ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ АВАРИЙНОМ РЕМОНТЕ (БЕЗ ВЫБРОСА ЭЛЕГАЗА В ПОМЕЩЕНИЕ ПОДСТАНЦИИ)

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ УСТРАНЕНИИ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИИ
С ВЫБРОСОМ ЭЛЕГАЗА

При выбросе чистого элегаза (в результате разрыва мембраны, из ап­парата без напряжения и др.) немедленно включается аварийная венти­ляция на срок, обеспечивающий снижение концентрации выброса до значения ПДК. При дальнейшем осмотре необходимо руководство­ваться общими правилами и правилами техники безопасности при пла­новом ремонте.

При аварийном выбросе элегаза с продуктами разложения (разрыв мембраны от перекрытия, прожог оболочки и пр.) немедленно включа­ется вентиляция до значительного ослабления специфического запаха и на срок, обеспечивающий снижение концентрации выброса до ПДК. Выполнение работ по ликвидации последствий выброса продуктов раз­ложения элегаза производится дежурной бригадой. Обработка сводится к удалению выброшенной пыли. Эта операция осуществляется пылесо­сами и влажными тряпками. Уборка помещения пылесосами осуществ­ляется так же, как при удалении пыли из коммутационного аппарата, но выполняется в легком защитном костюме, перчатках и противогазе (при наличии запаха продуктов разложения) или респираторе (при отсутст­вии запаха). При мокрой обработке используются резиновые перчатки и сапоги. Если выброс элегаза в расчете на объем помещения не превы­шает 1 % по объему для работы по ликвидации аварии может быть ис­пользован фильтрующий противогаз. В противном случае, так же, как для работы внутри аппарата, в затопляемой траншее, заглублении и прочее, должен быть использован изолирующий противогаз или пред­варительно осуществлена адекватная вентиляция.

Аварийное оборудование демонтируется и отправляется в ремонтное помещение. Разборка аварийного оборудования осуществляется с со­блюдением правил техники безопасности, предъявляемых к коммутаци­онной аппаратуре.

6.3.1.2. Описание режимов выброса элегаза
и продуктов его разложения в производственные помещения

Производство и эксплуатация элегазового оборудования практически не обходится без регламентированных или непредвиден­ных выбросов элегаза и продуктов его разложения. Потери элегаза воз­никают как при нормальной работе электрооборудования, так и при его отказе. В связи с этим в соответствии с технологией производства работ необходимо рассмотреть все возможные режимы, при которых происхо­дит выброс элегаза в атмосферу рабочего помещения, а оттуда и в атмо­сферу санитарной зоны предприятия.

Элегазовое оборудование поступает на объект для монтажа в виде отсеков, заполненных элегазом с низким давлением. После сборки яче­ек и шинопроводов производится закачка элегаза из баллонов до номи­нальной плотности. Если в процессе электрических испытаний не выяв­лены дефекты сборки и утечка элегаза соответствует норме, оборудова­ние считается готовым к эксплуатации. При выявлении дефектов соот­ветствующий отсек подлежит демонтажу. Перед разборкой элегаз эва­куируют с помощью специальных установок обслуживания. Остаточное давление элегаза после его эвакуации ниже или равно атмосферному (от 0,05 до 0,1 МПа). Этот остаток элегаза выбрасывается в атмосферу. Так возникает регламентированный выброс, величина которого опреде­ляется объемом аппарата и возможностями обслуживающей установки.

Элегазовое электрооборудование, находящееся в эксплуатации, за счет неплотности сварных швов и качества элементов уплотнения те­ряет элегаз. Утечка элегаза — величина регламентированная. Она не должна превышать 1 % массы элегаза в аппарате в год. Это еще один вид регламентированных выбросов элегаза в атмосферу производствен­ного помещения и через вентиляцию — в атмосферу санитарной зоны предприятия.

По мере выработки ресурса аппараты комплектного распределитель­ного устройства элегазового (КРУЭ) выводятся в ремонт. При этом, несмотря на наличие адсорбента, элегаз самого ответственного аппарата — выключателя — может оказаться загрязненным продуктами разложе­ния. После удаления из него основной массы элегаза с помощью уста­новки обслуживания (с применением дополнительного адсорбционного фильтра для предотвращения попадания продуктов разложения в ем­кость с чистым элегазом) оставшийся элегаз выбрасывается в атмосфе­ру через подщелаченный раствор, нейтрализующий продукты разложе­ния элегаза. Этот регламентированный выброс элегаза эквивалентен возможному выбросу при пуске в эксплуатацию.

