Подавление взрыва с помощью АСПВ.

Принцип действия этих систем состоит в обнаружении очага взрыва высокочувствительным датчиком и быстром введении в защищаемый аппарат огнетушащего вещества, прекращающий процесс развития взрыва (рис. 7.15). Индикатор взрыва 2, через блок управления 5, приводит в действие исполнительное устройство 3 и 6 впрыскивающие в полость аппарата огнетушащую жидкость или порошок. В качестве исполнительных устройств системы АСПВ могу быть использованы пламеотсекатели 4 , препятствующие распространению пламени по коммуникациям в другиу аппараты. На рис. 7.15 показан простейший пример взрывозащиты одного аппарата.

Рис.. Принципиальная схема размещения АСПВ на аппарате:

1- аппарат; 2- индикатор взрыва; 3-6 – исполнительные устройства (гидропушка, пламеотсекатель, блок управления и взрывоподавитель)

АСПВ можно использовать и для защиты всей производственной линии из нескольких аппаратов. В комплект одного устройства АСПВ может входить несколько индикаторов взрыва, и наоборот, на один индикатор взрыва может приходится несколько взрывоподавляющих устройств. Важным преимуществом АСПВ по сравнению с устройствами для сброса давления взрыва – мембранами и клапанами – является отсутствие выбросов в атмосферу токсичных и пожаровзрывоопасных продуктов, горючих газов и открытого огня.

Взрыв в замкнутом объёме сопровождается повышением температуры и давления, световым излучением, а также ионизацией газа, а обнаружить взрыв в аппарате можно по любому из этих признаков. Индикатор взрыва преобразует один из указанных признаков в электрический сигнал. В качестве индикаторов взрыва применяют три типа датчиков – датчик максимального давления и максимальной скорости нарастания давления, а также оптические датчики. Оптический датчик фиксирует появление излучения, соответствующего спектру пламени горючего вещества. Это наиболее быстродействующий датчик, однако он имеет довольно сложную конструкцию и может давать ложное срабатывание от случайного источника света соответствующего спектра. Для впрыска жидких огнетушащих веществ чаще всего используются взрывоподавители типа гидропушки (рис. 7.16).

Рис. . Общий вид гидропушки:

1 – крышка, 2 – пирозаряд, 3 – поршень, 4 – мембраны, 5 – корпус, 6 – огнетушащее вещество, 7 – распылительная насадка.

Это устройство работает следующим образом. При срабатывании пирозаряда 2 в камере А настолько повышается давление, что разрушаются мембранаы 4. Жидкость оказывается под давлением равным давлению в камере А. Истечение жидкости, сопровождаемое перемещением поршня 3, приводит к быстрому опусканию насадки 7 в крайнее нижнее положение до упора в выступе корпуса. При этом перфорированная часть насадки полностью выходит из корпуса гидропушки в полость аппарата, и жидкость начинает вытекать из полости В в виде множества струй через отверстия разного диаметра. Изменением расположения отверстий можно варьировать форму факела распыла.

В качестве взрывоподавителей применяют пневматические распылители огнетушащего вещества с разрушаемыми оболочками (рис. 7.17)

г д е

Рис. . Взрывоподавители:

а, б, в – разрушаемые оболочки; г, д – пневматические распылите­ли; е – гидроимульсное устройство; 1 – оболочка; 2 – детонатор; 3 – пробка; 4 – электрическая коробка; 5 – баллон;

6 – мембрана; 7 – защищаемый аппарат; 8 – разбрызгиватель; 9 – распылительный насадок;

10 – цилиндр; 11 – поршень; 12 – пороховой заряд

На рис. 7, а, б и в показаны различные конструкции взрывоподавителей типа разрушаемая оболочка – полусферическая, сферическая и цилиндрическая. Оболочка 1 заполнена обычно жидким пламеподавляющим веществом, однако не исключено использование и порошкообразных составов. Детонатор 2 имеет герметичный чехол, а электропитание к нему подводится через коробку 4. При взрыве детонатора оболочка должна разрушаться полностью, а не разрываться в каком-либо одном месте. Это условие является обязательным для равномерного распределения состава по защищаемому объёму.

В пневматических распылителях (см. рис. 7.17, г, д) огнетушащее вещество находится в специальных баллонах 5 под избыточным давлением инертного газа. При срабатывании электродетонатора 2 разрушается мембрана 6, и огнетушащее вещество под давлением 2-12 МПа впрыскивается в полость аппарата. Преимущество пневматических распылителей по сравнению с разрушающимися оболочками заключается в том, что они располагаются вне объема аппарата, и поэтому, во-первых, не создают никаких помех внутри аппарата, а во-вторых, сами не подвержены вредному влиянию (температурному воздействию, коррозии и т.п.) технологического продукта.

На рис. 7.17, е изображена конструкция гидроимпульсного устройства, которое представляет собой форсуночный распылитель с пороховым зарядом. Жидкий пламеподавляющий состав заполняет цилиндр 10, на конце которого установлен распылительный насадок 9. Отверстия в насадке закрыты мембраной 6. При инициировании порохового заряда 12 под действием давления пороховых газов мембрана прорывается в каждом из отверстий распылительного насадка, и жидкость поршнем 11 вытесняется в полость защищаемого аппарата 7 в виде множества струй. Таким образом, пламеподавляющий состав буквально "выстреливается" при помощи пороховой навески, что дало основание подобные гидроимпульсные устройства называть "гидрохлопушками".

Взрывоподавители предназначены для введения огнетушащего вещества в полость защищаемого аппарата или трубопровода с целью охлаждения продуктов сгорания и предотвращение повторного воспламенения в аппарате или распространения пламени по трубопроводу.

В комплект АСПВ входят быстродействующие пламеотсекатели. Масштабы разрушения и материального ущерба в результате взрыва в аппарате могут быть значительно снижены, если не допустить распространения пламени по технологическим коммуникациям в другое оборудование. Для этой цели и служат пламеотсекатели. На рис. 7.18 представлены схемы песчаного и мембранного пламеотсекателей.

Рис 8. Общий вид песчаного(а) и мембранного (б) пламеотсекателя

1- крышка пироустройства ; 2- пирозаряд; 3 – мембрана; 4 - патрубок; 5 – пакет; 6 – зернистый материал; 7 – корпус ; 8 – баллон ; 9 - манометр.

Принцип действия песчаного пламеотсекателя состоит в следующем. При подаче электрического импульса воспламеняется пирозаряд 2. Образующиеся приэтом газы разрушают мембраны 3 и с большой скоростью выбрасывают песок вниз. Под действием потока песка опорные лепестки, размещённые в пакете 5 отгибаются и перекрывают оба сечения патрубка 4, а песок заполняет всю нижнюю полость. Время срабатывания конструкции составляет не более 0,03-0,2 с (при величине условного прохода 100-350 мм).

Пламеотсекатели не обеспечивают герметичного перекрытия трубопроводов, однако полностью исключают прохождения пламени. По сравнению с огнепреградителями они имеют ряд преимуществ: не создают дополнительного гидравлического сопротивления и эффективны в условиях сильно запылённых и загрязнённых сред. В качестве огнетушащих веществ для АСПВ широко применяют бром-, хлор- и фторпроизводные метана и этана. В Российской системе РАДУГА в качестве огнетушащего вещества используют воду.

Для подавления взрывов нашли применение также порошковые составы на основе карбонатов и бикарбонатов натрия и калия, аммониевыз солей фосфорной, серной, борной и щавелевой кислот, а также комбинированные составы.