Taśmociągi

ZABEZPIECZENIE TAŚMOCIĄGÓW CZUJKAMI LINIOWYMI CIEPŁA

Przenośniki taśmowe Jednym z zasadniczych elementów kluczowych dla funkcjonowania zakładu i jednocześnie szczególnie zagrożonych pożarem są rolkowe przenośniki taśmowe. Wysokie zagrożenie pożarem lub wybuchem wynika z braku stałego nadzoru przez personel techniczny i  operatorów przy jednoczesnym stałym procesie transportu  dużych mas materiałów, częstokroć paliw lub materiałów łatwopalnych, w  bezpośredniej bliskości urządzeń elektrycznych i  mechanicznych, będących  elementami taśmociągu. Obracające się rolki i przemieszczająca się taśma mogą w wyniku tarcia lub  iskrzenia spowodować zapłon transportowanego materiału, zanieczyszczeń lub wiórów taśmy. Pożary taśmociągów i wybuchy zamkniętych galerii transportowych węgla lub biomasy są niestety dość prawdopodobne. Miejscami szczególnego ryzyka powstania źródła pożaru są punkty potencjalnego tarcia taśmy przenośnika o stałe elementy taśmociągu i silniki elektryczne napędzające taśmociąg. Największe ryzyko stwarzają jednak zużywające się i uszkodzone rolki taśmociągu, które w wyniku uszkodzenia łożysk, braku smaru lub zatarcia powodują duży wzrost sił tarcia, co prowadzi do szybszego zużywania się taśmy, ale przede wszystkim znacząco zwiększa temperaturę rolki. Pomimo wykonania taśm z materiałów trudnopalnych pożary mogą objąć wióry taśm i pozostałości transportowanego materiału w pobliżu rolek. Ponadto są zagrożone taśmociągi pracujące w zamkniętych przestrzeniach  (galerie nawęglania w elektrowniach lub korytarze w kopalniach), gdzie transportowany materiał może szybko wytworzyć atmosferę zagrożoną wybuchem. Przegrzane rolki, iskrzenie trących elementów mechanicznych  taśmociągu lub pożary tlenia się resztek materiału transportowanego w pobliżu rolek stanowią w takich miejscach podstawowe zagrożenie,  które może prowadzić do wybuchu. Wybuch w galerii czy pożar taśmociągów należą do krytycznych zdarzeń, które mogą wystąpić w obiektach przemysłowych, szczególnie o strategicznym znaczeniu, takich jak elektrownie. Pociągają ogromne straty  materialne i koszty na odtworzenie zniszczonego taśmociągu. W przypadku wybuchów i nieopanowanych pożarów – oprócz samego taśmociągu mogą one zniszczyć także odległe budynki i instalacje zakładu. Znaczne, niejednokrotnie większe straty również są ponoszone w związku z wyłączeniem części lub całości obiektu z funkcjonowania, co oznacza zatrzymanie produkcji i w konsekwencji ponoszenie strat  przez zakład w czasie naprawy. Ryzyko bardzo dużych strat materialnych, w  wyniku pożaru/wybuchu taśmociągów w zakładach przemysłowych i potencjalnie katastrofalne skutki takich zdarzeń powodują, że ubezpieczyciele, rzeczoznawcy i projektanci narzucają szczególnie wysokie wymagania na skuteczne, szybkie i niezawodne systemy zapobiegania, wykrywania i gaszenia pożarów. Zastosowanie takich systemów w dużych obiektach przemysłowych jest  wymagane w świetle dyrektywy europejskiej SERVESO II.

