Читать книгу Рекомендации по проектированию безопасных установок для сушки угля. Оборудование. Примеры. Анализ ошибок - Dr.-Ing. W. Garber - Страница 12

Примером обеспечения безопасности для сушки мелких угольных концентратов является процесс сушки – помола угля в угольной мельнице. В угольных мельницах в одном объёме совмещены процесс сушки угля до влажности примерно 0,5 гигроскопической влажности (примерно 1—2% содержания влаги) и процесс помола угля до уровня крупности частиц 0,05 -0,1 мм. Пылеугольное топливо (ПУТ) – горючий, взрыво-пожароопасный продукт.

В угольной мельнице и системе газоочистки за ней, улавливающей готовый продукт – ПУТ, в рабочих режимах постоянно существуют взрывоопасные концентрации угольной пыли. Производительность угольных мельниц достигает 350 тонн угля/ час. При этом на многих сотнях угольных мельниц для каменного угля, установленных в Европе, за последние 50 лет не было случаев взрывов и возгораний. Причиной такого высокого уровня безопасной работы является постоянно поддерживаемое и контролируемое низкое содержание кислорода в газах.

Лабораторными исследованиями в немецких институтах по технике безопасности определяется SGK – высшее содержание кислорода в газах при котором взрыв пылевоздушной смеси не происходит. Например это 13%. От этого значения минус 1% на разницу лабораторных и промышленных условий, получаем 12% объемного содержания кислорода. Еще раз минус 1% = 11% – при такой концентрации кислорода происходит автоматическое отключение установки. Еще раз минус 1% = 10% – подается аварийный сигнал. Еще раз раз минус 1% =9% – подается предупредительный сигнал. Ниже этого уровня 9% объемного содержания кислорода помольно-сушильные установки работают безопасно в непрерывном режиме в течение многих месяцев.

К сожалению требование определения показателя SGK и контроля его при работе помольно-сушильного и сушильного оборудования отсутствует в российских нормах по Технике Безопасности. Отсутствует также ГОСТ на методику определения безопасной концентрации кислорода в пылевоздушных смесях. Не определяют этот параметр и в лабораториях угольного департамента компании SGS, получивших широкое распространение в России.

Российские нормы не требуют определения безопасного уровня содержания кислорода в газах для каждого конкретного угля. Российским проектировщикам приходится пользоваться указаниями «Правил Безопасности при обогащении и брикетировании углей (сланцев) номер 487 от 20.11.2017 года [8], которые указывают общие для групп углей значения:

«При работе газовой сушильной (классификационной) установки объемное содержание кислорода в отработавших газах (перед или после дымососа) в пересчете на сухой газ не должно превышать: 16% – при сушке сланцев; 18% – при сушке бурых и каменных углей с выходом летучих веществ более 35%; 19% – при сушке каменных углей с выходом летучих веществ менее 35%» [8].

Эти указания «кочуют» из одного издания норм в следующее уже не менее 50 лет. Легко видеть, что предписываемые российскими нормами уровни содержания кислорода в два раза выше, чем безопасный уровень содержания кислорода при сушке угля.

Как действует на процессы горения воздух с содержанием кислорода 16%? Действительно ли такое содержание кислорода делает возгорание и взрыв невозможными?

Ответить на этот вопрос очень легко даже не приступая к сложным лабораторным измерениям. Воздух, который вдыхает каждый человек, содержит 21% кислорода. Выдыхаемый человеком воздух содержит 16% кислорода. Именно таким воздухом (16% О₂) мы раздуваем огонь костра. Такой воздух прекрасно поддерживает горение.

По мнению европейских специалистов, путь к безопасной сушке угля в России начинается именно здесь – с указания в российских нормах требований по определению безопасного уровня содержания кислорода в газах, делающего невозможными горение или вспышку угольной пыли для конкретного угля.

В чем причина такой ситуации? Почему определение уровня безопасного содержания кислорода в газах, содержащих угольную пыль, в России не выполняется?

Европейские или американские методики определения содержания кислорода в газах, которое делает взрыв пылегазовой смеси невозможным, не являются секретом. Более того, лабораторное оборудование для определения этого показателя (SGK) легко может быть скомпоновано из состава оборудования, которое используется при определении параметров указанных выше в Таблицах 6—7. Все нужное испытательное и измерительное оборудование уже есть в российских лабораториях.

Думаю, что причина в том, что нормы являются как бы ножем, который острый с двух сторон. С одной стороны нормы должны что-то требовать. С другой стороны нормы должны требовать только то, что не приведет к немедленному закрытию всех сушильных установок в России.

Предположим, что завтра кто-то «очень умный» запишет в нормах ФПБ [14] требование о снижение объемного содержания кисорода во влажных газах установок сушки угля до безопасного уровня 6%-9%. К чему это приведет?

Это приведет к необходимости остановить все работающие в России установки сушки угля. Такое снижение содержания кислорода в настоящее время не может быть выполнено ни на одной российской установке для сушки угля.

В России отсутствуют установки для сушки угля, которые могут обеспечить низкое содержание кислорода в газах. В России отсутствуют методики расчета и знание технических решений, которые обеспечивают снижение содержания кислорода в газах до 6—9% в сушильных установках.

В России выпускаются газоанализаторы для определения содержания кислорода в СУХИХ газах. В то время как газы в установках сушки угля всегда содержат много водяных паров и требуется определение ОБЪЕМНОГО содержания кислорода в реальных влажных газах.

По моему мнению, требования «Правил Безопасности при обогащении и брикетировании углей» номер 487 от 20.11.2017 года [8], нормирующих содержание кислорода в газах сушилок для угля, записаны просто по факту того, какое содержание кислорода фактически наблюдается в российских установках. Эти показатели не обеспечивают безопасности. Они обеспечивают только РАЗРЕШЕНИЕ не выключать сушильные аппараты из работы по причине повышенного содержания кислорода по отношению к безопасному уровню.

На большинстве российских сушильных установок для угля содержание кислорода в газах или вообще не измеряется непрерывно, или эти показатели не оказывают никакого влияния на работу установок (не введены в автоматику безопасности для автоматического отключения).

Российским проектировщикам приходится пользоваться общими для всех углей «требованиями» обеспечить «небезопасные» концентрации кислорода в газах при термической сушке, которые превышают действительно безопасный уровень содержания кислорода в 1,5 -2 раза.

Цель книги – научить российских инженеров проектировать и строить действительно безопасные установки для сушки угля. Основой является умение обеспечить, непрерывно поддерживать и контролировать низкое содержание кислорода в газах.