 Βιβλιοθήκη
|
||
 |
2.2.8 Φυσικές Εκρήξεις Οι φυσικές εκρήξεις είναι το αποτέλεσμα ταχύτατου σχηματισμού ατμού με την επαφή υγρών που βρίσκονται σε διαφορετικές θερμοκρασίες ή με την επαφή ενός υγρού με μια μεγάλη μάζα πολύ θερμού στερεού. Σχεδόν πάντοτε τέτοιου είδους ατυχήματα συμβαίνουν κατά το ξεκίνημα μονάδων συνεχούς λειτουργίας ή κατά τη φάση του "ζεστάματος" μονάδων ασυνεχούς λειτουργίας. Οι αιτίες ατυχημάτων από φυσικές εκρήξεις αφορούν, λάθη σχεδιασμού, λάθη λειτουργίας ή λάθη κατά την αντιμετώπιση πυρκαγιών. Είναι αδύνατο να παρουσιασθούν και να αναλυθούν όλα αυτά τα λάθη, είναι όμως δυνατό να δοθούν μερικά χαρακτηριστικά παραδείγματα. Ένα γνωστό σχεδιαστικό λάθος σε αποστακτικές στήλες αργού πετρελαίου είναι η τοποθέτηση μιας βαλβίδας αδειάσματος στον πυθμένα της στήλης με τρόπο που να επιτρέπει τον εγκλωβισμό νερού σε ένα θύλακα περιορισμένο από βαλβίδες (Σχ. 2.14). Έχει συμβεί λοιπόν στο ξεκίνημα μιας τέτοιας μονάδας, να έλθει σε επαφή καυτό πετρέλαιο με το νερό του θύλακα και να προκληθεί ο εκρηκτικός βρασμός του τελευταίου, με αποτέλεσμα την καταστροφή των δίσκων της στήλης χωρίς ευτυχώς να πάθει τίποτα το κέλυφος. Αρκετά ατυχήματα έχουν συμβεί σε δεξαμενές που περιέχουν χωριστές φάσεις νερού και πετρελαίου, όταν επιχειρήθηκε η θέρμανση της μιας μόνο φάσης χωρίς ανάδευση. Ένα τέτοιο ατύχημα συνέβη στο Pernis (Ολλανδία) το 1968, όπου μία δεξαμενή αργού με γαλάκτωμα νερού στον πυθμένα της θερμαινόταν με σερπαντίνα ατμού στη βάση της (Σχ. 2.15). Η θέρμανση προκάλεσε το σπάσιμο ή την αναστροφή του γαλακτώματος, έτσι που η σερπαντίνα περιβαλλόταν από νερό ή γαλάκτωμα νερού σε λάδι. Η θερμοκρασία του νερού ανέβηκε, ίσως κοντά στο σημείο βρασμού του νερού, ενώ το υπερκείμενο πετρέλαιο παρέμενε αρκετά πιο κρύο. Όταν το πετρέλαιο θερμάνθηκε αρκετά, άρχισε να βράζει στη διεπιφάνεια νερού - πετρελαίου. Αυτό προκάλεσε την ανάμιξη του περιεχομένου της δεξαμενής, ενώ η θερμότητα του νερού ήταν αρκετή για το βρασμό των ελαφρών κλάσματων του πετρελαίου. Το αποτέλεσμα ήταν η διάρρηξη της δεξαμενής και η εκτόξευση πολλών τόνων ενός μίγματος ατμού και σταγονιδίων υδρογονανθράκων.
Σχήμα 2.14: Φυσική έκρηξη λόγω ανάμιξης νερού και καυτού πετρελαίου στο εσωτερικό μιας αποστακτικής στήλης. Η σύνδεση της βαλβίδας αποστράγγισης στη σωλήνωση ΑΒ είναι πολύ πάνω από τη βαλβίδα Β, έτσι που παραμένει εγκλωβισμένη μεγάλη ποσότητα νερού κατά την αποστράγγιση.
