Московском государственном институте стали и сплавов (технологическом университете)

Научный руководитель:

кандидат технических наук И.В.Бабайцев

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Н.Н.Карнаух

кандидат технических наук И.С.Таубкин

Ведущее предприятие: ОАО «НОВОЛИПЕЦКИЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ»

Защита диссертации состоится " 01 " июля 2004г. в_часов на

заседании специализированного Совета № Д - 212.132.04. в Московском государственном институте стали и сплавов (технологическом университете) по адресу 117936, ГСП-1; Москва, Ленинский просп., д 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного института стали и сплавов (технологического университета).

Автореферат разослан " 01 " июня_2004 г.

Справки по телефонам: 237-21-36,230-46-94

Ученый секретарь /

специализированного совета к.т.н. ВА.Муравьсв

ошое^

щичог

ВВЕДЕНИЕ

На металлургических предприятиях имеются все типы взрывоопасных производственных объектов, перечисленных в Законе о промышленной безопасности опасных производственных объектов. Чаще всего возникают пожары и взрывы смесей горючих газов и паров легковоспламеняющихся жидкостей с воздухом. Прогнозирование условий образования взрывоопасной среды в оборудовании и помещениях затруднено в связи с тем, что в металлургической промышленности образуются и обращаются многокомпонентные составы, содержащие горючие и инертные составляющие. Кроме того, горючие парогазовоздушные смеси в металлургическом оборудовании зачастую находятся при повышенных температурах и давлениях, тогда как в справочниках имеются сведения только о параметрах взрывоопасности, определенных в стандартных установках при атмосферном давлении и комнатной температуре.

Условиям возникновения и последствиям взрывов парогазовоздушных смесей в металлургии посвящено весьма ограниченное число исследований. Другие взрывоопасные материалы (прежде всего порошки металлов и сплавов, экзотермические и термитные смеси) исследованы в этом отношении гораздо более полно. То же самоё можно сказать и о взрывах при контакте расплавленного металла с водой, хотя в этом случае остается еще ряд актуальных задач. Так, в отличие от взрывов с участием жидких чугуна, стали и алюминия, до настоящего^ времени не существовало методик прогнозирования энергии и параметров взрывов при аварийном взаимодействии с водой расплавов легких сплавов, хотя такие взрывы происходили неоднократно.

Нормативные документы, регламентирующие методики

категорирования помещений, зданий и наружных установок по

взрывопожарной и пожари ^о^ЗДУУ^н/Сл ^илЛ« огических блоков по

БИЫ .

с •>

говбгч

взрывоопасности, а также оценку характера и масштаба разрушений при взрывах содержат определенные противоречия и недоработки. В частности отсутствует методика расчета количества материала, который может принять участие во взрыве при испарении многокомпонентных легковоспламеняющихся и горючих жидкостей. Все это затрудняет обоснование, разработку и своевременную реализацию проектных и технологических решений и организационных мероприятий, направленных на обеспечение взрывобезопасности, которые принимаются на основе анализа результатов категорирования помещений и блоков и прогнозирования последствий взрывов.

Анализ уровня реализации требований нормативно-технической документации на опасных производственных объектах металлургических предприятий показывает, что многие положения стандартов и норм, регламентирующих вопросы обеспечения взрывобезопасности, выполняются не в полной мере, что объясняется как отдельными недоработками и противоречиями в действующих нормативах, так и трудоемкостью содержащихся в них методов расчета условий образования предельных взрывоопасных смесей и параметров взрыва.

Целью настоящей работы является усовершенствование методик расчета предельных составов взрывоопасных парогазовоздушных смесей и последствий взрывов на металлургических предприятиях, а также программного обеспечения проведения расчетов, необходимых для категорирования взрывоопасных объектов в соответствии с действующими нормативами и обоснования выбора технологических и проектных решений по обеспечению взрывобезопасности.

Основные задачи, которые решались в настоящей работе в соответствии с этой целью, перечислены ниже:

- статистический анализ причин взрывов и пожаров на опасных производственных объектах и выявление наиболее взрывоопасных

производств, обращающихся на них материалов и обстоятельств, чаще всего приводящих к возникновению взрывов;

анализ действующих нормативных документов в области взрывоопасности, выявление уровня выполнения их требований на металлургических предприятиях и имеющихся в них противоречий и разработка рекомендаций по усовершенствованию методов прогнозирования условий и последствий возникновения взрывов;

разработка программы расчета температур горения и взрыва и давления взрыва парогазовоздушных смесей, обращающихся в металлургии и расчет температур горения предельных составов;

усовершенствование методики расчета предельных составов газовозяушных взрывоопасных смесей и оценки влияния на них температуры газов и содержания инертных примесей;

анализ и корректировка методов расчета давления во фронте воздушной ударной волны в зависимости от энергии взрыва и расстояния от его эпицентра и границ зон разрушений определенного уровня;

разработка программного обеспечения категорирования технологических блоков по взрывоопасное™ и методики расчета минимального количества взрывоопасного вещества и минимальной площади испарения горючих жидкостей, при достижении которых необходимо повышения категорийности производства;

разработка методики расчета энергии и параметров взрыва при взаимодействии расплавов легких сплавов с водой.

Научная новизна полученных в работе результатов заключается в следующем:

1. Рассчитаны адиабатические температуры горения смесей с воздухом более ста различных горючих жидкостей газов и на основе полученных результатов расчетов подтверждено постоянство температур горения паров органических жидкостей и их смесей на нижнем и верхнем пределах распространения пламени и определены средние значения этих температур.

2. Впервые доказано постоянство адиабатических температур горения предельных смесей при различных начальных температурах среды и введении в смеси инертных газов.

3. Разработана методика расчета предельных составов парогазовоздушных смесей и влияния на них температуры смеси и содержания в ней инертных газов с использованием среднего значения адиабатической температуры горения.

4. Разработана методика и программа расчета количества и состава паровой фазы многокомпонентных жидкостей в зависимости от времени испарения, результаты которого необходимы для последующего определения параметров взрыва.

5. Разработана методика расчета давления во фронте ударных волн с использованием закономерностей, положенных в основу определения границ зон разрушений различной интенсивности при взрывах.

6. Разработана методика расчета энергии и параметров взрывов при взаимодействии многокомпонентных легких сплавов с водой.

Практическая ценность полученных результатов заключается в том, что разработанные методики обеспечивают возможность прогнозирования условий возникновения и последствий взрывов на опасных металлургических объектах, на которых обращаются горючие жидкости и газы, а также расплавы металлов. Разработаны рекомендации по усовершенствованию расчетных методов, используемых при категорировании наружных установок и технологических блоков по взрывоопасности, а также программное обеспечение этих расчетов. Обоснован выбор безопасного состава смесей метана с кислородом, предназначенного для вдувания в доменную печь.

Апробация работы и публикации. Результаты работы доложены на международном семинаре «Промышленная безопасность коксохимического производства» (Москва, РХТУ им. Д.И.Менделеева, 2003 г.) и на VII международной научно-практической конференции «Проблемы

промышленной безопасности и охраны труда в металлургии» (Москва, МИСиС, 2003 г.). Основные результаты работы опубликованы в 4 статьях.

Объем работы. Диссертация состоит их введения, 5 глав, выводов и приложений, изложена на !4f стр. машинописного текста, содержит 22 рисунков и 27 таблиц, включает библиографию из 105 наименований.

СОСТОЯНИЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА ВЗРЫВООПАСНЫХ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТАХ И АКТУАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОСЛЕДСТВИЙ ВЗРЫВОВ

В обзоре научной литературы рассмотрены новые проблемы обеспечения взрывобезопасности на опасных производственных объектах, возникающие в связи с развитием технического прогресса, законодательные и нормативные основы управления промышленной безопасностью таких объектов, характерные особенности взрывоопасных металлургических объектов, проанализирована нормативная документация, регламентирующая оценку последствий взрыва, и опыт ее использования при выборе проектных и технологических решения в области взрывопредупреждения и взрывозащиты, а также методики оценки характеристик пожаровзрывоопасности веществ и материалов и их соответствие специфическим условиям обращения этих веществ в металлургическом производстве.

На основе анализа результатов экспертных исследований причин возникновения и последствий взрывов на металлургических объектах, а также выводов, сделанных при обследовании сотрудниками МИСиС ряда металлургических предприятий, показано, что значительная часть требований государственных стандартов, норм промышленной безопасности и правил, регламентирующих мероприятия по обеспечению взрывобезопасности, выполняются не в полной мере. Практически не

используются расчетные методы оценки потенциальной взрывоопасное™ процессов и материалов и оценки последствий взрывов. В этой связи актуальной задачей является усовершенствование методов оценки последствий взрывов и программное обеспечение расчетов, проведение которых регламентируется действующими нормативами. Необходимо также усовершенствование методик прогнозирования последствий взрывов, возникающих при взаимодействии расплавленных металлов с водой и кислородосодержащими материалами и экспертной оценки энергии взрыва по характеру разрушений.

СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРИЧИН АВАРИЙ И ТРАВМАТИЗМА НА ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТАХ

Для обоснования выбора направления работы был проведен статистический анализ причин взрывов в различных отраслях промышленности период с 1998 по 2002 год. Сведения об авариях на зарубежных предприятиях были взяты из интернет сайта Industrial Fire World (http://www.fireworld.com/), содержащего краткое описание причин и последствий около 3500 инцидентов, и отдельно для отечественных предприятий из материалов, опубликованных в рубрике «Аварии года» журнала «Безопасность труда в промышленности».

На рис. 1 отражена доля взрывов и пожаров в общем числе аварий на опасных производственных объектах зарубежных предприятий. Сумма таких происшествий составляет более или менее стабильно около 65% всех аварий. Как видно из рис. 2, число погибших и раненых при взрывах и пожарах составляет подавляющее большинство от общего числа случаев травматизма на предприятиях. Рис. 3 показывает, что из всех потенциально взрывоопасных материалов наиболее часто во взрывах принимают участие горючие жидкости и газы. Это подтверждает актуальность выбора темы исследований. Наибольшее число аварий,

Общее число аварий на предприятиях и число взрывов и пожаров

Рис. 1

Ш Количество аварий ■ Пожары

□ Взрывы □ Одновременно пожары и взрывы

В Утечки горючих материалов

Число пострадавших при авариях

Рис.2

| ■ Обшее число погибших во всех н. сл □ Общее число раненых во всех н сл 5 Число погибших при пожаре, взрыве, пожаре и взрыве в Число раненых при пожаре, взрыве, пожаре и взрыве

Количество аварий с различными взрывоопасными материалами

1999 г 2000 г

Рис.3

2001 Г

В Порошки металлов ■ Газ

Ш Жидкость □ Пыль

В Контакт расплавленного металла с водой В Взрывчатые вещества И Пиротехнические смеси 5 Химикаты

Количество аварий в различных отраслях промышленности

н -¡Л-Й.т

■ 1 ■ 1 н ■ ■

1 1 рв—. И

1999 г 2000 г

Рис. 4

■ Химическая, нефтехимическая, нефтеперерабатывающая | О Металлургическая ' В Производство товаров общего потребления, производственная сфера | О Машиностроение и автомобилестроение

В Деревообрабатывающая I

О Электростанции О Ядерное производство В Газодэбывающая, газоперерабатывающая

■ Магистральный трубопровод 1 Ш Сельское хозяйство

связанных со взрывами, возникает на предприятиях химической промышленности и при производстве товаров общего потребления. Металлургия, как показано на рис. 4, стабильно занимает третье место.

Проанализированы основные причины возникновения загораний, приведших к пожарам или взрывам. На первом месте среди этих причин находятся неполадки в оборудовании, за ними следуют транспортные аварии и неправильное проведение сварочных работ.

Из материалов 111Н РФ, опубликованных в рубрике «Аварии года», следует, что число аварий в промышленности в 1998-2002 гг. оставалось приблизительно на одинаковом уровне. Одинакова и доля в них пожаров и взрывов, которая так же, как и на зарубежных предприятиях, довольно высока и составляет около 50 %. Общее число погибших и пострадавших в эти годы имело тенденцию к возрастанию, причем примерно половина их них составляли погибшие при пожарах и взрывах. Таким образом, в отечественной промышленности доля пожаров и взрывов в общей аварийности и травматизме несколько ниже, чем за рубежом, что по всей вероятности объясняется тем, что на зарубежных предприятиях меньше количество аварий, произошедших по причинам, не связанным с загораниями и взрывами. На отечественных предприятиях чаще всего возникали пожары и взрывы газов, затем следовали аварии с участием горючих жидкостей и пылей.

Основной вывод по результатам статистического анализа заключается в том, что необходима концентрация усилий, направленных на обеспечение пожаровзрывобезопасности, что может существенно улучшить общую картину аварийности и травматизма в промышленности.

РАСЧЕТ АДИАБАТИЧЕСКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ГОРЕНИЯ ПРЕДЕЛЬНЫХ ПАРОГАЗОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ И РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ ПРЕДЕЛОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ

Важнейшими параметрами, необходимыми для оценки последствий пожаров и взрывов, являются температуры горения и взрыва и давление взрыва. Обычно для их расчета пользуются программами термодинамических расчетов, наиболее полной и апробированной из отечественных программ такого рода является программа Real.

Однако использование этой программы для проведения расчетов в области обеспечения пожаровзрывобезопасности связано с целым рядом неудобств, т. к. в программу невозможно непосредственно ввести состав смеси в объемных процентах и поэтому необходим дополнительный пересчет на массовые доли компонентов, графическое обеспечение программы рассчитано только на построение зависимостей параметров состояния или состава продуктов взрыва от содержания конечных продуктов реакции, а возможность определения влияния на эти значения начальной концентрации компонентов в смеси отсутствует. Кроме того, в программе принимается, что начальный объем исходного вещества близок к 0, что пригодно только для конденсированных составов.

В этой связи был разработан упрощенный вариант программы расчета состава, температур и давления горения и взрыва газов и паров жидкостей, обращающихся в металлургическом производстве, формулы которых включают атомы С, Н, О и N, свободный от указанных недостатков и названный программой Fire. При разработке алгоритма расчета было произведено решение системы из 6 уравнений, в число которых входят уравнения материального баланса по С, Н и О и уравнения равновесия трех основных реакций, протекающих между продуктами реакции в зоне горения. Н20 + СО ^Н2 + С02; 2 СО ^¡С + С02; 3 Н2 + СО ^СН, + Н20. Константы

равновесия этих реакций, обозначенные как Кь, К^, Кьт, входят в выражения, которые приведены на рис.5

Алгоритм программы FIRE.

i Algorithm of calculating

1 1 Общее уравнение реакции:

CCxHj-OiNntI>CH4t AC 0+BC0i*EH2»FH2 0»К02»ЦС . «С О+Ь СОЗ« C+JCH4^«m+ffl3 0»X>I»1N5

Система без выделения углерода

а+b+d-na - 4d+2f+21-nh a+2b+f—no ^ Уравнена* > материального ) баланса.

b ■ е _ a-ff ~Кь в3, а-в2

f .N2

Система с выделением углерода

a+b+o+d—по

4d+2e+2f-nh |у материального

a+2b+f—по J баланса

a>f » Kd.H _ а2 Р b

3 _2

»•а+Ь+o+d+e+i+l

f.t, 2

а =

-Kd (nc+0.5nH)+VKiCnc+0.5nHf+4pKdnc(nc+0.5nH)

2p

b =

(%а-гь>г.* к|-КтКд(«1-»-1»)Ъ3( ) = О

d=nc-a-b

(nn-a-2b)aKb е" b ь

b=

a^pKbJQCn,-^)

lCi(2a.+nll+2«<1-4aKb)

c = iL 2a-2b.0.Snb+nc K(jb

(J п; Пд-a-b- с

f = nc- a- 2b e^Sijj-f-id

Решение систем осуществляется методой итераций рис. 5.