Нерегламентированные выбросы возникают в результате отказа обо­рудования, грубых ошибок персонала или нарушения регламента.

Отказ оборудования может быть связан с разгерметизацией элегазо­вых отсеков или с пробоем оборудования, приведшем к прожогу корпу­са. Существующие конструкторские решения, меры по ограничению разрядов и прочее сводят на нет вероятность таких ситуаций, но рас­смотрение их как предельно возможных и последствий, ими производи­мых, целесообразно при определении степени воздействия элегазовых электротехнических комплексов на окружающую среду. Потери элегаза при прожоге оболочки равны полному количеству элегаза в герметизи­рованном отсеке. При этом все продукты разложения (газообразные и твердые) попадают в рабочее помещение. Газообразные выбросы и частично твердые удаляются с помощью вентиляции, включаемой

на аварийный режим, а основная масса твердых выбросов (в виде мел­кодисперсной пыли) оседает в рабочем помещении.

Как правило, из всех герметизированных отсеков КРУЭ, выключа­тель является самым емким аппаратом. Вероятность отказа также боль­шая у выключателя. Поэтому масса элегаза в выключателе может рас­сматриваться как масса залпового выброса в аварийной ситуации.

Таким образом, необходимо оценивать следующие режимы выбро­сов элегаза на предприятиях, использующих элегазовые электротехни­ческие комплексы:

1) потери элегаза при подготовке оборудования к эксплуатации и при ревизии,

2) утечка элегаза при нормальной эксплуатации оборудования,

3) потери при аварии с выбросом элегаза в рабочую зону с продук­тами разложения и без них.

В первом случае потери заведомо меньшие, чем при аварийном вы­бросе, но этот выброс может осуществляться в меньшее помещение ре­монтного зала, так что этот расчет также должен быть выполнен.

МЭК уделила особое внимание вопросам санитарно-гигиенической безопас­ности [6.4] и детально рассмотрела все случаи контакта персонала с элегазом и продуктами его разложения. Несмотря на неточную исходную позицию о том, что фтористый тионил — первичный продукт распада шестифтористой серы в актах коммутации тока, и в связи с этим — недочет двух молей фтористого во­дорода при гидролизе, МЭК для учета потенциальной токсичности продуктов разложения, опираясь на ПДК для SOF₂, расчетным путем и с большим запасом установила заниженные ПДК на SF₆ (как соединение, которое можно реально контролировать в воздухе) для разных видов работы персонала:

1000 ppm-об. SF₆ для работы с чистым элегазом,

200 ppm-об. SF₆ для работы с элегазом, бывшем в употреблении,

20 ppm-об. SF₆ для восстановительных работ с оборудованием после пробоя или прожога корпуса.

Предполагается, что в местах, где постоянно выполняются процедуры с эле­газом, должна быть установлена измерительная аппаратура для записи концен­трации SF₆.

Позиция правомерна, мы можем на нее ориентироваться и при наличии ана­лиза оперативно использовать. Но российские законы предписывают другой по­рядок обеспечения безопасности, не говоря уже об отсутствии в России ПДК на SOF₂ и о большом расхождении в принятых значениях ПДК на HF.

6.3.1.3. Описание режимов работы вентиляции

Удаление выбросов загрязняющих веществ элегазовой элек­троэнергетики из рабочей зоны осуществляется, как правило, с помо­щью вентиляции: вытяжной или приточно-вытяжной. При этом венти­ляция может быть организована, по крайней мере, в двух вариантах:

1) постоянно включенная общеобменная вентиляция и дополнитель­но к ней включаемая в экстренном случае аварийная вентиляция,

2) вентиляция, включаемая эпизодически (например, перед входом персонала в помещение, в том числе и в случае аварии).

Во втором варианте с учетом особенностей элегаза организуются либо естественные стоки, либо перекрытые решетками каналы-сборники ниже уровня пола. Забор воздуха вытяжной вентиляции осуществляется из этих каналов. Доступ персонала в каналы-сборники по условиям техники безо­пасности закрыт, и несанкционированное проникновение невозможно. Дополнительно к этому, следует установить допустимый интервал обяза­тельного включения вентиляции для проветривания помещения.

