You are here
Home > АПК

Взрывы на элеваторах и в складах напольного хранения зерна.

Сегодня в аграрном производстве происходит стремительный рост развития отрасли первичной обработки и хранения зерна. Развивается вся экспортная инфраструктура зерна и масличных культур – от поля до экспорта потребителю. Повсеместно строятся элеваторы или склады для напольного хранения зерна. Фермеры предпочитают дорабатывать и хранить семена подсолнечника, производить масло и хранить зерно пшеницы и других культур на базе своих хозяйств. Развиваются также кооперативные элеваторы, которые строятся за средства нескольких небольших фермеров.

Но, на фоне такой позитивной тенденции в современном развитии агробизнеса есть негативные и опасные моменты, содержащие в себе финансовые риски для предприятия, а также риски для здоровья и жизни работников этих предприятий и людей, которые могут попасть под воздействие этой деятельности.

Я всегда считал, что лучшим способом уменьшить эти риски является информирование персонала о существующих опасностях и обучение персонала, как от этих опасностей можно избавиться.

Сотрудники компаний нашего международнго холдинга ADEPT GROUP, занимающиеся проектированием элеваторов, поставкой элеваторного оборудования из США, Канады, Франции, строительством элеваторов и других объектов АПК, сервисным обслуживанием и ремонтом действующих элеваторов и непосредственно хранением и переработкой зерна должны знать о рисках взрывов на зерноперерабатывающих предприятиях и учитывать их в своей работе. Поэтому я подготовил соответствующую информацию и сейчас готов поделиться ею с Вами.

Уделите несколько минут своего внимания этому вопросу, чтобы сохранить здоровье и жизнь, свою, окружающего персонала и людей, которые могут быть рядом.

Проводя внутренний мониторинг состояния охраны труда в компаниях и на объектах, я обнаружил, что руководящий и рабочий персонал фермерских хозяйств или вновь построенных элеваторов не всегда осознает опасность производства по хранению и переработке зерна, наблюдается достаточно упрощенное отношение к эксплуатации оборудования этих предприятий. Это может привести к авариям с тяжелейшими последствиями.

Где же таится основная опасность на элеваторах, складах для напольного хранения зерна, мукомольных, комбикормовых заводах и других производствах, связанных с переработкой растительного сырья?

Это пыль.

Зерновая пыль, источником которой является трение зерен друг о друга во время любого перемещения, при минимальной концентрации в воздухе обладает более разрушительной силой, чем динамит. Пылевой взрыв внутри замкнутого пространства создает избыточное статическое давление, в 12,5 раз превышающее точку разрушения железобетонной плиты.

Пылевой взрыв является самым страшным последствием наличия зерновой пыли помимо пожаров, возгораний и задымлений.

Настоящему риску подвержены все предприятия отрасли, независимо от размера, типа, конструкции зданий и сооружений.

Ежедневно элеваторы, предприятия со складами напольного хранения, комбикормовые заводы и мельницы, мелкие перевалочные зерновые пункты и огромные портовые терминалы подвержены риску полного разрушения в результате пылевого взрыва или пожара. Пыль может быть причиной взрыва, который вдребезги разносит бетонные стены силоса, уносит бетонные надстройки на расстояние нескольких кварталов, поднимает силосы с зерном, весящие сотни тонн.

Последним примером может послужить взрыв нового зернового элеватора в Сумской области в октябре 2018 года. По ссылке Вы можете посмотреть новостной выпуск об этой аварии.

Именно поэтому предприятия хлебопродуктов являются объектами повышенной опасности.

На всех этапах производственных процессов приема, обработки, сушки, хранения, транспортирования и переработки зерна возможно образование взрывопожароопасных пылевоздушных смесей. Ежегодно в мире на зерноперерабатывающих объектах происходит 400-500 взрывов, в Украине ежегодно на предприятиях хранения и переработки зерна происходит около 10 первичных пылевых взрывов. Последствия этих взрывов приносят не только большой экономический ущерб, но и гибель людей. Причем на таких предприятиях в результате сильного разрушающего действия взрыва погибают от нескольких человек до десятков людей.