При этом были получены уравнения (рис. 5), необходимые для расчета состава продуктов взрыва, решаемые счетным методом. Затем общепринятым путем методом итераций определяются теплоты и температуры горения и взрыва и давление взрыва. Интерфейс программы Fire приведен на рис. 6.

Интерфейс программы FIRE

CafculciliiSh of ignition temperature of system' with defined compos at A

J

wrvrmm

Define £5cHyOjrNn :

lnpu< vol fc of С111Л{ finents

ежг в 174 иго

caztjeSr" HtfiSST со W ог* - "

л US3 Air «"

iitms-

«Я) - J13C386 Йед-Г.4?2ГП

в}-jsiwb* /•

Ю2Ь0 М2]»2Э2Э№1

Рис. 6.

Программа Fire не предусматривает более детального анализа реакций между продуктами горения и ими и азотом воздуха. Она построена в предположении, что на температуру горения влияют главным образом содержание в продуктах только основных возможных компонентов (в скобках приведены условные обозначения коэффициентов на рис. 5): СО(а), С02(Ь), С (с), CH4(d), Н2(е), H20(f). Ввиду практического отсутствия экспериментальных данных о значениях температур горения парогазовоздушных смесей критерием адекватности результатов расчетов могло быть только сравнение их с данными, полученными с использованием более точной программы Real, реальность которых была проверена в целом ряде отраслей техники.

Были выполнены расчеты по программам Fire и Real температур горения ооставов, соответствующих экспериментально определенным значениям нижнего (НКПР) и верхнего (ВКПР) пределов распространения пламени более ста горючих жидкостей и газов. Некоторые результаты расчетов приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Сравнение результатов расчета температуры горения на НКПР и ВКПР

по программам Fire и Real

N FIRE REAL

Вещестао НКПР, к ВКПР, к НКПР, к ВКПР, к

1 Бензол 1601,56 1410 1602,15 1405,09

2 Толуол 1657,81 1332 1658,18 1325,53

3 М-ксилол 1645,31 1196,88 1646,0 1194,79

4 О-ксилол 1542,19 1198 1543,99 1184,36

5 П-ксилол 1646,88 1195 1647,11 1194,05

6 Гексан 1645,31 1029,69 1644,42 1034,05

7 Циклогексан 1643,75 1056 1644,22 1061,60

8 Ацетон 1579,69 1187,5 1580,40 1194,02

9 Этанол 1578,13 1125 1579,72 1127,60

10 Этпленгликоль 1525 953,125 1527,03 940,62

11 Этилбензол 1556,25 1500 1557,99 1240,96

12 Водород 632,81 1156,25 633 1165

13 Оксид углерода 1390,62 1280,5 1391 1262

14 Метан 1478,12 1762,5 1477 1765

15 Этан 1496,88 1100 1496 1095

16 Пропан 1625 1337,5 1622 1345

Анализируя полученные результаты, можно сделать два вывода. Во-первых, результаты расчета адиабатических температур горения по обеим программам практически совпадают. Во-вторых, для горючих opi анических жидкостей подтверждается постоянство температуры горения предельных составов для различных химически соединений. Соображения о постоянстве температур горения высказывались и ранее. Использование программы Fire, позволившей существенно упростить и ускорить расчет, дало возможность подтвердить этот факт для десятков химических соединений различных классов, входящих в состав многокомпонентных смесей, обращающихся в металлургическом и коксохимическом производствах.

Среднее значение температуры горения на НКПР для ста различных соединений составляет 1570 К (среднее квадратичное отклонение 47 К), а на ВКПР 1032 К (среднее квадратичное отклонение 94 К). Отметим, что по крайней мере для НКПР эти отклонения можно связать с точностью экспериментального определения с точностью экспериментального определения этого параметра. В соответствии с ГОСТ 12.1.044-89 экспериментальная установка для определения пределов распространения пламени парогазовоздушных смесей испытывается с использованием пропана, для которого экспериментально определенное значение НКПР должно составлять (2,05 + 0,1) % об. Расчеты показывают, что при отклонениях НКПР температура горения предельного состава изменяется по сравнению с ее значением при средней величине НКПР на 50 К в ту или другую сторону.

Для более узких классов горючих жидкостей можно было получить еще меньший разброс температур горения и несколько отличные значения средних температур. Так, ароматические соединения бензольного ряда имеют более высокое среднее значение температуры на НКПР, составляющее 1600 К. Это в дальнейшем было использовано для расчета условий образования их взрывоопасных смесей.

Впервые был установлен факт постоянства температур горения предельных составов при изменении начальной температуры парогазовоздушной смеси и введении в ее состав инертных газов. Первый из этих выводов был сделан на основании расчетов адиабатических температур горения предельных смесей оксида углерода, водорода и метана с воздухом в диапазоне начальных температур от 20 до 400°С, а второй на основании расчетов температур горения предельных состава этих же газов, содержащих различные количества азота, диоксида углерода и воды. Исходные данные для расчета по значениям НКПР и ВКПР были взяты из работы Коурда и Джонса (Bureau of Mines USA), которая широко используется в нашей стране для определения пределов взрываемости многокомпонентных газов, содержащих инертные составляющие. Факта, что температура горения предельных составов не зависит от начальной температуры газовоздушных смесей и наличия в них инертных газов, был использован для расчета условий образования взрывоопасных смесей такими металлургическими газами как доменный, коксовый, ферросплавный, а также конвертерный газ в системах с неполным или частичным дожиганием отходящих газов над горловиной конвертора.

На основе постоянства температур горения предельных составов была разработана методика и программа расчета НКПР и ВКПР парогазовоздушных смесей. При расчете НКПР предполагалось, что в зоне горения сгорает смесь стехиометрического состава и избыточное тепло ее горения, т.е. разница между теплотой реакции и количеством тепла, необходимым для разогрева ее продуктов до среднего расчетного значения адиабатической температуры горения на НКПР, идет на разогрев избытка воздуха. Среднее относительное отклонение НКПР для ста жидкостей и газов, рассчитанных таким образом, от экспериментального значения составляет 3,2% Приведенный в ГОСТ 12.1.044 сугубо эмпирический метод расчета этого параметра дает отклонение 3,8%.

Использование среднего значения адиабатической температуры горения для расчета ВКПР теоретически было трудно обосновать, т.к. было неясно, почему адиабатическая температура на НКПР гораздо выше, чем на ВКПР. Действительно, расчет, проведенный в предположении, что избыточная теплота реакции расходуется на разложение избытка горючего газа и нагревание его до этой температуры, дал значительно завышенные значения ВКПР для всех органических соединений. Исключение составляли только оксид углерода и водород, которые не разлагаются в зоне горения. Отметим, что для этих газов адиабатические температуры горения предельных состава существенно отличаются от тех, которые были получены для органических соединений, составляя, соответственно на НКПР и ВКПР, 633 и 1165 К для водорода и 1391 и 1262 К для оксида углерода. Этот факт был использован в дальнейшем для расчета предельных составов металлургических газов, компонентами которых они являются. Очень интересен, хотя и не полностью понятен, тот факт, что адиабатическая температура горения водорода на НКПР заметно ниже температуры его воспламенения.