Очевидно, что второй способ организации вентиляции более эко­номичен.

Для снижения расходов на вентиляцию при ее расчете используется не весь объем вентилируемого помещения, а его часть. Зона действия персонала ограничивается двухметровым по высоте пространством — так возникает понятие «2-метровый приземный слой». Зону действия явлений взрывного характера (разрыв оболочки аппарата) ограничива­ют «6-метровым приземным слоем». Введение этих понятий с данным физическим обоснованием позволяет рассчитывать процесс удаления загрязнений по модели «полного вытеснения» (в отличие от модели «полного перемешивания» — эти вопросы будут обсуждаться далее), что в значительной степени снижает расчетную производительность вентустановок и время их включения.

Основными характеристиками вентиляции являются: производи­тельность (F, м³/ч) и кратность (K, ч–¹). Под кратностью обмена понима­ют отношение производительности вентиляции к объему вентилируемо­го помещения V, м³,

K = F /V, (6.2)

т.е. сколько раз полностью обновляется воздух в помещении в течение часа в режиме «полного вытеснения». Объем удаленного воздуха с по­мощью вытяжной вентиляции или объем помещения, освобожденный от загрязненного воздуха, для модели «полного вытеснения» равен про­изведению производительности вентиляции на время ее включения , ч,

V = F. (6.3)

Поскольку концентрация загрязнителя равна его массе в единице объема

C = m /V,

то с учетом уравнения (6.3) при одновременном действии вентиляции концентрация загрязнителя в воздухе будет определяться отношением скорости поступления загрязнителя к производительности вентиляции

C = (m /) /F. (6.4а)

Если в качестве концентрации рассматривается значение ПДК, то взаимосвязь скорости выброса загрязнителя и производительности вен­тиляции выражается формулой

F = m /(ПДК). (6.4б)

Эти общие формулы с учетом размерности величин используются в последующих расчетах.

В соответствии с уравнением (6.4а) концентрация загрязнителя в по­мещении не зависит от объема помещения, если она обусловлена посто­янно действующим источником при постоянно работающей вентиля­ции. Это — случай, связанный с утечкой элегаза. Концентрация элегаза в помещении C, г/м³, обусловленная постоянной потерей элегаза из оборудования, называемой утечкой, равна

C = 10³um /(100ж8765,83жF) = 1,14ж10–³ um /F,

где u — утечка, %/год; m — масса элегаза в оборудовании, кг; F — про­изводительность вентиляции, м³/ч; 8765,83 — число часов в году. Это уравнение позволяет рассчитать усредненную утечку по анализу выхло­па вентиляции

u = 877CF /m.* (6.5)

Размерность величин, входящих в уравнение (6.5), указана выше.

Пример 6.1. Рассчитать среднюю утечку элегаза из комплекса, установленного в вен­тилируемом зале 203010 м (общая масса элегаза в комплексе 500 кг, кратность общей вентиляции 4), если в установившемся режиме концентрация в воздухе вентвыхлопа состав­ляет 2 ppb-об.

Решение.

Производительность F = (20ж30ж10)ж4 = 24ж10³ м³/ч.

Концентрация SF₆: 2ж10–⁹ж6100 = 12ж10–⁶ г/м³.

Утечка [уравнение (6.5)] u = 877ж12ж10–⁶ж24ж10³/500 = 0,5 %/год.

Утечка не менее 0,5 %/год.

6.3.1.4. Расчет концентрации загрязняющих веществ
в рабочих помещениях

Исходные данные для расчета

Масса элегаза m, кг, в производственном помещении.

Масса элегаза может быть задана проектом или подсчитана сумми­рованием массы элегаза в аппаратах.

Объем производственного помещения V, м³.

Общий объем производственного помещения определяется как про­изведение длины (x), ширины (y) и высоты зала в соответствии со строительным проектом.

Объем двухметрового приземного слоя (V_2х = xyж2, м³).

Понятие двухметрового приземного слоя возникает в связи тем, что этот слой и является, как правило, средой обитания персонала. Прини­мается, что теряемые оборудованием вредные вещества в результате процессов невзрывного характера (утечка, истечение, проветривание) распределяются в этом слое.

Объем шестиметрового приземного слоя (V_6ти = 6xy, м³).

