Пожаровзрывоопасные свойства веществ, обращающихся в котельной

В качестве топливного материала, в котельной, используются твердые горючие материалы, в виде древесины и торфа.

Сведем в таблицу для сравнения степени взрывопожароопасности древесины и торфа:

Таблица 3

Показатели взрывопожароопасности веществ

Пожаровзрывоопасное свойство вещества	Древесина	Торф	Вывод
Показатели горючести			Оба вещества являются горючими, при этом степень горючести торфа выше, чем у древесины.
Температура воспламенения	225°С	50°С	Температура воспламенения торфа ниже, чем у древесины что делает торф более опасным веществом.
Температура самовоспламенения	399°С	65°С	Торф является более опасным веществом относительно температуры самовоспламенения
Температура тления	295°С	40°С.	Температура тления торфа меньше чем у древесины. Торф более опасен.
Условия теплового самовозгорания	-	1.процесс низкотем-ператур-ного окис-ления и самонагре-вания 2.приток воздуха и т.д.	Древесина без определенных источников тепла не самовозгорается.
Кислородный индекс	41%	< 27%	Кислородный индекс в основном меньше у торфа, но может быть и равным, зависит от состава торфа.
Температура возгорания пыли	610°С	205°С	Соответственно пыль торфа более взрывоопасен

Вывод: Торф является наиболее опасным с точки зрения пожарной безопасности, чем древесина. Исходя из вышесказанного, пожаровзрвыоопасность объекта защиты рассматриваем по торфу.

2.3 Определение возможности образования горючей среды при нормальных и аварийных режимах работы технологического оборудования транспортера топливоподачи

2.3.1 Анализ возможности образования горючей среды при нормальной работе технологического оборудования транспортера топливоподачи

В складских помещениях торф должен раскладываться в определенных штабелях. Запрещается укладывать торф свежей добычи на старые остатки торфа. Следует укладывать торф разных марок в отдельные штабеля. Так как торф имеет свойство легкого воспламенения.

В складском помещении котельной возможно образование горючей среды при нормальных режимах работы в следующих случаях:

- интенсивное пылеобразование и возможностью отложения взрывоопасной пыли на конструктивные элементы здания и технологического оборудования при работе ленточного транспортера;

- образование ВОК при дроблении прессованного торфа в бункере;

- попадание окалин из выхлопной трубы автомобиля, при выгрузке торфа;

- тепловое проявление электрической энергии;

- тепловое проявление химической реакции.

Интенсивное пылеобразование. Пожарная опасность ленточного транспортера тракта топливоподачи обусловлена большим количеством горючего вещества - торфа, интенсивным пылеобразованием и возможностью отложения взрывоопасной пыли на конструктивные элементы здания и технологического оборудования.

Процесса измельчения торфа представляет значительную пожарную опасность, поскольку сопровождаются значительным увеличением удельной поверхности вещества, что приводит к повышению его реакционной способности. Технологическое оборудование мельниц устраивают закрытыми. Концентрация пыли в них в разные периоды их работы может быть различна: от минимального до значения, превышающего верхний концентрационный предел воспламенения, что исключает возможность взрыва. При остановке технологического процесса торфяная пыль превращается в аэрогель. Сначала концентрация ее снижается и достигает предела воспламенения, а затем переходит в область ниже концентрационного предела воспламенения, т.е. пыль становится взрывобезопасной. При пуске мельницы концентрация пыли (аэровзвесь) резко растет и снова переходит от взрывобезопасной концентрации к взрывоопасной и условновзрывоопасной.

При нормальном режиме работы пыль не должна покидать внутренних объемов технологического оборудования. Возможность образования горючей среды (т.е. пыли и воздуха) вне технологического оборудования мельницы возможно при нарушении герметичности, которая вызывается механическими повреждениями, вибрациями, старением оборудования и др. причинами которые, не рассматриваются в данной работе.

На основании сказанного можно сделать вывод о том, что возможности образования взрывоопасной концентрации торфяной пыли при нормальной работе мельничного оборудования нет. При нарушении технологического режима, а также во время пуска и остановки оборудования возможно образования взрывоопасной концентрации.

2.3.2 Анализ возможности образования горючей среды при аварийных ситуациях

В складском помещении котельной возможно образование горючей среды при аварийных режимах работы в следующих случаях:

- нарушение нормального режима работы ленточного транспортера;

- перегрев котлов, в случае отключения электроэнергии и выключения насосов;

- неправильная подача топлива в котел;

- неправильная растопка котла;

- загорание сажи в газоотводах;

- перепитка котла водой;

- разрыв труб котла.

В случае нарушения нормальной режима работы тракта топливоподачи перемещаемый торф может образовать затор (завал). Величину горючей нагрузки можно определить из производительности транспортера.

(2.2)

где: F-площадь материала на ленте, м².

U- скорость движения ленты, м с^-1;

r-расчетный вес транспортируемого материала, кг.

Если сечение на ленте принять полуэллиптическим, то

(2.3)

где: в - ширина слоя насыпного материала на ленте, м;

h – максимальная высота слоя, м.

Обычно высоту слоя принимают равной 90% ширины ленты, то есть в=0,9 ширины;

Высота слоя для пол-эллипса равна:

(2.4)

С учетом предыдущих формул:

(2.5)

Часовая производительность транспортера:

Количество горючего вещества, одновременно находящегося на ленте длинной L, равно:

Величина горючей нагрузки q на один квадратный метр составляет:

(2.6)

Скопления горючего вещества в месте пересыпа при завале, за время работы 120 сек. составляет:

При обрыве подачи топлива в бункер сырого торфа, увеличивается свободный объем в бункере сырого торфа, что возможно, приведет к взрыву.

При подаче в молотковую мельницу торфа с другого месторождения, с большей влажностью и при других нарушениях технологического режима возможно превышение температурного поля внутри мельницы. При остановке молотковой мельницы возможно загорания пыли и торфа находящегося в ней.

Таким образом, при образовании завала, при транспортировании торфа на всей дальнейшей технологической цепочке создается угроза взрыва технологического оборудования.

В результате аварии возможен выход массы горючей пыли в помещение и образование взрывоопасной смеси, поэтому произведем расчет максимально возможной массы горючей пыли поступающей в помещение при аварийной ситуации.

Определим массу горючей пыли, накапливающуюся на различных поверхностях за некоторое количество циклов пылевыделения к моменту уборки:

(2.7)

где: м_х - общая масса пыли, оседающая на поверхности в помещении за между уборочный период времени, г.

b₁ - коэффициент, определяемый как отношение интенсивности пылеоседеня на труднодоступных для уборки пыли мест к площади доступных мест для уборки принимаемая равным 1,0;

b₂ - коэффициент представляющий отношение площади труднодоступных для уборки мест к интенсивности пылеоседания на доступных для уборки мест пыли в помещении принимается равным 0,25;

n - количество циклов поступления пыли в помещение за смену принимает равную 2;

k_y - коэффициент эффективности пылеуборки принимаем равным 0,7;

k_г - коэффициент характеризующий долю горючей пыли в общем количестве оседающей пыли принимаем равным 0,97.

(2.8)

где: м_уу - интенсивность пыли отложений на площади 1 м²;

t - время между двумя текущими уборками, час.

K_п - коэффициент, характеризующий загрузку оборудования при определении интенсивности пылеобразования принимаем 1.

Так как длинна галереи торфоподачи до узла пересыпа 16 м при ширине 10 м, то площадь составляет 160 м². Интенсивность пылеотложения на 1 м² составляет 0,1 гм^-2ч^-1 (экспериментально)

м_он =120,27гр.

Определим расчетную массу взвихрившейся пыли:

(2.9)

где: К_вз - коэффициент учитывающий массу пыли способной перейти во взвешенное состояние, принимаем равным 1.

Таким образом получим массу взвихрившейся пыли 120,27 гр. Определим массу пыли поступившей в помещение в результате аварийной ситуации:

(2.10)

где: М_а - максимальная масса взрывоопасной смесив помещении, г.

q¹ - производительность с которой продолжается поступление до отключение оборудования, г с^-1.

t - время необходимое для отключения равное 120 сек.

К_п - коэффициент пыления, равный 1 для тонкодисперсных фракций пыли с дисперсностью до 350 мкм.

(2.11)

и так как до отключения оборудования принимается время 3 сек.

(2.12)

Определим расчетную массу пыли образующую взрывоопасную смесь в объеме помещения:

(2.13)

где DР_доп - предельно допустимый прирост давления для конструкций зданий и сооружений (5 кПа).

Р₀ - атмосферное давление (101 кПа).

Т₀ -температура воздуха в помещении, К.

С_р- удельная теплоемкость воздуха (1.01 кДж кг-1 К-1).

V_cв- свободный объем помещения, принимаем равным 80% геометрического объема помещения, (911 м³).

Q - удельная теплота сгорания горючей пыли, (1,4*10⁷ Дж кг^-1).

Z - коэффициент участия во взрыве, принимаем 1.