Удовлетворительные результаты расчета ВКПР были получены в предположении, что в зоне горения в начальной стадии протекают реакции горения части паров предельных органических соединений с образованием диоксида углерода и воды, а в случае непредельных соединений еще и оксида углерода, содержание которого в продуктах горения пропорционально доле двойных связей в их молекулах, и реакции разложения избытка горючего вещества. При этом предполагалось, что соединения, не содержащие кислород, разлагаются с образованием водорода и углерода, при распаде спиртов образуется помимо этого в равных долях оксид углерода и вода, при распаде эфиров и кетонов диоксид углерода. На этом этапе развивается та же температура, что и на НКПР (именно эта температура использовалась при определении предельных составов). В дальнейшем происходят реакции, сопровождающиеся поглощением тепла (например, реакции водяного и

доменного газа) и температура в зоне горения уменьшается до расчетного значения адиабатической температуры на ВКПР.

При таком подходе получены значения ВКПР гораздо более близкие к экспериментальным результатам. Средние отклонения отличаются для различных классов соединений, но всех случаях они ниже величины, гарантированной методикой, которая приведена в ГОСТ 12.1.004-89.

Разработанная программа в отличие от стандартной дает возможность расчета предельных составов многокомпонентных газов без использования правила Ле-Шателье. Расчетные значения НКПР близки к имеющимся немногочисленным экспериментальным результатам. В случае органических соединений результаты расчета ВКПР совпадают с результатами расчета по правилу Ле-Шателье за исключением результатов расчета для смесей, содержащих водород и оксид углерода. В последнем случае ВКПР заметно выше полученных по правилу Ле-Шателье. Возможные существенные отличия экспериментальных результатов от рассчитанных по этому правилу отмечены еще в работе Коуарда и Джонса. Это обстоятельство следует учитывать при расчетном определении ВКПР металлургических газов, в состав которых входят водород и оксид углерода по стандартному методу.

Программа Fire была использована для расчета состава взрывобезопасных смесей метана с кислородом, предназначенных для вдувания в доменную печь. Смеси, рекомендованные для вдувания, должны были содержать до 25% кислорода. В соответствии с ГОСТ 12.1.044-89 безопасное содержание метана в смеси при атмосферном давлении составляет 66% с учетом коэффициента безопасности, рассчитанного по стандартной методике. Температура горения такого состава равно 1090К. Это значение не должно быть превышено для вдуваемых в доменную печь составов при реальном давлении в объеме печи. Результаты расчетов показывают, что смесь, содержащая 25% кислорода, имеет при повышенных давлениях температуру горения больше безопасного значения, смесь, содержащая 23% кис юрода, находится на пределе допустимых температур

горения и только смесь, содержащая 21% кислорода, отвечает требованиям безопасности.

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ КАТЕГОРИРОВАНИЯ ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВ И РАЗРАБОТКА ИХ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

В этой главе приведен анализ методики категорирования технологических блоков в соответствии с Общими правилами взрывобезопасности в химической, нефтедобывающей и нефтехимической промышленности (ОПВБХП). Эти правила в соответствии с действующими нормативами распространяются на все подведомственные ГТТН РФ предприятия, на которых обращаются взрывоопасные газы, жидкости и пыли. Следовательно, они распространяются и опасные металлургические объекты. ОПВБХП требуют проведения расчета энергетического потенциала технологических блоков, в которых имеются горючие газы и жидкости. Значения этих потенциалов используются при категорировании технологических блоков по взрывоопасное™, на основании которого принимаются дополнительные меры взрывобезопасности, а также проводится расчет зон разрушения для оценки последствий взрывов. На большинстве металлургических предприятий эта работа не проводилась, что отчасти связано с определенной сложностью расчетов.

В настоящей главе описывается программа, специально разработанная для расчета энергетических потенциалов, использование которой позволит снять эти затруднения. Кроме того, был проведен анализ методики ОПВБХП и выявлен ряд ее недостатков. В частности она требует расчета количества испаренного материала, принимающего во взрыве, которое зависит от давления насыщенного пара. В ОПБВХП рекомендуется использовать для

описания зависимости давления пара от температуры упрощенный вариант уравнения Клапейрона-Клаузиуса. Этот подход практически неприемлем, так как требует знания теплоты испарения, которая зависит от температуры. Для большинства горючих материалов эта зависимость не определена. Кроме того, такой подход противоречит ГОСТ 12.1.049-89, предполагающему использование уравнения Антуана. Проведенные в работе расчеты показывают, что использование методики, рекомендуемой в ОПВБХП, может привести к занижению значения давления насыщенного пара и, следовательно, к занижению количества материала, принимающего участие во взрыве.

Расчет количества пара многокомпонентных жидкостей, принимающих участие во взрыве, по методикам НПБ 105-03 и ОПВБХП невозможен, т.к. в них даются уравнения только для определения скорости испарения однокомпонентных материалов. Для многокомпонентных составов скорость испарения каждого из них зависит от мольной доли компонента в смеси, которая постоянно меняется в процессе испарения. В настоящей работе разработана методика и программа расчетов количества испарившейся смеси и содержания в паре отдельных компонентов. Результаты расчетов необходимы не только для определения массы вещества, принимающего участие во взрыве, но и для оценки параметров воспламеняемости и энергии горения и взрыва паровой фазы.

Разработана методика и программа расчетов количества жидкости и газа, при достижении которого технологический блок должен быть переведен в более высокую категорию взрывоопасное™, а также минимальной площади испарения, при которой возможно испарение такого количества вещества, и проведены соответствующие расчеты для горючих газов и жидкостей, обращающихся в металлургическом производстве. Снижение площади разлива ниже минимального расчетного значения с помощью простых проектных решений (например, обортовки или обваповки емкостей) может

снизить категорию взрывоопасное™ технологических блоков и локализовать последствия взрыва.

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ПОСЛЕДСТВИЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЗРЫВОВ

Для расчета давления в ударных волнах на различном расстоянии от эпицентра взрыва, что необходимо для прогнозирования характера разрушений и радиусов опасных зон, в настоящее время используется несколько уравнений, связывающих тротиловый эквивалент, расстояние и давление в ударной волне, которые имеют вид полиномов типа:

ёР = А. ш + В . ш2 + С. ш3 ,

где с1Р - давление во фронте ударной волны, кПа,

ш = Спл-"3/ Л,

где Стнт - тротиловый эквивалент взрыва, кг,

Я - расстояние от эпицентра взрыва, м

Они отличаются значениями эмпирических коэффициентов (А, В, С) и дают различные оценки параметров ударных волн при одинаковой энергии взрывов. В ОПВБХП и Единых правилах безопасности при взрывных работах (ЕПБВР) для расчета радиусов зон разрушения различной интенсивности приведены уравнения, связывающие радиусы таких зон с тротиловым эквивалентом взрыва. Ввиду того, что границы зон разрушения характеризуются определенным значением давления во фронте ударной волны, имеется возможность для данного значения тротилового эквивалента определить коэффициенты полиномов, что позволит сравнить результаты расчетов с другими методиками. В работе Кузнецова путем математического анализа уравнений, приведенного в ЕПБВР, удалось получить аналитическое выражение для определения давления во фронте ударных волн по этой

методике. Для методики ОПВБХП такой подход оказался неприемлемым. Нами была разработана методика и программа расчета, позволяющая синтезировать полиномы для промежуточных значений тротилового эквивалента и получить методом последовательных приближений давления в ударных волнах с использованием формулы, приведенной в ОПБВХП. Анализ результатов расчетов показывает, что по методике ОПБВХП получаются заниженные параметры ударных волн по сравнению с методикой ЕПБВР и другими известными формулами. Сопоставление результатов экспертных исследований последствий ряда крупных промышленных взрывов, приведенных в зарубежной литературе, с расчетами по этим методикам подтвердил большую надежность результатов, полученных по методике ЕПБВР. Это дает основание поставить вопрос о пересмотре метода прогнозирования последствий взрыва, регламентированного ОПВБХП.

