Putekļu savācējus izmanto, lai novērstu ugunsgrēka un sprādziena risku rūpnieciskajos procesos, kuros suspendētas ļoti smalkas daļiņas. Taču šie riski bieži vien tiek pārnesti uz putekļu nosūces sistēmu, kas iesūc un filtrē degošos putekļus. Tāpēc profilakses un aizsardzības pasākumi jāpiemēro arī putekļu nosūces sistēmai.
Sommaire
Dažādu veidu putekļu savācēju darbības principi
Tiek izšķirti sausie putekļu savācēji (cikloni, maisa filtri, maisa vai kārtridžu filtri, elektrostatiskie filtri) un mitrie putekļu savācēji.
Cikloni izmanto centrbēdzes spēku, lai atdalītu putekļus no gaisa, kas tos pārnēsā. No augšas uz leju tie iegūst cilindrisku, pēc tam nošķelta konusa formu. Augšējā cilindra augšdaļā ir putekļu gaisa ieplūde, kas ir tangenciāla ciklona perimetram. Ieplūstošais putekļainais gaiss nolaišanās laikā rotē ap sieniņām, gravitācijas spēka rezultātā atdaloties no rupjākām daļiņām. Tad caur ciklona centru gaiss paceļas augšup, kur atrodas izplūdes eja. Rupjie putekļi uzkrājas konusa apakšdaļā un tiek izvadīti caur nosūces ierīci (dubulto aizbīdni, slūžu vai rotācijas vārstu). Izvadā gaisā joprojām ir smalkie putekļi, kurus var noņemt tikai maisveida vai patronu putekļu savācējs.
Maisiņa, kārtridža vai kabatas filtra putekļu savācējs darbojas pēc tāda paša principa kā sadzīves putekļu sūcējs. Katrs filtra maiss, kabatas vai kārtridžs aiztur putekļus uz savas virsmas un caurlaiž gaisu bez putekļiem. Putekļu savācējs sastāv no divām daļām: vienā daļā tiek uzņemts putekļainais gaiss no putekļu savākšanas ierīces; filtra uzmavas aiztur putekļus, vienlaikus caurlaižot cauri gaisu. Putekļu daļas apakšā esošajā tvertnē tiek savākti uzmavas uzkrātie putekļi, kas tiek atbrīvoti ikreiz, kad filtrs tiek atbloķēts (sakratīts vai izpūsts ar saspiestu gaisu). Bunkurs tiek iztukšots noslēgtā tvertnē vai ar rotācijas vārsta palīdzību. Otrajā daļā atputekļotais gaiss iziet no filtra un tiek novadīts kanālā, kurā ventilators ievelk gaisa plūsmu, izvadot to vai atkārtoti ievadot telpā.
Elektrostatiskais filtrs (vai elektrofiltrs) darbojas, pateicoties divu elementu ar pretēju elektrisko lādiņu savstarpējai pievilkšanai. Rūpnieciskais putekļu savācējs negatīvi uzlādē gaisa plūsmā suspendētos putekļus. Tas notiek, laižot tos cauri ļoti augstsprieguma vadu (anoda) tīklam. Pēc tam putekļi tiek atdalīti no gaisa plūsmas, piesaistot tos pozitīvi uzlādētām sieniņām (katodam), pie kurām tie piestiprinās. Uzkrātos putekļus no katodiem pēc tam noņem ar āmuru vai notīra ar ūdeni. Putekļi tiek savākti tvertnē.
Mitrais putekļu savācējs ar putekļiem piesātinātu gaisa plūsmu izlaiž caur ūdens kolonnu (burbuļošana) vai ūdens strūklas aizkaru, vai pretplūsmas ūdens smidzināšanas miglu. Putekļi pielīp pie ūdens molekulām un atdalās no gaisa.
