Факультет

Студентам

Посетителям

Методы предупреждения взрывов пыли

Ограничение доступа кислорода. Кислород как компонент окружающей среды всегда присутствует в элеваторах и зернохранилищах.

В некоторых отраслях кислород исключают известным методом, который предусматривает замену некоторого объема воздуха инертным газом с целью уменьшения содержания кислорода от обычных 21 % до 8—10 %, так чтобы концентрация кислорода была ниже, чем требуется для распространения пламени. Это осуществимо в закрытых системах среднего размера. Однако зерновые элеваторы нельзя считать полностью закрытыми системами, поскольку они имеют значительные размеры и высокую производительность транспортирования. Эти факторы затрудняют определение необходимого количества инертного газа для эффективного предупреждения взрывов.

Устранение пыли. На предприятии по хранению и переработке зерна зонами, где наиболее вероятно образование облаков пыли и где концентрация пыли, по-видимому, максимальная, будут следующие:

  • самотеки и желоба, особенно при высокой скорости продукта в длинных самотеках;
  • приемные бункера при разгрузке вагонов и автомобилей самотеком;
  • отпускные трубы в автомобили, вагоны, океанские суда и баржи;
  • ленточные конвейеры, перемещающиеся с чрезмерными скоростями, поднимающие пыль вследствие сноса ее ветром и ударов на роликоопорах и в точках перегрузки;
  • нории как наиболее мощные источники пыли, особенно вблизи башмака и в точках разгрузки;
  • поворотные и маятниковые распределительные трубы в точках загрузки и разгрузки;
  • зерноочистительные машины, перемещающие зерно; весовые устройства с периодической загрузкой и выгрузкой бункеров;
  • зоны заполнения силосов и галереи, где зерно падает в силосы.

Пыль является горючим для взрыва. Если образование облака пыли полностью исключается во всех этих операциях, то взрывов пыли не будет. Однако каждый раз при изменении направления зернового потока, падении его из силоса, автомобиля или бункера или в них происходит истирание небольшой части внешней поверхности зерновки, и образуются новые частицы пыли.

Полное выделение аспирационной пыли или возврат зерновой пыли в поток зерна теоретически считаются фактором, способствующим взрывам зерновой пыли. Однако опыт доказывает, что: выделение зерновой пыли из зерна и невозвращение ее в зерновой поток не обязательно будут уменьшать содержание пыли в зернохранилищах и элеваторах; следовательно, полное выделение всей пыли не является оптимальным решением;

пыль в кормовом зерне имеет определенную питательную ценность (белок, жир, клетчатка) и покупается с зерном по той же цене;

не всякая пыль одинаково опасна; тонкая пыль, которая прошла через фильтр, — суше, она более взрывоопасна и легче воспламеняется, чем пыль, выделенная в циклоне.

При возврате в зерновой поток мелких и сухих частиц пыли потенциальная опасность первичного взрыва зерновой пыли значительно возрастает. Решением проблемы может быть двухэтапная система: первый этап — использование циклона, в котором выделяются более крупные частицы и возвращаются в зерновой поток, и второй этап — использование фильтра, в котором выделяются более мелкие и более сухие частицы размером менее 20 мкм.

Следовательно, при использовании этой системы будет потеряно только небольшое количество пыли.

Использование эффективной, хорошо спроектированной и правильно эксплуатируемой аспирационной системы без возврата мелких и сухих частиц в зерновой поток — не единственный, но, несомненно, очень важный шаг в предотвращении взрывов пыли.

Устранение источников зажигания. На предприятиях по хранению и переработке зерна могут быть различные источники зажигания. Некоторые из них имеются при обычной работе предприятия, например, трение в движущихся узлах и образование статического электричества; другие, вероятно, появляются при аварийном режиме работы, электрическом или механическом повреждении. Ряд различных источников зажигания перечислен ниже. Хотя имеется большое число различных источников зажигания, отличающихся разными температурами, энергией, продолжительностью и т. п., их удобно сгруппировать как электрические, механические и другие источники.

К электрическим источникам зажигания относятся следующие.