Пылевой взрыв представляет собой практически мгновенное возгорание мелких частиц зерновой пыли, приводящее к резкому росту температуры и давления. Для того, чтобы произошел взрыв, необходимо наличие всего лишь 4-х факторов: наличие кислорода, зерновая пыль во взвешенном в воздухе состоянии, источник возгорания: искра или температура около 204°С, замкнутое пространство.

Все эти факторы присутствуют в любом зернохранилище или на перерабатывающем предприятии:
— есть более чем достаточное количество воздуха;
— есть зерновая пыль, осевшая на полу, оборудовании, приставшая к стенам или залегшая в самотечных трубах, внутри конвейеров и норий; при работающем оборудовании есть некоторая взвесь зерновой пыли в воздухе, особенно в зонах приемки, перемещения или переработки зерна;
— имеется более чем достаточно источников возгорания. Искра или пламя возникают по разным причинам. Искра может быть высечена железным гвоздем в ботинке рабочего, ударом лопаты о бетонный пол. Искрят испорченные электродвигатель, включатель, электропроводка. Взрыв может быть вызван накоплением статического электричества, перегревшимся подшипником, сходом ленты, засыпанной норией, сварочными работами, резкой металла, запрещенной горящей сигаретой или электрической лампочкой при разрушении колбы;
— самотечные трубы, конвейеры и нории, склады и т.п. — это замкнутые пространства.

Нижний порог взрывоопасной концентрации зерновой пыли в воздухе составляет 40 гр/м3. Чтобы было понятнее — такое количество пыли едва сможет покрыть площадь в 1м2, при этом любая более высокая концентрация пыли в воздухе обладает еще более мощным взрывным потенциалом.

Температура в зоне пылевого взрыва возрастает до 3000С, а избыточное статическое давление достигает 10 кг/см2. Для сравнения – давление, необходимое для того, чтобы разбить оконное стекло, составляет 0,07 кг/см2; давление, достаточное для разрушения деревянной конструкции составляет 0,14 кг/см2; точка разрушения средней по толщине железобетонной плиты – 0,56 кг/см2.

Причиной масштабных разрушений предприятий является вторичный пылевой взрыв.

Это явление приводит к намного более тяжким последствиям, чем изначальный «хлопок». Неподвижная пыль на этажах или в углах вызывает дополнительную опасность, так как ударная волна первичного взрыва перемещает ее вверх, обеспечивая горючий материал для вторичного взрыва, который по силе может значительно превосходить первичный взрыв и, в свою очередь, создавать благоприятную для третьего взрыва ситуацию. Таким образом, образуется цепная реакция со все возрастающей интенсивностью, кульминационным моментом которой является полное разрушение и пожар.

К примеру, одной из причин возгорания является засыпка нории. Пробуксовка ленты на приводной станции приводит к задымлению и возгоранию, что в свою очередь вызывает вспышку зерновой пыли.

Поток пламени с температурой около 2000С мгновенно распространяется вниз к башмаку нории. Волна огромного избыточного давления разрушает металлический корпус нории, при этом вызывая вибрацию и поднимая в воздух пыль, осевшую в соседних рабочих зонах. Далее следует вторичный пылевой взрыв – вспышки пламени в рабочей башне, галереях, самотеках… полное разрушение предприятия в течение 1-2 минут.

Повышенное давление при первичном взрыве обычно может нейтрализоваться с помощью окон, дверей и взрыворазрядных устройств (легкосбрасываемых конструкций). Однако во время вторичного взрыва давление может повышаться настолько сильно, что существующие устройства недостаточны и конструкции, обладающие большим сопротивлением, будут разрушаться. Например, при первичном взрыве в нории норийные трубы и кожух головки разрываются или получают трещины в наиболее слабых местах, а вспыхнувшая и горящая пыль выбрасывается наружу.

Если зерно перемещается в открытом помещении, тонкие частицы уносятся воздушным потоком за пределы помещения. Зерновая пыль относительно безвредна, даже при ее вдыхании (многие рабочие работают в течение 30-40 лет на элеваторе). Тем не менее люди не любят, когда пыль оседает вблизи элеватора. Фильтруя весь воздух или большое его количество внутри элеватора или па выходе из него, можно удалить тонкие частицы. При таких операциях снаружи элеватора, как перелопачивание или перемещение зерна из грузовых автомобилей в вагоны, сушка зерна или очистка, перемещение зерна из элеватора в вагоны или суда, всегда поднимается пыль, которую необходимо собирать, а сбор пыли удорожает перечисленные операции.

Современные элеваторы строят с очень небольшими замкнутыми пространствами, устанавливают оборудование, исключающее появление искр или повышение температуры, по возможности не допускают запыления воздуха.

Методы предупреждения от взрывов.

Обучение персонала.

Как я уже говорил в начале статьи — одним из лучших и эффективных способов предупреждения взрава является информирование персонала о существующих опасностях и обучение персонала, как от этих опасностей можно избавиться. Поэтому займитесь обучением персонала уже сегодня или, в крайнем случае, завтра. Но, не позже. 😉

Немаловажное значение имеет готовность предприятий к ликвидации аварийных ситуаций и их последствий. Не единичны случаи, когда неграмотные действия персонала в ходе ликвидации аварийной ситуации или пожара приводили к ее развитию с тяжелыми последствиями.

В этой связи на многих предприятиях вводится в практику проведение учебных тревог или объектовых тренировок по ликвидации аварий на взрывоопасных объектах.

Технические методы

Сегодня накоплен определенный опыт профилактической работы, направленной на снижение аварийности на взрывоопасных объектах. Технологическое оборудование, представляющее реальную опасность в качестве источника первичного взрыва, оснащается техническими средствами контроля: реле контроля скорости, схода ленты, датчиками подпора и др. Нории, дробилки, зерносушилки и фильтры-циклоны оснащаются взрыворазрядными устройствами. Потенциально опасное оборудование выделяется в отдельные технологические блоки с использованием систем локализации взрыва (быстродействующих устройств или соответствующего технологического оборудования: шлюзовых затворов, винтовых конвейеров).

Устранение пыли.

Существует два основных метода устранения пыли:

1. Технология предотвращения образования зерновой пыли — признана самым эффективным и дешёвым способом борьбы с зерновой пылью в отрасли хранения и переработки зерна. Эта технология гарантировано предотвращает образование зерновой пыли при работе с зерновыми и масличными культурами в самом начале технологического маршрута предприятия. Технология состоит в распылении подсолнечного рафинированного дезодорированного масла на зерно в потоке. Низкие затраты данной технологии обусловлены концентрацией масла, необходимой для предотвращения образования зерновой пыли – не более 0,2 кг масла на 1000 кг зерна.

Незначительная концентрация масла в 0,02% от веса зерна, достаточная для достижения максимального эффекта, не изменяет его качество или состояние, не влияет на последующую сушку, очистку, хранение и переработку. Наличие такой концентрации масла в зерне визуально неопределимо. Обработанное зерно не оставляет «жирного следа» на технологическом оборудовании, и при концентрации масла в 200 грамм на тонну оказывает меньшее влияние на ленты конвейерных маршрутов, чем обычный подсолнечник.

2. Применение хорошо спроектированной и правильно эксплуатируемой двухэтапной аспирационной системы без возврата мелких и сухих частиц в зерновой поток: первый этап — использование циклона, в котором выделяются более крупные частицы и возвращаются в зерновой поток, и второй этап — использование фильтра, в котором выделяются особо взрывоопасные более мелкие и более сухие частицы размером менее 20 мкм.

Ограничение доступа кислорода.

Кислород как компонент окружающей среды всегда присутствует в элеваторах и зернохранилищах. Технология исключения кислорода 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 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. А так как имеется большое число различных источников зажигания, отличающихся разными температурами, энергией, продолжительностью и т. п., их удобно сгруппировать как электрические, механические и другие источники.

Электрические источники зажигания.

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, бункеров или складов напольного хранения зерна, где имеется пыль во взвешенном состоянии, возможны следующие опасности:
— колба электрической лампы выделяет так много теплоты (более 204°С), 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 направленного действия, которые могут достаточно хорошо освещать силос при их расположении над люком.

Короткие замыкания.

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 °C. 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.

Механические источники зажигания.

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.

Другие источники зажигания.

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 «He 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.

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.

Методы защиты от взрывов.

Если взрыв нельзя предотвратить, тогда, по крайней мере, следует свести к минимуму его разрушительные последствия. Хотя вероятность выделения пыли, которая приходит в контакт с источником зажигания, может быть снижена хорошей конструкцией и ремонтным обслуживанием, она не может быть уменьшена до нуля. Следовательно, должны быть предусмотрены меры защиты от взрывов. Существует четыре распространенных метода борьбы со взрывами, а именно «сдерживание», взрыво-разряжение, введение инертного газа и автоматическое взрыво-подавление. Рассмотрим кратко каждый из этих методов.

1. Идея «сдерживания», или обеспечение сопротивления конструкции давлению, состоит в том, что оборудование должно быть достаточно прочным, чтобы противостоять максимальному давлению, создаваемому при взрыве, без разрушения или проявляющихся деформации или повреждений. Все воздуховоды, связанные с оборудованием, должны отличаться прочностью конструкции. Для предотвращения распространения пламени от одного вида оборудования к другому используют быстродействующие пневмоклапаны. Этот метод, по-видимому, является приемлемым только для систем небольших размеров и непрактичен для зданий элеваторов.

2. Взрыворазрядные устройства включают открытое отверстие или встроенную слабую секцию (разрывную предохранительную мембрану), которая в случае взрыва будет разрушаться при очень низком избыточном давлении и обеспечивать выход расширяющихся газов.

Защищаемая система (емкость) должна быть сконструирована так, чтобы она могла противостоять определенному незначительному давлению при взрыве. Эффективный сброс давления при взрыве в длинных воздуховодах и емкостях возможен только в том случае, если подобные устройства устанавливаются по всей их длине, через короткие промежутки. В такой системе взрыв будет создавать сильный осевой поток, из-за чего вся площадь поперечного сечения должна использоваться для сброса давления. Если взрыворазрядители устанавливают с боковой стороны, то при взрыве должна отбрасываться еще и верхняя крышка. Например, сильный взрыв, начавшийся в нижней части нории, которая имеет только один взрыворазрядитель сверху, будет создавать давление, достаточное для разрыва норийной трубы, по мере его перемещения по ней, задолго до того, как взрывная волна достигнет отверстия наверху.

Применение системы сброса давления может привести к повышению давления вне оборудования, т. е. в помещении, где это оборудование расположено.
Если взрыворазряжение из какого-то оборудования происходит в помещении, в котором скапливается пыль на горизонтальных поверхностях и полу, взрывная волна, создаваемая в результате взрыворазряжения (разрыва предохранительной мембраны), в сочетании с распространением пламени из защищаемого оборудования может привести к вторичному взрыву в здании с большими разрушениями, чем при первом взрыве. Следовательно, если системы взрыворазряжения установлены внутри зданий, то необходимо, чтобы к взрыворазрядному отверстию был подсоединен трубопровод, выходящий вне здания, с тем чтобы защитить персонал и рядом расположенное оборудование от пламени, продуктов сгорания и ударной волны.

Размеры взрыворазрядных отверстий для сброса давления определяются объемом установки, максимально допустимым избыточным давлением, максимальной степенью повышения давления в воздуховоде и разрывным давлением предохранительной мембраны. Зная все эти факторы, можно рассчитать размеры отверстия.

Ниже излагаются некоторые рекомендации по конструкции взрыворазрядных устройств:

— взрыворазрядные трубопроводы, выходящие наружу, должны быть усилены и, по крайней мере, равнопрочны с теми элементами конструкции, которые используются для вентилирования оборудования;
— взрыворазрядные трубопроводы должны быть по возможности короче, и их повороты не должны иметь угол более 22 °;
— взрыворазрядные трубопроводы должны быть направлены так, чтобы они не причиняли персоналу повреждений в результате истечения из них продуктов взрыва;
— на концах взрыворазрядных трубопроводов необходимо устанавливать сетки, препятствующие проникновению птиц, и предусматривать защиту от атмосферных осадков;
— нории и закрытые конвейеры следует защищать установкой взрыворазрядителей по всей длине; в качестве обычного правила принято, что площадь проходного сечения каждого взрыворазрядителя должна быть равна площади поперечного сечения норийной трубы или конвейера (можно применять большее число взрыворазрядителей меньшего размера, распределенных равномерно и имеющих такое же общее проходное сечение);
— взрыворазряжение на силосах необходимо предусматривать в их верхних частях; площадь взрыворазрядного отверстия должна быть не меньше половины площади верхней части силоса, но предпочтительно больше этой величины. (Подземные конвейеры представляют особую проблему; если их взрывозащита не обеспечена, то давление взрыва может быть достаточным для разрушения находящихся сверху силосов.);
— матерчатые фильтры необходимо оснащать взрыворазрядителями и устанавливать снаружи здания.