Одним из опасных последствий взрывов горючих газов и жидкостей является выброс в атмосферу большого количества непрореагировавшего вещества и токсичных продуктов взрыва. Предложена методика оценки количества токсичных продуктов взрыва (в том числе оксида углерода, оксидов азота, цианида водорода), поступающих в атмосферу при взрывах газов и ЛВЖ, обращающихся в металлургическом производстве, с использованием программ Real и Fire и выполнены соответствующие расчеты для ряда газовых смесей и ЛВЖ.

В работе усовершенствована также методика расчета энергии и параметров взрыва жидких металлов при аварийном контакте с водой. Ранее такой расчет проводился только для расплавов стали и алюминия. Нами разработана программа расчета параметров взрывов многокомпонентных легких сплавов, содержащих кроме алюминия различные легирующие добавки. Проведена сравнительная оценка влияния этих добавок на энергию взрыва.

ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТЫ-

1. Анализ состояния нормативно-технической документации на металлургических предприятиях показывает, что часть требований государственных стандартов, норм промышленной безопасности и правил, регламентирующих мероприятия по обеспечению взрывобезопасности выполняются не в полной мере, что связано с противоречиями и недостатками в методиках расчета параметров взрыва, регламентированных в нормативных документах, и трудоемкостью этих расчетов.

2. Анализ сведений об авариях на зарубежных предприятиях в 1998 -2002 годах показывает, доля в их числе взрывов и пожаров составляла около 65%. Чаще других горючих материалов во взрывах участвовали горючие жидкости, за ними следуют газы и пыли. Основными причинами возникновения пожаров и взрывов являются неполадки в оборудовании, транспортные аварии и сварочные работы.

3. Разработана программа расчета состава продуктов горения и параметров горения и взрыва смесей горючих газов и паров горючих жидкостей с воздухом. На основании результатов расчетов температуры горения в предельных условиях смесей с воздухом более 100 горючих газов и паров подтверждено постоянство адиабатической температуры горения различных классов углеводородов на нижнем и верхнем пределе и определено среднее значение температуры горения предельных смесей.

4. Разработана методика и программа расчета НКПР и ВКПР многокомпонентных смесей горючих газов и паров органических веществ и определения влияния на эти параметры температуры и содержания инертных газов с воздухом с использованием среднего значения адиабатической температуры горения предельных составов.

5. Разработаны рекомендации по безопасному составу смесей метана с кислородом, предназначенных для вдувания в доменную печь.

6. Разработана методика расчета состава токсичных продуктов, поступающих в атмосферу при пожарах и взрывах горючих жидкостей и газов.

7. Разработана программа расчета зависимости количества и состава пара многокомпонентных жидкостей в зависимости от времени испарения.

8. Усовершенствована методика и разработано программное обеспечение расчетов энергетического потенциала взрывоопасных технологических^ блоков и предложена методика расчетов предельного количества- газов и жидкостей, а также минимальной площади разлива жидкостей, при которой необходим перевод технологического блока в более высокую категорию взрывоопасное™.

9. Разработана методика и программа расчетов энергии и параметров взрыва при аварийном взаимодействии с водой расплавов многокомпонентных легких сплавов.

Основное содержание диссертации опубликовано в статьях:

1 .Акинин Н.И., Бабайцев И.В., Булхов H.H., Овчинникова Т.И. Оценка токсичных выбросов в атмосферу при пожарах и взрывах в химических цехах коксохимического производства. //Кокс и химия. -2002, №12, с.39.

2. Акинин Н.И., Бабайцев И.В., Гринина Е.В., Булхов H.H. О категорировании технологических блоков коксохимического производства по взрывоопасное™.if " /Материалы международного семинара «Промышленная безопасность коксохимического производства».- Москва: РХТУ им. Д.И.Менделеева. 2003. - с.140.

3. Акинин Н.И., Бабайцев И.В., Булхов H.H., Кутявина И.В. Обязанности администрации и инженерно-технического персонала по обеспечению промышленной безопасности. /Материалы международного семинара «Промышленная безопасность коксохимического производства».-Москва: РХТУ им. Д.И.Менделеева. 2003. - с. 59.

4. Акинин Н.И, Бабайцев И.В., Кузнецов О.В., Булхов H.H. Об оценке энергетических уровней технологических блоков в металлургии. /Груды VII международной научно-практической конференции «Проблемы промышленной безопасности и охраны труда в металлургии»,- Москва: МИСиС.-2003. - с.35.

Отпечатано на оборудовании ООО «ЦП» Возрождение» 125124, Москва, Сходненский тупик, 4. Печать трафаретная. Бумага офсетная №1. Формат 60x84 1/16 Усл. печ л. 1,5. Тир 100 экз. Подписано в печать 25.05 04г.

РНБ Русский фонд

2006-4 5757

Введение

Глава 1. Состояние промышленной безопасности на взрывоопасных металлургических объектах и актуальные задачи прогнозирования последствий взрывов (литературный обзор)

1.1. Новые проблемы взрывобезопасности, возникающие в связи с развитием технического прогресса

1.2. Законодательные и нормативные основы управления промышленной безопасностью опасных производственных объектов

1.3. Характерные особенности взрывоопасных металлургических объектов

1.4. Нормативная документация, регламентирующая оценку последствий взрыва, и ее использование при выборе проектных и технологических решения в области взрывопредупреждения и взрывозащиты

1.5. Методики оценки характеристик пожаровзрывоопасности веществ и материалов и их соответствие специфическим особенностям металлургического производства

1.6. Методы прогнозирования энергиии и последствий взрывов, возникающих при взаимодействии расплавов металлов с водой и кислородо-содержащими добавками

Краткие выводы по главе 1

Глава 2. Статистический анализ причин аварий и травматизма на опасных производственных объектах

2.1. Относительная доля пожаров и взрывов в общем числе производственных аварий по зарубежным источникам

2.2. Классификация причин пожаров и взрывов в промышленности зарубежных государств

2.3. Классификация аварий на предприятиях, подведомственных ГГТН РФ

Краткие выводы по главе 2

Глава 3. Разработка программы расчета температуры и давления горения взрывов горючих газов и легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, обращающихся в металлургическом производстве

3.1. Математическая интерпретация зависимости константы равновесия химических реакций, происходящих в зоне горения от температуры

3.2. Описание алгоритма программы «Fire»

3.3. Оценка адекватности разработанной программы и ее использование для разработки методов прогнозирования предельных условий образования взрывоопасных газовоздушных и паровоздушных систем

3.3.1. Расчет температур горения взрывоопасных смесей предельного состава и разработка методики определения концентрационных пределов взрываемости

3.3.2. Оценка влияния инертных газов на температуры горения паро-газовоздушных смесей в предельных условиях и разработка методики расчета концентрационных пределов распространения пламени смесей, содержащих инертные газы

3.3.3. Исследование влияния начальной температуры взрывоопасной смеси на температуру ее горения в предельных условиях и концентрационные пределы распространения пламени

