Горючая пыль: опасность, виды, показатели, фильтры и газоочистка, уборка и профилактика

Похожие темы:

В условиях промышленного производства наибольшую опасность для людей и производственного оборудования представляет горючая пыль. Она способна создать потенциально взрывоопасную среду, но об этом многие не задумываются до тех пор, пока не произойдёт взрыв. В большинстве случаев он приводит к жертвам среди работников и выходу из строя зданий, оборудования. Поэтому такой важный вопрос, как пожарная опасность пылей, должен учитываться при налаживании процессов промышленного производства.

Горючие пыли или волокна — категория взрывоопасных частиц с нижним концентрационным пределом воспламенения (НКПВ) 65 г/м³.

Пыль несёт опасность постоянно. Достаточно того, чтобы горючие пыли и волокна соприкоснулись с источником инициирования (электрозарядом, огнём, искрой).

Для начала процесса возгорания достаточно стечения одного из обстоятельств:

• пыль горючих веществ оказалась во взрывоопасном диапазоне (например, при запуске производственных мощностей после долгого простоя);
• в производственном помещении образовалась взрывоопасная концентрация пыли с кислородом или иным окислителем;
• контакт окислителя с источником возгорания.

В большинстве случаев происходит два взрыва. При первом помещение с горючими пылями возгорается при незначительных концентрациях взрывоопасного порошка или волокон. Первый взрыв провоцирует выбросы в рабочую зону различных твёрдых веществ. После того, как они начинают контактировать с окислителями или огнём, случается второй взрыв. Причём в этом случае пожарная пыль приносит более разрушительные последствия из-за мощности взрыва. Обе детонации происходят очень быстро, зачастую между не видно последовательности.

Пыль, в том числе взрывоопасная — это неизбежный побочный продукт большинства процессов промышленного производства. Обработка и транспортировка древесины, металлических заготовок и изделий, продукции растениеводства, изготовление лекарств из порошков - во всех этих и многих других процессах пожарная опасность горючей пыли должна учитываться при обустройстве рабочего помещения.

В промышленном производстве можно выделить большое количество материалов, которые способны к воспламенению в виде пыли. Горючие пыли, примеры которых представлены ниже, встречаются в производстве наиболее часто:

• хлопковая;
• крахмальная;
• морковная;
• чесночная;
• мучная;
• молочная;
• сахарная;
• от петрушки;
• от сыворотки;
• от древесного угля и сажи;
• кукурузная;
• пробковая;
• от аскорбиновой кислоты;
• серная;
• лактозная;
• цинковая;
• алюминиевая;
• бронзовая;
• от эпоксидной смолы;
• пороховая;
• полипропиленовая и прочее.

Особенно опасной становится пыль, образующая облако взрывоопасных частиц в замкнутом пространстве. Определённая их концентрация в облаке приводит к взрыву.

При этом для детонации может хватить простого контакта слоёв горючей пыли с нагретым оборудованием или иным источником тепла. В этом и состоит основная пожарная опасность пылей и волокон.

В осевшем состоянии пожароопасность горючих газов, паров и пыли характеризуется такими параметрами:

• температура воспламенения;
• температура самовоспламенения;
• температура самонагревания;
• температура тления;
• температурные условия теплового самовозгорания;
• минимальная энергия зажигания;
• способность к самовозгоранию при соприкосновении с водой, кислородом и иными элементами.

Кроме того, характеристика горючих пылей включает в себя следующие классы их взрывоопасности:

• 1 класс — пыль повышенной опасности (НКПВ до 15 г/м³);
• 2 класс — взрывоопасная пыль (НКПВ 16-65 г/м³);
• 3 класс — пыль повышенной пожарной опасности, которая воспламеняется в осаждённом состоянии при температуре до 250°С;
• 4 класс — пожароопасная пыль, которая воспламеняется в осаждённом состоянии при температуре свыше 250°С.

Все эти свойства, определяющие пожароопасность пылей, важны для расчёта горючей пыли и выбора установки воздухоочистки. Рассмотрим эти вопросы далее.

Чтобы определить риски конкретного промышленного процесса, расчёт горючей пыли проводится следующим образом:

1. Сначала проводятся лабораторные испытания пыли, рассчитывается избыточное давление взрыва горючей пыли.
2. Далее следует проверка взрывобезопасности помещений и производственных мощностей.

