Рекомендации по проектированию безопасных установок для сушки угля. Оборудование. Примеры. Анализ ошибок

Dr.-Ing. W. Garber

Рассмотрены процессы сушки угля, условия и механизм воспламенения и взрыва пылевоздушной смеси. Технология обеспечения безопасности. Снижение содержания кислорода в газах. Анализ оборудования сушильных установок. Анализ срабатывания взрывных предохранительных клапанов. Компоновки цехов сушки на угле-обогатительных фабриках. Примеры ошибок при проектировании. Рекомендации и примеры безопасных установок для сушки угля.

03. Основные показатели пожаро-взрывоопасности углей и угольных пыле-воздушных смесей, по данным немецких лабораторий по технике безопасности

Европейские лаборатории по технике безопасности, например немецкий институт по безопасности в угольной промышленности IBEXU, выполняют комплексные исследования, дающие полную информацию о параметрах взрыво-пожароопасности углей и их пылей в реальных промышленных условиях.

Получаемые данные позволяют надежно рассчитывать промышленные установки. Для выполнения исследований требуется проба угля 2,5—3 кг. Стоимость исследований около 6000 евро (на 2020 год).

Исследования начинаются с определения стандартных показателей угля — элементарный состав, летучие, зольность, насыпной вес, гранулометрический состав. Характеристики присланные заказчиком должны быть перепроверены.

Далее определяются основные параметры взрыво-пожароопасности угля.

Параметрические значения взрыва:

Максимальное взрывное превышение давления, р_мах, (например 7,6 бар);

Максимальная скорость повышения давления (dp/dt) _мах (например 532 бар /сек);

Специфическая постоянная продукта, Kst-Wert (например 144 бар*м/сек);

Класс взрывоопасности пыли, (например St1).

Нижний предел взрывоопасной концентрации, UEG (например 60г/м³). Такой или более высокий уровень концентрации угольной пыли практически наблюдается на выходе из сушильного аппарата, на входе в систему газоочистки, в зонах пересыпки при пылении.

Параметрические показатели взрыва углей используются для выбора взрывных предохранительных клапанов (ВПК). На основе этих данных и геометрических размеров оборудования рассчитывают площади сечения и расстановку ВПК. После расчета производитель ВПК гарантирует, что оборудование будет защищено.

Предельная концентрация кислорода (SGK) в азоте (N2). Необходимо подчеркнуть, что устанавливаемые на сушильных установках газоанализаторы на кислород должны показывать ОБЪЕМНОЕ содержание кислорода во ВЛАЖНЫХ газах. Это основной показатель обеспечивающий безопасность сушильной установки при обязательном непрерывном контроле этого показателя и поддержании установки в непрерывной работе. О том как обеспечить низкое содержание кислорода рассказано далее.

Температура воспламенения (печь Годберта Гринвальда), например — 580°С

Минимальная энергия воспламенения (MZE),

Характеристика горения

Температура тления, например 240° C

Температура самовозгорания при тёплом хранении в слое или в силосе. Этот показатель показывает способность высушенных порошкообразных материалов (например концентратов углей) саморазогреваться и возгораться при хранении.

Таблица 8. Показатели взрыво-пожароопасности углей определяемые в немецких лабораториях. Пример

Температура подсушенного угля.

При сушке угольных концентратов подсушенный мелкодисперсный продукт необходимо охлаждать, перед накоплением на складе до отгрузки. Это увеличивает сложность обеспечения безопасности процессов, особенно при высоком содержании летучих в угле.

По опыту установок приготовления пылеугольного топлива (ПУТ) с накоплением ПУТ в силосах, необходимо поддерживать температуру подсушенных мелких угольных продуктов на уровне менее 60° C. Наиболее просто снижать температуру подсушенного мелкого угля путем его смешения с холодным кусковым углем до подачи на склад.

Теоретически возможна загрузка горячего подсушенного и холодного кускового угля на конвейерный транспортер в несколько слоев, далее перемешивание и усреднение при пересыпках. Этот прием последние десять лет мы предлагаем в проектах сушильных установок.

Однако этот прием, несмотря на свою внешнюю простоту, нигде не исследовался в части эффективности смешения, ликвидации слоев мелкого сухого угля нагретого выше 60°C. Не исключено, что более безопасным является использование специальных смесителей для мелкого подсушенного и холодного кускового угля с непрерывной загрузкой и выгрузкой, которые гарантируют надежное перемешивание угля и снижение температуры.

Конец ознакомительного фрагмента.