Последний отзыв
Да, первый рассказ из сборника, что я успела прочитать, что надо! И написано хорошо, и содержание необычное, но жизненное. Очень понравилось, хотя там...
Далее
По всем вопросам обращайтесь на: info@litportal.ru
(©) 2003-2024.
✖
Рекомендации по проектированию безопасных установок для сушки угля. Оборудование. Примеры. Анализ ошибок
Настройки чтения
Размер шрифта
Высота строк
Поля
Рекомендации по проектированию безопасных установок для сушки угля. Оборудование. Примеры. Анализ ошибок
Dr.-Ing. W. Garber
Рассмотрены процессы сушки угля, условия и механизм воспламенения и взрыва пылевоздушной смеси. Технология обеспечения безопасности. Снижение содержания кислорода в газах. Анализ оборудования сушильных установок. Анализ срабатывания взрывных предохранительных клапанов. Компоновки цехов сушки на угле-обогатительных фабриках. Примеры ошибок при проектировании. Рекомендации и примеры безопасных установок для сушки угля.
Рекомендации по проектированию безопасных установок для сушки угля
Оборудование. Примеры. Анализ ошибок
Dr.-Ing. W. Garber
© Dr.-Ing. W. Garber, 2021
ISBN 978-5-0055-8329-1
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
Ing.-B?ro Feuerungs- und Trocknungstechnologien, dr.w.garber@ftt-ing.de, www.ftt-ing.de
Германия, Дюссельдорф
Введение
История
Технический прогресс в России обошел стороной технологию сушки углей. Во многом это продолжение ситуации в СССР, когда угольные технологии рассматривались как «не самые главные» по сравнению с технологиями добычи и переработки нефти и природного газа, или, например, с ракетной техникой.
Неумение сушить горючие материалы, такие как уголь, черта не только России. Технологией современной сушки угля не владеют также в Китае, Индии, Малайзии, Австралии и в США. Отличие России в том, что здесь добычу обогащение угля приходится вести в районах с минусовыми температурами в течение 6—10 месяцев. Поэтому без сушки угля не обойтись.
Фактором, вызвавшим «задержку в развитии» технологий сушки угля, было также поступление на рынок нового оборудования для глубокого механического обезвоживания мелких продуктов обогащения – угольных концентратов. На угольных предприятиях и у проектировщиков, встраивающих новые дисковые фильтры, фильтр-прессы и гипер-фильтры в реконструируемые или новые обогатительные цеха, сложилась иллюзия, что от опасной и весомой по капитальным затратам технологии термической сушки угля можно отказаться. Новые обогатительные фабрики более двух десятилетий строились без установок сушки угля.
В период «безсушильной паузы» сложилось ясное понимание о уровне потерь товарного продукта и технологических трудностях, сопутствующих обогащению углей без окончательной операции по термической сушке мелкодисперсных углей. Потери концентратов угля составляют примерно 10% от общего выпуска товарной продукции. Переувлажненные обогащенные концентраты, по причине повышенной влажности, не могут быть проданы. Обогащение выполнено, а продажа высоковлажного концентрата не может состояться. Это потери для экономики обогатительной фабрики.
Возвращение в 2010-х годах к проектированию сушильных установок Россия встретила в условиях, когда на всех без исключения установках сушки угля, используются технологии 50—70 летней давности, стоит устаревшее оборудование, реализуется опасный процесс сушки в ежесуточными остановками на 4 часа. Сушка мелкого взрыво-пожароопасного угля ведется при содержании кислорода в газах, которое в два раза превышает безопасный уровень.
Проектировние и строительство новых сушильных установок осложняется использованием старых советских норм и методик, повторенных слово в слово в российских нормах, отсутствием литературы по сушке, отсутствием специалистов, знающих технологии безопасной сушки угля.
Является ли технология безопасной сушки мелкого угля «белой зоной», неизвестной областью, знание которой отсутствует у живущих на земле инженеров? К счастью это не так. Этот процесс европейские инженеры научились реализовывать совершенно безопасно.