Испытания в лаборатории необходимы для определения класса взрывоопасности образующихся в процессе производства частиц. На основе полученной информации специалисты выбирают систему взрывозащиты для производственных мощностей. Конечно, её можно подобрать на основе справочной информации, без проведения лабораторных исследований. Но в этом случае есть риски неправильного выбора системы взрывозащиты. Ведь на каждом промышленном объекте создаётся уникальная газовая среда, состав которой зависит от множества факторов. Типовые нормы их не учитывают.
Горючесть пыли рассчитывается специалистами по следующим показателям:

• НКПР — нижний концентрационный предел распространения пламени, который характеризует наименьшее содержание пыли в помещении для возгорания;
• ВКПР — верхний концентрационный предел распространения пламени (взрывоопасность пыли прямо зависит от диапазона НКПР и ВКПР - чем он больше, тем выше вероятность детонации частиц);
• Рmax — максимальное давление при взрыве;
• (dP/dt)max — максимальная скорость нарастания давления взрыва;
• Кst — индекс тяжести взрыва при детонации.

Расчет избыточного давления взрыва для горючих пылей проводится только в лабораторных условиях, так как требует «контролируемого взрыва».

Проверка взрывоопасности помещений позволяет найти места скопления горючей пыли, установить объёмы и характер взрывоопасной смеси (постоянный или временный).

На основе полученной информации помещению присваивается одна из категорий:

Такая проверка необходима для определения мест установки взрывозащиты. Проводится она специалистами нашей компании совместно с сотрудниками заказчика, ответственными за определённый технологический процесс.

Нейтрализация горючих загрязнителей на промышленном производстве может осуществляться методом сухой и мокрой фильтрации. В первом случае предполагается использование установок механической очистки газа. Различные виды горючей пыли удаляются из очищаемого потока за счёт механического воздействия. Такой принцип нейтрализации загрязнителя предусмотрен в следующих установках:

• циклоны, которые обеспечивают выделение горючих частиц из потока за счёт центробежных сил;
• рукавные фильтры, которые удерживают пожароопасный загрязнитель на поверхности нетканых рукавов;
• картриджные фильтры, удерживающие взрывоопасный компонент на своей поверхности.

Пожароопасность пылей может устраняться также мокрым способом очистки. Он считается наиболее безопасным и основан на контакте запыленного потока с жидкостью. Она удерживает взрывоопасный загрязнитель и выводится в виде шлама. А учитывая то, что после этого требуется дополнительная очистка сточных вод, процесс организации газоочистки потребует больше затрат.

По этой причине пыль после пожара и до детонации загрязнителя лучше удалять из газовоздушной среды сухим способом очистки. А для повышения взрывобезопасности в установку подаётся поток прохладного воздуха. Рассмотрим данный метод фильтрации более подробно.

Выбор той или иной установки для очистки газа зависит от вида взрывоопасного загрязнителя, его дисперсности, концентрации в воздушном потоке, источников пыления и прочее.

Пожарная опасность горючих пылей и волокон в циклонах устраняется за счёт их отделения от очищаемого потока под действием центробежных сил. Загрязнённый газ через входной патрубок поступает в корпус установки. Благодаря решётке закручивания поток приобретает вращательное движение. В результате при попадании на кольцевой отсекатель, загрязнитель отлетает к отбойнику и теряет кинетическую энергию. Далее, под воздействием сил гравитации, вторичные включения осыпаются в накопительный бункер. Очищенный поток продолжает своё движение к выходному цилиндру и выбрасывается наружу или отправляется на следующую ступень очистки.
Вторая ступень очистки необходима для более тонкой фильтрации загрязнителя, обеспечивающей более качественную очистку воздуха. Помимо циклона многоступенчатая система очистки может включать:

• рукавные фильтры;
• ячейковые фильтры;
• волокнистые фильтры.

В многоступенчатой системе циклон снимает нагрузку с основной ступени фильтрации и увеличивает производственный ресурс системы.

