Особенности развития теплофизических процессов самовозгорания и взрыва пыли бурых углей

• Автор: Захаренко, Дмитрий Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 137 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Общие положения

1.2. Основные показатели пожаровзрывоопасности угольной пыли

1.3. Характеристика объекта исследований

1.4. Самовозгорание бурого угля

1.5. Использование кинетических параметров для оценки условий возникновения пожаров и взрывов

1.6. Компенсационностъ процессов самовозгорания бурых углей

1.7. Взрывы угольной пыли

1.8. Методы раннего обнаружения очагов самовозгорания и взрыва..

1.9. Обоснование выбранного направления работы
2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1. Общие положения
2.2. Экспериментальная установка по определению условий самовозгорания
2.2.1. Технические характеристики, устройство и принцип действия
2.3. Экспериментальная установка по определению условий развития взрывов угольной пыли в протяженных каналах
2.4. Экспериментальная установка по определению условий развития взрывов угольной пыли в ограниченных объемах
3. РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Исследование процесса самовозгорания пыли бурых углей
3.2. Модель процесса самовозгорания бурого угля
3.3. Исследование развития взрыва пыли бурого угля в замкнутом объемеЯ
3.4. Исследование характеристик распространения фронта взрыва пыли бурого угля в протяженном канале
3.5. Раннее обнаружение процессов самовозгорания и взрыва пыли бурого угля

3.6. Метод раннего обнаружения очагов самовозгорания и взрыва на базе модуляционного принципа регистрации ИК-излучения
4. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО СОЗДАНИЮ СИСТЕМЫ РАННЕГО ОБНАРУЖЕНИЯ ОЧАГОВ САМОВОЗГОРАНИЯ ТРАКТОВ УГЛЕПОДАЧИ
4.1. Общая характеристика системы
4.1. Состав АСВПЗ и назначение компонентов
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ

Основным источником тепловой и электрической энергии в настоящее время остается ископаемое топливо, перерабатываемое на объектах теплоэнергетики [35]. В последнее десятилетие отмечается тенденция роста потребления твердых видов топлива, что подтверждается последними решениями РАО «ЕЭС России» о переводе ряда ТЭЦ с газообразного топлива на уголь. Эта тенденция проявляется в росте потребления углей восточных месторождений и, в частности, бурого угля Канско-Ачинского бассейна. Так по данным Красноярской угольной компании [125] даже по варианту так называемого «сдержанного спроса» объем добычи угля возрастет к 2005 году до 55-56 млн. тонн против 38 млн. тонн в 2000 году.
Однако, главному достоинству бурых углей - их сравнительно низкой стоимости, сопутствует и главный их недостаток - высокая пожаро- и взрывоопасность, обусловленные значительной хрупкостью и повышенной склонностью такого вида топлива к самовозгоранию. Вопросам же технологической и пожарной безопасности процессов его добычи, транспортировки и переработки, до сих пор не уделяется должного внимания.
Практически любое звено технологической цепочки от добычи угля на разрезе до сжигания его в тепловой электростанции в той или иной мере подвергается опасности пожара или взрыва. Наиболее остро эта проблема стоит для тепловых электроцентралей (ТЭЦ), электростанций и котельных, где любое происшествие, связанное с пожаром или взрывом чревато не только материальными потерями, но и серьезными социальными последствиями. Проблема самовозгорания угля является общемировой, так ежегодные потери угольных ресурсов в результате самовозгорания составляют в Китае более 200 млн. тонн, что равно 7-й части годовой добычи, и помимо прямого экономического ущерба чревато серьезными экологическими последствиями. Самовозгорание является основной причиной пожаров на складах топлива и топливоподачах (50-60%), по этой причине происходит каждый шестой по-

ным способом защиты от взрывов в протяженных помещениях является их локализация.
Ввиду сложности указанных процессов исследование распространения взрывов пыли возможно только на опытных установках. При взрывах пыли в опытных установках с малым объемом (взрывные цилиндры) в процессе воспламенения образуется пламя и происходит повышение давления, при этом невозможно исследовать сам процесс распространения взрыва.
В ВТИ, для детального изучения динамики развития взрыва в объемах подобных галереям ТЭС, был создан экспериментальный стенд [65]. Он представлял собой трубу длиной 4 метра с внутренним диаметром 0,259 м., в которую сжатым воздухом подавалась угольная пыль. Инициирование взрыва проводилось разрядом электрических конденсаторов. С помощь фотоприемников расположенных вдоль канала исследовалась динамика развития фронта пламени и определялась относительная температура пламени. Скорость движения продуктов взрыва определялась с помощью трубок Прандт-ля. В опытах использовалась полидисперсная и тонкая (<63 мкм) пыль бере-зовского угля.
Максимальная скорость распространения фронта пламени по длине взрывной трубы, при увеличении концентрации пыли от 0.23 до 3.24 кг/м3, для полидисперсной пыли увеличивалась от 2.3 до 13.3 м/с, а для тонкой пыли от 2.9 до 40 м/с. В местах регистрации максимальной скорости распространения фронта пламени наблюдалось наибольшее время горения угольной пыли.
1.8. Методы раннего обнаружения очагов самовозгорания и взрыва
Для решения проблемы своевременной локализации очагов самовозгорания и взрыва, крайне важно своевременно и надежно определить сам факт их возникновения.