Dulkių surinktuvai naudojami siekiant išvengti gaisro ir sprogimo pavojaus pramoniniuose procesuose, kuriuose suspenduotos labai smulkios dalelės. Tačiau ši rizika dažnai perkeliama į dulkių ištraukimo sistemą, kuri susiurbia ir filtruoja degias dulkes. Todėl prevencijos ir apsaugos priemonės turi būti taikomos ir dulkių ištraukimo sistemai.
Sommaire
Įvairių tipų dulkių surinktuvų veikimo principai
Skiriami sausieji dulkių surinktuvai (ciklonai, rankoviniai filtrai, rankoviniai arba kasetiniai filtrai, elektrostatiniai filtrai) ir drėgnieji dulkių surinktuvai.
Ciklonai, naudodami išcentrinę jėgą, atskiria dulkes nuo jas pernešančio oro. Iš viršaus į apačią jie įgauna cilindro, paskui nupjauto kūgio formą. Viršutinio cilindro viršuje yra dulkių oro įleidimo anga, liestinė ciklono perimetrui. Įeinantis dulkėtas oras leidžiantis žemyn sukasi aplink sieneles ir dėl gravitacijos atsiskiria nuo stambesnių dalelių. Tada per ciklono centrą oras kyla į viršų, kur yra išėjimo anga. Stambios dulkės susikaupia kūgio apačioje ir išleidžiamos per ištraukimo įtaisą (dvigubą sklendę, šliuzą arba rotacinį vožtuvą). Išleidimo angoje ore vis dar yra smulkiausių dulkių, kurias gali pašalinti tik maišinis arba kasetinis dulkių surinktuvas.
Maišelio, kasetės arba kišeninio filtro dulkių siurblys veikia tokiu pačiu principu kaip ir buitinis dulkių siurblys. Kiekvienas filtro maišelis, kišeninis filtras ar kasetė sulaiko dulkes ant savo paviršiaus ir praleidžia nedulkėtą orą. Dulkių surinktuvą sudaro dvi dalys: viena dalis priima dulkėtą orą iš dulkių surinkimo įrenginio; filtro rankovės sulaiko dulkes, o orą praleidžia. Dulkių dalies apačioje esančioje talpykloje surenkamos rankovėse susikaupusios dulkės, kurios išleidžiamos kiekvieną kartą, kai filtras atkemšamas (pakratomas arba išpučiamas suslėgtu oru). Bunkeris ištuštinamas į sandarų konteinerį arba per sukamąjį vožtuvą. Kitoje dalyje iš filtro išeina nuvalytas oras, kuris nukreipiamas į ortakį, į kurį ventiliatorius įtraukia oro srautą, išstumdamas jį arba vėl įleisdamas į patalpą.
Elektrostatinis filtras (arba elektrofiltras) veikia dėl dviejų priešingo elektros krūvio elementų tarpusavio traukos. Pramoninis dulkių surinktuvas neigiamai įkrauna oro sraute suspenduotas dulkes. Tai daroma praleidžiant jas per labai aukštos įtampos laidų tinklą (anodą). Tuomet dulkės atskiriamos nuo oro srauto, pritraukiamos prie teigiamai įkrautų sienelių (katodo), prie kurių jos prisitvirtina. Tada susikaupusios dulkės nuo katodų pašalinamos plaktuku arba valomos vandeniu. Dulkės surenkamos į bunkerį.
Drėgnuoju dulkių surinkimo įrenginiu dulkių prisotintas oro srautas praleidžiamas pro vandens stulpelį (burbuliavimą), vandens čiurkšlę arba priešpriešais purškiamo vandens rūką. Dulkės prilimpa prie vandens molekulių ir atsiskiria nuo oro.
Gaisro arba sprogimo pavojus dulkių ištraukimo įrenginyje
ATEX susidarymo rizika
Kad ciklone susidarytų ATEX, dulkių kiekis oro sraute turi pasiekti sprogimo ribą, o smulkiųjų dalelių procentinė dalis turi būti pakankama. Stambios dalelės aušina liepsną ir neleidžia jai plisti, kai jų yra labai daug.
Dulkių prisotintas oro srautas, einantis per ortakius, patenka į dulkių prisotintą oro surinktuvą iki maišytuvo korpuso ir gali būti ATEX, jei dulkių koncentracija oro sraute yra sprogioje zonoje. Tokiu atveju ATEX pateks į dulkių surinktuvą.
ATEX gali būti suformuota laikinai. Priklausomai nuo proceso, dulkių kiekis oro sraute ortakyje laikui bėgant gali kisti. Degiųjų dalelių išmetimo lygis eksploatuojant prietaisą gali būti nepastovus, ypač proceso paleidimo ar sustabdymo metu, nepertraukiamo darbo metu, darbo fazėse ir pan. Pneumatinis maišelių ar kasečių valymas paprastai sukelia ATEX, nes valant smulkiausios dalelės vėl patenka į perteklinius sluoksnius, be to, galimai ir sustabdžius įrenginį (ciklo pabaigos valymas).
Kai drėgnuoju dulkių surinktuvu filtruojamas oras, kuriame yra metalo dalelių (ypač aliuminio), kyla pavojus, kad tarp vandens ir metalo įvyks cheminė reakcija, kurios metu susidarys vandenilis. Metalo prigimtis turi įtakos reakcijos kinetikai, todėl įprastai eksploatuojant dulkių surinktuvą vandenilio išsiskyrimo greitis yra nepakankamas. Išjungus dulkių surinktuvą, vandenilis gali susikaupti gaubte, todėl kyla ATEX pavojus. Kita vertus, ATEX požiūriu šlapiasis dulkių šalinimas paprastai yra saugiausias dulkių šalinimo būdas, nes uždegimo šaltiniai paprastai užgesinami veikiant vandeniui.
ATEX užsidegimo ir sprogimo rizika
Dulkių pripildytam oro srautui tekant per ortakį, dulkės, trindamosi į sieną, elektrostatiškai įkraunamos. Šis reiškinys taip pat gali pasireikšti dulkėmis užterštoje dulkių kolektorių dalyje. Elektrostatinė iškrova gali atsirasti vamzdyje arba dulkių surinktuve. Apskaičiuota, kad išsiskirianti energija yra mažesnė nei 10 mJ. Jei išsiskyrusi energija viršija minimalią suspenduotų dulkių užsidegimo energiją, elektrostatinė iškrova bus užsidegimo šaltinis, dėl kurio įvyks ATEX sprogimas vamzdyne arba dulkėmis užterštoje rankovės dalyje.
Elektrostatinis filtras veikia dėl potencialų skirtumo tarp anodo ir katodo. Dėl šio skirtumo intensyvumo reikia reguliuoti atstumą tarp elektrodų, kad nesusidarytų elektros lankas (pramušimas), kuris yra ATEX užsidegimo šaltinis.
Vykstant procesui gali išsiskirti ir dulkės, ir švytinčios dalelės (šlifavimas, malimas ir pan.). Pastarosios gali būti uždegimo šaltinis ATEX, esantis dulkėtoje dalyje arba dulkių surinktuvo filtro maišeliuose. Šiuo atveju paprastai pirmenybė teikiama drėgnam dulkių šalinimo sprendimui arba sausam dulkių šalinimui su išankstiniu kibirkščių atskyrimu ir kibirkščių aptikimo bei gesinimo įtaisu.
Gaisro pavojus
Avarijų patirtis rodo, kad posprogimo rankovinėje kameroje dažnai užsidega dulkės, nusėdusios bunkerio dugne ir filtre, o vėliau ir pats filtras.
Filtruojant dulkėtą orą, dulkės neįkaista. Todėl filtruotuose dulkių surinkimo įrenginiuose dėl savaiminio įkaitimo nėra gaisro pavojaus, išskyrus ypatingus atvejus, kai aplinkos temperatūroje surinktos medžiagos turi kritinį savaiminio įkaitimo tūrį. Kai tūris filtro dugne viršija šį tūrį, gaisro pavojus tampa akivaizdus.
ATEX rizikos prevencijos ir apsaugos priemonės dulkių surinkėjams.
Prevencinės priemonės pagal dulkių surinktuvo tipą
Rakučių dulkių surinktuvų gaisro ir sprogimo prevencijos priemonę sudaro elektrostatinių išlydžių slopinimas naudojant antistatinius maišelius. Tačiau nelaimingų atsitikimų tyrimai rodo, kad pamiršus įžeminti šio tipo filtrą, elektrostatinės iškrovos gali viršyti minimalią įprastų dulkių užsidegimo energiją. Šis gedimas būtų pavojingesnis nei filtrai su neantistatinėmis rankovėmis.
Jei tai yra maišų sandėlis, reguliarūs patikrinimai, siekiant užtikrinti, kad maišai nesusidėvėtų, nebūtų atkabinti ar pradurti, yra ATEX prevencijos dalis. Maišų sandarumui patikrinti galima patikrinti įleidimo ir (arba) išleidimo slėgį ir įrengti dūmų matuoklį nepūvančioje zonoje.
Siekiant išvengti elektrostatinio poveikio kaip užsidegimo šaltinio, metalinės rūsio dalys, įskaitant ortakius, turi būti įžemintos. Tas pats pasakytina ir apie cikloną. Dulkių surinktuvo viduje esantys elektriniai komponentai taip pat turi atitikti ATEX reikalavimus.
Viena iš prevencinių priemonių, padedančių išvengti žėruojančių dalelių, yra prieš pagrindinį dulkių surinktuvą įrengti pirminį dulkių separatorių – cikloną, smūginį separatorių arba kibirkščių aptikimo ir gesinimo įtaisą.
Naudojant elektrostatinį filtrą, reguliariai tikrinant potencialų skirtumo nustatymą ir atstumą tarp elektrodų galima išvengti elektros lanko pavojaus.
Užkertant kelią ATEX sprogimams drėgnuosiuose dulkių surinktuvuose, reikia: vėdinti sustabdytą tūrį, kad nesikauptų vandenilis, aptikti vandenilį dulkių surinktuvo ore. Šio tipo dulkių surinktuvas turėtų būti įrengtas lauke, kad būtų galima praskiesti vandenilio kiekį, arba patalpoje, kurioje įrengta specialiai sprogimo pavojui skirta ventiliacija. Drėgnam dulkių surinktuvui užšaldyti naudojamuose kaitinimo elementuose kyla gaisro pavojus. Būtina patikrinti šių šildytuvų įmerkimą.
Apsaugos priemonės
Apsaugos priemonės susijusios su :
- Dulkių surinktuvo įrengimas su sprogimo angomis: dulkių surinktuvo sienelės dalis, kuri atsidaro, kai tik prasideda per didelis slėgis, susidaręs dėl vidinio ATEX sprogimo, kad būtų pašalintos dujos ir per didelis slėgis.
- Sprogimo slopintuvų naudojimas: tai įtaisas, kuris aptinka sprogimo pradžią dulkių surinktuvo viduje, neleidžia sprogimui pasiekti didžiausio viršslėgio, įpurkšdamas gesinimo medžiagos, ir apsaugo dulkių surinktuvo sieneles nuo sprogimo.
- Dulkių surinktuvo atskyrimas nuo likusio įrenginio, kad dulkių surinktuve įvykęs sprogimas neplistų į vamzdyną. Tam ant dulkių surinkėją jungiančių vamzdžių reikia įrengti vožtuvą, kuris automatiškai užsidaro veikiamas slėgio bangos (ATEX atbulinis vožtuvas arba greitai užsidarantis vožtuvas).