3. Третий метод включает замену части кислорода воздуха инертным газом (инертизация), в результате чего получается атмосфера, содержащая слишком мало кислорода для поддержания процессов горения (распространения пламени). Необязательно полностью устранять кислород. Обычно пыль органического происхождения уже неспособна образовывать взрывоопасную смесь, если концентрация кислорода в пылевоздушной смеси менее 8%. Максимально допустимое содержание кислорода зависит от характера горючего материала и должно определяться экспериментально в каждом конкретном случае.
Инертизация взрывоопасной смеси пыли с воздухом может быть достигнута добавлением одного из следующих инертных газов, или ингибиторов: азот, диоксид углерода и производные галогенов.
Наиболее часто используют азот и диоксид углерода. Некоторые огнетушащие порошки, подобно фосфату аммония, карбонату натрия и калия, имеют значительно более высокое инертизующее воздействие на горючие смеси пыли и воздуха, чем инертные газы, если они равномерно смешаны с пылью во всем объеме помещения, которое должно быть защищено.
По-видимому, этот эффективный метод защиты для предприятий по хранению и переработке зерна едва ли пригоден из-за их больших объемов и необходимости постоянного контроля состава газа в различных точках. Возможно, должна быть спроектирована система, в которой инертная атмосфера может рециркулировать с минимальной потерей при прохождении через два наиболее уязвимых для взрывов устройства, а именно норию и фильтры.

4. Автоматическое подавление взрыва — заключается в быстром подводе инертного агента для тушения фронта пламени после получения сигнала об избыточном давлении от датчика давления. При загорании пылевоздушной смеси пламя первоначально перемещается относительно медленно, и первое повышение давления можно обнаружить быстро, таким образом может быть включена система подачи огнетушащего вещества; это подавляет взрыв до того, как он достигнет своей полной силы и повысит давление до опасного уровня. Обнаружение и подавление осуществляются в течение тысячных долей секунды.
Имеются промышленные системы, и они могут быть приемлемыми и эффективными, по крайней мере, для некоторых видов оборудования предприятий, например для норий.
В качестве средства для подавления взрыва часто используют газы — производные галогенов, хотя, если система с таким газом сработает слишком поздно, т. е. когда взрыв уже в определенной степени распространился, это вещество может увеличить силу взрыва и способствовать повышению давления.

Разработаны другие системы подавления взрыва, использующие огнетушащий порошок на основе фосфата аммония, хранящийся в стальных баллонах и под давлением азота. Распределение огнетушащего порошка по всему защищаемому замкнутому объему осуществляется специальными соплами.
Количество такого вещества, т. е. число взрывоподавителей, требующихся для эффективного подавления взрыва в замкнутом объеме, не находится в пропорциональной зависимости от защищаемого объема, однако оно должно быть рассчитано специалистами. Применительно к нории защита состоит из устройства для обнаружения повышения давления и взрывоподавителей с высокой скоростью подачи огнетушащего порошка, размещенных в различных точках, а именно в башмаке и самотеке, направляющем поток продукта в башмак, по высоте норийных труб; в головке и самотеке, по которому направляется разгружаемый из нории продукт, и с целью предотвращения распространения пламени в другие зоны — в аспирационных линиях, где проходит пыль, обычно направленных от головки и башмака нории к фильтру. Система такого типа оказалась эффективной для подавления загораний в выпускных воронках матерчатых фильтров.

 

Теперь, когда Вы прочитали эту статью, распечатайте ее на листочек и пройдитесь по своему производству. Проверьте, работают ли у Вас Методы предупреждения от взрывов и Методы защиты от взрывов. Ознакомьте весь персонал заходящий на территорию вашего предприятия с Методами предупреждения от взрывов и потребуйте их безусловного исполнения.

 

 

Павел Волк
инженер по охране труда
международного холдинга ADEPT GROUP

Добавить комментарий

Top