3.3.4. Влияние начального давления на температуру горения смесей метана с кислородом на верхнем концентрационном пределе распространения пламени и разработка рекомендаций по составу взрывобезопасных смесей, используемых для вдувания в доменную печь

3.4. Расчет состава вредных выбросов в атмосферу при пожарах и взрывах легковоспламеняющихся жидкостей

Выводы по главе 3

Глава 4. Усовершенствование метода категорирования технологических блоков по взрывоопасности и разработка программного обеспечения необходимых расчетов

4.1. Обоснование выбора метода расчета зависимости давления насыщенного пара от температуры

4.2. Расчет скорости испарения многокомпонентных легковоспламеняющихся и горючих жидкостей

4.3. Разработка программного обеспечения расчетов, необходимых для проведения категорирования технологических блоков, и разработка рекомендаций по совершенствованию методики категорирования

Выводы по главе 4

Глава 5. Усовершенствование методов расчетов последствий промышленных взрывов

5.1. Анализ методов расчета давления в ударных волнах в зависимости от энергии взрыва и расстояния от его эпицентра

5.2. Проверка адекватности методов расчета параметров ударных волн на основе экспертной оценки последствий аварий

5.3. Усовершенствование методов расчета энергии и параметров взрыва жидких металлов при взаимодействии с водой

Выводы по главе 5

На металлургических и коксохимических производствах имеются все типы взрывоопасных производственных объектов, перечисленных в Законе о промышленной безопасности опасных производственных объектов. Наиболее часто возникают пожары и взрывы горючих газов и паров легковоспламеняющихся жидкостей, прогнозирование условий возникновения которых затруднено в связи с тем, что зачастую на предприятиях обращаются многокомпонентные составы, содержащие горючие и инертные компоненты, а также использованием взрывоопасных смесей при повышенных температурах и давлениях, влияющих на предельные условия образования взрывоопасных смесей.

Анализ состояния нормативно-технической документации на опасных производственных объектах показывает, что требования стандартов и норм, регламентирующих требования взрывобезопасности выполняются не в полной мере, что объясняется как отдельными недоработками и противоречиями в действующих нормативах, так и трудоемкостью регламентированных ими методов расчета условий образования предельных взрывоопасных смесей и параметров взрыва.

Целью настоящей работы является усовершенствование методик расчета предельных составов взрывоопасных смесей и параметров взрыва, а также программного обеспечения проведения расчетов, необходимых для категорирования взрывоопасных объектов в соответствии с действующими нормативами и обоснования выбора технологических и проектных решений по обеспечению взрывобезопасности.

Основные задачи, которые решались в настоящей работе в соответствии с ее целью перечислены ниже:

- статистический анализ причин взрывов и пожаров на опасных производственных объектах и выявление наиболее взрывоопасных производств, обращающихся на них материалов и обстоятельств, чаще всего приводящих к возникновению взрывов;

- анализ действующих нормативных документов в области взрыво-опасности, выявление уровня выполнения их требований на металлургическом и коксохимическом производствах и разработка рекомендаций по усовершенствованию методов прогнозирования условий и последствий возникновения взрывов;

- усовершенствование методики расчета составов предельных газовоздушных взрывоопасных смесей и влияние на них температуры газов и содержания инертных примесей;

- анализ и корректировка методов расчета давления во фронте воздушной ударной волны в зависимости от энергии взрыва и расстояния от его эпицентра и границ зон разрушений определенного уровня;

- разработка программного обеспечения категорирования наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности и технологических блоков по взрывоопасности;

- разработка методики расчета энергии и параметров взрыва при взаимодействии расплавов легких сплавов с водой.

Научная новизна полученных в работе результатов заключается в следующем:

1. На основе результатов расчетов адиабатической температуры горения более ста взрывоопасных смесей предельного состава доказано постоянство температуры горения предельных смесей паров органических жидкостей с воздухом и определены средние значения этих температур.

2. Разработана методика расчета предельных составов парогазовоз-душных смесей и влияния на него температуры смеси и содержания в ней инертных газов с использованием среднего значения адиабатической температуры горения.

3. Разработана методика и программы расчета количества и состава пара в зависимости от времени испарения многокомпонентных жидкостей.

4. Разработана методика расчета давления во фронте ударных волн с использованием формул, применяющихся для расчета зон разрушения при взрывах.

5. Разработана методика расчета энергии и параметров взрывов при взаимодействии многокомпонентных легких сплавов с водой.

Практическая ценность полученных результатов заключается в том, что разработанные методики обеспечивают возможность прогнозирования условий возникновения и последствий взрывов на опасных металлургических и коксохимических объектах, на которых обращаются горючие жидкости и газы, а также расплавы металлов. Разработаны рекомендации по усовершенствованию расчетных методов, используемых при категорировании наружных установок и технологических блоков по взры-воопасности, а также программное обеспечение этих расчетов. Обоснованы безопасные составы смесей метана с кислородом, предназначенных для вдувания в доменную печь.

Апробация работы и публикации. Результаты работы доложены на международном семинаре «Промышленная безопасность коксохимического производства» (Москва, РХТУ им. Д.И.Менделеева, 2003 г.) и на VII международной научно-практической конференции «Проблемы промышленной безопасности и охраны труда в металлургии» (Москва, МИСиС, 2003 г.).

Основные результаты работы опубликованы в 4 статьях / 1 - 4 /.

1. Анализ состояния нормативно-технической документации на ме таллургических предприятиях показывает, что часть требований государст венных стандартов, норм промышленной безопасности и правил, регламен тирующих мероприятия по обеспечению взрывобезопасности выполняются не в полной мере, что связано с противоречиями и недостатками в методи ках расчета параметров взрыва, регламентированных в нормативных доку ментах, и трудоемкостью этих расчетов.2. Анализ сведений об авариях на зарубежных предприятиях в 1998 -

2002 годах показывает, доля в их числе взрывов и пожаров составляла около

65%. Чаще других горючих материалов во взрывах участвовали горючие жидкости, за ними следуют газы и пыли. Основными причинами возникно вения пожаров и взрывов являются неполадки в оборудовании, транспорт ные аварии и сварочные работы.3. Разработана программа расчета состава продуктов горения и пара метров горения и взрыва смесей горючих газов и паров горючих жидкостей с воздухом. На основании результатов расчетов температуры горения в пре дельных условиях смесей с воздухом более 100 горючих газов и паров под тверждено постоянство адиабатической температуры горения различных классов углеводородов на нижнем и верхнем пределе и определено среднее значение температуры горения предельных смесей.4. Разработана методика и программа расчета НКПР и ВКПР много компонентных смесей горючих газов и паров органических веществ и опре деления влияния на эти параметры температуры и содержания инертных га зов с воздухом с использованием среднего значения адиабатической темпе ратуры горения предельных составов.5. Разработаны рекомендации по безопасному составу смесей метана с кислородом, предназначенных для вдувания в доменную печь.6. Разработана методика расчета состава токсичных продуктов, посту пающих в атмосферу при пожарах и взрывах горючих жидкостей и газов.7. Разработана программа расчета зависимости количества и состава пара многокомпонентных жидкостей в зависимости от времени испарения.8. Усовершенствована методика и разработано программное обеспе чение расчетов энергетического потенциала взрывоопасных технологиче ских блоков и предложена методика расчетов предельного количества газов и жидкостей, а также минимальной площади разлива жидкостей, при кото рой необходим перевод технологического блока в более высокую категорию взрывоопасности.9. Разработана методика и программа расчетов энергии и параметров взрыва при аварийном взаимодействии с водой расплавов многокомпонент ных легких сплавов.

