Зниження пожежонебезпечності в системах пилоприготування вугільного палива на об'єктах енергетики

Размещено на http://www.allbest.ru/

• ЗМІСТ
• ВСТУП
• РОЗДІЛ 1. СТАН ПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ
• 1.1 Аналіз умов самозагоряння та загоряння вугільного пилу в помольному агрегаті
• 1.1.1 Самозагоряння і горіння вугільного пилу
• 1.1.2 Джерела загоряння при подрібненні вугілля
• 1.1.3 Вплив на пожежонебезпечність зіткнення молольних тіл з частинками вугілля і між собою
• 1.2 Існуючі методи зниження пожежонебезпечності в системах пилоприготування вугільного палива
• РОЗДІЛ 2. ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ЧИННИКІВ НА САМОЗАГОРЯННЯ ТА ЗАГОРЯННЯ ВУГІЛЛЯ В ПОМОЛЬНИХ АГРЕГАТАХ
• 2.1 Вплив на пожежобезпечність залягання вугільного пилу в конструктивних елементах помольних агрегатів
• 2.2 Вплив асортименту молольних тіл на процес нагрівання вугілля в кульових млинах
• 2.3 Визначення тиску в частинках вугілля при зіткненні молольних тіл
• 2.4 Визначення максимальних розмірів молольних тіл і частинок вугілля з позицій пожежобезпечності
• Висновки за розділом 2
• РОЗДІЛ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА РОЗРОБКА МЕТОДІВ ЗНИЖЕННЯ ПОЖЕЖОНЕБЕЗПЕЧНОСТІ В СИСТЕМАХ ПИЛОПРИГОТУВАННЯ ВУГІЛЬНОГО ПАЛИВА. ПРАКТИЧНЕ ЗАСТОСУВАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕНЬ
• 3.1 Методика і програма досліджень
• 3.2 Характеристика матеріалів і обладнання для проведення досліджень
• 3.3 Визначення температури самозагоряння вугілля
• 3.4 Визначення впливу гранулометричного складу, товщини шару і температури навколишнього середовища на процес самонагрівання і самозагоряння вугільного пилу
• 3.5 Вплив ефективності помелу на зміну температури подрібненого
• вугілля
• 3.6 Дослідження впливу на пожежобезпечність термо- і механодеструкції вугілля в помольному агрегаті
• 3.7 Зниження пожежонебезпечності в системах пилоприготування вугільного палива за рахунок запобігання самозагоранню залягань пилу та за рахунок виключення небезпечних значень чинників, що впливають на пожежонебезпечність
• 3.8 Загальна характеристика підприємства
• 3.9 Об'єкти підвищеної пожежонебезпечності пилоприготувального відділення й упровадження заходів щодо зниження пожежонебезпечності
• Висновки за розділом 3
• ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ
• СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
• Додаток А. Програма рішення задачі рівняння теплового балансу
• Додаток Б. Акт промислових випробувань заходів щодо зниження пожежонебезпеки на системах пилоприготування Зміївської ТЕС
• Додаток В. Акт про впровадження результатів науково-дослідної роботи Морозова А.І. «Зменшення пожежо- і вибухонебезпеки під час подрібнення вугільного палива»
• Додаток Д. Розрахунок очікуваного річного економічного ефекту для умов Зміївської ТЕС

Вступ

Останнім часом в Україні зростає споживання твердих видів палива. Проте поряд з головною позитивною якістю вугілля - наявністю власних запасів в Україні - маємо й головний недолік - високу пожежонебезпечність у процесі приготування пиловугільного палива. В нормативних документах України вказано, що все вугілля та його пил схильні до самозагоряння. Там же відзначено, що всі елементи системи пилоприготування працюють в області небезпечних концентрацій пилу з погляду пожежовибухонебезпеки.

На даний час недостатньо вивчені процеси самозагоряння пиловідкладень у системах приготування вугільного палива і загоряння вугілля в кульових млинах.

Незважаючи на більш ніж столітній період її вивчення, природа самозагоряння вугілля, на жаль, поки що залишається нерозкритою. Найменш дослідженою залишається проблема самозагоряння відкладень пилу в помольних агрегатах та загоряння вугілля у млині.

Операція подрібнення не отримала ще в наші дні повного науково обгрунтованого висвітлення. При цьому енергія, витрачена безпосередньо на подрібнення, іноді становить менше 1-2 %, а інша втрачається у вигляді тепла, яке приводить до значного зростання температури подрібнюваного матеріалу. Одним з чинників, що впливають на загоряння при помелі вугілля у млині, є поєднання наявності великої кількості теплової енергії в зоні зіткнення молольних тіл і фізико-хімічних змін органічних речовин вугілля під дією механічної енергії. Причому необхідно враховувати вплив температури в локальних зонах, яка може перевищувати середню температуру матеріалу в млині у багато разів.

Актуальність роботи

Для забезпечення безпеки роботи обладнання при використовуванні широкого спектра палив необхідно вивчити механізм впливу чинників подрібнення на можливість загоряння вугільного пилу в млині, самозагоряння пиловідкладень і розробити методи для запобігання їм.

У зв'язку з цим теоретичні й експериментальні дослідження методів зниження імовірності самозагоряння і загоряння подрібненого палива в помольних агрегатах є актуальними.

Об'єкт досліджень - пожежонебезпечність у системах пилоприготування вугільного палива.

Предмет досліджень - процеси, які впливають на пожежонебезпечність при помелі вугілля.

Мета і завдання, які необхідно вирішити. Метою роботи є зниження пожежонебезпечності в системах пилоприготування вугільного палива на об'єктах енергетики.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні завдання:

- визначити умови запобігання самозагорянню пиловідкладень в елементах помольного агрегату;

- дослідити взаємодію робочих органів машини між собою і частинками матеріалу й механізм дисипації енергії в зоні удару молольних тіл;

- дослідити механізм механодеструкції органічних речовин вугілля в помольних установках і визначити її вплив на пожежовибухонебезпеку;

- визначити умови загоряння вугілля у млині в зоні удару молольних тіл;

- розробити методи зі зниження пожежонебезпечності в системах пилоприготування вугільного палива;

- впровадити методи зі зниження пожежонебезпечності у виробництво.

Методи дослідження

Використані чисельні й аналітичні методи вирішення диференціальних рівнянь, які розкривають механізми дисипації енергії в зоні удару молольних тіл і самозагоряння пилових відкладень.

