Одной из причин взрыва на мельнице может быть атмосферное электричество – прямые удары молнии, вследствие чего необходима ее отдельная молниезащита.
Молниезащита – комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и сооружений, оборудования и материалов от возможных взрывов, загораний и разрушений, вызванных электричеством, тепловым или механическим воздействием молний.
Молниезащита мельницы
Определяем необходимость выполнения молниезащиты и ее исполнение для здания мельницы IV степени огнестойкости в местности со среднегодовой продолжительностью гроз 50 г/год и типом грунта суглинок с эквивалентным удельным сопротивлением 500 Ом · м.
В соответствии с назначением зданий необходимость выполнения молниезащиты и ее категория, а при использовании стержневых молниеотводов – тип зоны защиты определяют в зависимости от среднегодовой продолжительности гроз в месте нахождения здания, а также от ожидаемого количества поражений его молнией в год.
Согласно РД 32.21.122.87 «Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений» [5] для мельницы выполняют молниезащиту Ш категории. В данном случае в качестве молниеотводов требуется максимально использовать вытяжные трубы, водопроводные башни, и другие возвышающиеся наземные предметы.
Оценка среднегодовой продолжительности гроз и ожидаемого количества поражений молнией здания мельницы
Среднегодовая продолжительность гроз в часах определяется по утвержденным для некоторых областей региональными картами продолжительности гроз, или по средним многолетним (порядка 10 лет) данным метеостанций, ближайшей от места нахождения здания и сооружения.
Ожидаемое количество поражений в год определяют по формуле:
N = (S + 6 · h) · (L + 6 · h) · n · 10-6, (2.1)
Где S - ширина защищаемого здания, м;
h – наибольшая высота здания или сооружения, м;
L – длина защищаемого здания, м;
n – среднегодовое число ударов молнии в 1 км2 земной поверхности в месте расположения здания.
Ожидаемое количество поражений молнией в год для здания мельницы прямоугольной формы длиной 120 м, шириной 45 м, высотой 7 м определяют:
N = (45 + 6 · 7) · (120 + 6 · 7) · 4 · 10-6 = 56 376 10-6 = 0,056376
Полученное значение показывает, что поражение молнией здания мельницы происходит один раз в 20 лет.
Построение зоны защиты
Защита от прямых ударов молнии здания мельницы Ш категории с неметаллической кровлей выполняется тросовыми молниеотводами, обеспечивающими зону защиты Б.
Установка молниеприемников и молниеотводов на самом здании мельницы не рекомендуется, поскольку здание IV степени огнестойкости выполнено из сгораемых материалов облегченной конструкции (по взрывозащите). Таким образом, целесообразно выполнить молниезащиту одиночным тросовым молниеотводом.
Зона защиты одиночного тросового молниеотвода приведена на рисунке 1. Она представляет собой двускатную плоскость с приставленными полуконусами на концах. Горизонтальное сечение зоны защиты на высоте защищаемого сооружения hх, представляет собой прямоугольник с приставленными к малым сторонам полукругами радиусом rх. С учетом стрелы провеса троса сечением 35-50 мм2 при известной высоте опор hоп и длине пролета а высота троса определяется:
h=hоп – 2, при а < 120 м, (2.2)
h=hоп – 3 при 120 < а < 150, (2.3)
Зона защиты одиночного тросового молниеотвода имеет следующие габаритные размеры.
Высота зоны защиты: h0=0,92 · h, (2.4)
Радиус зоны защиты на уровне земли: r0=1,7 · h, (2.5)
Рисунок 1. Общий вид молниезащиты здания мельницы. М 1 : 1000
Для зоны Б высота одиночного тросового молниеотвода при известных значениях высоты здания и половин ширины определяют по формуле: h=(rх+1,85·hх)/1,7 (2.6)
Расположив опоры у торцов здания, принимают, что радиус зоны защиты на уровне высоты здания rх, равен половине ширины здания: rх=S/2 (2.7)
Получаем rх=45/2=22,5 м, высота тросового молниеотвода h=(22,5+1,85·7)/1,7=20,85 м.
Так как для Ш категории молниезащиты при установке отдельно стоящих молниеотводов расстояние от них по воздуху и в земле до защищаемого объекта и вводимых в него подземных коммуникаций не нормируется, то расстояние опор от торцов здания принимают равным 5 м. Тогда длина пролета троса а=120+2·5=130 м.
Исходя из условия (2.3) 120 < а=130 < 150, определяем высоту опор, преобразуя формулу (2.3) hоп =20,85+3=23,85 м.
Высота зоны защиты hо=0,92 · 20,85 = 19,182 м.
Радиус зоны защиты на уровне земли r0=1,7 · 20,85 = 35,445 м.
Фундаментом и заземлителем одновременно служит конструкция из 4х железобетонных подножников. Защита от заноса высокого потенциала по подземным коммуникациям осуществляется путем их присоединения на вводе в здание к железобетонному фундаменту здания.
Таким образом, определили параметры конструкции молниеотводов:
- высота тросового молниеотвода 20,85 м;
- высота опоры 23,85 м;
- длина пролета троса 130 м;
- высота зоны защиты 19,182 м;
- радиус защиты на уровне земли 35,445 м.
Взрывозащита
Общие положения
Взрывобезопасность предприятий, на которых возможно возникновение взрыва, должна обеспечиваться комплексом профилактических мероприятий и применением систем взрывозащиты производственного оборудования, зданий и сооружений. Профилактика взрывов направлена на предотвращение условий для возникновения взрывоопасных смесей, насколько это допустимо с позиций обеспечения нормального ведения технологических процессов, а также на исключение возможности появления потенциальных источников их зажигания.
Все необходимые требования по взрывопредупреждению на элеваторах и мукомольных заводах должны постоянно уточняться, а мероприятия и средства, обеспечивающие их выполнение, непрерывно совершенствоваться по технической и экономической эффективности. Требования и мероприятия по профилактике взрывов полностью отвечают современным представлениям о взрывопредупреждении на промышленных предприятиях. Однако, как показывает практика эксплуатации предприятий, невозможно полностью исключить ошибки обслуживающего персонала, нарушения правил, случаи нарушения режимов работы оборудования, внезапный выход из строя отдельных узлов, деталей и машин. В связи с этим остаются актуальными вопросы взрывозащиты оборудования, зданий и сооружений. Конкретные требования по взрывозащите для каждой отрасли сформулированы в специальных ведомственных нормативно-технических документах.
Анализ результатов технического расследования аварий показывает необходимость разработки и внедрения ряда технических мероприятий по взрывозащите, не предусматриваемых действующими нормативными документами. Для создания высокоэффективных, экономически приемлемых, надежных и простых в эксплуатации систем взрывозащиты предстоит выполнить в дальнейшем большой объем научно-исследовательских, опытно-конструкторских и проектных работ.
Скачать реферат