Понятие шестиметрового приземного слоя используется для опреде­ления концентрации залпового выброса. Принимается, что процессы взрывного характера (прорыв мембраны, пробой аппарата) приводят к загрязнению этого слоя.

Объем самого большого аппарата (, м³).

В соответствии с технической документацией.

Плотность элегаза в самом большом аппарате (, кг/м³).

В соответствии с технической документацией.

Масса элегаза в самом большом аппарате ( = , кг).

Рассчитывается или принимается в соответствии с технической до­кументацией, если эта величина там указана.

Производительность вентиляции (F = VK, м³/ч).

Для проектируемого объекта эта величина подлежит выбору. Для действующего объекта эта величина может быть задана проектом непо­средственно, или кратностью вентиляции K в расчете на полный объем, 2- или 6-метровый приземный слой.

Время работы аварийной вентиляции (, ч).

Время, необходимое для снижения концентрации до ПДК_р.з. Прини­мается в пределах одного часа.

Срок службы до капремонта (N).

В соответствии с техническим заданием.

Количество выключателей на подстанции (N₁).

В соответствии с техническим проектом.

Отключаемый ток короткого замыкания (I_КЗ).

В соответствии с техническим заданием.

Количество операций с током КЗ на одном выключателе (N₂).

В соответствии с технической документацией.

Расчет концентрации элегаза в приземном слое при выбросе элегаза в процессе подготовки аппарата или при ревизии
(при вскрытии аппарата в общем зале)

Определение концентрации осуществляется в расчете на условную ситуацию: отсутствие вентиляции. На самом деле, выполнение каких-либо работ в зале с элегазовым оборудованием должно обязательно со­провождаться включением вентиляции.

Масса залпового выброса ( = , кг).

Рассмотрению подлежит аппарат с самым большим объемом. Плот­ность оставленного в нем элегаза принимается в соответствии с оста­точным давлением, определяемым возможностью установок обслужива­ния (от 0,05 до 0,1 МПа), из расчета 6 кг/м³ на атмосферу.

Концентрация элегаза в 2-метровом приземном слое (C = 10^6/V_2х, мг/м³).

Поскольку для рассмотрения выбран самый большой аппарат, то по­лученное значение концентрации является максимальным для подобно­го случая. Сравнение полученного расчетного значения концентрации с  позволяет определить отношение к этому выхлопу: если кон­центрация выше , выполняется расчет необходимой производи­тельности вентиляции или оценка существующей.






Время проветривания аппарата (, ч).

Время, за которое элегаз вытечет из вскрытого аппарата. Целесооб­разно принять в пределах 20 минут (0,33 ч).

Скорость выброса (10³/3600, г/с).

Производительность вентиляции (F = 10⁶/(), м³/ч).

Опора на в данном случае не обязательна, но позволяет за­ведомо избежать проблем при выбросе этого загрязнения за пределы ра­

бочей зоны. Полученное значение сравнивается с существующим для действующей подстанции или учитывается при проектировании.

Расчет вентиляции при вскрытии аппарата в ремонтном помещении с местной вытяжкой

Масса выброса элегаза ( = , кг).

Рассмотрению подлежит аппарат с самым большим объемом. Плот­ность оставленного в нем элегаза принимается в соответствии с оста­точным давлением, определяемым возможностью установок обслужива­ния (от 0,05 до 0,1 МПа), из расчета 6 кг/м³ на атмосферу.

Время проветривания аппарата (, ч).

Время, за которое элегаз вытечет из аппарата. Целесообразно при­нять в пределах 20 минут (0,33 ч).

Скорость выброса (10³ /3600, г/с).

Производительность вентиляции (F = 10⁶/(), м³/ч).

Расчет по этому уравнению согласует скорость поступления загряз­нителя и скорость его удаления, так, чтобы его концентрация на выхло­пе вентиляции не превысила . Опора на не обязательна, но позволяет заведомо избежать проблем при выбросе этого загрязне­ния за пределы рабочей зоны. Полученное значение производительно­сти вентиляции сравнивается с существующей производительностью для действующей подстанции или учитывается при проектировании ме­стной вентиляции.






Расчет концентрации элегаза за счет нормативной утечки

Общая масса элегаза в помещении (m, кг)

Из исходных данных.

Скорость потери элегаза [ = 10³m/(100ж3,1557ж10⁷), г/с].

Из расчета нормативной утечки 1 %/год. 3,1557ж10⁷ — число секунд в году.

Концентрация элегаза в приземном слое помещения и в выхлопе вен­тиляции (C = 3600ж10³/F, мг/м³).

В этом случае рассматривается общеобменная вентиляция. Получен­ное значение концентрации сравнивается с . Как правило, оно намного меньше, что свидетельствует о том, что утечка элегаза никакой опасности для персонала не представляет.

Концентрация элегаза в 2-метровом приземном слое помещения при включении вентиляции не реже 1 раза в месяц [C = 10⁶m/(100ж12жV_2х), мг/м³].

В этом случае рассматривается эпизодически вентилируемое поме­щение с целью определить концентрацию элегаза в конце невентили­руемого промежутка времени. Полученное значение концентрации сравнивается с . Как правило, оно намного меньше, что свиде­тельствует о том, что утечка элегаза никакой опасности для персонала не представляет. В противном случае, следует установить меньший ин­тервал обязательного включения вентиляции.

Расчет концентрации продуктов разложения за счет нормативной утечки

Этот расчет выполняется без учета факта связывания продуктов раз­ложения элегаза адсорбентом, специально для этого установленным.

Количество выключателей в помещении (N₁).

Из исходных данных.

Количество операций с током КЗ за срок службы N (N₂).

Из исходных данных.

Общее количество операций с током КЗ во всех выключателях за срок службы N (N₁N₂).

Энергия отключения (на одну операцию отключения КЗ) (E, кДж).

Произведение отключаемого тока, кА, на время горения дуги и на­пряжение на дуге. Последние можно принять как 0,035 с и 400 В.

Среднее удельное разложение элегаза (5 мл/кДж).

Объем разложенного элегаза за срок службы N (5N₁N₂E, мл).

Объем разложенного элегаза, попадающий в помещение в год (q = = 5N₁N₂E/(100N), мл).

Из расчета нормативной утечки 1 %/год.

Случай постоянно включенной общеобменной вентиляции

Скорость утечки продуктов разложения в расчете на SO₂ [ = = 64q/(22 400ж8765,83), г/ч].

В соответствии со стехиометрическим соотношением, молекулярной массой и мольным объемом.

Скорость утечки продуктов разложения в расчете на HF [v_HF = = 20ж4q/(22 400ж8765,83), г/ч].

В соответствии со стехиометрическим соотношением, молекулярной массой и мольным объемом.

Концентрация SO₂ в приземном слое помещения и в выхлопе венти­ляции ( = 10³/F, мг/м³).

В данном случае рассматривается производительность общеобмен­ной вентиляции.

Концентрация HF в приземном слое помещения и в выхлопе вентиля­ции (C_HF = 10³v_HF /F, мг/м³).

В данном случае рассматривается производительность общеобмен­ной вентиляции.

Сравнение с ПДК (/ + C_HF/  1).

Выполнение этого условия будет свидетельствовать о том, что утеч­ка продуктов разложения из выключателей не создает неблагоприятной ситуации в рабочем помещении. В противном случае необходимо пере­смотреть норму потерь (не обязательно принимать полный объем разло­жения элегаза, можно ограничиться разумной частью) или производи­тельность вентиляции.

Случай эпизодически включаемой вентиляции (например, не реже 1 раза в месяц).

Концентрация SO₂ в 2-метровом приземном слое помещения [ = = 10³ж64q/(22 400ж12жV_2х), мг/м³].

Концентрация HF в 2-метровом приземном слое помещения [C_HF = = 10³ж80q/(22 400ж12жV_2х), мг/м³].

Сравнение с ПДК (/ + C_HF/  1).

Выполнение этого условия будет свидетельствовать о том, что утеч­ка продуктов разложения из выключателей не создает неблагоприятной ситуации в рабочем помещении. В противном случае необходимо пере­смотреть производительность вентиляции, интервал обязательного включения вентиляции или объм разложенного элегаза: не обязательно брать в расчет весь рассчитанный объем разложенного элегаза, можно ограничиться разумной частью, что на самом деле окажется более ре­альным.

Расчет концентрации элегаза в помещении при аварийной разгерметизации аппарата (без продуктов разложения)

Выброс элегаза из самого большого аппарата (, кг).

Из исходных данных.

Объем шестиметрового приземного слоя (V_6ти, м³).

Из исходных данных.

Концентрация элегаза в 6-метровом приземном слое помещения (10⁶/V_6ти, мг/м³).

Рассматривается шестиметровый приземный слой в связи со взрыв­ным характером выброса. Рассчитанное значение устанавливает сам факт вероятного превышения , но не определяет каких-либо мер: они уже приняты — вентиляция, которая должна быть включена сразу после выброса, удалит шестиметровый приземный слой загряз­ненного воздуха за установленное время.

Расчет концентрации продуктов разложения элегаза
в помещении при аварийной разгерметизации аппарата

Предполагается, что такой отказ произойдет при нормально выпол­ненном акте коммутации.

Энергия отключения (на одну операцию отключения КЗ) (E, кДж).

Произведение отключаемого тока, кА, на время горения дуги и на­пряжение на дуге. Последние можно принять равными 0,035 с и 400 В.

Среднее удельное разложение элегаза (5 мл/кДж).

Объем разложенного элегаза за операцию (Eж5, мл).

Объем шестиметрового приземного слоя (V_6ти, м³).

Из исходных данных.

Концентрация SO₂ в приземном слое помещения и в выхлопе вен­тиляции

[ = 10³ж5жEж64/(22 400жV_6ти), мг/м³].

Рассматривается шестиметровый приземный слой в связи со взрыв­ным характером выброса.

Концентрация HF в приземном слое помещения и в выхлопе вен­тиляции

[C_HF = 10³ж5жEж4ж20/(22 400жV_6ти), мг/м³].

Сравнение с ПДК [(/) + (C_HF/)  1].

Рассчитанное значение устанавливает сам факт вероятного превыше­ния ПДК_р.з вредных веществ, обладающих эффектом суммации, но не определяет каких-либо мер: они уже приняты — вентиляция, которая должна быть включена сразу после выброса, удалит шестиметровый приземный слой загрязненного воздуха за установленное время.

Расчет концентрации продуктов разложения элегаза

в помещении при прожоге оболочки самого большого аппарата

Этот расчет определяет самый большой выброс продуктов разложе­ния как в помещение, так и за пределы санитарной зоны.

Энергия разряда (E, кДж).

Произведение отключаемого тока, кА, на время горения дуги и на­пряжение на дуге. Последние можно принять равным 0,105 с и 400 В.

Среднее удельное разложение элегаза (15 мл/кДж).

Объем разложенного элегаза за операцию (Eж15, мл).

Объем шестиметрового приземного слоя (V_6ти, м³).

Из исходных данных.

Концентрация SO₂ в приземном слое помещения и в выхлопе вен­тиляции

[ = 10³ж15жEж64/(22 400жV_6ти), мг/м³].

Рассматривается шестиметровый приземный слой в связи со взрыв­ным характером выброса.

Концентрация HF в приземном слое помещения и в выхлопе вен­тиляции

[C_HF = 10³ж15жEж4ж20/(22 400V_6ти), мг/м³].

Сравнение с ПДК [(/) + (C_HF/)  1].

Рассчитанное значение устанавливает сам факт вероятного превыше­ния ПДК_р.з вредных веществ, обладающих эффектом суммации, но не определяет каких-либо мер: они уже приняты — вентиляция, которая должна быть включена сразу после выброса, удалит шестиметровый приземный слой загрязненного воздуха за установленное время.

Далее, в примере 6.2, мы проиллюстрируем полный расчет подстанции.

Пример 6.2. Расчет концентрации загрязняющих веществ в рабочих помещениях эле­газовой подстанции.

ИCХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА

Масса элегаза (m) в производственном помещении 9000 кг.

Объем производственного помещения (V) 13 824 м³ (481816).

Объем двухметрового приземного слоя (V_2х) 1728 м³.

Объем шестиметрового приземного слоя (V_6ти) 5184 м³.

Объем самого большого аппарата () 2,2 м³.

Плотность элегаза в этом аппарате () 38,73 кг/м³.

Масса элегаза в самом большом аппарате () 85,21 кг.

Производительность вентиляции (F) 21 000 м³/ч.

Вентиляция включается только при входе персонала в помещение и в ава­рийном случае.

Время работы вентиляции при взрыве аппарата

до момента разрешения входа в помещение без средств защиты 20 мин.

Возможность установки обслуживания откачивает до

0,083 МПа

(0,83 ата).

Срок службы до капремонта 30 лет.

Количество выключателей на подстанции (N₁) 21.

Отключаемый ток короткого замыкания (I_кз) 40 кА.

Количество операций с током КЗ на одном выключателе (N₂) 20.

Ремонтный зал с местной вентиляцией не предусмотрен.

РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕГАЗА В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ ПРИ ВЫБРОСЕ ЭЛЕГАЗА
В ПРОЦЕССЕ ПОДГОТОВКИ АППАРАТА ИЛИ ПРИ РЕВИЗИИ
(ПРИ ВСКРЫТИИ АППАРАТА В ОБЩЕМ ЗАЛЕ)

Плотность остающегося в аппарате элегаза = 6ж0,83 = 4,95 кг/м³.

Масса залпового выброса = = 2,2ж4,95 = 10,89 кг.

Концентрация элегаза в 2-метровом приземном слое C = 10⁶/V_2х= = 10,89ж10⁶/1728 = 6302 мг/м³. равна 5000 мг/м³. Если не будет рабо­тать вентиляция, то будет превышена.









Время проветривания аппарата () 20 мин (0,33 ч).

Скорость выброса 10³ /3600 = 10,89ж10³/(3600ж0,33) = 9,17 г/с.

Производительность вентиляции F = 10⁶/() = 10,89ж10⁶/(0,33ж5000) = = 6600 м³/ч (из расчета достижения ). Имеющаяся вентиляция перекрыва­ет это значение. Следовательно, достигнута не будет. Если бы эта опера­ция выполнялась в ремонтном зале, то рассчитанное значение можно было бы принять к сведению как рекомендованное для местной вытяжки.

РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕГАЗА ЗА СЧЕТ НОРМАТИВНОЙ УТЕЧКИ

Общая масса элегаза в помещении (m) 9000 кг.

Скорость потери элегаза  =  10³m/(100ж3,1557ж10⁷)  =  10³ж9000/ /(100ж3,1557ж10⁷) = 2,85ж10–³ г/с.

Концентрация элегаза в приземном слое помещения и в выхлопе вентиляции C = 3600ж10³/F = 3600ж10³ж2,85ж10–³/21 000 = 0,49 мг/м³. Ничтожно мала по сравнению с ПДК, если вентиляция будет работать постоянно.

Концентрация элегаза в 2-метровом приземном слое помещения при включении вентиляции не реже 1 раза в месяц C = 10⁶m/(100ж12жV_2х) = = 10⁶ж9000/(100ж12ж1728) = 4340,3 мг/м³. В течение месяца концентрация эле­газа в приземном слое не превысит ПДК_р.з.

РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИИ ПРОДУКТОВ РАЗЛОЖЕНИЯ ЗА СЧЕТ НОРМАТИВНОЙ УТЕЧКИ

Количество выключателей в помещении (N₁) 21.

Количество операций с током КЗ за срок службы N (N₂) 20.

Общее количество операций с током КЗ во всех выключателях за срок служ­бы N (N₁N₂) 420.

Энергия отключения (на одну операцию отключения КЗ) (E) 40ж0,035ж400 = = 560 кДж.

Среднее удельное разложение элегаза (5 мл/кДж).

Объем разложенного элегаза за срок службы N 420ж560ж5 = 1 176 000 мл.

Объем разложенного элегаза, попадающий в помещение в год q = 1 176 000/ /(30ж100) = 392 мл.

Концентрация SO₂ в 2-метровом приземном слое помещения = = 10³ж64q/(22 400ж12V_2х) = 10³ж64ж392/(22 400ж12ж1728) = 0,05 мг/м³.

Концентрация HF в 2-метровом приземном слое помещения C_HF = = 10³ж80q/(22 400ж12V_2х) = 10³ж80ж392/(22 400ж12ж1728) = 0,07 мг/м³.