Освещение: на практике обычное освещение (дневное или искусственное) в определенных частях здания часто недостаточно, поэтому используются лампы с гибким шнуром. Особенно при освещении силосов элеватора или бункеров, где имеется пыль во взвешенном состоянии, возможны следующие опасности:

  • колба электрической лампы выделяет так много теплоты, что она может воспламенить пыль;
  • лампа может оказаться в массе зерна или пыли;
  • удар может привести к разрушению колбы и короткому замыканию;
  • гибкий шнур может быть поврежден или плохо соединен с патроном;
  • могут использоваться лампы большего размера с более высокой мощностью, чем допускает арматура, при этом выделяется излишняя теплота.

Для устранения этой опасности при освещении силосов, бункеров или запыленных мест необходимо использовать только переносные лампы с питанием от батарей. Из-за низкой силы тока выделяется меньше теплоты и нет опасности от гибкого шнура. Никогда не опускайте электрические лампы в зерновые силосы или бункера с пылью. Существуют лампы, которые могут достаточно хорошо освещать силос при их расположении над тюком.

Взрывы пыли могут быть вызваны искрами, появляющимися три коротком замыкании в электрических системах, а именно в плавких вставках, поврежденных и перегруженных кабелях, слабых и ненадежных соединениях кабелей, открытых контактах, открытых соединительных коробках и всех видах поврежденного или плохо отрегулированного электрического оборудования. Вследствие того что зоны работ с зерном классифицируются как опасные, необходимы особые меры предосторожности при конструировании оборудования. Все узлы должны быть или полностью закрыты, или размещены в пыленепроницаемых огнестойких корпусах. Электродвигатели могут быть полностью закрытыми, но снабжены охлаждающим вентилятором, поскольку они в условиях полной нагрузки работают при температурах около 80 °С. Прокладка всех электрических проводов должна соответствовать спецификациям и требованиям.

Размер вставки и выбор теплового реле определяются характеристиками оборудования, которое необходимо защищать. Если выбрать слишком большую вставку или неправильно отрегулировать тепловое реле, оборудование будет недостаточно защищено и может произойти пожар.

Перегрузка, короткое замыкание в обмотках, плохая вентиляция из-за изолирующего слоя пыли на электродвигателе, поврежденные или плохо смазанные подшипники и пыль в корпусе электродвигателя между ротором и статором — все это может быть причиной перегрева электродвигателя. Температура электродвигателя никогда не должна быть выше 70—80 °С. При более высокой температуре смазка подшипников может воспламеняться, в результате чего сгорят обмотки двигателя. В зависимости от применения современные электродвигатели оборудуют датчиками температуры, которые отключают электродвигатель в случае превышения определенной температуры.

Теплота, выделяемая электрическими радиаторами, горячими плитами, электрическими кофеварками и т. п., может быть достаточно большой, чтобы зажечь пыль или даже зерно. Использование такого оборудования в зерновых элеваторах, если не исключается, то, по крайней мере, должно быть ограничено жесткими правилами.

Небольшие электрические инструменты, как правило, не приводят к взрыву пыли, однако сохраняют определенную потенциальную опасность. Например, выключатель, гибкий шнур или штепсельный разъем могут вызвать короткое замыкание.

Статическое электричество возникает в процессе транспортировки зерна. При движении зерно приобретает электрический заряд, который необходимо отвести в землю. Основной защитой от пожаров из-за статического электричества являются правильное электрическое заземление всех элементов установки и сохранение неразрывности электрической цепи во время эксплуатации и в течение всего срока службы установки. Сопротивление заземления следует измерять через определенные интервалы времени. Все конвейерные ленты и транспортное оборудование должны быть из материалов, обладающих хорошей электропроводностью.

Некоторые полагают, что низкая относительная влажность воздуха способствует взрывам пыли, так как опасность разряда статического электричества возрастает по мере снижения относительной влажности воздуха; низкая относительная влажность уменьшает влажность зерновой пыли, тем самым снижая температуру и необходимую энергию зажигания.

К механическим источникам зажигания относятся следующие.