Σχήμα 2.15: Αιτία του ατυχήματος στο Pern/5 (Ολλανδία) το 1968.Σχεδόν το αντίθετο συνέβη στο Wellington (Νέα Ζηλανδία) το 1975. Εδώ ένα δοχείο με ανάδευση που περιείχε ένα ιξώδες έλαιο με νερό στον πυθμένα του θερμαινόταν με σερπαντίνα ατμού που δεν εκτεινόταν μέχρι τη φάση του νερού. Λόγω αναποτελεσματικότητας του αναδευτήρα, το έλαιο θερμάνθηκε σε θερμοκρασία σημαντικά μεγαλύτερη των 100°C, ενώ το νερό παρέμενε κρύο. Με τη θέρμανση, όμως, του νερού, αυτό αναμίχθηκε γρήγορα με το έλαιο, ατμοποιήθη-κε και εκτόξευσε στη γύρω περιοχή το έλαιο, που πήρε φωτιά και κατέστρεψε το μεγαλύτερο μέρος του εργοστασίου. Αυτό το φαινόμενο δεν περιορίζεται μόνο σε περιπτώσεις νερού και βαριών κλασμάτων, αλλά μπορεί να συμβεί επίσης σε νερό και ελαφρούς υδρογονάνθρακες, όπως το κυκλοεξάνιο. Εδώ, σχηματίζεται ατμός από ένα μίγμα νερού και υδρογονάνθρακα. Το μίγμα αυτό βράζει σε θερμοκρασία χαμηλότερη από αυτή του νερού και του κυκλοεξανίου. Υπάρχει η άποψη ότι δεν θα συνέβαινε η καταστροφή στο Flixborough (Ηνωμένο Βασίλειο) το 1974, αν δεν είχε απομακρυνθεί έξι μήνες νωρίτερα ένας αναδευτήρας από ένα αντιδραστήρα της εγκατάστασης. Ιδιαίτερη προσοχή, λοιπόν, χρειάζεται, όταν αναμειγνύονται νερό και έλαια, εφόσον βρίσκονται σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Είτε το νερό, είτε το έλαιο είναι θερμότερο υπάρχει πάντα κίνδυνος και έτσι η θέρμανση ενός τέτοιου μίγματος πρέπει να γίνεται με αποτελεσματική ανάδευση. Από τη στιγμή που το μίγμα αρχίζει να βράζει, πρέπει να μειώνεται ο ρυθμός θέρμανσης, ώστε να μπορεί να βράζει το νερό χωρίς έντονο αφρισμό και να μειώνεται πάλι όταν έχει εξατμισθεί όλο το νερό. Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι ο βρασμός μιας ποσότητας νερού παράγει ατμό πολύ μεγαλύτερου όγκου από την ίδια ποσότητα ενός υδρογονάνθρακα στις ίδιες συνθήκες. Οι χειριστές διυλιστηρίων και άλλων εγκαταστάσεων που επεξεργάζονται θερμά έλαια πρέπει να είναι ενήμεροι για την αναγκαιότητα της απομάκρυνσης του νερού κατά διαστήματα, και ιδιαίτερα κατά το ξεκίνημα, από τους πυθμένες των δεξαμενών, χαμηλά σημεία σωληνώσεων, αντλίες και εναλλάκτες θερμότητας. Οι σωληνώσεις νερού και ατμού που συνδέονται με δοχεία που περιέχουν θερμό έλαιο και χρησιμοποιούνται μόνο για καθαρισμό σε περιπτώσεις σταματήματος μιας μονάδας, είναι προτιμότερο να σφραγίζονται (τυφλώνονται), όταν δεν χρησιμοποιούνται. Ο αριθμός των συνδέσεων νερού και ατμού με θερμό έλαιο πρέπει να μειώνεται στον ελάχιστο δυνατό και οι αναγκαίοι χειρισμοί, που θα προκύψουν από τη συνεργασία μηχανικών ασφάλειας και μηχανικών παραγωγής, πρέπει να διατυπώνονται γραπτά προς τους χειριστές, ώστε να μειώνονται οι κίνδυνοι.
|
|