1. И., Бабайцев И.В., Булхов Н.Н,, Овчинникова Т.И. Оценка токсичных выбросов в атмосферу при пожарах и взрывах в химических цехах коксохимического производства. /Кокс и химия. -2002, №12, с.39.

2. Бабайцев И.В., Акинин Н.И, Кузнецов О.В., Булхов Н.Н. Оценка давления в ударных волнах, образующихся при промышленных взрывах // Безопасность жизнедеятельности. - 2004, - 5, с.

3. В. Маршалл Основные опасности химического производства. - Изд- во: Мир. 1989

4. О промышленной безопасности опасных производственных объектов. Закон Российской Федерации от 21.07.1997 N 116-ФЗ.

5. BS 8800-96. Руководство по системам управления охраной здоровья и безопасностью персонала.

6. Occupational health and safety management systems - General guidelines on principles, systems and supporting techniques, AZ/NZS 4804:1997.

7. OHSAS 18001:1999. Системы управления охраной здоровья и безопасностью персонала. Требования.

8. ILO - OSH 2001. Руководство по системам безопасности и здоровья персонала. (Международное Бюро Труда).

9. Об организации и осуществлении производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности на опасном производственном объекте. Постановление Правительства Российской Федерации от 10.03.1999 N263.

10. Методические рекомендации по идентификации опасных производственных объектов (РД 03-260-99). Постановление Госгортехнадзора России от 25.01.1999 N 10.

11. О регистрации объектов в государственном реестре опасных производственных объектов. Постановление Правительства Российской Федерации от 24.11.1998 N 1371.

12. Положение о регистрации объектов в государственном реестре опасных производственных объектов и ведении государственного реестра (РД 03-294-99). Постановление Госгортехнадзора России от 03.06.1999 N39.

13. Положение о порядке технического расследования причин аварий на опасных производственных объектах (РД 03-293-99). Постановление Госгортехнадзора России от 08.06.1999 N 40.

14. ГОСТ 12.1.010-76. Взрывобезопасность. Общие требования. — М.: Изд-во стандартов 1977. - 7 с.

15. ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования. - М.: Изд-во стандартов 1992. - 84 с.

16. ГОСТ Р 12.3.047-98. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.

17. Злобинский Б.М. Охрана труда в металлургии. М: Металлургия. - 1975.-535 с.

18. Бринза В.Н,, Зиньковский М.М. Охрана труда в черной металлургии.-1982.-335 с.

19. Безопасность жизнедеятельности в металлургии / Стрижко Л.С. Потоцкий Е.П., Бабайцев И.В. и др. М.: Металлургия. - 1996. - с.408.

20. Бабайцев И.В. Взрывопожаробезопасность металлургического производства // Научные школы МИСиС. - М.: МИСИС. - 1997. - с. 295.

21. Правила безопасности в сталеплавильном производстве. Утверждены постановлением ГТТН РФ № 25от 24 апреля 2003 г.

22. Бережинский А.И., Циммерман А.Ф. Охлаждение и очистка газов кислородных конвертеров. М., "Металлургия", 1975 г., 192 с. с ил.

23. Кричевцов Е.А., Баранова А.А., Лалетин В.Г. Содержание водорода в конвертерных газах при отводе их без дожигания. В сб. " Металлургическая теплотехника", №1, "Металлургия", 1972 г., с. 106-108 с ил.

24. Дюмон-Филлон Ж., Нами Ж., Спре М. Улавливание газов кислородного конвертора без их дожигания. В сб.Производство стали с применением кислорода, М., "Металлургия", 1966, с. 426-435 с ил.

25. Предотвращение взрывов конверторных газов / Злобинский Б.М., Бабайцев И.В., Говоров В.И., Шорин А.Ф. // М.: Черметинформация, 1973. -сер.21. - вьш.4. - 20 с.

26. Некоторые вопросы взрывобезопасности конверторных газоочисток, работающих без дожигания окиси углерода / Бабайцев И.В., Злобинский Б.М., Говоров В.И., Шорин А.Ф. // Очистка сточных вод и газовых выбросов: Тр. Всесоюз. сем. - Харьков, 1974. - с.74.

27. Бабайцев И.В., Злобинский Б.М., Говоров В.И. Влияние конверторной пыли на пределы воспламенения газовоздушных смесей //Известия ВУЗов. Черная металлургия. - 1976. - №3. - с.50.

28. Бабайцев И.В., Говоров В.И. Исследование взрывоопасности конверторных газов в зависимости от их состава и температуры //Металлургия черных металлов. - вып.З, Алма-Ата, 1977. - с.64.

29. Взрываемость конверторных газов в присутствии плавильной пыли. / Бабайцев И.В., Злобинский Б.М., Говоров В.И,, Шорин А.Ф. //Технический професс в черной металлургии и охрана труда: Тр. Всесоюз. конф. - М.:Черметинформация,1974. - с.39.

30. Злобинский Б.М., Бабайцев И.В., Говоров В.И. Самовоспламенение и горение конверторных газов в присутствии конверторной пыли // Проблемы инженерной охраны труда: Сб. научн. трудов МИСиС. - №105. -М.: Металлургия, 1977. - с.41.

31. Бабайцев И.В., Говоров В.И. Влияние плавильной пыли на скорость сгорания смесей конверторных газов с воздухом // Известия ВУЗов. Черная металлургия. - 1978. - №8. - с.137.

32. Правила безопасности в доменном производстве. Утверждены постановлением ГГТН РФ № 26 от 24 апреля 2003 г.

33. Овчаренко Н.Л. Предупреждение взрывов в доменном и сталеплавильных цехах. М., "Металлургия", 1963, 68 с. с ил.

34. Злобинский Б.М. Предупреждение взрывов в доменных и сталеплавильных цехах. В сб. "Предупреждение взрывов, пожаров и техника безопасности в химической, нефтеперерабатываюш;ей и других отраслях промышленности". М., ГОСТНТИ, 1961, с. 378-393.

35. Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления. Утверждены постановлением Госгортехнадзора РФ № 9 от 18 марта 2003 г.

36. ПБ 11-219-98. Правила безопасности в коксохимическом производстве. Утверждены постановлением ГГТН РФ № 40 от 01.07.98. »

37. Шандыба В.А., Конкин В.У. Пожарная безопасность коксохимических производств. М.: Металлургия, 1988.

38. Бабайцев И.В. Необходимы новые стандарты взрывобезопасности в металлургическом производстве // Охрана труда и социальное страхование. - 1997. - №6. - с. 16.

39. НПБ 105-03. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок, по взрывопожарнои и пожарной опасности. М.: Главное управление Государственной противопожарной службы МЧС России. -2003.-51 с.

40. СНиП 21-01-97. Пожарная безопасность зданий и сооружеий. Введен в действие 01.01. 1998.

41. СНиП 31-03-2001. Производственные здания.

42. Орлов Г.Г. Легкосбрасываемые конструкции для взрывозащиты промышленных зданий. М.: Стройиздат, 1987.

43. Бесчастнов М.В.. Промышленные взрывы. Оценка и предупреждение. М.: Химия, 1991.

44. Пилюгин Л.П. Конструкции сооружений взрывоопасных производств. - М.: М.: Стройиздат, 1988.

45. СНиП 2.0ю05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.

46. Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств. Утверждены постановлением ГГТН РФ № 29 от 5 мая 2003 г.

47. Общие правила безопасности для металлургических и коксохимических предприятий. Утверждены постановлением ГГТН РФ № 35 от 21.06.02.

