1.2. Причины саморазогревания и самовозгорания фрезерного торфа
Самовозгорание фрезерного торфа, уложенного в штабель, является следствием происходящих в нем процессов саморазогревания. По данным института торфа АН Белоруси, самовозгорание имеет три периода изменения температуры: инкубационный, интенсивного подъема температуры и пульсации. Продолжительность каждого периода зависит от вида и влажности торфа. При одинаковой влажности инкубационный период длится: осокового торфа 15-20 дней; верхового – 20-30; древесно-тростникового – 35-40. В этот период активно протекают микробиологические процессы. Период интенсивного подъема температуры характеризуется усилением биологических, физико-химических и экзотермических реакций, способствующих подъему температуры в сутки примерно на 2-3°С. Третий период – пульсации – характеризуется установившимся температурным режимом. В этот период иногда происходит самовозгорание торфа, возникающее при температуре 50°С. Торф превращается в обугливающуюся пористую сухую массу – полукокс, который при проникновении к нему кислорода самовозгорается. При самовозгорании образуются отдельные скрытые очаги горения, обнаруживаемые по выделяющемуся дыму.
Исходными данными при определении категории склонности торфа к саморазогреванию и самовозгоранию являются: тип торфа, степень разложения и содержание подвижного железа Feподв., определяемые в образцах торфа, отобранных при ежегодной паспортизации (табл. 1.2)
Таблица 1.2
Классификация торфа по категории склонности к самовозгоранию
Категория склонности к самовозгоранию |
Тип торфа |
Степень разложения R % |
Содержание сухого вещества Feподв, мг/кг |
Особо опасная |
Низинный |
<35 |
225 |
Переходной |
180 |
||
Верховой |
120 |
||
Опасная |
Низинный |
<35 |
100…225 |
Верховой |
60…120 |
||
Малоопасная |
Низинный |
<35 |
100 |
Верховой |
60 |
||
Низинный |
³35 |
|
|
Верховой |
|
||
Переходный |
|
Хранение добытого фрезерного торфа в штабелях и мероприятия по предотвращению саморазогревания осуществляются в соответствии с Инструкцией по хранению фрезерного торфа, приведенной в Правилах пожарной безопасности для предприятий торфяной промышленности ([1], прилож. 16).
В дополнение к Инструкции на основании НИР ВНИИТП предложен перечень профилактических мероприятий (табл. 1.3 и 1.4) при организации хранения фрезерного торфа в зависимости от категории склонности его к самовозгоранию.
Таблица 1.3
Мероприятия, проводимые при организации хранения фрезерного торфа
Основание для проведения |
Мероприятия |
Срок проведения |
Предупреждающие саморазогревание |
||
Опасная и особо опасная категории |
Соблюдение требований закладки и формирования штабелей. Уборка торфа в ночное время. Прекращение штабелирования в жаркое время с 12 до 15 часов. Равномерная уборка торфа на оба откоса и торцы штабеля после 6-8 циклов с начала сезона через каждые 1-2 цикла (двусторонняя уборка) |
В течение сезона |
Продолжение таблицы 1.3
Тормозящие и ликвидирующие саморазогревание и самовозгорание торфа |
||
Особо опасная
категория t
= 60°,
неблагоприятные погодные условия
|
Передвижка торфа в штабелях |
В течение сезона |
Особо опасная категория t = 60°C, благоприятные погодные условия |
Внутренняя изоляция штабелей |
То же |
Опасная категория, формирование штабелей на 65-70% полного сечения |
Внутренняя изоляция со стороны валового канала и торцов |
То же |
Передвижка торфа в штабелях в сезоне |
Изоляция сырым торфом |
Сентябрь- октябрь |
Укрупнение штабеля (схема с раздельной уборкой) |
Уплотнение откосов штабелей. Изоляция полиэтиленовой пленкой |
В течение сезона cентябрь- октябрь |
В конце сезона t ³ tкр |
Изоляция сырым торфом при сроке вывозке после 01.12 |
cентябрь-октябрь |
Особо опасная категория |
Первоочередная вывозка |
В течение года |
Опасная категория, вывозка после 01.12 |
Изоляция сырым торфом со стороны полч |
Сентябрь-октябрь |
Возникновение очагов при сроке вывозки: |
|
В течение года |
в течение месяца |
Ликвидация очага, перевалка торфа в штабеле |
|
до 01.12 |
Ликвидация очага, частичная изоляция |
|
После 01.12 |
Ликвидация очага, перевалка торфа в штабеле, полная или частичная повторная изоляция |
|
Возникновение очага после зимнего хранения до 25.05 в штабелях: |
|
В течение года
|