Ugunsgrēka vai sprādziena risks putekļu ekstrakcijas iekārtā
ATEX veidošanās risks
Lai ciklonā veidotos ATEX, gan putekļu līmenim gaisa plūsmā ir jāsasniedz sprādzienbīstamības robeža, gan smalko daļiņu procentuālajam daudzumam ir jābūt pietiekamam. Rupjām daļiņām ir atvēsinoša ietekme uz liesmu, un, ja to ir ļoti daudz, tās neļauj liesmai izplatīties.
Ar putekļiem piesātināta gaisa plūsma, kas iet cauri gaisa vadiem, nonāk putekļiem piesātinātā gaisa kolektorā līdz pat maisa kameras korpusam, un tā var būt ATEX, ja putekļu koncentrācija gaisa plūsmā ir sprādzienbīstamā diapazonā. Šādā gadījumā ATEX iekļūst putekļu savācējā.
ATEX izveidošana var būt īslaicīga. Atkarībā no procesa putekļu līmenis gaisa plūsmā kanālā laika gaitā var mainīties. Degtspējīgu daļiņu emisijas ātrums iekārtas darbības laikā var nebūt nemainīgs, jo īpaši procesa palaišanas vai apturēšanas laikā, darbības pārtraukumu laikā, darbības fāzēs utt. Pneimatiskā maisu vai patronu tīrīšana parasti rada ATEX, jo tīrīšanas laikā vissīkākās daļiņas nonāk atpakaļ pārspiedienā, turklāt, iespējams, arī tad, kad iekārta tiek apturēta (cikla beigu tīrīšana).
Ja mitro putekļu savācēju izmanto, lai filtrētu gaisu, kas satur metāla daļiņas (jo īpaši alumīnija), pastāv risks, ka starp ūdeni un metālu var notikt ķīmiska reakcija, kuras rezultātā rodas ūdeņradis. Metāla īpašības ietekmē reakcijas kinētiku, un normālas putekļu savācēja darbības laikā ūdeņraža emisijas ātrums ir nepietiekams. Kad putekļu savācējs ir izslēgts, ūdeņradis var uzkrāties pārsegā, radot ATEX risku. No otras puses, mitrā atputekļošana parasti ir visdrošākais atputekļošanas veids no ATEX viedokļa, jo aizdegšanās avotus parasti nodzēš ūdens iedarbība.
ATEX aizdegšanās un sprādziena risks
Ar putekļiem piesātinātā gaisa plūsma caur cauruļvadu ir pakļauta putekļu elektrostatiskai uzlādei, jo tie berzējas pret sienu. Šī parādība var rasties arī putekļiem piesārņotajā putekļu savācēju daļā. Elektrostatiskā izlāde var rasties caurulē vai putekļu savācējā. Izdalītā enerģija tiek lēsta mazāka par 10 mJ. Ja izdalītā enerģija pārsniedz suspendēto putekļu minimālo aizdegšanās enerģiju, elektrostatiskā izlāde būs aizdegšanās avots, kas izraisīs ATEX sprādzienu cauruļvadā vai ar putekļiem piesātinātajā maisa kolektora daļā.
Elektrostatiskais filtrs darbojas, izmantojot potenciālu starpību starp anodu un katodu. Šīs starpības intensitātes dēļ ir jāpielāgo attālums starp elektrodiem, lai izvairītos no elektriskā loka veidošanās (pārrāvuma), kas ir ATEX aizdegšanās avots.
Procesa laikā var izdalīties gan putekļi, gan kvēlojošas daļiņas (slīpēšana, frēzēšana utt.). Pēdējās var būt aizdegšanās avots ATEX, kas atrodas putekļu daļā vai putekļu savācēja filtra maisos. Šādā gadījumā parasti priekšroka tiek dota mitrajam atputekļošanas risinājumam vai sausajai atputekļošanai ar dzirksteļu iepriekšēju atdalīšanu un dzirksteļu noteikšanas un dzēšanas ierīci.
Ugunsbīstamība
Nelaimes gadījumu pieredze rāda, ka pēcsprādziena maisveida kamerā bieži vien izceļas ugunsgrēks putekļos, kas nogulsnējas tvertnes apakšā un filtrā, un līdz ar to arī pašā filtrā.
Filtrējot putekļainu gaisu, putekļi neuzkarst. Tāpēc filtrējošos putekļu savācējos nepastāv ugunsgrēka risks pašsaskaršanas dēļ, izņemot īpašus gadījumus, kad apkārtējās vides temperatūrā uztvertajām vielām ir kritisks pašsaskaršanas tilpums. Ja tilpums filtra apakšdaļā to pārsniedz, ugunsgrēka risks kļūst acīmredzams.
ATEX riska novēršanas un aizsardzības pasākumi putekļu savācējiem.
Profilaktiskie pasākumi pēc putekļu savācēja tipa
Maisveida putekļu savācēju ugunsdrošības un sprādzienbīstamības novēršanas pasākums ir elektrostatisko izlādiņu slāpēšana, izmantojot antistatiskus maisus. Tomēr nelaimes gadījumu pētījumi liecina, ka, aizmirstot iezemēt šāda veida filtrus, var rasties elektrostatiskās izlādes, kas pārsniedz parasto putekļu minimālo aizdegšanās enerģiju. Šāds darbības traucējums būtu bīstamāks nekā filtri ar neantistatiskiem apvalkiem.
Maisu māju gadījumā regulāras pārbaudes, lai pārliecinātos, ka maisi nav nolietoti, atvienoti vai caurdurti, ir daļa no ATEX profilakses. Lai pārbaudītu maisu hermētiskumu, var pārbaudīt ieplūdes/izplūdes spiedienu un uzstādīt dūmmēru zonā, kurā nav putekļu.
Lai novērstu elektrostatisko risku, kas var kļūt par aizdegšanās avotu, maisa kameras metāla daļām, tostarp cauruļvadiem, jābūt iezemētām. Tas pats attiecas uz ciklonu. Arī putekļu savācēja iekšpusē esošajām elektriskajām sastāvdaļām jāatbilst ATEX noteikumiem.
Viens no preventīvajiem pasākumiem pret kvēlojošām daļiņām ir putekļu priekšatdalītāja uzstādīšana pirms galvenā putekļu savācēja – ciklona, trieciena separatora vai dzirksteļošanas un dzēšanas ierīces veidā.
Elektrostatisko filtru gadījumā regulāra potenciālu starpības iestatījuma un attāluma starp elektrodiem pārbaude novērsīs elektrisko loku risku.
ATEX sprādzienu novēršana putekļu savācējos ar mitru balss sistēmu ietver: tilpuma vēdināšanu, kad tas ir apturēts, lai novērstu ūdeņraža uzkrāšanos, ūdeņraža noteikšanu putekļu savācēja gaisā. Šāda veida putekļu savācējs jāuzstāda ārpusē, lai atšķaidītu ūdeņraža klātbūtni, vai telpā, kas aprīkota ar ventilāciju, kura īpaši paredzēta sprādziena riskam. Mitrā putekļu savācēja sasalšanai izmantotajos sildelementos pastāv ugunsgrēka risks. Šo sildītāju iegremdēšana ir jāpārbauda.
Aizsardzības pasākumi
Aizsardzības pasākumi attiecas uz :
- Putekļu savācēja aprīkošana ar sprādziena atverēm: putekļu savācēja sienas daļa, kas atveras, tiklīdz sākas pārspiediens, ko rada ATEX iekšējais sprādziens, lai izplūstu gāzes un pārspiediens.
- Sprādziena slāpētāju izmantošana: ierīce, kas konstatē sprādziena sākumu putekļu savācējā, novērš sprādziena maksimālo pārspiedienu, ievadot dzēšvielu, un aizsargā putekļu savācēja sienas no pārraušanas.
- Putekļu savācēja atvienošana no pārējās iekārtas, lai novērstu sprādziena izplatīšanos putekļu savācējā uz cauruļvadiem. Tas nozīmē, ka uz putekļu savācēju savienojošajām caurulēm jāuzstāda vārsts, kas automātiski aizveras spiediena viļņa ietekmē (ATEX pretvārsts vai ātri aizverams vārsts).
