- предотвращение распространения пламени и высокотемпературных продуктов сгорания установкой на магистралях пламеотсекателей.
Отдельная система взрывозащиты, например какого-либо технологического аппарата, может состоять из нескольких различных устройств, предназначаемых для предотвращения повышения давления в зоне взрыва и ограничения распространения продуктов взрывного горения из зоны взрыва в смежные объемы. Как показывают результаты исследований, опыт эксплуатации различных типов систем взрывозащиты, в настоящее время наиболее приемлемы для предприятий по хранению и переработке зерна разработки по первому и четвертому направлениям.
При определении объектов, подлежащих взрывозащите, и решении вопроса о сроках (очередности) обеспечения объекта системой взрывозащиты необходимо провести оценку по следующим показателям:
- возможность возникновения в объеме взрывоопасной смеси при нормальной работе на стационарном режиме, переходных режимах, холостом ходу, в аварийном режиме, после остановки или до включения;
- показатели пожаровзрывоопасности образующейся аэровзвеси – концентрационные и температурные пределы распространения пламени (воспламенения), максимальное давление взрыва, скорость его нарастания и т.д.;
- предельные параметры возможного взрыва в условиях отсутствия систем взрывозащиты – максимальное давление, скорость его нарастания, суммарная энергия (мощность взрыва) по тротиловому эквиваленту или удельному тепловыделению;
- возможность возникновения источника зажигания взрывоопасной смеси в процессе работы оборудования в нормальном и аварийных режимах, попадание его из смежного оборудования, при нарушениях противопожарного режима (привнесенный источник) и т.д.;
- связь рассматриваемого объема со смежными объемами (помещениями, сооружениями, технологическими аппаратами);
- возможность возникновения взрыва в смежных объемах или возможность их разрушения от взрыва в рассматриваемом объеме;
- наличие средств (систем) взрывопредупреждения;
- возможность контроля режима работы обслуживающим персоналом или автоматикой;
- эксплуатационная надежность рассматриваемого объекта;
- масштаб и перспективы применения на предприятиях отрасли;
- роль в производственном процессе (возможность нормальной работы предприятия без рассматриваемого объекта, ограничение работы или невозможность эксплуатации предприятия);
- материальная ценность объекта, сложность восстановления после возможного повреждения взрывом. [1, с. 213-219]
Взрыворазрядные устройства (взрыворазрядители) предназначены для предотвращения роста давления взрыва в защищаемом оборудовании выше допустимого, в целях его защиты от разрушения и недопущения возможности распространения продуктов горения в производственные помещения. Предотвращают рост давления взрыва выше допустимого уровня отводом продуктов горения и несгоревшей пылевоздушной смеси из защищаемого оборудования в безопасную зону за пределы производственного здания.
В защищаемом оборудовании следует предусматривать специальные отверстия и переходные патрубки для присоединения взрыворазрядителей. Форма и расположение переходных патрубков не должны способствовать накоплению пыли или продукта перед мембраной со стороны взрыворазрядного устройства. Взрыворазрядитель состоит из взрыворазрядного устройства с предохранительной мембраной и отводящего трубопровода. Предохранительную мембрану, перекрывающую проходное сечение взрыворазрядителя, следует устанавливать на минимальном расстоянии от корпуса защищаемого оборудования.
В качестве взрыворазрядных устройств обычно применяют взрыворазрядители шиберного типа, с бандажным креплением предохранительных разрывных мембран и с легкоразъемным соединением отводящих трубопроводов (рис. 3.3), комбинированные (рис. 3.4), устанавливаемые при объединении отводящих трубопроводов в общий коллектор (рис. 3.5). В зонах с повышенной температурой, например, в зерносушилках, устанавливают взрыворазрядители с выщелкивающейся мембраной из тонкого стального листа (рис. 3.6). Во взрыворазрядителях шиберного типа применяют разрывные мембраны из алюминиевой фольги толщиной 0,04 мм. Возможно изготовление мембран из полиэтиленовых пленок, которые применяют обычно во взрыворазрядителях с бандажным креплением разрывных мембран.
В качестве разрывных предохранительных мембран рекомендуется применять полиэтиленовые пленки марок Т, СТ, СНК, СК, В или Н (ГОСТ 10354 – 82). Толщину (δ) разрывных мембран из полиэтиленовой пленки выбирают в зависимости от диаметра (D) проходного сечения взрыворазрядителя. Зависимость D от δ получена экспериментально из условия необходимости обеспечения вскрытия (разрыва) мембран при давлении 10…15 кПа. Для прямоугольного проходного сечения взрыворазрядителя эквивалентное значение диаметра D определяют по формуле:
D = 4 · F /П (3.1)
где F – площадь проходного сечения взрыворазрядителя, м2;
П – периметр проходного сечения взрыворазрядителя, м.
| Диаметр проходного сечения взрыворазрядителя, мм | 200…300 | 300…400 | 400…500 | 500…650 | 650…850 | 850…1050 | 1050...1250 |
| Толщина разрывных мембран, мм | 0,05 | 0,07 | 0,1 | 0,12 | 0,15 | 0,2 | 0,25 |
Опыт эксплуатации мембранных взрыворазрядителей шиберного типа выявил ряд недостатков в их конструкции:
- взрыворазрядитель не обеспечивает полной герметизации защищаемого оборудования;
- мембрана из алюминиевой фольги толщиной 0,04 мм быстро разрывается, что приводит к нарушению нормального режима работы аспирационных сетей и пылевыделению;
- конструкция не позволяет производить осмотр мембраны в рабочем положении, сложна в изготовлении и эксплуатации.
При использовании предохранительных мембран другого типа или из других материалов расчет взрыворазрядителей должен быть проведен при условии определения статического давления их вскрытия, рекомендуемые значения которого составляют 10…15 кПа. Отводящие трубопроводы взрыворазрядителей должны быть прямыми, минимальной длины. Общая длина трубопровода от корпуса защищаемого оборудования до наружного среза не должна превышать 12 м. В качестве отводящих трубопроводов взрыворазрядителей рекомендуется использовать стальные сварные трубы с толщиной стенок не менее 1,0 мм или трубы любых типов, выдерживающие остаточное давление взрыва. Внутренний диаметр отводящего трубопровода должен быть не менее диаметра проходного сечения взрыворазрядителя. При вертикальном выведении из здания отводящего трубопровода на его срезе для защиты от атмосферных осадков устанавливают диффузор с зонтом. Отводящие трубопроводы от нескольких единиц оборудования допускается объединять в единый коллектор, диаметр которого должен быть не менее наибольшего диаметра трубопроводов из числа объединяемых в коллектор.
Взрыворазрядителями защищают оборудование, в котором обращаются горючие вещества органического или неорганического происхождения – молотковые дробилки, нории, фильтры и циклоны аспирационных установок, рециркуляционные зерносушилки с камерами нагрева, шахтные зерносушилки с подогревателями, каскадные нагреватели. Устанавливают взрыворазрядители на действующих предприятиях в плановом порядке по технической документации, согласованной с вышестоящей организацией, при проведении капитальных ремонтов, техническом перевооружении и реконструкции. [1, с. 219-224]
Площадь (F, м2) проходных сечений взрыворазрядителей рассчитывают из условия, что остаточное давление взрыва (∆P) не должно превышать допустимого значения (∆Pдоп), определяемого прочностью конструкции защищаемого оборудования:
∆P ≤ ∆Pдоп (3.2)
В рассматриваемом случае мельницы 45*120*7 м, для оборудования, выдерживающего внутреннее избыточное давление более 100 кПа, следует принимать ∆Pдоп = 100 кПа. Величину свободного объема (V, м3) защищаемого оборудования определяют за вычетом объемов расположенных внутри оборудования узлов и агрегатов.
При защите объема взрыворазрядителем с прямым отводящим трубопроводом общей длиной L=12 м и с предохранительной мембраной, вскрывающейся при избыточном статическом давлении ∆Pст ≤ 10 кПа с разрывными мембранами из полиэтиленовой пленки, площадь (диаметр D, м) проходного сечения взрыворазрядителя определяют по номограмме, представленной на рисунке 3.7. [1, с. 224-226]
Для определения F или D по заданным значениям ∆P, V и L необходимо объединить прямой линией соответствующие точки на вертикальных шкалах ∆P и V и найти точку пересечения этой прямой с заданной линией L. Кривая линия FD, проходящая через эту точку, дает ответ. При попадании точки пересечения между линиями FD в качестве ответа принимают ближайшую слева линию FD или методом интерполяции определяют значение F и D. Таким образом согласно номограмме F = 0,159 м2, а D = 0,45 м.
Молотковые дробилки защищают взрыворазрядителями, установленными на боковой стенке в верхней части выпускного бункера (см. рис. 3.8). Диаметр проходного сечения взрыворазрядителя на выпускном бункере молотковой дробилки определяют расчетом в п. 3.2.1. При этом защищаемый объем складывается из свободного объема дробилки и объема бункера.