Элеваторы, силосы для муки, мукомольные комбинаты, хлебозаводы отнесены к категории опасных объектов из-за присутствующей на них взрывопожароопасной среды. И виной всему мучная пыль. Она образуется при транспортировке и пересыпании муки, образуя смеси с воздухом (аэрозоли) или скопления на поверхностях (аэрогели). Разбираемся, почему взрывается мука, и как защитить производство от таких аварий.
Немного статистики по происшествиям
Ежегодно в мире происходит 400-500 аварий на объектах хранения и переработки растительного сырья. Из них больше половины случаев пришлось на элеваторы и мукомольные заводы.
Приведем примеры типичных взрывов муки.
- 17 июля 2015 года — Взрыв на мельнице Босли в Конглтоне, графство Чешир, Великобритания. Погибло 4 человека; разрушено четырехэтажное здание. Источник аварии: взрыв древесной муки.
- 5 ноября 2015 года — Взрыв на хлебозаводе в Брашове, Румыния. Пострадало 6 человек, в том числе 1 работник получил многочисленные переломы и ожоги. Источник аварии: взрыв мучной пыли в вентиляционной системе.
- 12 января 2020 года — Хлопок пылевоздушной смеси на комбикормовом комбинате в селе Беленькое Борисовского района Белгородской области, Россия. Пострадало 5 человек; произошло частичное обрушение конструкций и пожар.
- 14 сентября 2021 года — Взрыв на фабрике хлебобулочных изделий в Саванне, штат Джорджия, США. Пострадало 2 человека; ущерб составил 25 000 долларов. Источник аварии: взрыв мучной пыли в помещении для смешивания муки.
Причины, почему на мукомольных заводах происходят взрывы, в большинстве случаев одни и те же:
- несоблюдение пылевого режима, то есть несвоевременная уборка органической пыли;
- нарушение правил пожарной безопасности;
- допуск к работе необученного персонала;
- эксплуатация устаревшего оборудования или несоблюдение правил его эксплуатации;
- нарушение правил обращения с растительным сырьем;
- плохая организация работ на объекте.
Владельцы и инженерно-технические работники объектов переработки растительного сырья должны помнить: мука взрывается и горит. Это связано с ее свойствами.
Взрывоопасность муки
В стандартах по взрыво- и пожаробезопасности есть такой термин, как «нижний концентрационный предел воспламенения (НКПВ)». Он измеряется в граммах на кубический метр и показывает, при какой концентрации пыли в воздухе возможно возгорание. Если она будет ниже, то воспламенения не произойдет.
Все воздушнопылевые среды, где НКПВ ниже 65 г / м3, относятся к взрывоопасным. Воспламенение в них способно привести к локальному первичному взрыву, который может привести к серии разрушительных вторичных взрывов.
Мука взрывоопасна именно из-за своего НКПВ. Он составляет:
- у древесной муки — 11,2 г / м3;
- у мучной пыли (рожь, ячмень и другие зерновые) — 20-63 г / м3;
- у свекловичного сахара — 8,9 г / м3;
- у мелкодисперсной мучной пыли — 10,1 г / м3.
Эти цифры показывают, сколько граммов органической пыли отдельного вида должно содержаться в одном кубометре воздуха, чтобы при контакте с источником воспламенения (электрической искрой, нагретой поверхностью или горящей спичкой) произошел взрыв.
Справочно.НКПВ по ряду веществ для открытого пользования приведен в таблице 7.3.4 Правил устройства электроустановок (ПУЭ), шестое издание. Специалисты по пожарной безопасности и взрывозащите используют профессиональные онлайн-справочники, составленные по ГОСТ и международным стандартам.
Мучная пыль в виде аэрозолей опасна всегда. Причем, чем выше содержание в ней сахара, тем больше риск — смотрите примеры НКПВ. Особую опасность представляют также мелкодисперсные пыли, поскольку они медленнее оседают. Каждая частица вступает в реакцию с кислородом в воздухе, который является окислителем и поддерживает горение.
Мука в виде аэрогелей, то есть осевшая на поверхности, менее опасна. Но нельзя допускать ее скоплений. Во-первых, она способна самовоспламеняться — древесная мука загорается при 255°С. Во-вторых, при завихрениях воздуха, например, из-за работы вентиляции, мучные аэрогели поднимаются в воздух и переходят в состояние взрывоопасных аэрозолей.
Вы можете посмотреть взрыв муки на видео.
Мучные пыли относятся к первому классу взрывоопасности, как легковоспламеняющиеся с быстрым распространением пламени взрыва. Для возгорания достаточно концентрации 10,1 г / м3 и тепла горящей спички, а при концентрации 28 г / м3 давление взрыва будет максимальным.
Причины и места образования мучной пыли
Органическая пыль — побочный продукт многих производств. На пищевых предприятиях она образуется:
- при переработке зерна в муку;
- транспортировке сырья;
- погрузке, смешивании, упаковке муки.
Мучная пыль накапливается в бункерах, силосах для муки, на ковшовых элеваторах. Она присутствует на упаковочных линиях, в мукомольных агрегатах и на транспортерах.
Особенную опасность представляют аспирационные установки, которые своевременно не обслуживают. Фильтры пылеулавливателей засоряются, и в них присутствует высокая концентрация мучной пыли. При включении вентиляции она поднимается в воздух, и может произойти локальный взрыв.
В классификации взрывоопасных зон по международному стандарту IEC 60079-10-1:2020 есть зона 20. Это место, где взрывоопасная среда в виде облака горючей пыли, волокон и летучих частиц в воздухе присутствует постоянно или в течение длительных периодов времени, либо где образуются слои пыли произвольной или чрезмерной толщины.
К зоне 20 относятся:
- циклоны и фильтры;
- мельницы;
- загрузочные воронки;
- бункеры;
- оборудование для транспортировки пылевого продукта, кроме отдельных частей ленточных и цепных конвейеров;
- смесители, сушилки, емкости.
Полностью исключить хлопки мучной пыли на пищевых производствах нельзя. Но можно снизить вероятность их возникновения и принять меры по локализации взрывов, чтобы защитить людей и оборудование.
Взрывопрофилактика и взрывозащита мучных производств
На каждом взрыво-и пожароопасном объекте должны выполняться мероприятия двух типов:
- По предотвращению аварий.
- По локализации аварий и ликвидации их последствий.
Примеры таких мероприятий для защиты от взрыва мукомольного комбината смотрите в таблице.
Профилактика
- Не допускать запыленности воздуха в рабочих зонах выше санитарно-гигиенических нормативов. Применять системы пылеудаления и пылеулавливания.
- Своевременно обслуживать аспирационные установки.
- Систематически убирать пыль, оседающую на стенах, полу и оборудовании.
- Использовать для отделки помещений материалы, препятствующие накоплению пыли.
- Своевременно обслуживать электрооборудование, чтобы исключить возможность искрообразования из-за неисправностей.
- Обучить персонал приемам и способам безопасного выполнения работ.
- Использовать оборудование, сертифицированное для работы во взрывоопасных средах.
- Организовать и проводить производственный контроль на опасном объекте.
Защита
- Провести аудит взрывобезопасности производства в проектной организации. Классифицировать опасные зоны и разработать мероприятия по их защите.
- Для предотвращения разрушения оборудования использовать устройства освобождения взрыва — взрыворазрядители. Чаще всего устанавливаются на нориях и дробилках, где есть возможность отвода энергии взрыва в открытое пространство.
- Для защиты людей и оборудования в закрытых помещениях применять пламегасители и системы локализации взрыва. Например, HRD-барьеры.
- Применять сигнализаторы и устройства электроблокировки, которые останавливают работу оборудования при нештатных ситуациях.
- Использовать системы пожаротушения.
- Обеспечить периодические тренировки персонала для отработки действий при аварии и пожаре.
Меры взрывопрофилактики и взрывозащиты разрабатываются индивидуально для каждого опасного объекта. В законодательстве содержатся общие требования, которые нужно адаптировать под условия эксплуатации на конкретном предприятии.
Такую работу выполняют специализированные экспертные организации. Например, им можно заказать расчет взрыворазрядных панелей на бункеры хранения муки. Проектировщики определяют класс необходимых устройств, места его установки с учетом специфики отдельного объекта. Специалисты ATEXCENTER KZ могут осуществить все работы по проектированию и подбору технического решения «под ключ».
