CC BY
72
УДК 504.064.36
СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ
С ГОРЮЧЕЙ ПЫЛЬЮ
А.М. Г авриленков, Д.В. Каргашилов, А.В. Некрасов
В статье описан подход к обеспечению взрывобезопасности аппаратов с горючей пылью. Для решения поставленной задачи в качестве примера рассматривается циклон, как наиболее распространенный аппарат для инерционной очистки газовых выбросов от пыли.
Ключевые слова: циклон, пыль, математическая модель.
При хранении, переработке или обработке в аппаратах различного типа твердых горючих материалов образуются горючие пыли (волокна), которые в зависимости от размеров, формы и материала частиц, а также от вида и скорости движущегося газа над ними, могут находиться во взвешенном состоянии (аэрозоль) или в виде осевшего слоя (аэрогель). При изменении внешних условий аэрозоль легко переходит в аэрогель и наоборот. В связи с этим взрывоопасность технологического оборудования определяется не только количеством пыли, находящейся в данный момент во взвешенном состоянии, но и количеством осевшей пыли, способной перейти во взвешенное состояние.
Основным способом обеспечения взрывобезопасности оборудования с горючими пылями является рациональное конструирование оборудования, в котором обеспечивается минимальное время нахождения частиц пыли во взвешенном состоянии и предотвращается взвихривание осажденных частиц на конструкциях аппаратов. В качестве примера оборудования с возможным образованием взрывоопасных концентраций в разных частях аппарата рассмотрим циклоны.
Согласно ГОСТ 12.1.041-83 «Пожаровзры-вобезопасность горючих пылей. Общие требования», взрывоопасные концентрации пыли образуются внутри циклона. Учитывая условия пылеулавливания в циклонах, образование взрывоопасных концентраций возможно в верхней части циклона, когда пыль еще не коснется его стенки и в части, где очищенный газовый поток выводится через выходной патрубок, взвихривая мелкие частицы пыли. Одной из важнейших задач при проектировании циклонов, является подбор параметров процесса и оборудования, обеспечивающих поддержание в аппарате рабочей концентрации ниже нижнего концентрационного предела распространения пламени.
Поставленная задача достигается с помощью проектирования аппаратов, основываясь на математических моделях движения частиц пыли в их объеме.
А.М. Гавриленков - д.т.н., проф., Воронежский государственный университет инженерных технологий;
Д.В. Каргашилов - начальник кафедры, Воронежский институт ГПС МЧС России;
А.В. Некрасов - доцент, к.т.н., доцент, Воронежский институт ГПС МЧС России.
В результате анализа существующих подходов к выбору циклонов в зависимости от диаметра улавливаемой пыли, а также существующих математических моделей движения пыли в аппарате, были получены математические модели движения частицы пыли по стенкам цилиндрической и конической частей циклона [1], [2].
На основании полученной модели движения частицы пыли по стенке цилиндрической части циклона и известной модели движения частицы в аппарате, предложен вариант устройства для пылеулавливания, утилизации тепла и разделения пыли на фракции [3].
Устройство для пылеулавливания, утилизации тепла и разделения пыли на фракции (Рис. 1) содержит: корпус 1, состоящий из цилиндрической и конической частей; входной патрубок для ввода запыленных газов 2; выходной патрубок для выхода очищенного газа 3; патрубки 4 и 5 к которым подсоединен полый канал винтовой вставки; полая винтовая вставка 6 с металлической пластиной отогнутой внутрь нижним концом, образующей спиральный желоб; патрубок для отвода мелкой фракции пыли или шлама 7.
Вывод теплоносителя или хладагента
Рис. 1. Устройство для пылеулавливания утилизации тепла и разделения пыли на фракции
Литература
1. Гавриленков А.М., Некрасов А.В., Каргашилов Д.В., Математическая модель движения частицы пыли у стенки циклона // Научно-методический и информационный журнал «Безопасность в техносфере»; Москва -«Русский журнал», №2/2009. - С. 35-37.
2. Гавриленков А.М., Некрасов А.В., Каргашилов Д.В.,. Математическая модель движения частицы пыли у стенки конической части циклона // Научнометодический и информационный журнал «Безопасность в техносфере»; Москва - «Русский журнал», №6/2010. -С. 23-25.
3. Гавриленков А.М., Каргашилов Д.В., Рудыка Е.А., Козин В.В., Устройство для пылеулавливания, утилизации тепла и разделения пыли на фракции // Патент на изобретение № 2323784.
Воронежский государственный университет инженерных технологий
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежский институт Г осударственной противопожарной службы МЧС России»
THE METHODS OF FIRE AND EXPLOSION HAGARD OF APPARATUSES WITH COMBUSTIBLE
DUST
А.М. Gavrilenkov, D.V. Kargashilov, A.V. Nekrasov
The article is devoted to the way of fire and explosion hagard of combustible dust apparatuses. The cyclone which is the most wide-spread apparatus of inertial dust-purifying of air was chosen for decision of this problem as example.
Key words: cyclone, dust, mathematical model.
Предложенное устройство позволяет обеспечить осаждение мелких частиц пыли на винтовую вставку 6, сокращая время их нахождения во взвешенном состоянии в верхней части циклона. Далее мелкие частицы движутся в состоянии аэрогеля по винтовой вставке к месту их отвода, которое можно разместить, минуя зону возможного взвихривания (выше нижней части выхлопного патрубка 3). Тем самым предотвращается образование взрывоопасных концентраций, как в верхней, так и в нижней части циклона.