Liniowa czujka ciepła wykrywa, sygnalizuje i lokalizuje  przegrzewające  się  rolki  taśmociągu,  które mogą prowadzić do powstania pożarów tlenia się i/lub wybuchu. Dla skutecznego i szybkiego wykrywania  przegrzewających  się  rolek  taśmociągu kabel  sensoryczny  powinien  być  zainstalowany wzdłuż taśmociągu w pobliżu miejsc wsparcia rolek. Uszkodzona rolka z zatartym łożyskiem lub zużytym smarem będzie się przegrzewała w wyniku wzrostu oporów ruchu. Zamontowanie kabla sensorycznego przy każdym punkcie oparcia wałka rolki na konstrukcji taśmociągu pozwoli na szybki i zdalny pomiar temperatury  każdej  rolki  indywidualnie  i  wszystkich  rolek taśmociągu  jednocześnie.  Mierzona  temperatura rolek  może  być  wizualizowana  operatorowi  na stacji komputerowej z odpowiednim oprogramowaniem.  Detektor  np. dts lub DE-TECT zapisuje  również  pomiary temperatury  wszystkich  rolek  (profil  temperatury kabla  sensorycznego)  w  wewnętrznej  pamięci, z  możliwością  odtworzenia  w  dowolnym  momencie  jako  zapisów  historycznych  temperatury. Dzięki  oprogrogramowaniu  wizualizacyjnemu  na podkładach graficznych obiektu można dokładnie zidentyfikować przegrzewające się rolki wraz z odczytaniem temperatury każdej z nich. Taka funkcjonalność zapewnia znaczną automatyzację procesu nadzoru  i  konserwacji  taśmociągu  oraz  pozwala na  wymianę  rolek,  zanim  ich  zużycie  spowoduje całkowite  zablokowanie  rolki  –  stwarzając  znaczne zagrożenie pożarowe i ryzyko uszkodzenia lub zerwania się taśmy. Zerwanie taśmy transportującej materiał sypki powoduje stratę materiału, utrudnienia  w  oczyszczeniu  taśmociągu,  dłuższy  przestój taśmociągu, a w przypadku taśmociągu węgla, biomasy lub innego paliwa przy przegrzanych rolkach stwarza dodatkowe zagrożenie pożarem.

WYKRYWANIE POŻARÓW

Czujka  liniowa  ciepła  sygnalizuje  sygnałem alarmu  przekroczenie  określonych  progów i  kryteriów  alarmowych  temperatury  w  poszczególnych strefach dozorowych, zdefiniowanych wzdłuż kabla sensorycznego. W ten sposób  sygnalizuje  pożar,  który  rozwinął  się do  stopnia  powodującego  wzrost  temperatury w obszarze nadzorowanym przez każdy kabel  sensoryczny  ponad  kryteria  alarmu. Im  więcej  takich  kabli  chroni  dany  obszar, im  mniejszy  projektowy  zasięg  przyjęto  dla każdego  kabla  sensorycznego,  tym  szybciej  czujka  może  zareagować  na  miejscowy pożarowy  wzrost  temperatury  w  pobliżu taśmociągu. Wykrywanie pożaru przez liniową  czujkę  ciepła  jest  szczególnie  przydatne w  przestrzeni  pod  taśmociągiem,  w  której może gromadzić się transportowany materiał narażony na rozwój powoli rozwijających się pożarów tlenia się. Przy ograniczeniu funkcji liniowej czujki ciepła tylko  do  wykrywania  pożaru  i  zrezygnowaniu z  funkcji  zapobiegania  pożarom  przez  nadzór temperatury każdej rolki – zaleca się uzupełnienie systemu o dedykowane czujki gazów pożarowych przystosowane do pracy w warunkach silnego  zapylenia  i  wykrywające  początki  zjawisk tlenia.

