ЭССЕ НА ТЕМУ: ВЗРЫВ ПЫЛЕВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ

Взрыв пылевоздушной смеси – распространение пламени по пылевоздушной смеси (аэровзвеси), которое сопровождается ростом давления окружающей газовой среды (воздуха).

Известно, что всякая экзотермическая реакция, к которой относится распространение пламени, сопровождается нагревом окружающего воздуха и, как следствие, повышением давления.

В то же время звуковые эффекты и механические повреждения, характерные для взрыва, наступают, когда возникающее избыточное давление превысит определенную критическую величину. В соответствии с НПБ в качестве такой величины для крупномасштабных объектов принимается 5 кПа, значение которой разделяет взрывопожароопасную категорию помещения от пожароопасной [1,c.44].

Взрыв пылевоздушной смеси характеризует ряд показателей пожаровзрывоопасности, определяемых в условиях специальных испытаний. К числу данных показателей относятся: НКПР; МДВ и МСНДВ; индекс взрывопожароопасности; МВСК и температура самовоспламенения аэровзвеси.

Во взрывоопасных зонах пары горючих жидкостей представляют собой угрозу безопасности, но еще более опасным может быть запыленный воздух. Узнайте о том, как учесть опасные свойства пыли при выборе оборудования для взрывоопасных зон Zone 21 и 22. Порошки и пыли часто используются в технологических процессах или являются побочными продуктами при производстве химических, фармацевтических, пищевых и других продуктов. Большинство пылеобразных веществ создает опасность пожара и даже взрыва, однако многие операторы и руководители предприятий недооценивают этот риск.

Пыль представляет собой опасность

Многие виды пыли легко воспламеняются. Даже слой пыли толщиной всего 1 мм в закрытом помещении может стать причиной взрыва, если эта пыль поднимется в воздух, а затем воспламенится от какого-либо источника. Именно поэтому, а также в силу недостаточной осведомленности об опасных свойствах пыли важно обучать операторов, рассказывая им об этих свойствах и о том, как предотвратить взрыв пылевоздушной смеси.

Как избежать опасностей, связанных с пылью

Даже простые меры, такие как выбор электрооборудования, одобренного для использования во взрывоопасных зонах Zone 21 или 22 согласно новым стандартам ATEX, IECEx и FM, значительно снижают уровень опасности. Необходимо организовать регулярную очистку и удаление пыли, а также техническое обслуживание и контроль состояния оборудования.

Безопасная процедура взвешивания

Искробезопасное оборудование идеально подходит для взвешивания во взрывоопасных зонах, поскольку оно обеспечивает безопасность всей системы (независимо от сферы применения). Искробезопасная технология предотвращает взрывы, ограничивая выделение энергии во взрывоопасной зоне. Таким образом искробезопасные системы позволяют использовать оборудование без риска воспламенения горючей пыли или волокон, которые могут присутствовать во взрывоопасных зонах [4,c.65].

Взрывы пыли (пылевоздушных смесей — аэрозолей) представляют одну из основных опасностей химических производств. Взрывы пыли происходят в ограниченном пространстве — в помещениях зданий, внутри различного оборудования, в штольнях шахт. Возможны взрывы пыли в мукомольном производстве, на зерновых элеваторах (мучная пыль); при работе с красителями, серой, сахаром, другими порошкообразными пищевыми продуктами; при производстве пластмасс, лекарственных препаратов; на установках дробления топлива (угольная пыль); в текстильном производстве.

По данным зарубежных источников, из 1120 взрывов пылевоздушных смесей на производствах 540 произошли при работах с зерном, мукой, сахаром и другими пищевыми продуктами, 80 — с металлом, 63 — с угольной пылью на установках дробления топлива, 33 — с серой, 61 - в химической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Взрывы пыли в основном происходят по дефлаграци- онному механизму (взрывное горение). Переход к детонации возможен в длинных штольнях шахт, на конвейерных линиях зернохранилищ большой протяженности из-за турбулизации пыли. Возникновение облаков аэрозолей из осевшей ранее пыли (аэрогеля), их воспламенение и взрыв возбуждаются слабым взрывом какой-либо газовоздушной смеси, например взрывом метана в шахтах.

При взрыве пыли избыточное давление АР в объеме V возрастает до своего максимального значения ДР_тах постепенно за некоторый промежуток времени т. Это объясняется тем, что горение (при дефлаграционном взрыве) распространяется с дозвуковой скоростью.

Значение давления ЛР_тах зависит от большого числа факторов: концентрации и размеров частиц пыли определенного типа, химической активности вещества, влажности, начального давления (в сосудах, аппаратах, трубопроводах), объема V и наличия отверстий или предохранительных (сборных) конструкций.

Избыточное давление взрыва аэрозоля в помещениях зданий определяют по формуле (ГОСТ 12.1.004-85) [5,c.63].

где U — удельная теплота сгорания вещества, Дж/кг (табл. 5.12); т — общая масса дисперсного продукта, кг; Р₀ — начальное давление в объеме, МПа; Z~ 0,5 — доля участия дисперсного продукта во взрыве; V — свободный объем помещения или емкости, м³; р₀ — плотность воздуха, кг/ м³; с_Р — теплоемкость воздуха, равная 1,01 ? 10³ ДжДкг- К); Т₀ — температура воздуха в объеме, К; К_{и п} ~ 3 — коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неади- абатичпость процесса горения.

Таблица 1.

Удельная теплота сгорания аэрозолей

Величина m может быть подсчитана по плотности вещества р и объему помещения V, т.е. m = pV. Тогда для давления получим выражение

причем для герметичных помещений К_11П = 1 и с запасом возьмем Z = 1.