Теплота, выделяющаяся при трении норийных и конвейерных лент. Пробуксовка на приводном барабане — один из наиболее часто встречающихся источников зажигания и важный фактор, способствующий взрывам зерновой пыли. Причиной пробуксовки могут быть, например, недостаточное натяжение ленты, изношенная или отсутствующая футеровка барабана, старая конвейерная лента с изношенной резиновой или полихлорвиниловой обкладкой и обнажившимся каркасом, блокировка ленты при перегрузке или завале конвейерной системы зерном.

Зона контакта конвейерной ленты с приводным барабаном, положение грузового натяжного устройства на большинстве конвейеров и метод привода гарантируют, что не будет пробуксовки при пуске или во время эксплуатации. Медленное движение вверх и вниз — метод, при котором приводной электродвигатель нории неоднократно включается и выключается с целью освобождения заклинившейся ленты, — необходимо исключить. Рекомендуется управлять движением ленты с помощью выключателя, реагирующего на скорость (датчик пробуксовки) и соединенного с приводным барабаном, таким образом обнаруживая любую заметную пробуксовку главного приводного барабана.

Другим потенциальным источником зажигания является несоосно расположенная норийная или конвейерная лента, смещающаяся и истирающаяся о различные ограждения и опорные элементы. Это может быть вызвано: смещением конвейерной ленты, неравномерным ее натяжением, неправильным питанием, которое смещает ленту в сторону, поврежденными ковшами (нория), заклинившимися роликоопорами (ленточный конвейер), плохим соединением концов ленты, поврежденным подшипником приводного барабана и т. п.

Необходим соответствующий зазор для согласования движения конвейерной ленты.

Для устранения возможности смещения ленты можно устанавливать устройства для обнаружения сбегания конвейерной ленты, состоящие из двух пальцев с каждой стороны ленты и соединенные с конечным выключателем. При отклонении на расстояние, большее заранее установленного, являющегося соответствующим безопасным пределом, конвейерная лента соприкасается с пальцами и воздействует на выключатель, который останавливает данный конвейер и предшествующие конвейеры на этом пути зерна. Устройства для обнаружения сбегания ленты можно устанавливать в любом месте конвейера, где возможны аварийные ситуации, но обычным является место вблизи приводного барабана.

Перегрев и искрение в результате механического повреждения вращающегося оборудования также могут быть источником зажигания. Поврежденные ковши, зубчатые передачи, крыльчатки вентиляторов, муфты, цепные передачи и заклиненные барабаны (роликоопоры) являются потенциальными источниками зажигания. Только хорошая конструкция, периодический контроль и регулярное ремонтное обслуживание могут уменьшить эти опасности.

Посторонний материал, а именно камни и металлические примеси, обычно преобладающие в поступающем зерне, должны быть удалены как можно более полно. Камни и металлические предметы попадают на предприятия по хранению и переработке зерна главным образом с уборочных машин, вагонов, автомобилей, судов, технологического оборудования, транспортных систем, а также остаются после проведения ремонтных работ (болты и гайки). При контакте с металлическими или бетонными стенами силосов металлические предметы могут давать искру; большие куски материала могут вызывать заклинивание ленты или барабана в нориях. Для уменьшения этой опасности оборудование должно быть оснащено испытанными и самоочищающимися электромагнитными сепараторами.

Ряд условий может привести к перегреву подшипников. В конечном итоге все это является результатом плохого выбора и применения подшипников, их перегрузки или неравномерной нагрузки, отсутствия надлежащей смазки и соосности. На больших подшипниках могут устанавливаться устройства дистанционного контроля температуры или термодатчики; необходимо осуществлять периодический контроль вибрации.

Подшипники должны всегда устанавливаться на наружной стороне кожуха. Если их расположить внутри, то подшипники становятся недоступными для проверки и, вероятно, в них будет проникать много пыли. Очень важна правильная смазка: избыточная смазка может привести к нагреву. К применению автоматических систем смазки подшипников следует подходить очень осторожно. Они поощряют менее регулярную проверку и могут способствовать ложному ощущению безопасности.

Слой пыли является теплоизолирующим и предотвращает выделение теплоты в окружающую среду. Приводной и холостой барабаны ленточного конвейера и сама рама конвейера часто окружены неподвижным слоем пыли таким образом, что трение вызывает выделение избыточной теплоты. Несмотря на наличие вентилятора, электродвигатели, покрытые слоем пыли, не могут отдавать теплоту в окружающую среду. С такими же трудностями сталкиваются при использовании компрессоров и подшипников, хотя у них имеются охлаждающие ребра. Такие опасности можно устранить только борьбой с выделением пыли и регулярным текущим уходом.