изолированных |
Ликвидация очага, частичная повторная изоляция |
|
неизолированных |
Ликвидация очага, полная изоляция |
|
все категории
|
Температурный контроль |
Июнь- октябрь |
Таблица 1.4
Возможные способы торможения процессов саморазогревания
и самовозгорания фрезерного торфа
Способ |
Квинтэссенция |
Примечание |
Модернизация машины МТФ-71 путем нанесения диэлектрического материала на рабочую поверхность скребков |
Торможение развития термогенных процессов в штабелях фрезерного торфа, в результате образования положительного электрического заряда частиц торфа при соприкосновении с поверхностью диэлектрика рабочего органа |
Наблюдается снижение интенсивности саморазогревания, максимальные температуры снижаются на 12-20°С. ТП №7, 1989, с. 8-10 |
Разрушение и охлаждение зоны саморазогревания с помощью трубчатого воздуховода, изготовленного из титано-никелевого сплава (нитинола) |
Перфорированный листовой нитинол нагревают до 70-80 °С и формируют трубку с краями внакладку. После охлаждения до температуры 20-25 о С повторно деформируют закручиванием в спиралеобразную в сечении трубку, которая закладывается на коньке штабеля так, чтобы один конец трубки сообщался с атмосферой. Закладка трубки в штабель производится при складировании в нем 70-80% планируемого объема торфа. Торф, добытый в последующих циклах уборки, отсыпают в штабель обычным образом, в результате чего в конце сезона добычи воздуховод окажется внутри штабеля в будущей зоне максимального разогрева. При достижении в этой зоне температуры 70-80 °С воздуховод начнет восстанавливать свою «служебную» форму – форму обычной трубы, что приводит к увеличению площади ее поперечного сечения и, следовательно, к увеличению в 5-6 раз объема воздуховода |
Исключение образования активного полукокса, способного к самовозгоранию ТП №9, 1991, с. 4 0-41 |
Многократная отсыпка торфа в штабель с введением выхлопных газов и последующим уплотнением откосов штабеля |
Штабелюющая машина оборудуется трубчатой насадкой, соединенной трубой с вентилятором, отсасывающим часть отработанных газов от выхлопного коллектора двигателя. Охлажденные выхлопные газы через трубчатые насадки вводят параллельно боковой поверхности штабеля на глубину 0,5-0,8 м, уплотнение откосов производится перед очередной отсыпкой |
При оптимальной глубине введения газа (0,5-0,8 м) предотвращается диффузия газа, который наиболее полно сохраняется в зонах, подверженных окислению кислородом воздуха, что предотвращает нагревание торфа в штабеле до температуры выше 52°С. Авт. свид. 1373820 AI |
Продолжение таблицы 1.4
Способ |
Квинтэссенция |
Примечание |
Нанесение изоляционного слоя торфа на открытую охлажденную поверхность откосов штабеля |
После окончания сезона торфодобычи штабелирующей машиной МТФ-71 (72) послойно охлаждают и инактивируют торф штабеля на глубину максимального разогревания (1,0-1,2 м). Послойное снятие торфа начинают с одного торца, затем с откоса от валового канала и второго торца. После снятия слоя толщиной 1,0-1,2 м на открытую охлажденную поверхность наносят изоляцию из торфа влажностью 70-75% с толщиной 0,25-0,30 м и закрывают инактивированным и охлажденным торфом перевалкой его от полей добычи. Толщина снимаемого слоя за один проход машины МТФ-72 0,20-0,25 м, а время его инактивации и охлаждения 2,0-2,5 ч |
Применение данного способа складирования приводит к снижению температуры самовозгорания на 15-18 °С и уменьшение потерь. Авт. Свид. SU 139947I AI |
Устройство для защиты штабелей фрезерного торфа от самовозгорания |
Устройство для защиты штабелей фрезерного торфа от самовозгорания включает герметичный двухслойный чехол. Внутренний слой чехла выполнен из прессованного торфа и заполнен сухим льдом. Наружный слой выполнен из легкоплавкого материала, например нестереорегуляторного полистирола. Устройства для защиты укладывают по мере формирования штабеля на расстоянии 2-4 м одного от другого по ширине, высоте и длине штабеля. При температуре торфа в штабеле, начиная с 65 °С и выше расплавляется участок чехла, прилегающий к зоне разогрева. Углекислый газ, имеющийся в теплоизолирующем слое, образованный за счет расщепления сухого льда, выделяется из устройства в штабель через образовавшееся отверстие |
Авт. Свид. SU 139947I AI |