Файл: ЧАСТЬ 2 ТЭП (МГУП 2012).pdf

рассеиваться более быстро в более проводящей, влажной атмосфере, чем в менее проводящей, более сухой атмосфере.

15.4 Предотвращение и защита

Взрывы пыли могут иметь разрушительные последствия не только для оборудования, в котором происходит взрыв, но также и для той зоны, где не приняты соответствующие меры безопасности. Возможные меры безопасности можно разделить на две группы: предупредительные меры, которые гарантируют, что взрыв не может произойти, и предохранительные меры для предотвращения повреждения, после того как начнется взрыв.

Для уверенности в том, что взрыв не может произойти, должно быть нарушено триединство «пыль - кислород - источник зажигания». Устранение любого из этих трех факторов будет препятствовать возникновению взрывной реакции. Этого можно добиться ограничением количества кислорода, удалением потенциальных источников зажигания и устранением или уменьшением выделения пыли. Предотвращение повреждений после начала взрыва требует системы мер, ограничивающих быстро возрастающее избыточное давление, когда оборудование не предназначено противостоять избыточному давлению порядка 10 бар. Возможные меры - сдерживание, выброс продуктов взрыва в атмосферу, введение инертного газа и автоматическое взрывоподавление.

15.5 Методы предупреждения взрывов 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 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;

59

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

иэлеваторах; 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

ивозвращаются 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 потеря, но только небольшого количества 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

60

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 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 люком.

Взрывы пыли могут быть вызваны искрами, появляющимися при 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

61

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,

62