Пробуксовка клиновидных ремней на шкивах — частый источник зажигания. Отсутствие надлежащего натяжения, несоосность, недостаточный запас прочности клиновидных ремней, перегрузка, плохое качество, различие в качестве и длине одновременно используемых клиновидных решений, пыль в канавках, размеры и форма канавок, которые не соответствуют применяемым клиновидным ремням, — все это может быть причинами пробуксовки. Когда клиноременные приводы должны использоваться в опасных зонах, то во избежание пробуксовки их необходимо содержать в сухом, чистом и свободном от пыли состоянии. Всякий раз, когда их можно избегать, клиноременные приводы не должны использоваться.

Завал, перегрев и искрение при ударе постороннего материала являются распространенным источником зажигания в молотковых дробилках и измельчителях. Сита с неочищенными отверстиями будут удерживать измельченный продукт и уменьшать количество воздуха, причем оба эти обстоятельства приводят к перегреву. Необходимо использовать надежные системы термодатчиков. Для удаления металлопримесей из материала, поступающего в молотковые дробилки, следует устанавливать эффективные магниты. Более мелкие примеси удаляют на очистительных машинах.

Зерносушилки и грануляторы требуют особого внимания в отношении их чистоты, проверки и профилактического обслуживания.

Обычно молотковые дробилки, измельчители, сушилки, грануляторы, очистительные машины, матерчатые фильтры, бункера для пыли и отходов должны быть отделены от основного силосного корпуса и друг от друга.

К другим источникам зажигания относят следующие:

Операции с открытым пламенем, а именно сварка и газовая резка, являются причинами многих несчастных случаев; методы, исключающие эту опасность, имеют большое значение.

Управляющим элеваторами, ремонтному персоналу и подрядчикам должны быть известны опасности огневых работ и меры, принимаемые при несчастных случаях. К основным мерам безопасности относятся удаление всех горючих материалов и пыли в непосредственной близости от места проведения работ, наличие соответствующего оборудования для тушения пожара и смачивание полов. Должны дежурить работники пожарной охраны, обеспечивающие до и после окончания работ предотвращение пожара, который может возникнуть от искр или расплавленных капель металла.

Зерновые компании осуществляют политику, направленную на запрещение или жесткое ограничение всех огневых работ на элеваторах.

Курение должно быть запрещено в зонах, где может быть горючая пыль. Правило «Не курить» должно твердо соблюдаться внутри здания элеватора и вокруг него. Посетителям, новым рабочим и служащим и бригадам подрядчиков особенно следует напоминать, что курение запрещено.

Самосогревание — химическая реакция между хранящимся сырьем и воздухом. В результате этой реакции образуется тепловая энергия, и, если потери тепла не компенсируют его выделение, температура массы продукта может повышаться до самовозгорания продукта. Проблема осложняется наличием излишней влаги, активностью микроорганизмов и зараженностью насекомыми, что способствует химической реакции. Предохранительные меры заключаются в контроле температуры продукта при хранении. Анализ пожаров в силосах из-за самовозгорания должен проводиться особенно тщательно. В другом разделе будет рассмотрено использование инертного газа.

Удар молнии представляет собой разряд статического электричества, накапливаемого в облаках, на землю. В момент этого разряда молния следует по пути наименьшего сопротивления. Сила тока такого разряда может достигать нескольких тысяч ампер, вызывая большое тепловыделение, что может способствовать возникновению пожара. Все сооружения элеватора, бетонные и металлические конструкции в соответствии с местными требованиями должны быть оборудованы эффективными молниеотводами.

К другим возможным источникам зажигания относятся: поджог, радиаторы парового отопления и газовые нагреватели, тепло и искры от дизельных автомобилей и локомотивов, искры при ударе металла о бетон или металла о металл, сапожные гвозди с большой шляпкой или металлические набойки на обуви, ударяющие по бетону, и трение цепного привода об ограждение или удары по нему.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: