Zagrożenie wybuchowe pyłów biomasy w obiektach energetycznych

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Zagrożenie wybuchowe pyłów biomasy w obiektach energetycznych"

Urszula Sosnowska
8 lat temu
Przeglądów:

1 Zagrożenie wybuchowe pyłów biomasy w obiektach energetycznych Anna Fibich

2 Parametry wybuchowości i zapalności Maksymalne ciśnienie wybuchu pyłu p max [bar] Maksymalna szybkość narastania ciśnienia wybuchu (dp/dt) max [bar/s] Wskaźnik wybuchowości K st max [ m bar/s] Dolna granica wybuchowości pyłu DGW Minimalna temperatura zapłonu obłoku pyłu T CL [ºC] Minimalna temperatura zapłonu warstwy pyłu T 5 mm [ºC] Minimalna energia zapłonu obłoku pyłu MIE [mj] Temperatura samozapalenia nagromadzeń pyłu T SI [ºC] Graniczne stężenie tlenu obłoków pyłu GST [%]

Minimalna temperatura zapłonu obłoku pyłu T CL [ºC] Minimalna temperatura zapłonu warstwy pyłu T 5 mm [ºC] Minimalna

3 dp dt = K 3 st,max V

4 Maksymalne ciśnienie wybuchu pyłu p max [bar] Maksymalna szybkość narastania ciśnienia wybuchu (dp/dt) max [bar/s] Wskaźnik wybuchowości K st max [ m bar/s] Służą do projektowania technik zabezpieczających instalacje, zbiorniki i urządzenia przed skutkami wybuchu. Zaliczamy do nich: stosowanie w procesie produkcyjnym urządzeń wytrzymujących ciśnienie powstałe podczas wybuchu, instalowanie systemów izolujących miejsce wybuchu od reszty instalacji, zdławienie wybuchu przy zastosowaniu odpowiednio dobranych środków gaśniczych, instalowanie otworów dekompresyjnych niedopuszczających do powstania zbyt wysokiego ciśnienia oraz wyprowadzających wybuch w bezpiecznym kierunku

Zaliczamy do nich: stosowanie w procesie produkcyjnym urządzeń wytrzymujących ciśnienie powstałe podczas wybuchu, instalowanie systemów izolujących miejsce wybuchu od

5 Minimalna temperatura zapłonu obłoku pyłu T CL [ºC] Minimalna temperatura zapłonu warstwy pyłu T 5 mm [ºC] Parametry te określają maksymalne temperatury do jakich mogą nagrzewać się odpowiednio pionowe i poziome powierzchnie mające kontakt z pyłem. Przekroczenie tych temperatury może spowodować zapłon i wybuch atmosfery wybuchowej lub zapalenie się cząsteczek pyłu mających kontakt z nagrzaną powierzchnią, a tym samym doprowadzić do pożaru. Tlące się cząsteczki są również efektywnym źródłem zapłonu dla występujących w danej instalacji obłoków pyłu o stężeniu wybuchowym. Skutecznymi sposobami zapobiegania tym zdarzeniom jest: dobór odpowiednich urządzeń, które podczas pracy nie nagrzewają się do temperatur przekraczających dopuszczalne temperatury dla pyłu, systematyczne usuwanie warstw gromadzącego się pyłu.

Przekroczenie tych temperatury może spowodować zapłon i wybuch atmosfery wybuchowej lub zapalenie się cząsteczek pyłu mających kontakt z nagrzaną powierzchnią, a tym samym doprowadzić do pożaru.

6 Minimalna energia zapłonu obłoku pyłu MIE [mj] MIE < 10 mj pyły bardzo łatwo zapalne, wymagają zastosowania profilaktyki elektrostatycznej 10 mj < MIE < 1 J pyły łatwo zapalne MIE > 1 J pyły trudno zapalne

zastosowania profilaktyki elektrostatycznej 10 mj <

7 Temperatura samozapalenia nagromadzeń pyłu T SI [ºC] Oznaczenie skłonności nagromadzeń danego pyłu do samozapalenia pozwala oszacować zagrożenie wynikające z tego zjawiska, czyli określić warunki krytyczne takie jak: objętość składowanego materiału, temperatura otoczenia, czas składowania. Temperatura samozapalenia nagromadzeń pyłu pomaga zdefiniować warunki bezpiecznego składowania dużych ilości badanego materiału i przez jak długi okres czasu.

jak: objętość składowanego materiału, temperatura otoczenia, czas składowania.