Застосовувалися:

- методи теорії ймовірності для оцінки кількості зіткнень молольних тіл;

- експериментальні методи вивчення кінетики окислення вугілля за зміною його температури у процесі окислення;

- методи планування експериментів;

– статистичні методи обробки експериментальних даних.

Новизна отриманих результатів:

вперше розроблено математичну модель руйнування частинок вугілля молольними тілами і знайдено залежність між фізико-механічними властивостями вугілля й асортиментом молольних тіл, а також визначено небезпеку загоряння;

розкрито механізм впливу дисипації енергії в зоні удару молольних тіл на пожежонебезпечність, визначено кількість кінетичної енергії, що переходить в теплову, яка приводить до значного зростання температури в локальному об'ємі млина і створює умови для загоряння вугільного палива;

дістала подальшого розвитку розробка залежності температури пилових залягань у результаті самонагріву для пісного вугілля Донбасу на ранніх стадіях релаксації поверхневого шару частинок вугілля від товщини відкладень, часу і температури навколишнього середовища, що дозволило визначити небезпеку їх самозагоряння;

розкрито механізм впливу на пожежонебезпечність механодеструкції органічних речовин вугілля і зміни хімічного складу палива в помольних установках у процесі помелу.

Практичне значення отриманих результатів. На базі результатів теоретичних і експериментальних досліджень розроблено й упроваджено методи зниження пожежонебезпечності в системах пилоприготування вугільного палива Зміївської ТЕС (Додаток В).

Апробація результатів дослідження. Основні результати досліджень роботи доповідалися на Міжнародній науково-практичній конференції «Техногенна безпека. Теорія, практика, інновації» (м. Львів, 2008), XLI науково-практичній конференції Української інженерно-педагогічної академії (м. Харків, 2008), Міжнародній науково-практичній конференції «Надзвичайні ситуації: попередження та ліквідація» (м. Мінськ, 2009), X Міжнародній науково-технічній конференції Асоціації спеціалістів промислової гідравліки і пневматики «Промислова гідравліка і пневматика» (м. Львів, 2009), ІX Міжнародній науково-практичній конференції «Пожежна безпека - 2009» (м. Львів, 2009), VIІI міжвузівській науково-практичній конференції «Можливості використання методів механіки для розв'язання питань безпеки в умовах надзвичайних ситуацій» (м. Харків, 2009), науково-практичній конференції «Наглядово-профілактична діяльність МНС України» (м. Харків, 2009).

Публікації. Основні положення магістерської роботи розкрито в 8 наукових статтях, опублікованих у виданнях, котрі входять до переліку ВАК України, та 7 тезах доповідей на науково-технічних та науково-практичних конференціях.

Структура й обсяг роботи. Магістерська робота складається зі вступу, трьох розділів, висновків, 4 додатків. Загальний обсяг роботи становить 112 сторінок та список використаних джерел з 100 найменувань.

Короткий зміст кожного розділу магістерської роботи.

У першому розділі наведено аналіз зарубіжних даних з Інтернету й даних з галузевих інформаційних документів «Огляд технологічних порушень в електроенергетиці України», який показує високу пожежонебезпечність у системах пилоприготування вугільного палива. Проведено аналіз робіт з питань запобігання самозагорянню вугілля відомих вчених.

У другому розділі подано теоретичні дослідження зі зниження пожежонебезпеки в системах пилоприготування вугільного палива, і на їх базі запропоновано методи профілактики самозагоряння та загоряння вугілля у млинах і пилових відкладеннях, які наведені у висновках.

У третьому розділі експериментально підтверджено результати теоретичних досліджень і визначено значення параметрів, які визначають пожежонебезпечність помелу вугілля. Наведено розроблені методи зниження пожежонебезпечності в системах пилоприготування вугільного палива та приведено результати практичного використання результатів досліджень.

РОЗДІЛ 1

СТАН ПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Вугільна промисловість для України є стратегічною галуззю для забезпечення у країні надійності електроенергетики, роботи металургійного комплексу, постачання паливом підприємств і населення. Запаси вугільної сировини є достатніми для видобутку вугілля в об'ємах 100-120 млн т на рік протягом приблизно 200 років. В Україні є 130 діючих шахт і 42 шахти, що закриваються, 4 вугільні розрізи, 40 збагачувальних і брикетних фабрик. Із загальної кількості шахт - 88 % газові. Зростання потужностей електростанцій та інших виробництв, що працюють на твердому паливі, необхідність розширення асортименту вугілля висуває все більш суворі вимоги до надійності, безпеки й економічності експлуатації обладнання, що використовується.

Незважаючи на значні досягнення в техніці пилоприготування і спалювання паливного пилу, кількість вибухів і пожеж у пилосистемах залишається великою, а в деяких випадках це призводить до важких аварій з нещасними випадками і руйнуванням обладнання [76]. Вибухи і пожежі пилу в системах паливоподачі енергоустановок, а також при сушінні, розмелі і спалюванні пилоподібного палива призводять до людських жертв, до руйнування обладнання і завдають величезної шкоди енергетиці.

Аналіз зарубіжних даних, наведених в інтернеті й у галузевих інформаційних документах «Огляд технологічних порушень в електроенергетиці України» [52-54], показує високу пожежонебезпечність у системах пилоприготування вугільного палива.

Так, наприклад, пожежа і вибух, що сталися 20.04.2003 р. на «Bassel Group LLS» (колишня КарГРЕС-1), Республіка Казахстан, призвели до важких травм людей і руйнування обладнання. На Южно-Сахалінській ТЕЦ ВАТ «Сахаліненерго» 28.10.2004 р. стався спалах пиловідкладень на майданчику барабана котла № 4. Станція знизила навантаження з 165 МВт до 100 МВт. На Ново-Кемеровській ТЕЦ ВАТ «Кузбасенерго» 23.12.2005 р. в результаті виляску в пилосистемі котла № 8 сталося розкриття вибухових клапанів і викид палаючого пилу. Навантаження станції було знижене з 310 МВт до 255 МВт. На Барнаульській ТЕЦ-2 ВАТ «Алтайенерго» 17.01.2006 р. через займання в комірці пилосистеми котла № 15 персоналом були відключені котли № 15 і № 17. Електричне навантаження станції знижувалося з 240 МВт до 120 МВт, температура тепломережі знижувалася з 91 єС до 84 єС. На Южно-Сахалінській ТЕЦ-1 15.10.2009 р. сталися технологічні виляски на 2 пилосистемах котлоагрегату № 5, що призвело до відключення котла дією автоматичних захистів. В енергосистемі острова були введені обмеження в енергопостачанні споживачів в обсязі 10 МВт на період введення в роботу резервного котлоагрегату.

