Горюче середовища в апаратах з пилом, порошками та волокнами

У виробничих умовах пил і порошки (тонкоподрібнені тверді речовини і матеріали) використовують в якості сировини (порошки в порошковій металургії, полівінілхлорид у виробництві лінолеуму, сажа у виробництві гуми), допоміжного технологічного матеріалу (пилоподібне паливо), проміжного чи кінцевого продукту (борошно, цукрова пудра), побічного продукту чи відході виробництва (борошняний, тютюновий, деревний пил).

Апарати та машини для обробки твердих горючих матеріалів є відкритими (верстати для обробки деревини, дробарки, ткацькі верстати, зерносушарки), мають повітряний простір (млини), дія багатьох установок пов’язана з використанням повітряних потоків (пневматичні системи транспортування, сепаратори), чи з падінням подрібненої продукції з висоти (самопливні труби, місця пересипання з одного транспортера на інший, вузли завантаження і вивантаження подрібненої продукції тощо). Тобто, при обробці твердих горючих матеріалів, горюче середовище в більшості випадків існує, і для виникнення пожежі необхідне лише джерело запалювання.

В залежності від швидкості руху газового середовища в технологічному обладнанні пил може знаходитися в завислому (аерозоль) чи осілому (аерогель) станах. Пожежна небезпека в такому випадку залежить від стану пилу: осілий пил може жевріти і горіти, звихрений пил може утворювати з повітрям вибухонебезпечні суміші.

Наявність джерела запалювання, наприклад, іскри від ударів металевих частин призводить до виникнення осередків тління, від яких спалахує і пил, що знаходиться в завислому стані. Місцевий спалах може викликати звихрення пилу у великому об’ємі і стати причиною подальшого вибуху великої руйнівної сили.

Осілий пил нагромаджується у апаратах та машинах, в застійних ділянках, глухих кутах, на дефектах поверхні, у місцях різкої зміни діаметрів і гострих з’єднань тощо. Нагромадженню осілого пилу сприяє збільшення вологості повітря та конденсація вологи на стінках апаратів і трубопроводів.

Для оцінки вибухонебезпечності суміші завислого пилу з повітрям найбільш важливе значення має нижня концентраційна межа розповсюдження полум’я, оскільки, величина верхньої межі дуже висока і практично недосяжна. Отже, в апаратах з горючим пилом умовою виникнення вибухонебезпечної концентрації всередині апарата буде співвідношення:

j_д ³ j_н,

де: j_д - дійсна концентрація пилу, г/м³.

Дійсну концентрацію пилу в апараті визначають за сумарною кількістю як завислого, так і осілого пилу, що може за певних умов переходять в завислий стан: ,

де - концентрація завислого горючого пилу в апараті, кг/м³; - концентрація осілого горючого пилу в апараті, що може перейти у завислий стан, г/м³, визначається за формулами:

або ,

де - інтенсивність утворення відкладень пилу, кг/год; - тривалість роботи апарата, год; V _в- вільний об’єм апарата, м³; m_ос. - маса осілого пилу в апараті, кг.

Вибухобезпечні умови експлуатації апаратів з горючим пилом визначають зі співвідношення: ,

де: К_б. - коефіцієнт безпеки (запасу надійності), К_б ³ 2.

Заходи, спрямовані на зменшення вибухопожежної небезпеки апаратів і трубопроводів з пилом:

1. Підтримання гранично припустимої концентрації горючого пилу в апаратах у межах: ,

де - коефіцієнт безпеки (запасу надійності), >=2.

2. Застосування менш „пило утворюючих” процесів подрібнення (вібраційне розмелювання; подрібнювання зі зволоженням; мокрі процеси обробки твердих і волокнистих речовин).

3. Введення негорючих газів усередину апаратів протягом всього періоду роботи або в найбільш небезпечні моменти (наприклад у періоди пуску і зупинки млинів). Додавання до горючого пилу інертних мінеральних речовин (наприклад крейди).

4. Улаштування систем місцевого відсмоктування пилу з машин.

5. Використання негорючих газів для пневматичного транспортування найбільш небезпечного пилу.

6. Встановлення оптимальної швидкості повітря чи негорючого газу і систематичного контролю її величини при пневматичному транспортуванні подрібнених матеріалів з метою уникнення осадження пилу.

7. Конструктивне виконання апаратів і трубопроводів, що забезпечує мінімальне нагромадження осілого пилу: гладко оброблені внутрішні поверхні, плавні повороти трубопроводів, плавне сполучення поверхонь апаратів, плавні переходи діаметрів, ухил конусної частини апаратів не менш 60°, а самопливних трубопроводів не менш 45° до горизонту (рис.10).

Рис.10. Допустимі нахили стінок апаратів з порошковою продукцією: а – конусної частини апаратів і труб; б – самопливних труб.

8. Використання вібраторів для запобігання утворення пробок пилу в бункерах і трубопроводах.

9. Захист стінок апаратів і трубопроводів від зволоження. Це досягається розміщенням апаратів в опалювальних приміщеннях, підігрівом середовища чи апаратів і пристроєм теплоізоляції при розташуванні апаратів на відкритих площадках чи у неопалюваних приміщеннях.

Висновок: Таким чином, для оцінки вибухопожежонебезпеки горючого пилу найбільш важливе значення має нижня концентраційна межа поширення полум’я; в залежності від конструктивних особливостей апаратів передбачають заходи для зменшення вибухопожежонебезпеки.

Дата добавления: 2014-11-09