48. РД 09-251-98. Положение о порядке разработки и содержании раздела «Безопасная эксплуатация производств» технологического регламента, утвержденные Постановлением Госгортехнадзора России

49. ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требо- • ) вания к воздуху рабочей зоны. - М.: Изд-во стандартов, 1988

50. Акинин Н.И., Бабайцев И,В, Кузнецов О.В., Тарасова О.П, Аудит систем управления промышленной безопасности, /Материалы международного семинара «Промышленная безопасность коксохимического производства».- Москва: РХТУ им, Д.И,Менделеева. 2003. - с. 77.

51. Иост В, Взрывы и горение в газах, М,, изд-во иностранной литературы, 1952,687 с.

52. Льюис Б., Эльбе Г, Горение, пламя и взрывы в газах, М., изд-во "МирМ968,592с.

53. Хитрин Л.Н. Физика горения и взрыва. Изд. МГУ, 1957, 442 с.

54. Розловский А.И. Основы техники безопасности при работе с горючими газами. М.: Химия. -1980.-е. 376.

55. Ксандопуло Г.И., Колесников В.Я., Однорог Д.С. Профиль концентрации атомов водорода в низкотемпературной зоне фронта пламени пропан-воздух. ДАН СССР, 1974, т. 219, с. 719-723,

56. Coward H.F., Jones J.W, Limits of Flammability of gases and vapors, U.S. Bureau of Mines. - 1952. Bulletin № 503. - 156 p.

57. ГОСТ 12.1.044-89. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. -М. :Изд-во стандартов, 1990,- 89 с.

58. Dixon-Jewis J., Linnett J.W. The effects of organic substances on the upper limits of inflammability of some hydrogen CO-air mixtures. "Proc. Roy. Soc", 1951,v.A210,p.48-69

59. White A.L. Limits of the propagation of the flame in inflammable gas- air mixtures. Part III, "J. Chem. Soc", 1925, v. 127, p.672-684.

60. Баратов A.H. К вопросу о влиянии начальной температуры на концентрационные пределы воспламенения горючих жидкостей. ЖФХ, 1959, т. 33,№6,с.1184-1188.

61. Бунев В.А. Об определении концентрационных пределов распространения пламени при повышенных температурах. ФГВ, 1972, т.8, №1, с.182-186

62. Bone W.A., Newitt D.M., Townend D.T.A. Explosions of hydrogen - air and carbone oxide -air mixtures at initial pressures up to 1000 at. "Proc. Roy. Soc", 1933, A.139, № A.837, p.57-73.

63. Акинин Н.И., Бабайцев И.В., Федонов А.И. Оценка максимального давления взрыва газов и паров ЛВЖ, обращающихся в коксохимическом производстве. /Кокс и химия. 2003, №1, с.31.

64. Акинин Н.И., Бабайцев И.В Федонов А.И, Харламова Ю.Д. Расчетное определение нормативных характеристик пожаровзрывоопасности многокомпонентных газопаровоздушных смесей, обращающихся на коксохимическом производстве. /Кокс и химия. 2003, №1, с.34.

65. Epstein S.G., Miller R.E. Causes and prevention of molten aluminum - water explosions. // Light Met. -1987. - p. 693 -698.

66. Anderson R.P., Armstrong D.R. Comparison between vapor explosion models and recent experimental results // AIChE Symposium Series 138, Volume 70, Heat Transfer -Research and Design, pp. 31 - 37.

67. Фишер А.Я, 0 взрывах при плавке алюминиевых сплавов. - М,: Цветметинформация. - 1969. - 39 с. (М61)

68. Long G. Explosions of Molten Aluminum in Water. Cause and Prevention // Metal Progress. - 1957. - № 107. - pp. 107 - 112.

69. Hess P.D. Brondyke K.J. Causes of Molten Aluminum-Water Explosions and their Prevention // Metal Progress. - 1969. - №4. -pp. 93-100.

70. Otto K.H. Explosive eruption of aluminum from casting molds or pits. Accident hazards in the treatment of molten metals // Gisserei-Praxis - 1969. - № 16.-pp. 279-283.

71. Cho D.H.,. Armstrong D.R. Anderson R.P. Combined vapor and chemical explosions of metals and water // Nuclear Engineering and Design. -1995. № 155.-pp. 405-412. т

72. Бабайцев И.В., Джемилев Н.А. Оценка последствий взрывов при аварийном взаимодействии расплавов металлов с водой // Безопасность труда в промышленности. - 1994. - №9. - с.24.

73. Бабайцев И.В., Попова Е.В. Расчет параметров взрыва при взаимодействии расплавленного металла с водой // Известия ВУЗов. Черная металлургия. - 1994. - №11. - 69.

74. Методические указания по оценке последствий взрывов при аварийных выходах расплавленного металла / Бабайцев И.В., Попова Е.В., Джемилев Н.А.^ Карнаух Н.Н. // Безопасность труда в промышленности. -1995.-№6.-с.36.

75. Бабайцев И.В., Кузнецов О.В. Уточненный метод расчета энергии взрыва при взаимодействии жидкого чугуна с водой. // Известия ВУЗов. Черная металлургия. - 2001 - №1. - с.68.

76. Бабайцев И.В., Кузнецов А.И. Энергия взрывов, возникающих при попадании воды под слой расплавленного металла. // Металлург. - 2001. -№5.-с.29.

77. Бабайцев И.В., Кузнецов А.И., Чибисова Т.И. Категорирование сталеплавильных и сталелитейных цехов по взрывопожарной опасности. //. - Сб. трудов международной конференции - диспута «Металлургия и металлурги XXI века». - М.: МГИСиС, - 2001. - с.355.

78. Об образовании и взрыве термитной смеси при аварийном выходе алюминия из электролизера. / Бабайцев И.В., Кузнецов А.И., Федоров Л.Д., Чибисова Т.И. // Охрана труда. Практикум. - 2001.- № 4. — с.57.

79. Internet, сайт - www. Industrial Fire World, com

80. Сорокин A.A. Аварийность и травматизм на объектах подконтрольных Госгортехнадзору РФ // Безопасность труда в промышленности. -2003.-№3

81. Egerton А.С. Limits of inflammability. Fourth symposium on combustion. Bait, 1953, p.4-13.

82. Egerton A.C. IV Symposium on combustion. - 1968. - p. 4

83. Zabetakis M.G., Lambiris S., Scott G.S. VII Symposium on combustion. - 1959. - p. 484.

84. Баратов A.H. // ЖПХ. - 1959. -т.32. - с. 1157.

85. Fristrom R., Avergy R., Grunfelder G. VII Symposium on combustion. - 1959. - p. 304,

86. Fristrom R., Grunfelder G., Favin S. // J. Phis. Chem. - 1960. - v. 64, p. 1386.

87. Инструкция по безопасности при использовании газокислородных смесей в доменных печах (РД-11-46-94). Утверждена ГГТН РФ 14.02.94. М.: НПО ОБТ.- 1994, с. 13.

88. Единые правила безопасности при взрывных работах. Утверждены постановлением ГГТН РФ № 3 от 30 января 2001 г. 104. 48/63 Sept. 1963 G. S. History assidents in the explosives industry, Switzerland, 1985.

89. The Flixborought disaster - report of the court of ingury, HMSO, 1975

90. Cremer, Warner. Second report to Flixborought disaster court of ingury, 4 th. Oct. 1974

91. Sadee. C, Samuels D. E. The characteristics of the cyclogexane at Nypro (UK) Flixborought plant of Occupational Assidents, P. 203, Amsterdam, 1977

92. Кузнецов O.B. Разработка методов прогнозирования и предотвращения последствий взрывов при аварийном взаимодействии расплавленного металла с водой и кислородосодержащими материалами. Канд. дис. М.: МИСиС.-2001 г. 150 с. • t «