в 2003-2009 рр. сталося більше 100 пожеж з різних причин, частина з котрих пов'язана із самозагорянням або загорянням вугілля в помольних агрегатах.

В цих умовах є потреба у посиленні заходів щодо охорони праці і забезпечення безпеки робіт; у тому числі слід орієнтуватися на нетрадиційні способи й засоби безпеки і збереження здоров'я людей. Тому безперервно продовжуються пошуки нових принципів роботи підприємств, що використовують тверде паливо.

1.1 Аналіз умов самозагоряння та загоряння вугільного пилу в помольному агрегаті

Для збереження обладнання від пошкоджень у момент пожежі і вибуху, що можливо при помелі вугілля з великим виходом летких речовин, на пилосистемах встановлюються пожежовибухові клапани:

- на вхідному і вихідному патрубках млина;

- на сепараторі пилу;

- на трубопроводі перед введенням у циклон;

- на циклоні;

- на трубопроводі, що виходить з циклону;

- на бункері пилу;

- на вході і виході з млинового вентилятора;

- на коробах первинного повітря.

Проведений аналіз [76] причин пожеж і вибухів показав, що практично у всіх випадках знайдені тліючі відкладення, що стали джерелом запалювання.

Найбільш характерними місцями відкладення вугільного пилу є:

Відкладення на вході в пиловий циклон.

Відкладення перед млиновим вентилятором, у вхідному його патрубку. Тонкодисперсний пил після циклону особливо схильний до спалаху і звихрення.

Відкладення в зовнішньому конусі сепаратора і в місці примикання його до тічки повернення з внутрішнього конуса. Часто сприяють утворенню відкладень пилу сторонні предмети (тріска, ганчірки, гума), що потрапляють у сепаратор і застряють у вказаних місцях. Це є результатом не тільки недоробок конструкції сепараторів, але і поганої роботи відходоуловлювачів.

Відкладення у вхідній горловині млина і в коробах підведення сушильного агента до млинів. При сушці гарячим повітрям висока температура і великий вміст кисню приводять до швидкого спалаху цих відкладень.



Рис. 1.1. Схема агрегату для помелу вугілля з кульовим млином:

1 - млин; 2 - сепаратор; 3 - тічка повернення; 4 - мигалки; 5 - бункер сирого вугілля; 6 - живильники вугілля; 7 - тічки сирого вугілля; 8 - трубопровід рециркуляції; 9 - млиновий вентилятор; 10 - вибухові клапани; 11 - вентилятор гарячого дуття (ВГД); 12 - направляючий апарат ВГД; 13 - короб первинного повітря; 14 - трубопроводи відсмоктування вологи; 15 - трубопровід скидання після MB; 16 - бункер пилу; 17 - циклон; 18 - сітка; 19 - шнек; 20 - перекидний шибер; 21 - живильник пилу; 22 - тічка пилу; 23 - пилопровід зі змішувачем; 24 - шибер на тічці з циклону в пиловий шнек; 25 - шибер на тічці з пилового шнека в бункер пилу; 26 - трубопровід підведення гарячого повітря до млина

Аналіз даних по теплових електростанціях (ТЕС) і промислових котельних, що спалюють пилоподібне паливо, показує, що самозагоряння, вибухи і виляски пилу було відмічено на кожній третій з обстежених теплових електростанцій з пилоподібним спалюванням вибухонебезпечних палив. При цьому в пилосистемах з промбункером відносне число вибухів (приблизно 3 випадки на 10 пилосистем) майже в 3 рази вище, ніж у пилосистемах прямого вдування. Випадки вилясків і вибухів спостерігаються також у пилосистемах, де для сушки застосовуються димові гази [32].

Основне число випадків самозагоряння і вибухів спостерігається при роботі на довгополум'яному вугіллі, донецькому вугіллі марок ГР, ГСШ, ДСШ, львівсько-волинському вугіллі [76].

Великий об'єм сепараторів до млинів і наявність плоских стінок не дозволяють розрахувати пилосистеми [73] такого типу на надмірний внутрішній тиск 0,15 МПа, з тим щоб зменшити переріз вибухових клапанів або збільшити довжину відводів. При розрахунку ж конструкцій на 0,04 МПа для великих типорозмірів обладнання виникають складнощі з розміщенням вибухових клапанів і відводів, і завдання не завжди вирішується з надійним забезпеченням вибухобезпечності.

На ТЕС з котлами, в яких спалюються суміші, перехід з одного вугілля на інше, що відбувається іноді по кілька разів у зміну, сам по собі може стати причиною вибуху.

Вибухи частіше відбуваються під час надходження перезволоженого вугілля, що містить глинозем, особливо восени, взимку і весною. Він порушує роботу паливоподачі, застряє в бункерах і тічках, налипає у вхідній горловині млина.

Основними елементами агрегату для помелу, де може статися загоряння або самозагоряння вугілля, є млин і місця відкладень пилу.

Причому найважче завдання запобігання запалюванню вугілля постає при експлуатації млина, оскільки механізм виникнення пожежі у млині принципово відрізняється від механізмів виникнення пожежі в інших елементах помольного агрегату. Якщо в багатьох елементах помольного агрегату можливий контроль за рахунок упровадження автоматичних систем протипожежного захисту і вибухопридушення (АС ППЗ і ВП), то у млині можлива тільки реєстрація температури пилогазового потоку на виході, яка не завжди несе інформацію про можливість спалаху. Усереднена температура не характеризує локальних змін температури, які можуть перевищувати її в декілька разів, що може привести до запалювання подрібнюваного палива.

Хімічні і фізичні зміни вугілля, викликані окисленням, супроводжуються виділенням тепла, яке акумулюється унаслідок його (вугілля) поганої теплопровідності. В результаті відбувається самозагоряння вугілля. Наявні дані дозволяють визначити закономірність схильності вугілля до самозагоряння, зумовлену природою його речовини [35].

До самозагоряння схильне вугілля всіх стадій метаморфізму, але найбільш схильне буре і довгополум'яне. Гістограми схильності вугілля до самозагоряння мають три максимуми [82]: при вмісті вуглецю 76-78 % (найбільший), 86 і 88-90 % (незначний).

Методами термогравіметрії (ТГ) і диференціального термічного аналізу (ДТА) ученими досліджений механізм запалювання антрациту, бітумінозного вугілля і лігніту. Експерименти проводили на частинках розмірами 37-5000 мкм за швидкості нагріву 274-293 °С/хв. Зроблено висновок про механізм запалювання залежно від гомо- або гетерогенності вугілля. Найважливішим чинником у визначенні ступеня запалювання вугілля всього ряду метаморфізму є леткі речовини [93].

Схильність вугілля до самозагоряння багато вчених визначали за методом Мацияша, розраховуючи енергію активації. Процес описаний кінетичними рівняннями з урахуванням констант швидкості окислення для 20 проб за температур 10, 30, 50, 70, 90, 190 і 273 °С. Індукційний період в умовах теплоізоляції становить від 59 хв. до 17 діб [96].

До основних чинників, що приводять до великої схильності окисленого вугілля до самонагрівання, віднесено його підвищену гідрофільність, знижену здатність до стабілізації вільних радикалів і помітний розвиток макропористої системи.

А.В. Беккер, Н.Н. Волкова, Д.В. Грішин та ін. показали, що вплив малого теплового імпульсу в умовах природної конвекції повітря може приводити до значного нададіабатичного самонагрівання бурого вугілля в режимі теплової хвилі.

За даними В.І. Саранчука, при однаковій стадії метаморфізму схильне до самозагоряння вугілля, що має більш високі значення спеченості, виходу летких речовин і вмісту сірки, тобто віднесені до відновленого типу [79].

В.І. Саранчук, Л.Я. Галушко та ін. хроматографічним і мікрокалориметричним методами дослідили взаємодію довгополум'яного вугілля з киснем повітря за температур 20-120 °С. Адсорбційні властивості, реакційна здатність і тепловиділення при окисленні істотно відрізняються для вугілля різних генетичних типів за відновленістю і схильністю до самозагоряння і залежать від температури. Підтверджено, що при 60-80 °С змінюється характер окислення відповідно до кінетичних показників [77].

При розгляді особливостей термодеструкції донецького вугілля маловідновленого і відновленого типів з різною схильністю до самозагоряння встановлено, що функціональні кисне- і сірковмісні групи визначають поводження вугілля у процесі піролізу та властивості одержуваних продуктів [40].

В лабораторних умовах досліджено фізичну і хімічну адсорбцію кисню кам'яним вугіллям чотирьох видів з виходом летких речовин від 22,79 до 41,4 %, величиною 0,1 - 0,5 мм за температур 20-150°С з підйомом 1°С/хв. і за швидкості потоку кисню 0,1 м/с. За тепловими ефектами розглянуто механізм самозагоряння.

Дослідження в Новій Зеландії та Україні показали, що ініціювання спонтанного нагрівання включає два чинники: вплив кисню і вологи. Досліджені термічні й хімічні відношення висушеного вугілля до дії сухого кисню і вологи. Повітря або кисень при 30-180°С, за результатами диференціально-термічного аналізу і диференціальної скануючої калориметрії, викликає початковий різкий екзотермічний ефект. Хімічні зміни (за даними спектроскопії дифузійного інфрачервоного відбиття з Фур'є-перетворенням) приводять до утворення карбонових кислот і альдегідів. За температур, близьких до температури навколишнього середовища і запалювання, самозагоряння пов'язане тільки з реакцією окислення і включає деструкцію пероксивмісних з'єднань з виникненням карбонілумісних продуктів. Виділення 50-60 % вологи вугілля є безпечним, а 70 % і більше веде до раптового самозагоряння [92, 94, 97].

Колективом учених методами термогравіметричного аналізу досліджено вплив різних каталізаторів (солей лужних і лужно-земельних металів) на температуру запалювання кам'яного вугілля. Показано, що чим нижче перший потенціал іонізації металу, тим вище його каталітична активність. Наявність у солях кристалізаційної води підвищує їх каталітичну активність. Солі перехідних металів значно знижують температуру запалювання вугілля і прискорюють виділення летких речовин. Каталітична активність солей збільшується зі зменшенням кислотності аніонів [95, 99, 100].

Моделюванням формування вибухонебезпечного вугілля визначено зони динамічно найбільш небезпечного вугілля, що характеризується показником відбиття вітриніту 0,85-2,5 %. Для кількісної оцінки впливу на викопне вугілля тектонічних навантажень при складоутворенні введено новий (стресово-часовий) індекс, що корелює з густиною ймовірності раптових викидів і відображає накопичення напружень зсуву протягом геологічного часу еволюції пластів, що дає можливість оцінити ступінь їх викидонебезпечності.

Структури вугілля різної пожежонебезпечності зумовлені спрямованістю хімічних реакцій перетворення органічного матеріалу в процесі генезису. Схильне до самозагоряння вугілля на стадії вуглефікації із вмістом вуглецю 85 % має більше ефірних, тіоефірних, дисульфідних зв'язків водню і характеризується малою кількістю кисневмісних функціональних груп, а вугілля більш високої стадії метаморфізму відрізняється, крім того, значною рухливістю структурних елементів.

Принципово важливою є роль пізнання сутності складного і багатофакторного природного явища самозагоряння в розробці методів боротьби з ним в реальній обстановці. При дослідженні дисперсного складу вугілля з небезпечних і безпечних пластів методом седіментаційного аналізу виявлено переважання фракції менше 10 мкм у пробах з вибухонебезпечних зон. Встановлено зміну їх молекулярної будови, показано направлення механохімічної деструкції вугілля з викидонебезпечних зон до і після викиду та з невикидонебезпечних пластів. Відібрані зразки вивчали методом кількісної ІК-спектроскопії на спектрометрі IR-10 за довжини хвилі від 400 до 3900 см-1 за методом КВr-техніки. Як характеристику викидонебезпечності запропоновано використовувати співвідношення СНар/СН3 - відношення вмістів вуглецю в СН-ароматичних і метильних групах. Для вугілля з небезпечних за викидами пластів спостерігається більш інтенсивна емісія електронів високих енергій.

В.І. Саранчук та ін. розглянули окислення вугілля Донбасу різного ступеня метаморфізму; показали зміни регулярності процесів взаємодії вугілля різних типів з атмосферним киснем. Продемонстрували характер інтегральної теплоти адсорбції і кількість адсорбованого азоту. Для вугілля, схильного до самонагрівання, інтегральна теплота адсорбції кисню в 1,5-5 разів вище, ніж у несхильних, і є кращим критерієм для оцінки інгібіторів самозаймання. Встановлено кількісні параметри кінетики утворення газів-індикаторів окислення вугілля і співвідношення алкени/алкани залежно від його температури. За кореляціями можна точно прогнозувати небезпеку самозагоряння на ранніх стадіях окислення [79].

дослідженням проблем запобігання самонагріванням і самозагорянням вугілля, а також самого процесу самозагоряння вугілля займались В.К. костенко та його учні [38-41]. Вони досліджували вплив води на самонагрівання подрібненого вугілля, розробили ряд способів запобігання і ліквідації самозагорянь вугілля, виявлення місць зародження пожежі.

Великий обсяг робіт з дослідження причин, прогнозу і запобігання пожежам виконаний школою П.С. Пашковського [60-62]. роботи присвячені розробці способів прогнозу і запобігання ендогенним пожежам у глибоких шахтах, можливості використання газоподібних інгібіторів для зниження горючих властивостей вугілля, визначенню схильності вугілля до самозагоряння, впливу десорбції у вугільному скупченні на інкубаційний період його самозагоряння. розроблено математичні моделі динаміки температури при пожежі в шахтній вентиляційній мережі, газообмінних процесів у шарі зернистого матеріалу.

Дослідження кінетики гетерогенного окислення викопного вугілля киснем повітря та його самонагрівання, теплообмінних процесів у самозаймистих середовищах проведені С.П. Грековим зі співавторами [19, 23, 24].

Вищезазначені дослідження були спрямовані в основному на визначення пожежовибухонебезпечності при видобутку вугілля, його транспортуванні і складуванні [71]. Процесам, що відбуваються в барабанних млинах з малою енергією молольних тіл, при помелі вугілля, останніми роками приділялося менше уваги, оскільки пиловугільне паливо використовувалося в основному в теплоенергетиці й існувала можливість застосовувати вугілля з малою ймовірністю самозагоряння або загоряння (вміст летких речовин до 12 %).

Найменш дослідженою залишається проблема самозагоряння відкладень пилу в помольних агрегатах. Не враховуються специфічні особливості утворення пилу. При видобутку вугілля та його дробленні поверхня руйнування проходить в основному по міжкристалічних межах і дефектах кристалічних решіток, тобто руйнуються адгезійні зв'язки. Зовсім інші процеси відбуваються у млині. при дрібному подрібненні вугілля руйнуються когезійні зв'язки, відбувається зміна кристалічної структури й енергетичного стану поверхневих шарів частинок. Стан поверхневих шарів істотно впливає на взаємодію частинок між собою і з середовищем і, тим самим, на процеси нагрівання, що може призвести до загоряння.

Необхідність переведення ТЕС на тверде паливо і розширення використовування вугілля в інших виробництвах, зокрема в печах випалення цементного клінкеру, що обертаються, змінило ситуацію.

Забезпечення заданої довжини факела можливе тільки при використанні комбінації довгофакельного і короткофакельного вугілля, тобто використання вугілля, в якому вміст летких речовин значно вище 12 % (до 45 %). Крім того, дефіцит пісного вугілля (88 % шахт-газові) висуває на порядок денний використовування вугілля з більш високим вмістом летких речовин, ніж 12 %. Тому на сьогодні стоїть завдання розробки методів із забезпечення пожежонебезпечності при використанні вугілля з більш високим вмістом летких речовин, ніж 12 %.

Головною особливістю натурального твердого палива є наявність в ньому трьох різко різних складових: леткої частини, коксу і золи. Кожна з цих частин зовсім по-різному бере участь у процесі запалювання і горіння. Леткі речовини - це частина, що газифікується при нагріві без участі окислювача. Кокс, що за складом наближається до вуглецю, переганяється за температури 3000°С. Горіння коксу протікає у багато разів повільніше, ніж виділення і горіння летких речовин. Тому у процесах самозагоряння і вибухів пилу участь коксу є вельми малою [20, 25].

Мінеральна частина палива - зола - номінально є негорючою частиною, але ряд її компонентів, наприклад лужні метали, переганяється за звичайних топочних температур. Такі ж складові, як пірити і колчедани, окислюються досить інтенсивно. Зола може впливати на хід пилового вибуху, але її вплив має другорядне значення.

Головним “учасником” самозаймання і причиною пилових вибухів, як і у процесі низькотемпературного окислення, є летка частина палива.

Механізм виділення летких речовин при подрібненні у млинах не відомий, тому виникає необхідність досліджень фізико-хімічних змін вугілля у процесі помелу в млині, з метою зниження пожежовибухонебезпеки.

пожежонебезпечність вугільний паливо самозагоряння млин

1.1.1 Самозагоряння і горіння вугільного пилу

самозагоряння і горіння вугільного паливного пилу відбувається як у шарі пилових відкладень, так і в пилоповітряному потоці. Горіння пилових відкладень, на першому етапі, звичайно протікає повільно, і його часто називають тлінням. Проте після переходу через деяку критичну межу горіння відкладень може перейти у швидке горіння, визначуване в основному дифузійним надходженням кисню до поверхні частинок. Важливо відзначити, що процес протікає гетерогенно на поверхні частинок [15, 26, 27, 33, 46].

При горінні пилоповітряного потоку хід процесу цілком визначається темпом насичення газового об'єму пиловзвесі леткою частиною горючої маси палива і протіканням гомогенної реакції горючої газової суміші, що утворилася. Але в обох випадках (як у відкладеннях, так і в потоці) основною горючою складовою в цьому процесі є леткі речовини [28, 43, 91].

При самозагорянні в потоці у процесі беруть участь газифіковані леткі речовини, виділення яких відбувається за високої температури; при цьому величезна поверхня пилових частинок зумовлює можливість дуже швидкого протікання процесу [36, 90]. Тому в потоці відбувається вибух пилу. Але самозагоряння шару пилу у відкладеннях можливе за низької початкової температури (порядку 100 °С), а запалювання в потоці - тільки за наявності високотемпературного джерела [47, 55]. В переважній більшості випадків таким джерелом у пилоприготувальних установках є зіткнення молольних тіл високої енергії.

Таким чином, вибухи паливного пилу в основному пов'язані з наявністю летких речовин. Це підтверджується тим, що при вмісті в паливі менше 8 % летких речовин практично не спостерігалося вибухів пилу.

При нагріванні палива від високотемпературного зовнішнього джерела починається активний розпад складних паливних молекул. Аналіз поводження натуральних палив при низькотемпературному окисленні пилу показує, що гетерогенне поглинання газоподібного кисню йде інтенсивніше у палив з меншим вмістом кисню. Навпаки, вихід летких речовин і утворення горючої гомогенної газової суміші більш швидко протікає у молодих палив, з великим вмістом кисню. Проте дана закономірність ускладнюється відмінностями в кількості летких речовин і в теплових ефектах їх горіння [86].

Як вже раніше згадувалося, головною причиною самозагоряння та загоряння палива є його летка частина, яка виділяється у процесі помелу, тобто пожежонебезпечність залежить від механізму руйнування частинок вугілля. Крім того, велика кількість дисипованої енергії приводить до нагріву подрібнюваного матеріалу і термодеструкції вугілля, що може привести до займання вугілля у млині.

пожежовибухонебезпечність помелу вугілля залежить не тільки від фізико-хімічних характеристик подрібнюваного палива, але і від режиму роботи обладнання, конструкції робочих органів помольних агрегатів, механізму їх взаємодії, в результаті якої виникають високотемпературні зони, які можуть служити джерелами займання подрібнюваного матеріалу.

1.1.2 Джерела загоряння при подрібненні вугілля

Подрібнення матеріалу до невеликих шматків або в порошок досягається операціями дроблення і помелу в різних машинах: в кульових і стержньових млинах, молоткастих дробарках і т.д. Такі машини працюють за принципом удару, роздавлювання або стирання. Всі ці явища супроводжуються виділенням тепла [34, 64].

Процес подрібнення має велике значення для багатьох галузей промисловості. Про важливість цієї проблеми можна судити хоча б за витратами коштів, що витрачаються сьогодні у всьому світі на подрібнення різних матеріалів. При цьому енергія, витрачена безпосередньо на подрібнення, становить менше 1-2 %, а інша втрачається у вигляді тепла. І якщо для більшості галузей промисловості втрати енергії у вигляді тепла пов'язані з економічними втратами, то при помелі вугілля тепло, що виділилося, служить можливим джерелом загоряння вугілля.

Визначення кількості тепла, а звідси і температури усередині млина, є актуальним завданням при помелі вугілля. Від температури залежить процес механодеструкції, термодеструкції, виділення летких речовин з вугілля і загоряння вугілля. загальні витрати енергії визначаються потужністю привода. Після урахування ККД привода і тепловтрат у навколишнє середовище залишається сумарна енергія, що витрачається на подрібнення вугілля і його нагрів, за рахунок дисипованої енергії. Для оцінки температури усередині млина і, відповідно, ймовірності загоряння необхідно на першому етапі визначити енергію, що витрачається на подрібнення вугілля.

На жаль, успіхи у визначенні емпіричних показників витрати енергії, здатних у першому наближенні відповісти на деякі практичні технічні питання промислового подрібнення, і у створенні нових і кращих дробильних машин не поєднувалися із такою ж успішною розробкою теоретичних основ і кількісної характеристики процесу подрібнення.

До того ж слід визнати, що число змінних, переважно залежних, в цій проблемі є таким великим, що їх об'єднання в математичній формулі - украй важка задача, яку повністю донині не вирішено. Проте зіставлення накопичених статистичних даних указує на можливість математичного вирішення процесу подрібнення шляхом визначення критеріїв подрібнення і введення їх у формули.

в основі процесу подрібнення лежить механізм руйнування стисненням шматка матеріалу неправильної форми, і процес протікає наступним чином [3]: коли зусилля стиснення докладаються до виступаючих частин шматків, ці частини дробляться й оголюється поверхня контакту, пропорційна межі міцності матеріалу. Потім зусилля стиснення зростають, частинка стискається, деформується, і в ній виникають напруження. Вона поглинає енергію, яка розподіляється в ній відповідно до її форми і структури.

Якщо напруження в якій-небудь точці перевищує руйнуюче, то утворюється тріщина. Енергія об'ємно-напруженого стану тріщини перетворюється на роботу з її розширення, тріщина швидко збільшується, і частинка розколюється.

Оскільки межа пружності крихкого матеріалу практично дорівнює його межі міцності, то до утворення першої тріщини енергія, необхідна для руйнування матеріалу, накопичується у вигляді енергії пружних напружень.

Слід зазначити, що в будь-якому процесі механічного подрібнення навіть при повільному стисненні ізольованих частинок за малих концентрацій енергії або при вільному подрібненні відбувається завжди велика втрата енергії у вигляді тепла.

закон розподілу частинок подрібненого матеріалу за розмірами і розмір молольних тіл визначає ймовірність попадання матеріалу в зону подрібнення і, відповідно, ефективність помелу, а також кількість дисипованого тепла. кількість дисипованого тепла визначає температуру нагріву в млині і звідси - пожежонебезпечність процесу помелу. Для встановлення експериментального закону розподілу частинок подрібненого матеріалу за розмірами проведено багато дослідів. До останнього часу небагато дослідників займалося цією проблемою, і отриманих ними експериментальних даних все ще недостатньо для вирішення цієї задачі. Проте було встановлено, що розподіл частинок за крупністю після подрібнення не підкоряється закону ймовірності Гауса.

Зі всіх представлених донині математичних описів розподілу за розміром частинок природними і загальновизнаними можуть вважатися формули Розена-Раммлера.

Формулу Розена-Раммлера було відкрито при дослідженні подрібненого вугілля, спалюваного в пилоподібному стані.

характеристикою подрібнюваного матеріалу є розподіл його частинок за розмірами, або його гранулометричний склад. Значення інтегральної функції R (д) відповідають масовій частці частинок, що мають розмір, більший за д.

R(д) = exp(-b дn),

де b і п - параметри ідентифікації кривої до дослідних даних.

Аналізуючи результати всіх дослідників, можна дійти висновку про те, що руйнування частинок вугілля залежить від їх структури й енергії молольних тіл. причому реалізація енергії відбувається у двох напрямах: у вигляді роботи розриву зв'язків у кристалічних решітках і міжкристалічних зв'язків, а також у вигляді дисипації енергії. розрив зв'язків відбувається в результаті внутрішніх напружень, що виникають в результаті удару молольних тіл по частинці вугілля.

Дисипація енергії удару молольних тіл по частинці вугілля і по інших тілах, що мелють, може служити джерелом енергії загоряння пилу вугілля і летких речовин вугілля, що виділяються при помелі.

джерелом загоряння можуть бути деталі помольного агрегату, які нагріваються в результаті експлуатації, при осадженні на них пилу вугілля. Кількість пилу в значній мірі залежить від гранулометрії вугілля, що подається на помел. Чим крупніше вугілля, тим менше дрібної фракції і, відповідно, менше пилу осідає на обладнанні й у виробничих приміщеннях. З іншого боку, наявність крупних фракцій вимагає збільшення кінетичної енергії тіл, що приводить до зростання ймовірності загоряння вугілля у млині за рахунок великої кількості теплової енергії в зоні зіткнення молольних тіл.

На сьогодні на багатьох ТЕС, зокрема на Зміївській, використовуються молольні тіла одного розміру, причому достатньо дрібні. Вугілля, що надходить на ТЕС, проходить сортування, і крупна фракція зазнає попереднього дроблення. Відомо, що монофракційність молольних тіл не ефективна [84]. Крім того, вибір оптимального асортименту молольних тіл дозволить знизити локальне виділення теплової енергії у великих кількостях, що дасть змогу підвищити пожежобезпечність.

1.1.3 Вплив на пожежонебезпечність зіткнення молольних тіл з частинками вугілля і між собою

Для визначення кількості теплової енергії, отриманої в результаті дисипації кінетичної енергії в зоні зіткнення куль, необхідно вирішити задачу руйнування частинок вугілля в результаті удару.

Учені спостерігають і вивчають удар не одне століття. Проте, незважаючи на це, у спеціальній літературі з питань, пов'язаних з явищем удару, немає не тільки необхідної впорядкованості в інформації вже наявних знань, але зустрічаються навіть і суперечності. Дотепер не існує чіткого формулювання явища удару.

Найбільш поширеним для визначення удару стало наступне формулювання: механічним ударом називається явище, що виникає при зіткненні тіл, що супроводжується повним або частковим переходом кінетичної енергії тіл в енергію їх деформації.

На сьогодні розроблено наближені методи розрахунку ударних систем на базі:

- класичного ньютонівського методу;

- методу Герца, який припускає, що області контакту є пружними, а тіла твердими;

- методу, який припускає, що тіла є повністю пружними, але розповсюдження напружень по тілах - миттєвим;

- методу плоскої хвилі Сен-Венана;

- комбінованого методу, що поєднує статичні рішення теорії пружності приконтактної зони і методу плоскої хвилі для решти частини тіл, що стискаються.

З цих причин математичний опис процесу удару в загальному вигляді стає настільки складним, що виходить за межі сучасних можливостей теорії пружності, і тому для вирішення окремих, прикладних питань теорії удару доводиться застосовувати такі спрощення і допущення, які, даючи зручні інженерні рішення, не вели б одночасно до неприпустимих помилок кількісного й якісного характеру. Причому наслідки останніх виявляються, як правило, більш відчутними, оскільки ведуть не тільки до невірного розрахунку тієї або іншої конструкції, але і до можливого значного зростання температури в зоні удару, що може привести до загоряння матеріалів.

1.2 Існуючі методи зниження пожежонебезпечності в системах пилоприготування вугільного палива

Незважаючи на значні досягнення в техніці пилоприготування і спалювання паливного пилу, кількість самозагорянь і вибухів у пилосистемах залишається великою. Так, наприклад, на пилосистемі, обладнаній млином ШК-32, вентилятором МВ-100/1200, сепаратором (Dce = 4200 мм) і циклоном ЦН15-3200, виляск із розкриттям всіх запобіжних клапанів вимагає трудовитрат до 160 люд.-год. для ліквідації наслідків аварії [76].

Практично будь-яка ланка технологічного ланцюжка - від видобутку вугілля до його спалювання - в тій чи іншій мірі містить у собі небезпеку самозагоряння, загоряння або вибуху. Боротьба із самозагорянням і вибухами на виробництвах, пов'язаних з використанням вугілля, розвивається у декількох напрямах [2, 17, 31, 70, 76, 89]:

- вдосконалення технологічних процесів видобутку і переробки вугілля з метою скорочення часу контакту палива з атмосферним киснем і вологою, зменшення пилоутворення, виключення потенційних джерел спалаху (перегріву);

- використовування спеціального вибухозахищеного обладнання і спеціальних будівельних конструкцій;

- обробка вугілля спеціальними речовинами, що інгібірують процеси самозагоряння і перешкоджають виникненню вибуху;

- використовування спеціальних автоматичних систем протипожежного захисту і вибухопридушення;

- проведення організаційно-технічних заходів на виробництві, пов'язаних, перш за все, зі зміцненням виробничої дисципліни.

згідно наказу Міністерства палива та енергетики України № 343 від 26.07.2005 р. «Про затвердження Правил пожежної безпеки в компаніях, на підприємствах та в організаціях енергетичної галузі України» (пункт 11) необхідно запроваджувати відповідні заходи щодо боротьби з пило відкладеннями.

У пункті 11 Правил пожежної безпеки вказано, що графік і порядок прибирання визначається місцевими інструкціями, адже наукової бази для розробки цих документів немає. Немає кількісних характеристик для рекомендацій типу - не допускати, негайно усунути, зведення до мінімуму і т.д. всі ці заходи здійснюються на базі досвіду спеціалістів з великою часткою суб'єктивизму.

Вдосконалення технологічних процесів подрібнення вугілля, з метою зменшення пожежовибухонебезпечності, є головним напрямом у боротьбі зі спалахами і вибухами на виробництвах. Проте пожежовибухонебезпечність залежить від великої кількості чинників, які необхідно враховувати при експлуатації і створенні обладнання.

Мета і завдання дослідження

З вищенаведеного аналізу випливає, що існуюче обладнання для подрібнення вугілля має достатньо високий рівень пожежонебезпечності. самозагоряння або загоряння може статися в місцях залягання пилу вугілля на різних ділянках технологічних трактів і у млині.

Відомо, що самозагоряння відкладень пилу вугілля залежить від товщини шару, фракційного складу, температури навколишнього середовища і часу. Проте специфіка відкладень пилу вугілля на елементах помольного агрегату полягає у високій поверхневій активності, що приводить до інтенсифікації процесів самонагрівання. Дослідження впливу поверхневої активності на процеси самонагрівання відкладень пилу вугілля на елементах помольного агрегату дозволять більш точно прогнозувати пожежонебезпечність об'єктів.

загоряння у млині пов'язане з тим, що енергія, витрачена безпосередньо на подрібнення, становить менше 1-2 %, а інша втрачається у вигляді тепла. За рахунок низької ефективності помелу подрібнений продукт володіє високою тепловою енергією, що приводить до механодеструкції органічних речовин вугілля та інтенсивного виділення летких речовин, що може привести до загоряння. Підвищення ефективності помелу за рахунок оптимального вибору асортименту молольних тіл дозволить знизити температуру подрібнюваного матеріалу та імовірність загоряння.

