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

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.

Треугольник опасности в наглядной форме показывает условия возникновения взрыва. В одном месте и в одно время необходимо собрать: горючее вещество (угольную пыль), окислитель (кислород воздуха), высокотемпературный источник воспламенения (например горячие греющие газы).

Считается, что если разорвать одну из сторон треугольника опасности, то условия для возникновения взрыва будут ликвидированы.

При сушке углей горючее вещество (высушиваемый уголь) и высокотемпературный источник воспламенения (горячие газы используемые для сушки) ликвидировать невозможно.

Единственным условием, на которое можно повлиять, является содержание кислорода в горячих газах. Снижение содержания кислорода в греющих и отходящих от сушильного аппарата газах ниже уровня SGK, о котором рассказано выше, является условием невозможности возникновения взрыва при сушке угля.

Рис 6. Треугольник опасности

ВНТП 3—92 Временные нормы технологического проектирования УОФ [10]

ПБ при обогащении и брикетировании углей номер 487 от 20.11.2017 года [8]

ГОСТ Р МЭК 61241.10.2007 Электрооборудование для зон опасных по воспламенению угольной пыли. [11]

ВНТП 3—92 – временные нормы технологического проектирования являются основным документом действующим на сегодняшний момент времени в России. Для 1992 года это был во многом хорошо проработанный документ. Но уже в 1992 году, советские специалисты считали эти нормы временными. Прошло 30 лет. Время остановилось для развития норм технологического проектирования углеобогатительных фабрик. Эта пауза в развитии сохраняется до сих пор – до 2022 года. Эта пауза остановила и развитие норм проектирования установок для сушки углей.

Расчет и проектирование сушильных установок выполнялся в настояшее время с использованием указанных выше нормативных материалов. Нормативные материалы основаны на советском опыте строительства и эксплуатации установок для сушки угля. Опыт этот не самый привлекательный, было много случаев возгораний, которые по причине большого количества горючего материала в сушильном аппарате (в основном сушильные барабаны) и повышенного содержания кислорода приводили к взрывам, пожарам, серьёзному экономическому ущербу для угледобывающих предприятий.

Основное внимание российские нормы по Технике Безопасности уделяют созданию условий для нераспространения уже возникщего возгорания (разделение помешения на отсеки – топочный, сушильный, газоочистки, отключающие клапаны, разделяющие блоки оборудования, подача пара, распыленной воды, ВПК и т.п.).

О условиях и технических решениях, обеспечивающих невозможность возникновения возгорания или взрыва угля в сушильном аппарате, в действующих нормах не сказано почти ничего.

В разделе 02 и далее по тексту сказано много критических слов о техническом уровне оборудования, состоянии знаний и технических норм, успользуемых в России при проектировании установок для сушки угля и цехов сушки. Все эти слова ни в малейшей мере не относятся к людям, которым последние 50 лет приходилось проектировать в России сушильные установки для угля. Часто это были принципиальные, способные и старательные люди.

Этим людям приходилось ставить в цеха сушки то оборудование, которое реально выпускалось советскими и далее российскими предприятиями. Этим людям приходилось пользоваться и точно следовать тем техническим нормам, которые являлись и остаются в России «техническими законами». Эти люди не видели другого оборудования, не знали других технических решений. Литература по современным безопасным технологиям для сушки углей полностью отсутствует в России.

В таких условиях проектные институты, повторяя старые проектные решения 40-50-ти летней давности, проектировали и проектируют взрыво-пожароопасные цеха для сушки углей, в которых выбор оборудования и используемые технические решения вызывают только сожаление у европейских специалистов. Это в полной мере относится к российским, отчасти и к китайским проектировщикам и изготовителям оборудования.

Задача инженеров, читающих эту книгу, состоит в том, чтобы остановить распространение опасных технических решений при проектировании цехов сушки угля.

Нужно ясно понимать, что цеха сушки угля, построенные сегодня на основе устаревших, ошибочных и опасных решений, переживут своих проектировщиков и создателей. Эксплуатационный персонал этих цехов будет многие десятки лет подвергаться опасности, будет ежедневно работать с оборудованием, которое плохо поддается управлению, установлено на основе ошибочных и устаревших технических проектных решений.

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);