8 Dolna granica wybuchowości pyłu DGW 1 mm warstwa pyłu osiadłego o gęstości 100 g/m g/m3 usypowej 500 kg/m 3

9 Parametr Pyły biomasy Mieszanki węgla z biomasą Pyły węglowe Maksymalne ciśnienie wybuchu p max, bar 5,9 8,4 6,8 8,5 6,0 8,0 Wskaźnik wybuchowości K st max, m bar/s Temperatura zapłonu obłoku pyłu T cl, o C Temperatura zapłonu warstwy pyłu T 5 mm, o C > > > 400 Minimalna energia zapłonu obłoku pyłu MIE, mj < 2,9 4,9 < MIE < 7400 MIE > 7400 < 2,9 20,7 < MIE < 7400 MIE > < MIE < 7400 MIE > 7400

421-740 420-750 Temperatura zapłonu warstwy pyłu T 5 mm, o C 290-400 > 400 280-400 > 400 190 400 > 400 Minimalna

10 Minimalna temperatura zapłonu obłoku pyłu T CL [ºC] biomasa biomasa z węglem 40 % 77 % 7 % 3 % 13 % 53 % 7 % węgiel wartość: 300 o C < T cl < 400 o C wartość: 400 o C < T cl < 500 o C wartość: 500 o C < T cl < 600 o C wartość: 600 o C < T cl < 700 o C wartość: 700 o C < T cl < 800 o C 67 % 3 % 2 % 1 % 25 %

wartość: 400 o C < T cl < 500 o C wartość: 500 o C < T cl < 600 o C wartość:

11 Minimalna temperatura zapłonu warstwy pyłu T 5 mm [ºC] biomasa biomasa z węglem 39 % 28 % 48 % 13 % 56 % 16 % węgiel wartość: 200 o C < T 5mm < 300 o C wartość: 300 o C < T 5mm < 400 o C wartość: T 5mm > 400 o C 29 % 29 % 42 %

12 Minimalna energia zapłonu obłoku pyłu MIE [mj] biomasa biomasa z węglem 60 % 27 % 6 % 7 % 54 % 46 % węgiel MIE < 3 mj 3 mj < MIE < 10 mj 10 mj < MIE < 1J MIE > 1J 40 % 60 %

13 m a k sy m a ln e c iśn ie n ie w y b u ch u, b a r 9,0 8,5 8,0 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 biomasa 1 biomasa 2 biomasa 3 biomasa 4 biomasa Zawartość biomasy w pyle węglowym, % W sk a źn ik w y b u c h o w o śc i K st, m b a r /s biomasa 1 biomasa 2 biomasa 3 biomasa 4 biomasa Zawartość biomasy w pyle węglowym, %

węglowym, % W sk a źn ik w y b u c h o w o śc i K st, m b a r /s 160 140 120 100 80 60 40 20

14 T e m p e r t u t a z a p ło n u o b ło k u p y łu, o C biomasa 3 biomasa 4 biomasa 5 T e m p e r t u ta z a p ło n u w a r s t w y p y łu, o C biomasa 3 biomasa 4 biomasa Zawartość biomasy w pyle węglowym, % Zawartość biomasy w pyle węglowym, %

C 400 380 360 340 320 300 biomasa 3 biomasa 4 biomasa 5 400 0 20 40 60 80 100 120

15 8000 M in im a ln a e n erg ia za p ło n u o b ło k u p y łu, m J biomasa 3 biomasa 4 biomasa Zawartość biomasy w pyle węglowym, %

biomasa 3 biomasa 4 biomasa 5 0 20 40 60

16 Wnioski wynikające z przebadanych pyłów 1. Maksymalne ciśnienie wybuchu i wskaźnik wybuchowości należy wyznaczać dla pyłu węglowego i pyłu z biomasy, a w projektowaniu technik zabezpieczających instalacje, zbiorniki i urządzenia przed skutkami wybuchu uwzględniać parametry o wyższych wartościach. 2. Minimalna temperatura zapłonu obłoku pyłu i minimalna temperatura zapłonu warstwy pyłu maleją wraz ze wzrostem zawartości biomasy w pyle węglowym. 3. Minimalna energia zapłonu obłoku pyłu maleje wraz ze wzrostem procentowej zawartości biomasy w pyle węglowym. Nawet mała domieszka biomasy powoduje spadek tego parametru do wartości niewiele większej od wartości minimalnej energii zapłonu jaką uzyskano dla pyłu biomasy.

urządzenia przed skutkami wybuchu uwzględniać parametry o wyższych wartościach. 2.

Podobne dokumenty

Zabezpieczenia przeciwpożarowe i przeciwwybuchowe w energetyce oraz podstawowe zasady udzielania pierwszej pomocy. Dariusz Gaschi

Zabezpieczenia przeciwpożarowe i przeciwwybuchowe w energetyce oraz podstawowe zasady udzielania pierwszej pomocy Dariusz Gaschi Augustów 2017 Struktura ATEX u (Dyrektywa 94/9/WE) zastąpiona od 20.04.2016