Сравнение с ПДК (/) + (C_HF/) = (0,05/10) + (0,07/0,05) = = 1,41. Полученное значение свидетельствует, что при абсолютно невероятном предположении, что во всех выключателях будет содержаться максимально воз­можное количество продуктов разложения элегаза, за месяц отсутствия венти­ляции в зале норматив качества воздуха будет превышен в полтора раза. Если в качестве условия принять, что только половина выключателей будет содержать максимально возможное количество продуктов разложения (что также реально невозможно), то норматив качества воздуха будет соблюден. Этот расчет важен в том отношении, что, если персонал войдет в помещение не включив вентиля­цию, он не попадет в опасные для здоровья условия. По аналогии с предыду­щим расчетом, можно увидеть, что в случае постоянно работающей вентиляции концентрация продуктов разложения за счет утечки в рабочем зале ничтожна.

РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕГАЗА В ПОМЕЩЕНИИ ПРИ АВАРИЙНОЙ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ АППАРАТА (БЕЗ ПРОДУКТОВ РАЗЛОЖЕНИЯ)

Выброс элегаза из самого большого аппарата (m) 85,21 кг.

Объем шестиметрового приземного слоя (V_6ти) 5184 м³.

Концентрация элегаза в 6-метровом приземном слое помещения 10⁶m/V_6ти = = 10⁶ж85,21/5184 = 16437 мг/м³. ПДК превышается более чем втрое. Вентиля­ция, которая должна быть включена сразу после выброса, удалит шестиметро­вый приземный слой загрязненного воздуха менее чем за 20 минут, в течение которых вход в помещение без средств защиты запрещен.

РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИИ ПРОДУКТОВ РАЗЛОЖЕНИЯ ЭЛЕГАЗА В ПОМЕЩЕНИИ

ПРИ АВАРИЙНОЙ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ АППАРАТА

Энергия отключения (на одну операцию отключения КЗ) (E) 40ж0,035ж400 = = 560 кДж.

Среднее удельное разложение элегаза 5 мл/кДж.

Объем разложенного элегаза за операцию 560ж5 =2800 мл.

Объем шестиметрового приземного слоя (V_6ти) 5184 м³.

Концентрация SO₂ в приземном слое помещения и в выхлопе вентиляции

= 10³ж5жEж64/(22 400V_6ти) = 10³ж5ж560ж64/(22 400ж5184) = 1,54 мг/м³.

Концентрация HF в приземном слое помещения и в выхлопе вентиляции

C_HF = 10³ж5жEж4ж20/(22 400V_6ти) = 10³ж5ж560ж4ж20/(22 400ж5184) = 1,93 мг/м³.

Сравнение с ПДК (/) + (C_HF/) = (1,54/10) + (1,93/0,05) = = 38,73. ПДК_р.з превышено в 39 раз. Вентиляция, которая должна быть включена сразу после выброса, удалит шестиметровый приземный слой загрязненного воздуха менее чем за 20 минут, в течение которых вход в помещение без средств защиты запрещен.

РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИИ ПРОДУКТОВ РАЗЛОЖЕНИЯ В ПОМЕЩЕНИИ ПРИ ПРОЖОГЕ ОБОЛОЧКИ САМОГО БОЛЬШОГО АППАРАТА

Энергия разряда E = 40ж0,105ж400 = 1680 кДж.

Среднее удельное разложение элегаза 15 мл/кДж.

Объем разложенного элегаза за операцию 1680ж15 = 25 200 мл.

Объем шестиметрового приземного слоя 5184 м³.

Концентрация SO₂ в приземном слое помещения и в выхлопе вентиляции

= 10³ж15жEж64/(22 400V_6ти) = 10³ж25 200ж64/(22 400ж5184) = 13,9 мг/м³.

Концентрация HF в приземном слое помещения и в выхлопе вентиляции

C_HF = 10³ж15жEж4ж20/(22 400V_6ти) = 10³ж25 200ж4ж20/(22 400ж5184) = 17,4 мг/м³.

Сравнение с ПДК (/) + (C_HF/) = (13,9/10) + (17,4/0,05) = = 349. ПДК_р.з превышено в 349 раз. Вентиляция, которая должна быть включена сразу после выброса, удалит шестиметровый приземный слой загрязненного воздуха менее чем за 20 минут, в течение которых вход в помещение без средств защиты запрещен.

Из приведенного примера можно сделать следующие общие выводы: нарушения требований к качеству воздуха в рабочем помещении можно ожидать при аварийной разгерметизации самого большого аппарата по элегазу и продуктам разложения (в случае их наличия) и при прожо­ге оболочки — по элегазу и продуктам разложения.

жүктеу/скачать 0.6 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: