Зниження пожежонебезпечності в системах пилоприготування вугільного палива

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО УКРАЇНИ З ПИТАНЬ НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЙ

ТА У СПРАВАХ ЗАХИСТУ НАСЕЛЕННЯ ВІД НАСЛІДКІВ

ЧОРНОБИЛЬСЬКОЇ КАТАСТРОФИ

ЛЬВІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БЕЗПЕКИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ

УДК 614.841.332

ЗНИЖЕННЯ ПОЖЕЖОНЕБЕЗПЕЧНОСТІ

В СИСТЕМАХ ПИЛОПРИГОТУВАННЯ ВУГІЛЬНОГО ПАЛИВА

21.06.02 - пожежна безпека

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Морозов Андрій Іванович

Львів - 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному університеті цивільного захисту України Міністерства України з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи.

Науковий керівник:

доктор технічних наук, професор Баранов Андрій Миколайович, Українська інженерно-педагогічна академія, професор кафедри інтегрованих технологій.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Костенко Віктор Климентович, Донецький національний технічний університет, завідувач кафедри природоохоронної діяльності;

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Дунюшкін Володимир Олександрович, Український науково-дослідний інститут пожежної безпеки МНС України, старший науковий співробітник НДЦ -1.

Захист відбудеться “15” квітня 2010 року о 16 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 35.874.01 у Львівському державному університеті безпеки життєдіяльності Міністерства України з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи за адресою: 79007, м. Львів, вул. Клепарівська, 35.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Львівського державного університету безпеки життєдіяльності МНС України за адресою: 79007, м. Львів, вул. Клепарівська, 35.

Автореферат розісланий “12” березня 2010 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради к.т.н., с.н.с. В.В.Ковалишин

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність роботи. Останнім часом в Україні й в усьому світі 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.

Проблема самозагоряння вугілля відноситься до найстаріших і найважливіших. 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. Не враховуються специфічні особливості утворення пилу. При видобутку вугілля та його дробленні руйнування проходить в основному по міжкристалічних границях і дефектах кристалічних решіток, тобто руйнуються адгезійні зв'язки. Зовсім інші процеси відбуваються у млині. при дрібному подрібненні вугілля руйнуються когезійні зв'язки, відбувається порушення 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 самонагрівання пиловідкладень, що може привести до їх самозагоряння.

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.

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.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Роботу виконано на кафедрі спеціальної хімії та хімічної технології Національного університету цивільного захисту України (НУЦЗУ). В рамках цієї роботи виконувались наукові дослідження за держбюджетною науково-дослідною темою “Зменшення пожежо- і вибухонебезпеки під час подрібнення вугільного палива” (державний реєстраційний номер 01080004222), відповідно до плану науково-дослідних робіт НУЦЗУ.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є зниження пожежонебезпечності в системах пилоприготування вугільного палива на об'єктах енергетики.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі:

- 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.

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

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

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.

Наукова 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.

На захист виносяться наступні наукові положення:

умови загоряння пісного вугілля у процесі його помелу. Експериментально встановлено, що напруження при зіткненні куль більше 50 МПа, сумарна тривалість контакту понад 14-16 с приводять до розігрівання зони дроблення понад 573 К та емісії летких речовин понад 4-4,5 %.

Механізм дисипації енергії при зіткненні в кульовому млині сферичних робочих тіл, що супроводжується зміною структури вугілля і його пластифікації, виділенням тепла і летких речовин, достатніх для загоряння. Це дозволило встановити, що використовування робочих тіл діаметром, більшим за 47 мм, при помелі пісного вугілля приводить до його загоряння.

Залежність температури в зоні помелу й емісії летких речовин від асортименту робочих тіл кульового млина. При цьому встановлено, що перехід від використовування куль одного розміру (сумарна маса m = 90 т,

D = 40 мм - 100 %) до композиції (m = 90 т, D = 40 мм - 30 %, D = 30 мм -

35 %, D = 15 мм - 35 %) дозволяє понизити на 23 К температуру в зоні помелу пісного вугілля і в 1,32 рази ? емісію летких речовин.

Залежність пожежонебезпечної товщини пилових відкладень від розміру вугільних частинок і температури навколишнього середовища. Експериментально встановлено, що для умов системи пилоприготування Зміївської ТЕС товщина шару не повинна перевищувати 7 мм.

Практичне значення отриманих результатів. На базі результатів теоретичних і експериментальних досліджень розроблено й упроваджено методи зниження пожежонебезпечності в системах пилоприготування вугільного палива Зміївської ТЕС. Результати роботи використано в навчальному процесі студентів НУЦЗУ.

Особистий внесок здобувача. Для створення методів щодо зниження пожежовибухонебезпеки у процесі приготування пиловугільного палива розроблені теоретичні основи:

зниження пожежонебезпечності в системах пилоприготування вугільного палива за рахунок оптимізації асортименту молольних тіл у помольних агрегатах;

зниження пожежонебезпечності за рахунок зменшення пилових відкладень вугілля.

Проведені експериментальні дослідження й отримані результати, що підтверджують можливість зниження пожежонебезпечності за рахунок розроблених методів.

Проведено промислові випробування і впроваджено результати досліджень на підприємстві.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень роботи доповідалися на І Міжнародному науково-практичному семінарі «Методи підвищення ресурсу міських інженерних інфраструктур (м.Харків, 2004), 59-ій науково-технічній конференції Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури (м.Харків, 2004), XIV Міжнародній конференції «Теорія й практика процесів здрібнювання, змішування, розподілу й ущільнення» (м.Одеса, 2006), науково-технічній конференції «Актуальні проблеми наглядово-профілактичної діяльності МНС України», (м.Харків, 2007), 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 дисертаційної роботи розкрито в 8 наукових статтях, опублікованих у виданнях, котрі входять у перелік ВАК України, та 7 тезах доповідей на науково-технічних та науково-практичних конференціях.

Структура й обсяг роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, п'яти розділів, висновків, 7 додатків. Загальний обсяг дисертації становить 161 сторінку, 32 рисунки, 11 таблиць та список використаних джерел з 158 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету та завдання досліджень, визначено об'єкт і предмет досліджень, вказано наукову новизну і практичне значення отриманих результатів.

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. Так, наприклад, пожежа і вибух у помольному агрегаті, що сталися на "Bassel Group LLS" (колишня КарГРЕС-1), Республіка Казахстан, призвели до важких травм людей і руйнування обладнання. в 2003-2009 рр. сталося більше 100 пожеж з різних причин, частина з котрих пов'язана із самозагорянням або загорянням вугілля і вугільного пилу в помольних агрегатах.

Проведено аналіз робіт з питань запобігання самозагорянню вугілля відомих вчених - Веселовського В. С., Пашковського П. С., Грекова С. П., Булгакова Ю. Ф., Виноградової Л. П., Померанцева В. В., Саранчука В. І., Ніколіна В. І., Кошовського Б. І., Костенка В. К., Костюка І. А. та ін.

Наведено результати відомих теоретичних досліджень процесів самонагріву та самозагоряння вугілля. Показано необхідність подальшого дослідження механізму виділення теплової енергії, отриманої в результаті дисипації кінетичної енергії в зоні зіткнення молольних тіл, з метою розробки заходів зі зниження пожежонебезпечності в системах пилоприготування вугільного палива в кульових млинах.

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.

З аналізу, проведеного в першому розділі, витікає, що устаткування для подрібнення вугілля має достатньо високий рівень пожежонебезпеки.

самозагоряння може статися в місцях залягання пилу вугілля на різних ділянках технологічних трактів і залежить від товщини шару, фракційного складу, температури навколишнього середовища і часу. Крім того, необхідно враховувати вплив величини поверхневої енергії частинок вугілля.

Хімічний зв'язок молекули, що адсорбується, з поверхнею в загальному випадку описується хвильовою функцією, що є сумою хвильових функцій для ковалентного та іонного зв'язку. У тих випадках, коли хімічна адсорбція супроводжується дисоціацією молекул на атоми, для її здійснення необхідна деяка енергія активації. Адсорбційні ефекти носять кінетичний характер, а пониження міцності викликається полегшенням виходу дислокацій на поверхню в результаті зниження поверхневої енергії твердого тіла. Особливе значення для адсорбційних явищ твердих тіл мають дефекти їх будови. Оскільки дефекти володіють надмірною вільною енергією, на них відбувається інтенсивна адсорбція поверхнево-активних речовин. З цих причин адсорбція виявляється тим сильнішою, чим вищою є дефектність структури.

Тому, з погляду пожежної безпеки, частинки пилу, одержані в результаті подрібнення у млині, у значній мірі відрізняються за кількістю поверхневої енергії від частинок того ж розміру, утворених при видобутку, дробленні і транспортуванні. Звідси маємо значні відмінності в адсорбційній здатності і швидкості самонагріву в пиловідкладеннях.

Кількість пилу палива в місцях залягань залежить не тільки від конструктивних особливостей технологічних трактів, але і від фракційного складу сирого вугілля, що подається на помел. На рис. 1 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 залягання пилу на різних ділянках підготовки палива. Це пов'язано з тим, що всі молольні тіла у млині мають однаковий розмір. монофракційність молольних тіл має низьку ефективність помелу і підвищену ймовірність зіткнення крупних куль, що може привести до виділення великої кількості тепла в зоні їх удару і загоряння вугілля у млині.

у шарах пилових відкладень механізми виникнення пожежі також можуть відрізнятися. В нормативних документах вказано, що особливу небезпеку являють собою розпушування і звихрення тліючих відкладень пилу, а також режими пуску і зупинки пилосистеми. Проте загальною характеристикою для них на першому етапі є зміна температури в часі.

Рис. 1. Відкладення пилу в районі транспортера подачі сирого вугілля на помел

Для встановлення загальних закономірностей окислення пилу і визначення умов самозагоряння розглянемо тепловий режим шару, що складається з пилу натуральних палив, за наявності неоднорідного температурного поля по його товщині.

В задачах про самозагоряння середовище, що є перемішаною сумішшю пального й окислювача, вважається нерухомим і поміщеним в посудину постійного об'єму.

Перехід до задачі про самозагоряння в шарі здійснюється за рахунок вирізування циліндра з шару. Діаметр вирізаного циліндра Dц = 2rн відповідає товщині шару пилу Dсл. Початкова температура шару вугільного пилу дорівнює температурі стінки посудини (Т0 = Тст). В початковий момент при t = 0 температура Т0 і концентрація палива у0 є постійними по перерізу посудини.

У процесі виділення тепла в результаті екзотермічної реакції окислення відбувається розігрівання суміші. Час процесу в значній мірі залежить від співвідношення між теплотою, що виділяється в результаті реакції qвид, і теплотою, що відводиться назовні qвідв. За рівності qвид = qвідв процес характеризується квазістаціонарним розподілом температури, який може зберігатися вельми тривалий час. Перехід від квазістаціонарного стану до нестаціонарного й означатиме загоряння суміші, а умови, за яких здійснюється цей перехід (температура, інтенсивність тепловідводу), носять назву критичних умов загоряння. В даному випадку Тст = Т0 за докритичних умов лавиноподібне самоприскорення реакції (загоряння) відбувається одночасно у всьому об'ємі посудини.

Знаходження критичних умов самозагоряння, а також основних характеристик цих процесів вимагає вирішення двох задач:

- визначення зміни поля температур у посудині в часі;

- визначення інтенсивності тепловідведення і знаходження моменту часу, при якому qвид ? qвідв .

Для вирішення задачі визначення зміни поля температур використовується класична задача теплового балансу пилового циліндра, за наявності рівномірно розподілених внутрішніх джерел теплоти:

. (1)

Початкові умови:

.

Граничні умови:

де Т - температура матеріалу в точці з координатою r у момент часу t, (К);

л - коефіцієнт теплопровідності, (Вт/(м·К));

ср - питома теплоємність шару пилу, (Дж/(кг·К));

с - концентрація кисню в шарі пилу;

k0 - константа швидкості реакції окислення вугілля;

б - коефіцієнт тепловіддачі, (Вт/( м2·К));

f - питома поверхня пилу, (м2/кг);

Е - енергія активації, (Дж);

R - газова постійна, (Дж/(кг·К));

Qp - тепловий ефект реакції С + О2 = СО2, (Дж);

Тсер - температура середовища, (К);

Тпов - температура поверхні циліндра, (К);

Т0 - початкова температура матеріалу, (К);

rн - зовнішній радіус циліндра, (м);

снас - насипна густина (залежить від д), (кг/м3).

Вираз характеризує швидкість реакції окислення вугілля за температури Т, тому часто в літературі використовується назва константа швидкості реакції окислення вугілля за температури Т для всього комплексу .

Рішення рівняння (1) дає зміну температури в часі. Аналітичних методів його вирішення немає. Для аналізу умов самозагоряння звичайно застосовувався наближений метод, запропонований Д.А. Франк-Каменецьким (він використовував розкладання експоненти ех = 1+х) для випадку надзвичайно малих розігрівань.

Наближена теорія Д.А. Франк-Каменецького допомагає розібратися в механізмі окислення і з'ясувати вплив тих або інших параметрів на хід процесу для надзвичайно малих розігрівань. Проте в реальних умовах, коли має місце значна зміна температури, ця теорія не застосовна. Тому відшукання залежності саморозігрівання вугільного пилу на практиці проводиться експериментально.

Нами пропонується чисельне рішення рівняння (1), алгоритм якого подано нижче.

рівняння (1) можна переписати:

. (2)

За тих самих початкових і граничних умов, що і для рівняння (1).

Введемо позначення:

; .

Тоді рівняння (2) набуде вигляду:

. (3)

Дана задача розв'язується в області методом сіток.

крім того, апроксимація задачі в шарі класичною задачею в циліндрі потребує багатокрокового рішення, тому що циліндр, вирізаний з шару, має на поверхні змінну температуру, і на кожному кроці треба ураховувати підвищення температури в шарі вугілля.

алгоритм вирішення задачі реалізований мовою ADA.

Було проведено розрахунки для системи пилоприготування на Зміївській ТЕС. За регламентом на ТЕС використовується пісне вугілля із вмістом летких речовин 12 %.

Моделювання проводилося для вугілля Донбасу марки Т. На рис. 2 приведені результати розрахунків по зміні температури в центрі шару залягання пилу за різної товщини шару.

Криві на рис. 2 показують, що за збільшення товщини шару вище 0,10 м і температури навколишнього середовища до 293 К через 251 годину квазістаціонарний режим нагріву вугільного пилу може перейти в нестаціонарний, тобто спостерігається різке збільшення температури і може статися самозагоряння. Ці висновки дозволяють визначити властивості вугілля марки Т, температура тління якого становить 573 К. для вугілля інших марок, при вмісті летких речовин більше 12 % (таке вугілля видобувається на 88 % шахтах України), самозагоряння може статися при набагато тонших шарах пилових відкладень.

З аналізу рішень рівняння (1) виходить, що можливість самозагоряння тим більше, чим більше початкова температура, товщина шару, концентрація реагуючих речовин, швидкість реакції і чим менше коефіцієнт тепловіддачі б.

проблема підвищення кКд машин механічного подрібнення залишається важливою й актуальною для всіх галузей промисловості. Особливої актуальності ця проблема набуває при помелі вугілля. підвищення кКд вугільних млинів, за збереження їх продуктивності, приведе до значного зниження тепловиділення в результаті дисипації механічної енергії. Якщо підвищити ККД вугільних млинів з 2 % до 3 %, то за збереження продуктивності загальна витрата енергії зменшиться до 66 %, а відповідно зменшиться і теплова енергія до 66Ч0,97=64 %. А якщо збільшити продуктивність в 1,5 рази, то і питома дисипація теплової енергії теж зменшиться в 1,5 рази. Але в тому й іншому випадку в млині станеться значне зниження температури (в нашому прикладі зміна температури буде в 1,5 рази менше). За зниження загальної температури у середині млинів зменшується термодеструкція вугілля і виділення летких речовин. Це доводить, що за рахунок оптимального вибору завантаження знижується пожежонебезпечність млинів.

Рис. 2. залежність температури в центрі шару залягання пилу від часу

за температури навколишнього середовища 293 К

Для розроблення методів зниження пожежонебезпечності у млині вирішено комплекс задач оцінки впливу технологічних параметрів помелу на процес загоряння вугілля. Головними чинниками, що впливають на загоряння, як вже раніше вказувалося, є наявність високої температури в зоні зіткнення куль. Крім того, в результаті теплових і механічних впливів на частинки вугілля відбувається термодеструкція вугілля і виділення летких речовин.

На першому етапі було вирішено задачу вибору асортименту молольних тіл у кульовому млині з позицій максимуму ймовірності подрібнення частинок, розмір яких не перевищує граничної величини.

На другому етапі визначали напруження, що виникає у вугіллі під час подрібнення.

На третьому етапі визначалося співвідношення розмірів молольних тіл і частинок вугілля, що виключає можливість загоряння вугілля із забезпеченням ефективного помелу.

Подрібнення в кульовому млині залежить від імовірності попадання частинки в зону подрібнення між двома кулями та ймовірності протікання одного з процесів руйнування в активній зоні.

Навколо точки зіткнення двох куль радіуса R існує кругова зона подрібнення, поза якою частинки радіуса r не втягуються у простір між двома кулями. На рис. 3 показано, що радіус зони подрібнення у визначається рівнянням

y2 + R2 = R2 + 2Rr + r2.

Рис. 3. Схема розрахунку зони подрібнення

Максимальне число частинок радіуса r - Nr, які можуть знаходитися в зоні подрібнення, відповідає числу частинок, що створюють кільце навколо точки зіткнення.

.

Ймовірне число частинок у зоні подрібнення є меншим за максимальне. Максимальне число частинок досягається тільки тоді, коли в подрібнюваному матеріалі є тільки частинки радіуса r й інших частинок немає. Це число дорівнює нулю, коли в подрібнюваному матеріалі немає жодної частинки радіуса r. Функція ймовірності для даного випадку має вигляд . Постійна k визначається за умови повного заповнення простору між кулями, тобто коли u = 1, в зону дії потрапляє близько 40 % максимального числа частинок. З умови нормування виходить, що k = 0,5. Тому можна написати

. (4)

асортимент молольних тіл повинен відповідати максимальній імовірності руйнування всіх частинок у помольному агрегаті, які перевищують заданий розмір, тобто розподіл розмірів куль має відповідати залежності Розена - Раммлера, що описує гранулометричний склад матеріалу. Швидкість зміни числа частинок, дотичних з поверхнею кулі в одиницю часу, буде

, (5)

де Ni - число частинок, притискуваних до поверхні;

N0 - число частинок, руйнованих поблизу неї в одиницю часу.

Ni пропорційне числу частинок у зоні подрібнення Np і частині поверхні кулі, на яку потрапляють частинки s. частина вільної від частинок поверхні кулі, що здатна прийняти частинку, визначається виразом

, звідки .

Ймовірність того, що частинка буде подрібнена, є пропорційною числу частинок, притиснутих до поверхні кулі N, ймовірності того, що дві частинки, притиснуті до двох сусідніх куль, зіткнуться одна з одною K та ймовірності того, що в результаті зіткнення двох куль станеться подрібнення ри. Тому

.

при підстановці величин Ni і N0 в рівняння (5), одержимо

. (6)

Вирішуючи рівняння, одержимо число частинок радіуса r, дотичних з поверхнею кулі радіуса r у сталому процесі:

(7)

Рівняння дозволяє оптимізувати співвідношення (з погляду імовірності контакту) розмірів молольних тіл і подрібнюваних частинок, що забезпечить зниження тепловиділення у млині за рахунок підвищення ефективності помелу.

Для кулі діаметром 40 мм в зону помелу потрапить 12 частинок вугілля діаметром 5 мм або 28 частинок діаметром 1 мм. В зону помелу для кулі діаметром 15 мм потрапляє 17 частинок вугілля діаметром 1 мм. Маса кулі діаметром 40 мм в 19 разів більше маси кулі діаметром 15 мм, і кінетична енергія за однакової швидкості буде в 19 разів більше. В зону помелу 19 куль діаметром 15 мм потрапляє 323 частинки вугілля, тобто в 11,5 рази більше, ніж в зону помелу для кулі діаметром 40 мм. Тобто помел частинок вугілля діаметром 1 мм буде більш, ніж в 10 разів ефективніше кулями 15 мм, в порівнянні з помелом кулями 40 мм. Крім того, практично вся кінетична енергія кулі діаметром 40 мм перейде в теплову в результаті дисипації. Проте помел частинок вугілля більшого розміру кулями 15 мм практично не ефективний і вимагає збільшення розміру молольних тіл. Тому асортимент молольних тіл за розміром, з погляду максимальної ймовірності контакту з частинками вугілля, має підкорятися залежності Розена - Раммлера.

Зміна асортименту молольних тіл за рахунок заміни частини крупних куль на дрібніші дозволяє підвищити ККД вугільного млина і знизити ймовірність загоряння за рахунок зменшення кількості зіткнень крупних куль і тепловиділення в результаті дисипації механічної енергії.

процес руйнування частинок вугілля, з позицій виникаючих в них напружень, реалізується при помелі у двох варіантах:

- руйнування, що виникають у результаті напружень у шарі поліфракційного вугілля, що потрапляє в зону подрібнення, при зіткненні двох куль;

- руйнування, що виникають в результаті удару молольного тіла по крупній частинці вугілля.

незважаючи на різні точки зору щодо механізму загоряння, всі дослідники вважають, що за високого тиску відбувається виділення з маси вугілля летких речовин і за відповідних температур - загоряння.

Для моделювання першого варіанта руйнування частинок вугілля розглянемо центральне зіткнення двох абсолютно жорстких (що не деформуються) тіл через проміжний елемент, що деформується (рис. 4).

Рис. 4. Зіткнення молольних тіл через елемент, що деформується:

а - положення до удару, б - під час удару

Найбільш близькою до цього випадку є ударна система, в якої проміжний елемент - поліфракційний шар вугілля, а тіла (кулі), що співударяються, є настільки жорсткими, що деформаціями тіл, які співударяються і мелють, можна знехтувати і враховувати лише деформацію проміжного елемента.

перед ударом куля 1, що має масу m1 і швидкість v01, наблизилася до кулі 2, що ударяється, яка має масу m2 і швидкість v02, але стиснення шару подрібнюваного матеріалу 3 не відбувається (початок удару, рис. 4,а). вільна товщина проміжного елемента 3 дорівнює l1. Після стиснення (рис. 4,б) товщина проміжного елемента зміниться і дорівнюватиме l2. зміна товщини (стиснення) проміжного елемента е = l1 - l2.

Сила опору стисненню F залежить від властивостей проміжного елемента і від зміни товщини проміжного елемента F = f(е).

Позначимо зміну координати центру ваги кулі 1 - х1, а кулі 2 - х2 . Сила стиснення проміжного елемента діє на обидва тіла, надаючи їм прискорення. Внаслідок цього швидкість і прискорення центрів ваги тіл зміняться і після удару матимуть значення:

; .

диференціальні рівняння руху тіл під час удару набудуть вигляду:

За початкових умов t = 0;

х1(0)=0; х2(0)=0 ; v1(0)=v10 ; v2(0)= 0; е (0)= 0; F(0) = 0.

Час, відповідний максимуму стиснення t1, одержуємо, підставляючи як верхню межу інтегрування е = еm

. (8)

Максимальна сила удару Fm відповідає найбільшому стисненню, тобто Fm = f(еm ).

Найбільші напруження при ударі уm = Fm /S, де S - площа перерізу, в якому визначається напруження. Найбільші прискорення, природно, відповідають найбільшій силі.

Вищенаведені залежності дозволяють визначити масу (і, відповідно, розмір) молольних тіл та їх швидкість, за яких сила удару приведе до руйнування вугілля, але не створить умов для його загоряння.

При зіткненні двох молольних тіл діаметром 40 мм, при шарі полідисперсного вугілля 4 мм час удару складе 0,00117 с, сила удару 2160 Н, максимальний тиск у шарі вугілля складе 1,8-5,6 МПа (залежно від площі контакту). В таких умовах подрібнення вугілля здійснюватиметься в основному за рахунок стирання. При ударі кулі діаметром 80 мм відбувається зменшення часу контакту в 6,7 рази і збільшення кінетичної енергії в 8 разів, тоді тиск у шарі вугілля зросте в 53,6 рази, тобто становитиме 96,5-300,3 МПа. За таких тисків відбуватиметься руйнування вугілля, але в той же час відбудеться деструкція вугілля зі значним виділенням летких речовин, що створить умови для загоряння вугілля у млині. Для запобігання інтенсивній механодеструкції вугілля в умовах Зміївської ТЕС необхідно обмежити максимальний розмір молольних тіл до 47 мм. Рекомендований розмір молольних тіл відповідає закону Розена-Раммлера з максимальним розміром 40 мм. За такого розміру молольних тіл не виникають умови для інтенсивної механодеструкції вугілля.

проте необхідно, щоб максимальна куля створювала необхідні умови для подрібнення всіх частинок вугілля, що подається на помел, але при цьому не виникали умови для загоряння.

у дисертації визначені умови руйнування частинок вугілля при контакті з позицій теорії удару. Вище приведене рішення задачі визначення напружень, що виникають у шарі поліфракційного матеріалу, що потрапляє в зону подрібнення при центральному зіткненні двох куль, коли розмір частинок вугілля на порядок менше розміру молольних тіл. За розмірів частинок порядку розміру молольних тіл вирішено принципово іншу задачу зіткнення молольного тіла (кулі) і частинки вугілля.

У процесі удару молольного тіла (кулі) по частинці матеріалу в ній виникають подовжні зсуви U(x,t), для визначення яких необхідно вирішити крайову задачу

,

, ,

,

де ;

Е - модуль пружності вугілля, (Па);

- густина матеріалу, (кг/м3);

S - поперечний переріз частинки вугілля, (м2);

dч - розмір частинки вугілля, (м);

М - маса кулі, (кг);

V0 - швидкість кулі на початку удару, (м/с).

Згідно формули Даламбера, рішенням крайової задачі є

, ,

де функція (z) визначається з ряду умов:

; ,

,

де - відношення маси кулі до маси частинки вугілля.

Після визначення максимуму Ux(x,t) і, відповідно, виникаючих напружень у частинці при проходженні ударної хвилі можна знайти необхідні умови її руйнування.

При рекомендованому співвідношенні розмірів молольних тіл 40 мм і частинок вугілля 25 мм буде знижена пожежонебезпечність за рахунок запобігання інтенсивній механодеструкції.

У третьому розділі експериментально підтверджено результати теоретичних досліджень і визначено значення параметрів, які визначають пожежонебезпечність помелу вугілля.

На першому етапі визначалася температура самозагоряння вугілля. Ця характеристика необхідна для оцінки пожежонебезпечності як у млині, так і у відкладеннях пилу. Для встановлення загальних закономірностей окислення палива проведено експериментальне вивчення процесу самозагоряння різних палив у різних умовах, оскільки дані, що є в літературі про реакційну здатність палив, є суперечливими. Це пов'язано з тим, що необхідно враховувати умови утворення пилу. У роботі проводилися дослідження пилу відразу після помелу в млині, зокрема вивчали вплив розміру частинок, товщини шару і температури навколишнього середовища на процес самозагоряння.

проведеними дослідженнями виявлено, що всі чинники справляють великий вплив на швидкість процесу окислення. результати експериментальних досліджень підтверджують адекватність теоретичних досліджень. похибка не перевищує 5-7 %.

для вивчення процесу нагрівання вугілля при помелі були проведені дослідження з визначення найраціональніших параметрів помелу, що забезпечують пожежобезпечність.