Zalecenia i wymagania projektowe

Dla  zapewnienia  wysokiej  niezawodności systemu  zaleca  się  instalację  kabla  sensorycznego  w  układzie  pętli,  której  oba  końce są podłączone do detektora DTS LUB DE-TECT. Zapewni to pełną funkcjonalność systemu i nieprzerwaną pracę przy uszkodzeniu kabla sensorycznego w  dowolnym  miejscu,  np.  wskutek  zerwania się  taśmy  przenośnika.  W  dużych  zakładach przemysłowych o najwyższych wymaganiach dotyczących bezpieczeństwa zaleca się instalację detektorów DTS LUB DE-TECT w układzie pełnej redundancji – do każdego kabla sensorycznego są podłączone  dwa  niezależne  detektory  DTS lub DE-TECT. Dzięki temu potencjalna awaria lub wyłączenie serwisowe jednego z detektorów DTS lub DE-TECT nie ograniczy  żadnych  funkcji  dozorowych  i  pomiarowych systemu. W  celach  testowych,  kalibracyjnych  i  serwisowych zaleca się zachować 10-20 m zapasu kabla  sensorycznego  na  początku,  na  końcu kabla  i  przy  każdym  przejściu  przez  ściany, w szczególności oddzielające strefy pożarowe. Kabel sensoryczny powinien być zamocowany za pomocą dedykowanych uchwytów i kotew, które  zapewnią  łatwy  demontaż  i  ponowny montaż kabla przez otwarcie uchwytów. Przy projektowaniu funkcji zapobiegania pożarom przez  nadzór  temperatury  rolek  taśmociągu poleca się stosowanie metalowych uchwytów kabla  dla  usprawnienia  efektu  przewodzenia ciepła. Najwyższą niezawodność i trwałość systemu zapewnia  instalacja  światłowodowego  kabla sensorycznego  FRNCSteel,  w  którym  włókna  światłowodowe  są  zabezpieczone  mechanicznie  za  pomocą  luźnej  tuby  stalowej i  oplotu  siatkowego  ze  stali  kwasoodpornej. Kabel FRNCSteel jest ponadto bezhalogenowy, ognioodporny z klasą zachowania funkcji w  warunkach  pożaru  PH120  i  z  przeznaczeniem  do  zastosowań  zewnętrznych  w  temperaturach  normalnej  pracy  od  -50°C  do +100/150°C.

W  rozległych  instalacjach  przemysłowych  kluczowe  są  również  pozostałe parametry  kabla  światłowodowego:  całkowita/bezwzględna  odporność  na  zakłócenia elektromagnetyczne, przepięcia i wyładowania  atmosferyczne,  odporność  na  działanie wilgoci, światła słonecznego (UV), atmosfery korozyjnej  i  silnego  zapylenia.  Dla  uzyskania najwyższej czułości – szybkości reakcji czujki kabel  sensoryczny  ma  bardzo  małą  średnicę Ø3,8 mm i masę, co minimalizuje jego pojemność  cieplną,  przyspieszając  proces  nagrzewania się. Mała średnica kabla i mały min. promień gięcia (4 cm) nie ograniczają możliwych sposobów  instalacji  kabla.  Dla  inwestorów istotnym  argumentem  może  być  długa  żywotność projektowa kabla – 30 lat i brak wymagań prac konserwacyjnych dla kabla. W celu zapobiegania i skutecznego wykrywania pożaru bezwzględnie konieczna jest możliwość lokalizowania miejsca pożaru oraz usterki z wysoką dokładnością – do 1 m na całej długości  kabla  sensorycznego.  Mniejsze  rozdzielczości pomiarowe spowodowałyby brak możliwości  identyfikowania  przegrzewających  się rolek – brak funkcji skutecznego zapobiegania pożarom  i  automatyzacji  sygnalizacji  stanów serwisowych taśmociągów. W celu dokładnego nadzorowania stanu każdej rolki taśmociągu konieczne jest nie tylko sygnalizowanie  przekroczenia  alarmowych  poziomów temperatury, ale także wykonywanie ciągłego  pomiaru  temperatury  wszystkich  rolek, z  wyświetlaniem  i  zapisywaniem  do  pamięci detektora wartości, rozkładu i profilu temperatury wzdłuż taśmociągu. By  zapewnić  możliwość  ochrony  dłuższych taśmociągów  i  wielu  obszarów  przez  jeden detektor  DTS lub DE-TECT,  konieczna  jest  możliwość  swobodnego,  zdalnego  konfigurowania  stref  dozorowych na dowolnych odcinkach kabla z indywidualnie  ustawionymi  kryteriami  alarmu. Optymalna konfiguracja systemu polega na indywidualnym zdefiniowaniu kilku niezależnych kryteriów  alarmu  w  każdej  strefie  dozorowej: zarówno stałych progów alarmowych przekroczenia  zdefiniowanych  wartości  temperatury, jak  i  dynamicznych  kryteriów  przekroczenia szybkości przyrostu temperatury. Najważniejszym w praktyce kryterium alarmowym  jest  samoadaptujące  kryterium  przekroczenia  miejscowego  temperatury  względem średniej temperatury w strefie dozorowej. Detektor zasygnalizuje alarm, jeśli w jakimś miejscu w strefie dozorowej temperatura wzrośnie o  więcej  niż  zadane  ΔT  względem  średniej temperatury w całej strefie. Kryterium adaptacyjne pozwala na najlepsze, samoczynne regulowanie progu alarmu -> czułości systemu niezależnie od pory doby (dzień/noc) i pory roku (lato/zima), które cechują się dużymi wahaniami temperatury pracy czujek. Czułość systemu pozostaje stała, niezależnie od okresowo zmieniającej się temperatury pracy czujki.

Certyfikat  ATEX  detektora  DE-TECT  umożliwia instalację  kabli  sensorycznych  we  wszystkich  strefach  zagrożonych  wybuchem  gazów  (0,1,2),  pyłów  (20,21,22)  i  w  kopalniach  (M1/M2),  a  kabel  jest  całkowicie  bezpieczny i  nie  wymaga  stosowania  barier  iskrobezpiecznych  lub  innych  środków  ograniczających ryzyko wybuchu.

KLIKNIJ NA ZDJĘCIE PONIŻEJ ABY PRZEJŚĆ DO ZAKŁADKI POŚWIĘCONEJ ŚWIATŁOWODOWEJ DETEKCJI TEMPERATURY POŻARU

  • N4387A-008 Światłowodowa liniowa czujka ciepła  – zasięg 8km
  • N4387A-004 Światłowodowa liniowa czujka ciepła  – zasięg 4km
  • N4387A-003 Światłowodowa liniowa czujka ciepła  – zasięg 3km
  • N4387A-002 Światłowodowa liniowa czujka ciepła  – zasięg 2km
  • N4387A-001 Światłowodowa liniowa czujka ciepła  – zasięg 1km

Światłodowa liniowa czujka ciepła DTS z lokalizacją miejsca alarmu pożarowego

Systemy sygnalizacji pożaru kojarzą się z reguły z czujkami punktowymi i ręcznymi ostrzegaczami pożarowymi, które są stałym elementem wyposażenia obiektów publicznych, handlowych, magazynowych oraz tych, z którymi mamy styczność niemal codziennie.

Liniowa czujka ciepła jest czujką specjalną, która wykrywa pożar na zasadzie pomiaru przekroczenia progu lub szybkości wzrostu temperatury na całej długości elementu termoczułego. Czujka taka stanowi więc optymalne zabezpieczenie obiektów, w których występują niekorzystne warunki środowiskowe uniemożliwiające skuteczną detekcję dymu oraz ograniczony dostęp do nadzorowanej powierzchni.

Źródłem pożaru mogą być nagrzewające się powierzchnie, które należy monitorować. Przykładem takich obiektów są: przenośniki taśmowe (zapylenie, przegrzewanie mechanizmów), parkingi, tunele samochodowe i kolejowe (spaliny, podmuchy), szachty i trasy kablowe (brak dostępu, przegrzewanie przewodów), zbiorniki materiałów palnych, instalacje i obiekty przemysłowe (warunki przemysłowe, zapylenie, strefy zagrożone wybuchem).

Wykrywanie ruchomych pożarów na przenośnikach węgla

Aby zachować zgodność z niektórymi elementami nowelizacji ustawy o czystym powietrzu z 1990 r., Wiele zakładów energetycznych obsługujących elektrownie węglowe przestawiło się na węgiel bitumiczny i półbitumiczny niskiego poziomu jako alternatywę dla innych paliw, takich jak gaz ziemny. Elektrownie opalane i przetwarzające ten rodzaj węgla mogą być wyjątkowo podatne na pożary i eksplozje, ponieważ węgiel jest transportowany z magazynu do kotłów z powodu zjawiska zwanego samozapłonem. American Society of Testing for Materials klasyfikuje węgle według ich tendencji do utleniania. Im niższa ranga węgla, tym większa jego skłonność do pochłaniania tlenu, a tym samym większa skłonność do samozapłonu.

Ta wyjątkowa właściwość stwarza nowy rodzaj zagrożenia pożarem i wybuchem, którego wcześniej nie doświadczyło wiele elektrowni węglowych. Pożary z udziałem kruszarek węgla, silosów magazynowych, przenośników, bunkrów i młynów pulweryzacyjnych występują na ogół w wyniku dwóch źródeł zapłonu: samozapłonu (samonagrzewania) węgla oraz tarciowego nagrzewania układu transportu węgla.

Samozapłon

Spontaniczne spalanie następuje z powodu samonagrzewania się węgla. Przy odpowiedniej mieszaninie tlenu, wilgoci, ciepła, czasu, ciśnienia i rozmiaru fizycznego węgiel zaczyna się tlić. Dzieje się tak na obszarach, w których składowany jest węgiel, takich jak stosy węgla, bunkry lub silosy. Typowym przykładem jest głęboko osadzony stos węgla lub pożar bunkra. Najlepsze metody zapobiegania samozapłonom wymagają ciągłej rotacji węgla, aby zapobiec przekształcaniu się miejscowych gorących punktów (tlących się żarów) w głęboko osadzone pożary. Głęboko osadzony pożar węgla nie stanowi istotnego zagrożenia dla elektrowni, o ile tlący się żar nie zostanie wprowadzony do układu transportu węgla. Jeśli na przenośnik zostanie wprowadzony „ruchomy ogień”, dramatycznie zwiększa się liczba okazji do wywołania przez tlący się pożar katastrofalnego pożaru. Pożary wybuchowe w kruszarkach i pulweryzatorach są generalnie powodowane przez wybuch pyłu węglowego zapalony przez przypadkowe wprowadzenie tlącego się węgla do tych systemów obsługi węgla.

Pożary w silosach i bunkrach są często wywoływane w ten sam sposób. Na przykład, jeśli węgiel zostanie przypadkowo zbyt długi w zbiorniku magazynowym bez przedmuchiwania go powietrzem lub gazem obojętnym, stężenie metanu w zbiorniku może przekroczyć dolną granicę palności dla mieszaniny metanu z powietrzem. W takich warunkach wprowadzenie tlącego się węgla do naczynia może wywołać wybuch metanu. W innej sytuacji, jeśli węgiel znajdujący się w bunkrze lub silosie miał okazję wyschnąć, wprowadzenie świeżego węgla tworzy bardzo zapyloną atmosferę w tym zbiorniku. Gdy tlący się węgiel jest przenoszony do zapylonej atmosfery silosu lub bunkra, możliwość wybuchu pożaru lub wybuchu pyłu węglowego osiąga niebezpieczne poziomy.

Ciepło tarcia

Drugie źródło zapłonu obejmuje ciepło tarcia wytwarzane przez sam proces przenoszenia. Podczas operacji zaklejania węgla obecność metali nieczystych lub twardej skały w napływającym węglu może generować iskry. Ponadto rolki, które podtrzymują przenośnik taśmowy co trzy do pięciu stóp, mogą czasami zacinać się lub blokować z powodu braku smaru, nagromadzenia brudu lub awarii mechanicznej.

Po zablokowaniu łożyska luźne mogą się przegrzać do punktu, w którym mogą zapalić węgiel zgromadzony wokół konstrukcji wsporczej łożyska tocznego. Ten rodzaj ognia może następnie szybko rozprzestrzenić się na węgiel na przenośniku.

Niezależnie od źródła zapłonu, pożar w przenośniku węglowym na ogół wymaga całkowitego wyłączenia wszystkich maszyn przetwórczych.

Jak większość zdaje sobie sprawę, tego rodzaju nieplanowane wyłączenie może być bardzo kosztowne zarówno ze względu na straty związane z przestojami, jak i wysokie koszty związane z wymianą uszkodzonego sprzętu. Chociaż ten rodzaj pożaru nie występuje z żadną regularnością, koszty związane z gaszeniem i kontrolowaniem pożaru mogą być na tyle duże, że system wczesnego wykrywania i gaszenia pożaru może być wart poniesienia kosztów instalacji i utrzymania takiego systemu.

Podstawy systemu detekcji

Dobrze zaprojektowany system wykrywania pożaru musi uwzględniać wszystkie potencjalne źródła zapłonu. Na przykład taki system musi monitorować węgiel wchodzący do systemu transportu z miejsc składowania, musi monitorować strumień węgla do iz każdego procesu, w którym ciepło tarcia może generować iskrę, i musi monitorować sam mechanizm przenośnika, aby wykryć przegrzanie przenośnika wskutek tarcia. łożyska luźne.

Jest oczywiste, że aby system wykrywania pożaru był skuteczny, musi być w stanie wykryć masę tlącego się węgla o wielkości zbliżonej do piłki baseballowej, gdy jest on przenoszony z dużą prędkością ze stosu węgla do różnych operacji przeróbki węgla. Po wykryciu tlący się węgiel może zostać skierowany w bezpieczne miejsce, ugaszony za pomocą systemu zraszania wodą lub przenośnik można wyłączyć i całkowicie zalać za pomocą systemu zalewania wodą.

Zwykle jeden z dwóch systemów wodnych jest wdrażany z powodu dużej ilości wody w zakładach przeładunku węgla. Jednak w każdym przypadku kluczem do złagodzenia niebezpieczeństw związanych z samozapłonem węgla jest wyłącznie wczesne wykrycie.

Tradycyjna technologia

Do tej pory systemy ochrony przeciwpożarowej przenośników węgla zazwyczaj obejmowały stosowanie liniowej / punktowej technologii wykrywania ciepła w połączeniu z instalacją tryskaczową. Te elementy są zwykle zawieszone na daszkach nad taśmami przenośnikowymi.

Chociaż systemy te wykazały wysoki stopień niezawodności w wykrywaniu dużych pożarów przenośników taśmowych, ich reputacja ucierpiała z powodu ich powolnej reakcji w zakresie zapobiegania samozapłonom związanym z pożarami.

Istnieją zasadniczo dwa typy systemów wykrywania ciepła: stała temperatura i szybkość narastania. Systemy o stałej temperaturze są zaprojektowane do działania, gdy otaczające je powietrze osiąga temperaturę wyższą niż ich nastawa temperatury (zwykle 135 F lub więcej).

Z drugiej strony, systemy z szybkością wzrostu są w stanie monitorować tempo wzrostu temperatury w jednostce czasu (zwykle wzrost o 10 F do 15 F na minutę). Ogólnie rzecz biorąc, oba typy systemów są używane w zamkniętych obszarach, w których spodziewany jest szybko rosnący pożar i gdzie prędkość wykrywania nie jest uważana za istotną.

Tryskacze można traktować jako systemy wykrywania i gaszenia ciepła połączone w jedno urządzenie podłączone do rury wodociągowej. Zazwyczaj dysza zraszacza jest zamknięta za pomocą dysku lub zaworu utrzymywanego na miejscu przez topliwy stop metalu lub termoczułą bańkę przystosowaną do określonej temperatury (zwykle 135 F). Podobnie jak w przypadku detektorów ciepła, ogień podnosi temperaturę otoczenia, powodując stopienie stopu (lub pęknięcie bańki), tym samym uwalniając wodę na taśmociąg.

Jednak gdy źródłem ciepła jest mały żar węglowy poruszający się z prędkością do 4,5 metra na sekundę, istnieje niewielka szansa, że ​​żar wytworzy ilość ciepła wymaganą do wyzwolenia tryskacza lub czujnika ciepła.

W konsekwencji tlący się węgiel może przemieszczać się na przenośniku niezauważony i ostatecznie trafić do zbiornika magazynowego, gdzie ma możliwość wywołania głęboko osadzonego pożaru lub wybuchu. Jest oczywiste, że tradycyjne systemy mogą niewiele, ale pomagają ograniczyć straty związane z już istniejącym pożarem.

Nowa technologia

Idealnym rozwiązaniem byłby system, który może wykrywać i gasić szybko poruszające się tlące się węgle, zanim dotrą one do bunkrów, silosów magazynowych, stacji kruszenia i młynów proszkowych. Zbadano możliwość wykorzystania w tym zastosowaniu optycznych detektorów płomienia ultrafioletowego i podczerwonego. Jednak eksperymenty wykazały, że tlący się węgiel ma bardzo małe „płomienne spalanie”. W rzeczywistości tlący się węgiel tak naprawdę nie emituje płomienia, po prostu „jarzy się”. W związku z tym zwykłe czujniki płomienia wykrywające energię promienistą nie mogą wykryć tego rodzaju spalania z powodu braku fluorescencji dwutlenku węgla w tlącym się węglu. Potrzebne było urządzenie optyczne, które potrafiłoby wykryć tlący się węgiel przemieszczający się na przenośniku z dużą prędkością, nawet gdy był zakopany pod innym niespalającym się węglem.

Mając na uwadze ten cel,  wykorzystuje się optyczną technologię wykrywania w podczerwieni, która jest specjalnie zaprojektowana do reagowania na promieniowanie emitowane zarówno w procesie spalania na powierzchni żaru, jak i na gorący tlenek węgla i dwutlenek węgla w żarze. emituje podczas ruchu na taśmie przenośnika.

Testy wykazały zdolność detektorów do wykrywania małych kawałków tlącego się węgla na załadowanym przenośniku w obecności źródeł fałszywych alarmów, takich jak reflektory na chodniku przenośnika, promieniowanie słoneczne, światła błyskowe, itp. Gdy żar przemieszcza się z prędkością do do 4,5 m / s, weszły w pole widzenia detektora, jednostki odpowiedziały w ciągu 100 milisekund.

Opatentowana optyka tych urządzeń odfiltrowuje zakłócenia promieniowania ze źródeł innych niż stałe węgle na bazie węglowodorów, takie jak węgiel, eliminując potrzebę stosowania osłon tłumiących światło.

Projekt systemu

Aby być skutecznym, czujniki żaru są montowane z góry konstrukcji przenośnika patrząc w dół na przepływający węgiel. Detektory umieszczone w strategicznych punktach wzdłuż systemu transportowego są zazwyczaj umieszczane w znacznej odległości przed procesem. Aby zapobiec pożarom i eksplozjom, wykrywanie żaru jest najskuteczniejsze, gdy jest zainstalowane zarówno na przenośnikach wejściowych, jak i wyjściowych.

Ogólnie, każdy przenośnik jest monitorowany przez maksymalnie trzy detektory: jeden umieszczony w pobliżu koła pasowego ogonowego, jeden mniej więcej w połowie długości przenośnika i jeden blisko koła pasowego głowicy. Obecnie pojawia się kilka możliwych koncepcji zagospodarowania przestrzennego i zarządzania pożarem.

Jedną z metod jest okablowanie wszystkich trzech czujek jako oddzielnych stref. Gdy żar zostanie wykryty przez pierwszy lub drugi detektor, panel sterowania aktywuje dedykowany system przerywanego rozpylania wody na z góry określony okres czasu dla tej sekcji przenośnika znajdującej się bezpośrednio za reagującymi detektorami. Jeśli żar jest wystarczająco duży, aby nie został ugaszony przez pierwsze dwa przerywane systemy zraszania wodą, jest wychwytywany przez trzeci detektor, który uruchamia taśmę przenośnika i aktywuje dedykowany ręcznie resetowany system zraszania wodą.

Innym podejściem jest podłączenie dwóch pierwszych czujek do jednej strefy, a trzeciego do osobnej strefy. W przypadku wykrycia żaru w pierwszej strefie centrala uruchamia alarm audiowizualny, ostrzegając operatorów o potencjalnej sytuacji pożarowej. Jeśli żar jest wystarczająco duży, aby mógł zostać podniesiony przez obie strefy, tworząc w ten sposób strefę poprzeczną, panel sterowania wyzwala taśmę przenośnika i aktywuje dedykowany, działający lokalnie, skoncentrowany system zraszania wodą na odcinku przenośnika znajdującym się bezpośrednio za trzeci detektor.

W obu przypadkach, przy prędkości taśmy jako znanym parametrze, można obliczyć położenie żaru w dowolnym momencie po wykryciu. Zapewnia to systemowi możliwość gaszenia żaru za pomocą przerywanego, powtarzającego się systemu zraszania wodą (podczas gdy przenośnik nadal działa) zamiast systemu całkowitego zalania lub zalewania wodą.

Zasady działania

Gdy żar przechodzi przez punkt detekcji, detektory przesyłają sygnał alarmowy do panelu sterowania, który natychmiast uruchamia zawór elektromagnetyczny w systemie zraszania wodą, znajdujący się bezpośrednio za reagującym detektorem). To tworzy wzór rozprysku wody na taśmie przenośnika, a gdy żar wchodzi do strefy rozpylania wody, jest on gaszony.

Po krótkim czasie (zwykle od 1 do 30 sekund) zawór elektromagnetyczny zostaje odłączony od zasilania i strumień wody zostaje zatrzymany. Sekwencja ta jest powtarzana za każdym razem, gdy żar mija punkt wykrywania.

Tak więc, jeśli czas rozładowania jest ustawiony na 10 sekund, a detektor generuje sygnał alarmowy co 15 sekund, elektromagnes będzie zasilany przez 10 sekund, odłączany od napięcia na 5 sekund, ponownie zasilany na kolejne 10 sekund itd. wyłączenie przenośnika nie jest wymagane, przestoje praktycznie nie istnieją.

Zintegrowane operacje, takie jak te, wykluczają możliwość przedostania się tlącego się żaru węgla do następnego procesu, w którym mogą wystąpić wybuchy. Dokładną lokalizację detektorów i systemów zraszania wodą ustala się na miejscu w oparciu o długość przenośnika, ładunek paliwa, prędkość taśmy, czas wybiegu i odległość wybiegu.

Liniowa detekcja ciepła

Kompletna koncepcja wykrywania pożaru wymaga również od personelu obsługi, aby zajął się potencjałem zapłonu węgla z przegrzanego łożyska koła zębatego przenośnika. Czynniki takie jak słabe smarowanie, nagromadzony brud i smar lub awaria mechaniczna mogą zablokować łożysko koła pasowego. Jak omówiono, powstałe tarcie może spowodować przegrzanie łożyska.

Ponownie, technika wczesnego wykrywania może zapobiec tego typu pożarom. Liniowe systemy wykrywania ciepła są nadal uważane za jeden z najskuteczniejszych sposobów wykrywania przegrzania łożyska koła zębatego przenośnika. Dostępnych jest kilka typów liniowych systemów wykrywania ciepła, a niektóre z najbardziej zaawansowanych są oparte na zasadach transmisji światła przez światłowody. Zasadniczo liniowy kabel wyczuwający ciepło (LHSC) jest umieszczany w kontakcie fizycznym lub przynajmniej w bezpośrednim sąsiedztwie każdej konstrukcji nośnej łożyska koła pasowego luźnego, jak pokazano na rysunku 3. Czasami LHSC są również prowadzone wokół głowicy przenośnika i ogona koła pasowe.

Należy pamiętać, że LHSC nie powinien być zawieszony nad przenośnikiem, ponieważ nie jest on w stanie wykryć w odpowiednim czasie stanu przegrzania łożyska z tej wysokości (sytuacja podobna do opisanej wcześniej). Podwieszane podwieszane liniowe czujki ciepła mogą nie reagować na stan przegrzania łożyska, dopóki nie przekształci się w podtrzymywany pożar.

LHSC w akcji

Gdy łożysko się przegrzewa, powietrze wokół niego nagrzewa się. Gdy temperatura powietrza wzrośnie powyżej temperatury zadanej czujki, włącza się alarm. Po aktywacji, liniowy system wykrywania ciepła na ogół wyłączy silnik taśmy przenośnika, poza uruchomieniem zlokalizowanego systemu całkowitego zalania dla dotkniętej części przenośnika. Nie stosuje się przerywanych systemów zraszania wodą, ponieważ źródło zapłonu w tym przypadku jest nieruchome.

Zapłać teraz, nie później

Kompletny system ochrony przeciwpożarowej przenośnika węglowego obejmuje zastosowanie zarówno systemu wykrywania żaru, jak i systemu rozpylania wody, aby zapobiec przedostawaniu się tlącego się żaru do sprzętu przetwarzającego węgiel, oraz liniowego systemu wykrywania ciepła i gaszenia, aby zapobiec przekształcaniu się warunków przegrzania jałowych w ciągłe pożary na przenośniku pas.

Ponadto powiązane koszty instalacji i konserwacji tych systemów są znacznie niższe niż koszty naprawy lub wymiany sprzętu uszkodzonego w wyniku pożaru i wybuchu. Systemy wykrywania i gaszenia, takie jak opisane tutaj, zostały zainstalowane w kilku elektrowniach i okazały się niezwykle skuteczne w zapobieganiu pożarom i wybuchom w krytycznych urządzeniach do przeładunku i przetwarzania węgla.