Определение условий самовозгорания отложений горючих пылей на оборудовании, в вентиляционных системах и аспирационных установках зданий и сооружений

Введение. Определение научно обоснованной периодичности очистки воздуховодов местных отсосов производственных зданий и сооружений является одной из задач в области пожаробезопасности промышленных производств. В работе представлены расчетные методы, в частности метод определения периода индукции при самовозгорании отложений пыли в воздуховодах вентиляционных систем и на оборудовании, который может быть использован при решении задач, направленных на разработку профилактических мероприятий, обеспечивающих их пожаровзрывобезопасность.

Методы. Для решения поставленной в настоящей работе цели и сопоставления показателей, полученных в расчетно-аналитической части исследований, с динамикой роста отложений на реальных объектах были выполнены натурные испытания, которые проводились на производственных объектах мукомольного комбината ОАО МК «Воронежский» и АО «Концерн “Созвездие”».

Результаты и их обсуждение. Сроки очистки от отложений вентиляционного (аспирационного) оборудования зданий и сооружений не могут быть универсальными для различных производств и должны учитывать динамику роста отложений в зависимости от специфики горючих отложений, загруженности производственных мощностей объекта защиты в тот или иной промежуток времени и условий эксплуатации оборудования. В результате проведения экспериментов было установлено, что места максимальных скоплений отложений чаще всего формируются на поверхностях соединений и на перегибах трубопроводов вентиляционных систем. Расчетно-аналитическим путем исследованы условия самовозгорания горючей пыли в зависимости от таких характеристик технологического процесса, как скорость движения потока пылевоздушной смеси в воздуховоде, а также диаметр поперечного сечения воздуховода.

Выводы. Построенные на основании выполненных исследований номограммы могут быть использованы для определения кратности очистки от горючих пылей оборудования и воздуховодов систем промышленной вентиляции. В работе представлен расчет периода индукции самовозгорания отложений горючей пыли на примере ржаной муки при несимметричном теплообмене. Его значение обусловлено процессом накопления отложений горючей пыли до критической по условиям самовозгорания толщины.

1. Петров А.П. Особенности массообмена при образовании в технологическом оборудовании самовозгорающихся отложений // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2008. № 1. С. 67–75. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21702243

2. Горшков В.И. Самовозгорание веществ и материалов. М. : ВНИИПО, 2003. 445 с.

3. Бритиков Д.А. Вопросы контрольно-надзорной деятельности и совершенствования нормативного регулирования в сфере промышленной безопасности взрывопожароопасных объектов по хранению и переработке растительного сырья // Хлебопродукты. 2016. № 8. С. 12–15. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29384237

4. Горшков В.И., Леончук П.А. Влияние начальной температуры на критические условия самовозгорания материалов // Пожарная безопасность. 2018. № 2. С. 26–30. URL https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35102010

5. Вогман Л., Хрюкин А. Оценка пожарной опасности объектов по хранению и переработке зерна // Комбикорма. 2017. № 4. С. 28–34. URL: https://kombi-korma.ru/sites/default/files/2/04_17/04_2017_28-34.pdf

6. Таубкин И.С. Микробиологическое самовозгорание как причина пожаров: методические рекомендации для следователей и экспертов // Теория и практика судебной экспертизы. 2016. № 4 (44). С. 73–85. DOI: 10.30764/1819-2785-2016-4-73-85

7. Вогман Л.П., Хрюкин А.В. Пожаро и взрывоопасность систем вентиляции, аспирации и местных отсосов на предприятиях по хранению и переработке зерна. Исследование процессов образования и роста горючих отложений в системах местных отсосов // Хлебопродукты. 2020. № 5. С. 54–59. DOI: 10.32462/0235-2508-2020-29-5-54-59

8. Walker I.K. The role of water in spontaneous combustion of solids // Fire Research Abstracts and Reviews. 1967. Vol. 9. Issue 1. Рp. 5–22.

9. Rothbaum H.P. Spontaneous combustion of hay // Journal of Applied Chemistry. 1963. Vol. 13. Issue 7. Рp. 291–302. DOI: 10.1002/jctb.5010130704

10. Merzhanov A.G. On critical conditions for thermal explosion of a hot spot // Combustion and Flame. 1966. Vol. 10. Issue 4. Pp. 341–348. DOI: 10.1016/0010-2180(66)90041-1

11. Thomas P.H. A comparison of some hot spot theories // Combustion and Flame. 1965. Vol. 9. Issue 4. Pp. 369–372. DOI: 10.1016/0010-2180(65)90025-8

12. Thomas P.H. An approximate theory of “hot spot” critically // Combustion and Flame. 1973. Vol. 21. Issue 1. Pp. 99–109. DOI: 10.1016/0010-2180(73)90011-4

13. Friedman M.H. A generalized thermal explosion criterion — Exposition and illustrative applications // Combustion and Flame. 1967. Vol. 11. Issue 3. Pp. 239–246. DOI: 10.1016/0010-2180(67)90051-x

14. Zaturska M.B. The interaction of hot spots // Combustion and Flame. 1974. Vol. 23. Issue 3. Pp. 313–317. DOI: 10.1016/0010-2180(74)90113-8

15. Zaturska M.B. Thermal explosion of interacting hot spots // Combustion and Flame. 1975. Vol. 25. Рp. 25–30. DOI: 10.1016/0010-2180(75)90065-6

16. Вогман Л.П., Cибирко В.И., Хрюкин А.В., Сенчихин В.И. Статистические данные о пожарах вследствие самовозгорания веществ и материалов // Хлебопродукты. 2014. № 10. С. 64–65.

17. Пожары и пожарная безопасность в 2014 г. : статистический сборник / под общ. ред. А.В. Матюшина. М. : ВНИИПО МЧС России, 2015. 124 с.

18. Вогман Л.П., Корольченко И.А., Хрюкин А.В. Определение условий самовозгорания отложений паров горючих жидкостей в воздуховодах вентиляционных систем // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2016. Т. 25. № 8. С. 34–41. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.08.34-41

19. Вогман Л.П., Корольченко И.А., Бритиков Д.А., Хрюкин А.В. Расчет слоя отложений на оборудовании, в вентиляционных и аспирационных системах предприятий по хранению и переработке растительного сырья // Хлебопродукты. 2014. № 6. С. 44–46.

20. Вогман Л.П., Хрюкин А.В., Корольченко И.А. Условия самовозгорания отложений на оборудовании, в вентиляционных системах и аспирационных установках объектов переработки и хранения растительного сырья // Хлебопродукты. 2015. № 8. С. 54–55. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23775649