Одним з важливих чинників, що впливають на пожежонебезпечність, є наявність джерел тепла високої температури в зоні зіткнення молольних тіл.

Асортимент молольних тіл і концентрація дрібних фракцій вугілля в зоні інтенсивного зіткнення молольних тіл є головними чинниками, що впливають на пожежонебезпечність помольних агрегатів. Дослідження з оптимізації асортименту молольних тіл дозволять знизити пожежонебезпечність у системах пилоприготування вугільного палива.

РОЗДІЛ 2

ДОСЛІДЖЕННЯ впливу чинників на самозагоряння та загоряння ВУГІЛЛЯ В помольних агрегатах

Процес самозагоряння твердого палива є комплексом складних фізико-хімічних явищ, з яких основними є наступні: теплообмін частинок палива з навколишнім середовищем; вихід і запалювання летких речовин. При цьому необхідно враховувати не тільки характеристики палива, стан поверхневої енергії частинки, наявність пор і тріщин і т. д., але і зовнішні умови процесу подрібнення, пов'язані з конкретною конструкцією помольної установки [51, 55, 57].

На процес подрібнення і кінетику спалаху великий вплив справляє структура вуглецевого матеріалу частинки твердого палива. На сьогодні відкрито чотири алотропних модифікації вуглецю. Найбільш поширений у природі вид чистого вуглецю - графіт.

На сьогодні пожежонебезпечність у системах пилоприготування вугільного палива, незважаючи на ряд ґрунтовних досліджень у цій області, не є добре вивченою. Значною мірою це пов'язано з тією обставиною, що вплив ряду чинників на подрібнення твердих матеріалів у більшості робіт не враховувався. Тим часом, роль деяких з них, таких як середовище, в якому проводиться подрібнення, будова і властивості частинок твердих матеріалів, поверхнева енергія, що виникає в результаті розриву молекулярних зв'язків, є дуже великою. Як вже раніше згадувалося, асортимент молольних тіл у млинах барабанного типу - один з вирішальних чинників, що впливають на ефективність помелу. Помел вугілля - специфічний процес. Він відрізняється тим, що асортимент молольних тіл повинен забезпечити не тільки необхідне подрібнення, але і запобігти загорянню вугілля у млині. Тому задачу забезпечення пожежобезпеки помелу палива необхідно вирішувати з позицій неприпустимості виникнення умов для загоряння вугілля зі збереженням ефективності помелу. ефективність помелу значною мірою впливає на температуру подрібнюваного матеріалу. За збільшення ККД млина з 1-2 % до 3 % зростання температури подрібнюваного матеріалу зменшується в 1,5-3 рази, значно знижується вихід летких речовин і небезпека загоряння.

Правила вибухобезпечності свідчать про те, що небезпеку вибуху при проектуванні установок для приготування пилу необхідно враховувати для всіх твердих палив, окрім антрациту і напівантрациту [73]. Як показують дослідження Макіївського державного науково-дослідного інституту по безпеці робіт у гірничій промисловості, крайня безпечна межа за вмістом летких речовин становить 6 %.

Стосовно практики спалювання вугілля граничний вибухобезпечний вміст летких речовин не конкретизовано, оскільки паливо звичайно надходить від різних джерел постачання і є сумішшю різних сортів, а часто і марок вугілля з великими коливаннями теплотехнічних характеристик. Окрім вмісту летких речовин у паливі, істотний вплив на аварійність обладнання в результаті вибухів справляють негорючі компоненти палива - волога і мінеральна негорюча частина, іменована зольністю палива [59].

Підвищеній схильності до застрявання і налипань по тракту подачі сприяє надмірне перезволоження і мерзнення палива при зберіганні його на відкритому складі. За таких умов на осінньо-зимовий період припадає найбільше число випадків вилясків і вибухів. Аналіз причин пожеж і вибухів у пилоприготувальному обладнанні показує, що основними джерелами запалювання аеросуміші, що приводить до пожеж, є інтенсивне виділення тепла усередині млинів у результаті ударів молольних тіл і тліючі відкладення пилу в помольному агрегаті на різних етапах технологічного тракту транспортування вугілля. У зв'язку з цим необхідно розглянути питання про небезпеку запалювання аеросуміші усередині млинів, а також про самонагрівання і самозагоряння пилу натуральних палив у місцях залягання [72, 85, 87, 88].

2.1 Вплив на пожежобезпечність залягання вугільного пилу в конструктивних елементах помольних агрегатів

Експериментальні дослідження вибуховості показують, що в тонкодисперсному пилу вміст вологи, при якій вибухи не можуть розвиватися, в більшості випадків перевищує гігроскопічну вологість пилу. Але за умов експлуатації виявляється ненадійною або неможливою робота інших елементів котельної установки на пилу з вибухобезпечною вологістю, оскільки втрачаються сипкі властивості пилу, спостерігається сводоутворення в бункерах, забивання тічок і пиложивильників, нестійке горіння в топках і погане випалювання палива. Тому підготовка пиловугільного палива проводиться при вибухонебезпечному вмісті вологи.

На рис 2.1 показано залягання пилу в різних місцях пилоприготувального тракту.

Процес загоряння багато в чому залежить від конструктивних особливостей елементів тракту пилоприготування і характеру технологічних процесів, реалізованих у цих елементах.

а	б

Рис. 2.1. залягання пилу в різних місцях пилоприготувального тракту

а - транспортер подачі сирого вугілля, б - вихідний патрубок сепаратора, Тому необхідно дослідити умови загоряння вугільного пилу в різних елементах тракту пилоприготування, з метою запобігання пожежам. Кількість пилу палива в місцях залягання залежить не тільки від конструктивних особливостей технологічних трактів, але і від фракційного складу сирого вугілля, що подається на помел. На рис. 2.1, а показано транспортер подачі сирого вугілля на помел. Основна маса вугілля представлена фракціями з розмірами частинок 2-6 мм. Спостерігається велика кількість дрібної фракції, що приводить до інтенсивного пилення і залягання пилу на різних ділянках підготовки палива (рис.2.1, а,б). Це пов'язано з тим, що всі молольні тіла у млині мають розмір 40 мм. При такому розмірі молольних тіл більш крупні частинки вугілля не будуть зруйновані, а збільшення розмірів молольних тіл може привести до виділення великої кількості тепла в зоні їх удару і загоряння вугілля у млині.