Доказательством надежности разработанной технологии и оборудования является факт, что с 60-х годов прошлого века до настоящего времени на многих сотнях установок сушки-помола каменного угля на основе европейского оборудования не было случаев взрывов или пожаров.
Европейские решения
Фирмы, разрабатывающие промышленные процессы и технологии, формулируют основы этих процессов в форме текстов для внутреннего использования. Эти тексты содержат know how фирмы в концентрированном виде и служат для передачи знаний от опытных инженеров к молодым.
Книга, которую Вы открыли, содержит know how по технологии безопасной сушки углей и других горючих материалов немецкой фирмы Ing.-B?ro Feuerung- und Trocknungs-Technologien (технологии сушки и горения). Описаны процессы и оборудование, знания о которых необходимы для проектирования безопасных сушильных установок. Тексты адаптированы для российских инженеров, учитывая состояние знаний в этой области.
Основой процесса сушки углей, который практикуется в России, является режим с высоким содержанием кислорода. Опасность такой реализации процесса усугубляется прерыванием сушки каждые сутки на 4 часа, вызванным остановкой углеобогатительной фабрики. К этому добавляются использование топочного оборудования с высокой тепловой инерционностью, не позволяющего оперативно управлять процессом, и другие сложности, подробно описанные в книге. Условия реализации процесса сушки углей в режимах опасных для людей и предприятий, к сожалению, не полностью запрещаются действующими в России техническими нормами.
К чести российских инженеров, можно сказать, что они ухитряются «выживать» в описанных условиях. Прежде всего это касается разумно построенной системе мокрой газоочистки за установками сушки угля. Эта система неэкономична и неэффективна, но она является безопасной.
В книге описана концепция перехода от опасной прерывной технологии сушки углей с высоким содержанием кислорода в газах к безопасной непрерывной технологии сушки с низким содержанием кислорода, при которой взрыв или возгорание угля невозможны. Дана также информация по современным средствам защиты оборудования от взрыва или возгорания.
Целью книги является описание пути к безопасной технологии сушки углей. По этой причине сознательно не приводятся расчетные методики процессов, формулы и т.п., которые часто затрудняют понимание сути вопроса эксплуатационным персоналом. Вместо формул дано большое количество графических материалов, которые упрощают понимание процессов и работы оборудования. Все графические материалы базируются на опыте реального проектирования и работе реально выпускаемого оборудования.
Изложенные в книге принципы построения безопасных технологий базируются на европейском нормативном материале. Объединяющими документами являются Директивы АТЕХ, которые создают техническую среду для реализации безопасных процессов и изготовления безопасного оборудования.
Директивы АТЕХ не приняты в России как действующие нормы. В этом нет ничего страшного. Директивы АТЕХ не противоречат российским нормам и могут использоваться как полезное дополнение. Дополнение, которым можно пользоваться добровольно, без принуждения. Директивы АТЕХ призывают к открытому творческому процессу в области обеспечения безопасности. По моему мнению, это одна из важнейших особенностей этих документов.
Процессы сушки угля можно сделать безопасными. Строительство цехов сушки угля и приобретение оборудования можно выполнить без лишних затрат. В книге даны рекомендации и примеры оптимальной компоновки цехов сушки на площадке обогатительной фабрики. Даны технологические схемы, примеры выбора и компоновки оборудования, выполнен анализ ошибок при проектировании.
Эффективное использование угля в энергетике, металлургии, химии невозможно без удаления из угля лишней влаги.
Надеюсь, что книга окажется полезной для молодых инженеров.
01. Общие особенности процесса сушки
Рассмотрим вначале особенности процессов сушки, которые являются общими для горючих материалов, таких как уголь, и негорючих материалов, таких, например, как концентраты руд металлов, глины и т.п..
Рис 1. Изменение температуры и влажности материала при сушке: 1 – влажность, 2 – температура
На рис 1. показано изменение влажности (1) и температуры (2) тела при сушке. Чаще всего в начальный момент температура всех точек тела одинакова и равна начальной температуре материала ?
. Если температура газовой фазы равна t
, то именно к этому значению стремится средняя температура высушиваемого материала ?.