Вирішення поставленої задачі здійснювалося при використанні центрального ортогонального композиційного плану 2-го порядку. Як параметр оптимізації було прийнято температуру подрібненого вугілля - Y1(К), залежну від наступних чинників: х 1 - максимальний діаметр молольних тіл, (м); х2 - відсотковий вміст молольних тіл максимального діаметра; х3 - відсотковий вміст молольних тіл середнього діаметра.

Дослідження температури подрібненого вугілля як функції від трьох незалежних змінних проводилося при варіюванні чинників на трьох основних рівнях (верхній +1, нижній -1, нульовий 0) і двох додаткових (+*, -*). Діапазони варіювання змінними в кодованих і натуральних координатах приведені в таблиці 1.

Таблиця 1

Діапазони варіювання чинників центрального ортогонального композиційного плану 2-го порядку

чинники	Значення чинників
	-1,215	-1	0	1	1,215	I
х1, м	0,012	0,015	0,027	0,040	0,042	0,012
х2, %	7	10	25	40	43	15
х3, %	28	30	40	50	52	10

Для виключення систематичних помилок було проведено рандомізацію досліду за датчиком випадкових чисел. Однорідність дисперсії перевірялася за критерієм Кохрена, що дозволило зробити висновок про повноту чинників.

Перевірка адекватності опису поверхонь відгуку поліномом 2-го ступеня проводилася за F-критерієм Фішера:

; Fтабл. = F(0,05; 5; 5) = 5,05.

Графіки залежності Y1 від х1, х2, х3 приведені на рис. 5.

а б в

Рис 5. Залежність температури подрібненого вугілля:

а - від максимального діаметра молольних тіл; б - від відсоткового вмісту молольних тіл максимального діаметра; в - від відсоткового вмісту молольних тіл середнього діаметра

Аналіз одержаних залежностей дозволив виявити оптимальний розмір максимальної кулі - 40 мм; молольних тіл максимального діаметра (40 мм) - 30 %; молольних тіл середнього діаметра (30 мм) - 35 %; дрібних молольних тіл (15 мм) - 35 %.

Дослідження багатьох вчених процесу загоряння природного твердого палива, що проводилися як в лабораторних умовах (з окремою частинкою, потоком частинок, елементарним факелом), так і на промислових установках, виразно показують, що леткі речовини виконують велику роль при загорянні і на початкових стадіях горіння палива. Проте залежно від розміру частинок і від умов їх обтікання потоком у прикордонному шарі (або на його ділянках) може створюватися різна концентрація летких речовин, за зростання питомої поверхні обробленого вугілля в 10-20 разів, реакційна здатність подрібненого вугілля до окислювача збільшується в 2,3 рази. Результати досліджень показують можливість нагрівання до високих температур подрібнюваного вугілля при помелі. Крім того, подрібнюване вугілля піддається високому тиску в млині в результаті багатократного удару. Кількість летких речовин, що виділилися у млині, можна взнати за їх кількістю у вугіллі до і після помелу, проте кінетика процесу виділення летких речовин залишається невідомою, а саме вона впливає на пожежонебезпечність.

помел необхідно здійснювати за локальних температур нижче за температурний інтервал пластичного стану, оскільки високі температури не тільки збільшують вихід летких речовин, але і можуть привести до різкого зниження ефективності помелу за рахунок налипання частинок вугілля на молольні тіла.

У млині неможливо зміряти тиск на частинки вугілля за заданої температури, тому моделювання процесу виходу летких речовин здійснювалося за допомогою печі і пресів (ручного та УІМ-50). Прес УІМ-50 дозволяє розвивати зусилля 500 кН. Проба вугілля різного гранулометричного складу поміщалася у пресформу, закривалася пуансоном і ущільнювалася на ручному пресі. Потім прогрівалася в печі до заданої температури. Після нагрівання проводилось обробляння тиском. Час експозиції визначався як добуток часу удару на кількість циклів роботи млина. Після обробки перевірялася наявність летких речовин у вугіллі. Вихід летких речовин визначався як різниця кількості летких речовин у вугіллі до і після обробки.

параметр оптимізації - вихід летких речовин - Y2 залежить від наступних чинників: х1 - температура вугілля, (К); х2 - тиск, (МПа); х3 - експозиція тиску, (с).

В результаті обробки інформації отримано адекватне рівняння регресії залежності виходу летких речовин від вищенаведених чинників:

Y2 = 5,5311 + 0,6268 х1 + 0,5936х2 + 0,3046х3 + 0,1191х12 - 0,503х22 - 0,0841х32.

Оброблення експериментальних даних показало, що більше половини летких речовин (до 7 %) може виділитися у процесі помелу.

Для зниження виходу летких речовин до 4 - 4,5 % необхідно забезпечити температуру в зоні контакту куль нижче 573 К, тиск у шарі вугілля при зіткненні куль менше 50 МПа і загальний час контакту молольних тіл скоротити до 14-16 с. При виконанні вище сформульованих умов спалаху летких речовин не станеться і буде забезпечена пожежобезпечність у системах пилоприготування вугільного палива.

У четвертому розділі наведено розроблені методи зниження пожежонебезпечності в системах пилоприготування вугільного палива.

Розроблено заходи щодо запобігання самозагорянню пилових відкладень.

Розроблено заходи щодо запобігання пожежовибухонебезпеці в кульових млинах з позицій:

- виключення небезпечної концентрації вугільного пилу в млині;

- зниження небезпечної концентрації кисню в агрегатах помелу вугілля;

- оптимального вибору асортименту молольних тіл, що забезпечує ефективний помел з виключенням можливості загоряння вугілля.

У п'ятому розділі приведено результати практичного використання результатів досліджень.

Головним джерелом підвищеної пожежонебезпечності пилоприготувального відділення є залягання пилу на різних ділянках підготовки палива і загоряння вугілля при помелі.

з 12 травня по 9 вересня 2008 р. були проведені промислові випробування заходів щодо зниження пожежонебезпечності на системах пилоприготування Зміївської ТЕС, розроблені в рамках приведеної дисертації. В основу розробок було покладено принцип попередження виникнення пожеж в помольних агрегатах за рахунок запобігання умовам самозагоряння пилових відкладень на різних ділянках технологічних трактів, а також загоряння вугілля у млині за рахунок регулювання в них концентрації пилу вугілля і температурного режиму в зоні удару молольних тіл.

У процесі проведення промислових випробувань при реалізації розроблених заходів щодо зміни асортименту молольних тіл (розмір максимальної кулі - 40 мм, тіл максимального діаметра (40 мм) - 30 %, тіл середнього діаметра (30 мм) - 35 %, дрібних тіл (15 мм) - 35 %) і збільшення гранулометричного складу, що подається на помел вугілля, на 9 %, вдалося понизити на 23 К температуру подрібненого вугілля, знизити термодеструкцію вугілля в 1,32 рази і зменшити на 12 % інтенсивність зростання пиловідкладень на елементах системи пилоприготування.

внесено зміни до інструкції з експлуатації системи пилоприготування енергоблоків 200 МВт та до інструкції з експлуатації систем пилоприготування котлів ТПП-210 та ТПП-210А.

Результати досліджень упроваджено на всіх системах пилоприготування Зміївської ТЕС.

ВИСНОВКИ

В дисертаційній роботі вирішено актуальну наукову задачу зниження пожежонебезпечності в системах пилоприготування вугільного палива шляхом ліквідації умов самозагоряння пилових відкладень і оптимізації асортименту молольних тіл, що забезпечує ефективний помел з виключенням можливості загоряння вугілля.

На основі аналізу пожежонебезпечності систем пилоприготування вугільного палива встановлено необхідність проведення теоретичних й експериментальних досліджень методів ліквідації самозагоряння пиловідкладень та загоряння подрібнюваного вугілля в помольних агрегатах.

Теоретично встановлено залежність пожежонебезпечної товщини пилових відкладень від розміру вугільних частинок і температури навколишнього середовища. Експериментально встановлено, що для умов системи пилоприготування Зміївської ТЕС товщина шару не повинна перевищувати 7 мм.

Розроблено теоретичні основи оптимального вибору асортименту молольних тіл, які забезпечують ефективний помел з виключенням можливості загоряння вугілля. Доведено, що асортимент молольних тіл повинен відповідати розподілу Розена - Раммлера.

Розкрито механізм дисипації енергії при зіткненні в кульовому млині сферичних робочих тіл, що супроводжується зміною структури вугілля і його пластифікації, виділенням тепла і летких речовин, достатніх для загоряння. Це дозволило встановити, що використовування робочих тіл діаметром, більшим за 47 мм, при помелі пісного вугілля приводить до його загоряння.

Визначено максимальні розміри молольних тіл і частинок вугілля з позицій пожежобезпечності. Для запобігання інтенсивній механодеструкції вугілля в умовах Зміївської ТЕС необхідно обмежити розмір молольних тіл до 40 мм, а розмір частинок вугілля, що подається на помел, до 25 мм.

Визначено умови загоряння пісного вугілля у процесі його помелу. Експериментально встановлено, що напруження при зіткненні куль більше 50 МПа, сумарна тривалість контакту понад 14-16 с приводять до розігрівання зони дроблення понад 573 К та емісії летких речовин понад 4 - 4,5 %.

Встановлено залежність температури в зоні помелу й емісії летких речовин від асортименту робочих тіл кульового млина. При цьому встановлено, що перехід від використовування куль одного розміру (сумарна маса m = 90 т, D =40 мм - 100 %) до композиції (m = 90 т, D = 40 мм - 30 %, D = 30 мм - 35 %, D =15 мм - 35 %) дозволяє понизити на 23 К температуру в зоні помелу пісного вугілля і в 1,32 рази ? емісію летких речовин.

Визначено температури самозагоряння та тління для різних фракцій вугілля марки Т, що використовується на Зміївській ТЕС.

розроблені профілактичні заходи щодо зниження пожежонебезпечності упроваджені на системах пилоприготування Зміївської ТЕС. А саме:

- недопущення пиловідкладень до критичної товщини, які залежать від конкретних умов їх створення та місцезнаходження;

- вибір асортименту молольних тіл, який унеможливлює зростання температур до небезпечних значень під час подрібнення вугілля у млині;

- рекомендовано розмір частинок вугілля, що подають на помел, який забезпечить зменшення тепловиділення у млині за рахунок підвищення ефективності помелу;

- виключення небезпечної концентрації вугільного пилу в млині;

- зниження небезпечної концентрації кисню в агрегатах помелу вугілля.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ АВТОРОМ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Морозов А. И. экспериментальные исследования процесса нагрева угля и выхода летучих продуктов при помоле твердого топлива в мельницах барабанного типа / А. И. Морозов // Науковий вісник УкрНДІПБ.- Київ, 2008. - № 2(18). - С. 186 - 190.

2. Баранов А. М. Оценка количества контактов мелющих тел и частиц материала, измельчаемого в шаровых мельницах / А. М. Баранов, А. И. Морозов // Науковий вісник будівництва (ХДТУБА) : матеріали І-го міжнародного науково-практичного семінару «Методи підвищення ресурсу міських інженерних інфраструктур». - Харків, 2004. - Вип. 26. - с. 210 - 214. (Здобувачем запропоновано математичну модель визначення кількості контактів молольних тіл та частинок матеріалу в залежності від їх розміру.)

3. Баранов А. М. оценка возникающих напряжений в измельчаемом материале при центральном соударении двух шаров / А. М. Баранов, А. И. Морозов // ХДТУБА. - Харків, 2004. - Вип. 27. - с. 51 - 55. (Здобувачем розроблена методика визначення тиску в шарі матеріалу, що подрібнюється.)

4. Баранов А. М. Влияние фракционного состава измельченного материала на величину энергии разрушения при помоле / А. М. Баранов, А. И. Морозов // ХДТУБА. - Харків, 2005. - Вип. 34. - с. 162 - 167. (Здобувачем визначено витрати енергії на руйнування частинок матеріалу в залежності від їх розміру).

5. Баранов А. М. Влияние ассортимента мелющих тел в мельницах барабанного типа на эффективность разрушения измельчаемого материала при помоле / А. М. Баранов, А. И. Морозов // Вісник національного технічного університету «ХПІ». - Харків, 2006. - Вип. 30. - с. 118 - 122. (Здобувачем запропоновано математичну модель визначення напруження в частках матеріалу, що виникає в результаті удару по них молольними тілами.)

6. Баранов А. М. Пожаробезопасность углей при их интенсивном измельчении / А. М. Баранов, А. И. Морозов // Проблемы пожарной безопасности (Университет гражданской защиты Украины). - Харьков, 2007. - Вып. 22. - с. 24 - 31. (Здобувачем визначено фізико-хімічні зміни органічних сполук вугілля під дією механічної енергії та використання їх для розробки методів зниження пожежної небезпечності процесу підготовки вугільного палива в помольних агрегатах).

7. Баранов А. М. Повышение взрывобезопасности при помоле твердого топлива в мельницах барабанного типа / А. М. Баранов, А. И. Морозов // Проблеми надзвичайних ситуацій: зб. наук. праць УЦЗ України. - Харків, 2007. - Вип. 6. - С. 29 - 39. (Здобувачем розроблено методи виключення небезпечної концентрації вугільного пилу в млинах).

8. Баранов А. М. Влияние на пожаробезопасность залегания пыли в конструктивных элементах агрегатов для помола угольного топлива / А. М. Баранов, А. И. Морозов, И. А. Баранов // Проблемы пожарной безопасности: сб. научн. труд. - Харьков, 2008. - Вып. 23. - с. 24 - 35. (Здобувачем запропоновано рівняння зміни температури в шарі вугільного пилу в часі).

9. Вопросы пожаровзрывобезопасности приготовления пылеугольного топлива с учетом изменения химического состава углей и развития деформаций генетического возврата: матеріали науково-технічної конференції [Актуальні проблеми наглядово-профілактичної діяльності МНС України], (Харків, 19 грудня 2007 р.) МНС України, Університет цивільного захисту України. - Х.: УЦЗУ, 2007. - С.42-45.

10. Збірник тез доповідей XLI науково-практичної конференції Української інженерно-педагогічної академії, (Харків, 28-29 січня 2008 р.) / М-во освіти і науки України, Українська інженерно-педагогічна академія. - Х.: УІПА, 2008. - С25-26.

11. Техногенна безпека. Теорія, практика, інновації : зб. тез за матеріалами міжнар. наук.-практ. конференції, 2008 р. - Л.: ЛДУ БЖД, 2008. - С.97-100.

12. Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация : сборник тезисов докладов V Международной научно-практической конференции, (Минск, 2009). в 3 т. Т 1 / Ред.кол.: Э.Р. Бариев и др. - Мн., 2009. - С. 105-107.

13. Пожежна безпека - 2009: зб. тез доповідей за матеріалами ІХ міжнар. наук.-практ. конференції, 2009 р. - Л.: ЛДУ БЖД, 2009. - С.148-149.

14. Можливості використання методів механіки для розв'язання питань безпеки в умовах надзвичайних ситуацій: зб. тез доповідей VIІI міжвузів. наук.-практ. конф. (Харків, 11 грудня 2009 р.) / МНС України, Університет цивільного захисту України. - Х.: УЦЗУ, 2009. - С.11-12.

15. Наглядово-профілактична діяльність МНС України: матеріали наук.-техн. конф. (Харків, 16 грудня 2009 р.) / МНС України, Університет цивільного захисту України. - Х.: УЦЗУ, 2009. - С.61-63.

АНОТАЦІЯ

Морозов А.І. Зниження пожежонебезпечності в системах пилоприготування вугільного палива. ? Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 21.06.02 - пожежна безпека.

В дисертаційній роботі вирішено актуальну наукову задачу зниження пожежонебезпечності в системах пилоприготування вугільного палива шляхом ліквідації умов самозагоряння пилових відкладень і оптимізації асортименту молольних тіл, що забезпечує ефективний помел з виключенням можливості загоряння вугілля.

Для встановлення загальних закономірностей окислення пилу й визначення критичних умов самозагоряння розроблено й чисельно реалізовано математичну модель самонагрівання пилових залягань.

Запропоновано вибір асортименту молольних тіл у барабанних млинах з урахуванням зниження пожежної небезпечності.

Проведено оцінку фізико-хімічних змін органічних речовин вугілля під дією механічної енергії й використано її для розробки методів зниження пожежної небезпеки при експлуатації помольних установок вугільного палива.

Визначено максимальні розміри молольних тіл і частинок вугілля з позицій пожежонебезпечності.

Визначено тиски, які виникають у зоні подрібнювання, що дозволяє оптимізувати розмір і швидкість молольних тіл, з метою зниження виходу летких речовин і зменшення можливості їхнього загоряння у млині.

Експериментально отримані значення параметрів, які визначають пожежонебезпечність помелу вугілля. Підтверджено результати теоретичних досліджень. Визначено температури самозагоряння та тління для різних фракцій пісного вугілля.

...