Для нейтрализации горючих примесей рекомендуется использовать рукава на нетканой основе. Фильтрация взрывоопасного загрязнителя осуществляется так:

1. С помощью пневмонасоса, компрессора, напорного вентилятора или иного нагнетателя загрязнённый поток подаётся в корпус аппарата. Посредством холодного воздуха температура обрабатываемой среды снижается, если нужно.
2. В корпусе аппарата установлены рукава, через которые проходит загрязнённый воздух. При этом взрывоопасные частицы оседают на поверхности этих рукавов, а очищенный поток продолжает своё движение. Он перемещается в камеру чистого газа и по воздухопроводу выводится наружу.
3. Процесс очистки приводит к тому, что на поверхности рукавов нарастает так называемая «пылевая шуба». В результате пропускная способность фильтров падает. Для её восстановления проводится процесс регенерации. Он может запускаться в автоматическом или ручном режиме. Рукава подвергаются обратной продувке потоком сжатого воздуха или встряхиванию. Также могут проводиться иные действия, итогом которых будет осыпание загрязнителя в накопительный бункер и восстановление работоспособности аппарата. Далее процесс фильтрации запускается заново.

На каждом производственном объекте руководитель обязан утвердить приказ или инструкцию по противопожарной безопасности, которая, в том числе, определяет порядок уборки горючих отходов и пыли. Она должна проводиться не только в производственном цеху. Очистке подлежат шкафы, окрасочные и сушильные камеры, а также прочие аппараты и трубопроводы, на которых оседают пожароопасные отложения.

При этом периодичность уборки горючей пыли на данных объектах должна быть таковой:

• для помещений категории А и Б — не реже 1 раза за квартал;
• для помещений категории В1-В4 — не реже 1 раза за 6 месяцев;
• для помещений остальных категорий — не реже 1 раза в год.

Порядок уборки горючей пыли должен предусматривать применение негорючих моечных средств. Только они могут использоваться для очистки и обезжиривания стен, потолков, пола, оборудования и трубопроводов. Исключение могут составлять случаи, когда мойка оборудования предполагает применение горючего моечного средства.

Для фиксации даты очистки вытяжных аппаратов, устройств и трубопроводов делается соответствующая запись в журнале учёта работ. Ответственность за весь комплекс мероприятий ложится на руководителя.

Предотвратить пожар и взрыв горючих частиц поможет установка специальных устройств искрообнаружения и пожаротушения. Речь идёт о датчиках и точках гашения, которые размещаются в потенциально опасных местах скопления взрывоопасных частиц.

Работает система по следующему принципу:

• Два датчика искр крепятся на разных концах воздухопровода. При появлении в нём искры или тлеющих частиц они сразу включает систему гашения. Проверить действие датчиков всегда можно при помощи имитирующего искру тест-прибора, который крепится над ними.
• Точки гашения, которые вмещают примерно по паре литров воды, сразу гасят искры и тлеющие пылинки мелкодисперсным туманом.
• За работой всей системы следит центральный блок. При возникновении аварий, повреждений на линии, перегреве электрических моторов он делает соответствующее оповещение, а также выключает вентиляторы и пылесосы. В памяти аппарата сохраняются все происшествия, что позволяет провести их дальнейший анализ. Если аварийная ситуация возникнет, аппарат может подать громкий звуковой сигнал.
• За наличием воды в точках гашения следит центр поддержания давления. Он контролирует не только наличие воды, но и её количество.
• Системой отслеживается и перегрев электроприборов. За это несёт ответственность кабель контроля, вмонтированный в центральный блок. В случае обнаружения перегрева, электроприбор сразу выключается из сети и предупреждает воспламенение.

Такие системы ликвидации возгораний могут использоваться как при стандартных, так и при низких температурах, в холодильниках. В последнем случае дополнительно устанавливается система сопроводительного обогрева.

Кроме установки систем предупреждения и оповещения для предотвращения аварий необходимо проводить комплекс работ, направленных на поддержание работоспособности производственных мощностей и аппаратов воздухоочистки. Речь идёт о проверке герметичности всех швов и соединений, проведении периодических осмотров всех систем и оборудования. При выявлении малейших дефектов необходимо принимать меры по их устранению. Если начаты сварочные работы, то до их полного завершения установки воздухоочистки и производственное оборудование включать категорически запрещается.

Для освещения необходимо использовать осветительные приборы, конструкция которых исключает попадание пыли внутрь. Для курящего персонала необходимо предусмотреть специальные места для курения, которые оснащены урной, бочкой с водой и ящиками с песком.

Если на Вашем предприятии есть горючая пыль, обращайтесь, мы поможем с её безопасной аспирацией и очисткой.