На кривой кинетики сушки можно выделить три участка: период прогрева (АВ); период постоянной скорости сушки (ВС) – первый период; период падающей скорости (СD) – второй период.
В период прогрева подводимая к материалу тепловая энергия горячих газов расходуется на прогрев материала от начальной температуры ?
до температуры мокрого термометра t
и на испарение части влаги. Период прогрева обычно незначителен по сравнению с другими периодами сушки. Скорость сушки обычно возрастает от нуля до некоторого значения N в первый период.
После периода прогрева наступает период постоянной температуры материала (ВС). При этом влажность материала интенсивно уменьшается по линейному закону. В этом периоде вся теплота, подводимая к телу, затрачивается на интенсивное поверхностное испарение влаги, и температура материала остается постоянной, практически равной температуре испарения жидкости со свободной поверхности (t
).
В границах периода сушки ВС температура угля составляет 50—80° C. При времени сушки не более 0,5 часа (это максимальное время нахождения угля в сушильном барабане) такие температуры являются безопасными, не вызывают явлений саморазогрева в массе угля.
В периоде ВС температуры греющих газов отдающих тепло углю могут составлять 600—1000° C. Это не вызывает повышения температуры угля выше указанных 50—80° C, пока в угле сохраняется достаточное количество свободной влаги.
При сушке угля до 3—6% в нем сохраняется свободная влага и процесс сушки протекает в пределах периода постоянной температуры материала. Сушка углей при постоянной температуре является безопасной по причине отсутствия перегрева.
Постоянная конечная температура подсушиваемого угля обусловливает тот факт, что конечная температура газов, выходящих из сушильного аппарата, также стабилизируется и поддерживается постоянной, обычно в диапазоне 80—90° C. На основе контроля температуры уходящих газов выполняется регулирование процесса сушки.
На рис. 1 показан также второй период сушки с падающей скоростью сушки, когда уменьшение влагосодержания материала описывается кривой СD. Этот период в общем случае тоже можно разделить на два участка. В конце второго периода сушки влагосодержание материала асимптотически стремится к равновесному состоянию, достижение которого означает полное прекращение дальнейшего испарения влаги из материала. В этом периоде испарение влаги с поверхности материала замедляется, его температура начинает повышаться и может достигнуть температуры газовой фазы (t
). [24].
Dr.-Ing. W. Garber
Рассмотрены процессы сушки угля, условия и механизм воспламенения и взрыва пылевоздушной смеси. Технология обеспечения безопасности. Снижение содержания кислорода в газах. Анализ оборудования сушильных установок. Анализ срабатывания взрывных предохранительных клапанов. Компоновки цехов сушки на угле-обогатительных фабриках. Примеры ошибок при проектировании. Рекомендации и примеры безопасных установок для сушки угля.
Рекомендации по проектированию безопасных установок для сушки угля
Оборудование. Примеры. Анализ ошибок
Dr.-Ing. W. Garber
© Dr.-Ing. W. Garber, 2021
ISBN 978-5-0055-8329-1
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
Ing.-B?ro Feuerungs- und Trocknungstechnologien, dr.w.garber@ftt-ing.de, www.ftt-ing.de
Германия, Дюссельдорф
Введение
История
Технический прогресс в России обошел стороной технологию сушки углей. Во многом это продолжение ситуации в СССР, когда угольные технологии рассматривались как «не самые главные» по сравнению с технологиями добычи и переработки нефти и природного газа, или, например, с ракетной техникой.
Неумение сушить горючие материалы, такие как уголь, черта не только России. Технологией современной сушки угля не владеют также в Китае, Индии, Малайзии, Австралии и в США. Отличие России в том, что здесь добычу обогащение угля приходится вести в районах с минусовыми температурами в течение 6—10 месяцев. Поэтому без сушки угля не обойтись.
Фактором, вызвавшим «задержку в развитии» технологий сушки угля, было также поступление на рынок нового оборудования для глубокого механического обезвоживания мелких продуктов обогащения – угольных концентратов. На угольных предприятиях и у проектировщиков, встраивающих новые дисковые фильтры, фильтр-прессы и гипер-фильтры в реконструируемые или новые обогатительные цеха, сложилась иллюзия, что от опасной и весомой по капитальным затратам технологии термической сушки угля можно отказаться. Новые обогатительные фабрики более двух десятилетий строились без установок сушки угля.
В период «безсушильной паузы» сложилось ясное понимание о уровне потерь товарного продукта и технологических трудностях, сопутствующих обогащению углей без окончательной операции по термической сушке мелкодисперсных углей. Потери концентратов угля составляют примерно 10% от общего выпуска товарной продукции. Переувлажненные обогащенные концентраты, по причине повышенной влажности, не могут быть проданы. Обогащение выполнено, а продажа высоковлажного концентрата не может состояться. Это потери для экономики обогатительной фабрики.
Возвращение в 2010-х годах к проектированию сушильных установок Россия встретила в условиях, когда на всех без исключения установках сушки угля, используются технологии 50—70 летней давности, стоит устаревшее оборудование, реализуется опасный процесс сушки в ежесуточными остановками на 4 часа. Сушка мелкого взрыво-пожароопасного угля ведется при содержании кислорода в газах, которое в два раза превышает безопасный уровень.
Проектировние и строительство новых сушильных установок осложняется использованием старых советских норм и методик, повторенных слово в слово в российских нормах, отсутствием литературы по сушке, отсутствием специалистов, знающих технологии безопасной сушки угля.
Является ли технология безопасной сушки мелкого угля «белой зоной», неизвестной областью, знание которой отсутствует у живущих на земле инженеров? К счастью это не так. Этот процесс европейские инженеры научились реализовывать совершенно безопасно.
Доказательством надежности разработанной технологии и оборудования является факт, что с 60-х годов прошлого века до настоящего времени на многих сотнях установок сушки-помола каменного угля на основе европейского оборудования не было случаев взрывов или пожаров.
Европейские решения
Фирмы, разрабатывающие промышленные процессы и технологии, формулируют основы этих процессов в форме текстов для внутреннего использования. Эти тексты содержат know how фирмы в концентрированном виде и служат для передачи знаний от опытных инженеров к молодым.
Книга, которую Вы открыли, содержит know how по технологии безопасной сушки углей и других горючих материалов немецкой фирмы Ing.-B?ro Feuerung- und Trocknungs-Technologien (технологии сушки и горения). Описаны процессы и оборудование, знания о которых необходимы для проектирования безопасных сушильных установок. Тексты адаптированы для российских инженеров, учитывая состояние знаний в этой области.
Основой процесса сушки углей, который практикуется в России, является режим с высоким содержанием кислорода. Опасность такой реализации процесса усугубляется прерыванием сушки каждые сутки на 4 часа, вызванным остановкой углеобогатительной фабрики. К этому добавляются использование топочного оборудования с высокой тепловой инерционностью, не позволяющего оперативно управлять процессом, и другие сложности, подробно описанные в книге. Условия реализации процесса сушки углей в режимах опасных для людей и предприятий, к сожалению, не полностью запрещаются действующими в России техническими нормами.
К чести российских инженеров, можно сказать, что они ухитряются «выживать» в описанных условиях. Прежде всего это касается разумно построенной системе мокрой газоочистки за установками сушки угля. Эта система неэкономична и неэффективна, но она является безопасной.
В книге описана концепция перехода от опасной прерывной технологии сушки углей с высоким содержанием кислорода в газах к безопасной непрерывной технологии сушки с низким содержанием кислорода, при которой взрыв или возгорание угля невозможны. Дана также информация по современным средствам защиты оборудования от взрыва или возгорания.
Целью книги является описание пути к безопасной технологии сушки углей. По этой причине сознательно не приводятся расчетные методики процессов, формулы и т.п., которые часто затрудняют понимание сути вопроса эксплуатационным персоналом. Вместо формул дано большое количество графических материалов, которые упрощают понимание процессов и работы оборудования. Все графические материалы базируются на опыте реального проектирования и работе реально выпускаемого оборудования.
Изложенные в книге принципы построения безопасных технологий базируются на европейском нормативном материале. Объединяющими документами являются Директивы АТЕХ, которые создают техническую среду для реализации безопасных процессов и изготовления безопасного оборудования.
Директивы АТЕХ не приняты в России как действующие нормы. В этом нет ничего страшного. Директивы АТЕХ не противоречат российским нормам и могут использоваться как полезное дополнение. Дополнение, которым можно пользоваться добровольно, без принуждения. Директивы АТЕХ призывают к открытому творческому процессу в области обеспечения безопасности. По моему мнению, это одна из важнейших особенностей этих документов.
Процессы сушки угля можно сделать безопасными. Строительство цехов сушки угля и приобретение оборудования можно выполнить без лишних затрат. В книге даны рекомендации и примеры оптимальной компоновки цехов сушки на площадке обогатительной фабрики. Даны технологические схемы, примеры выбора и компоновки оборудования, выполнен анализ ошибок при проектировании.
Эффективное использование угля в энергетике, металлургии, химии невозможно без удаления из угля лишней влаги.
Надеюсь, что книга окажется полезной для молодых инженеров.
01. Общие особенности процесса сушки
Рассмотрим вначале особенности процессов сушки, которые являются общими для горючих материалов, таких как уголь, и негорючих материалов, таких, например, как концентраты руд металлов, глины и т.п..
Рис 1. Изменение температуры и влажности материала при сушке: 1 – влажность, 2 – температура
На рис 1. показано изменение влажности (1) и температуры (2) тела при сушке. Чаще всего в начальный момент температура всех точек тела одинакова и равна начальной температуре материала ?
. Если температура газовой фазы равна t
, то именно к этому значению стремится средняя температура высушиваемого материала ?.
На кривой кинетики сушки можно выделить три участка: период прогрева (АВ); период постоянной скорости сушки (ВС) – первый период; период падающей скорости (СD) – второй период.
В период прогрева подводимая к материалу тепловая энергия горячих газов расходуется на прогрев материала от начальной температуры ?
до температуры мокрого термометра t
и на испарение части влаги. Период прогрева обычно незначителен по сравнению с другими периодами сушки. Скорость сушки обычно возрастает от нуля до некоторого значения N в первый период.
После периода прогрева наступает период постоянной температуры материала (ВС). При этом влажность материала интенсивно уменьшается по линейному закону. В этом периоде вся теплота, подводимая к телу, затрачивается на интенсивное поверхностное испарение влаги, и температура материала остается постоянной, практически равной температуре испарения жидкости со свободной поверхности (t
).
В границах периода сушки ВС температура угля составляет 50—80° C. При времени сушки не более 0,5 часа (это максимальное время нахождения угля в сушильном барабане) такие температуры являются безопасными, не вызывают явлений саморазогрева в массе угля.
В периоде ВС температуры греющих газов отдающих тепло углю могут составлять 600—1000° C. Это не вызывает повышения температуры угля выше указанных 50—80° C, пока в угле сохраняется достаточное количество свободной влаги.
При сушке угля до 3—6% в нем сохраняется свободная влага и процесс сушки протекает в пределах периода постоянной температуры материала. Сушка углей при постоянной температуре является безопасной по причине отсутствия перегрева.
Постоянная конечная температура подсушиваемого угля обусловливает тот факт, что конечная температура газов, выходящих из сушильного аппарата, также стабилизируется и поддерживается постоянной, обычно в диапазоне 80—90° C. На основе контроля температуры уходящих газов выполняется регулирование процесса сушки.
На рис. 1 показан также второй период сушки с падающей скоростью сушки, когда уменьшение влагосодержания материала описывается кривой СD. Этот период в общем случае тоже можно разделить на два участка. В конце второго периода сушки влагосодержание материала асимптотически стремится к равновесному состоянию, достижение которого означает полное прекращение дальнейшего испарения влаги из материала. В этом периоде испарение влаги с поверхности материала замедляется, его температура начинает повышаться и может достигнуть температуры газовой фазы (t
). [24].
Последний отзыв
Да, первый рассказ из сборника, что я успела прочитать, что надо! И написано хорошо, и содержание необычное, но жизненное. Очень понравилось, хотя там...
Далее