Обеспечение пожарной безопасности при удалении отходов древесины от станков пневмотранспортными системами

Тюлькин Алексей Викторович – магистрант Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России.

Научный руководитель Бушнев Геннадий Васильевич – кандидат технических наук, доцент Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России.

Аннотация: В данной статье рассмотрена характеристика древесной пыли, образующейся при механической обработке древесины. Приведены способы удаления древесных отложений от станков. Проанализирована пожарная опасность пневмотранспортных систем.

Ключевые слова: деревообрабатывающее предприятие, пневмотранспортная система, древесные отходы, источник зажигания, пожарная безопасность.

Деревообрабатывающая промышленность является одной из составляющих лесной промышленности, которой в нашей стране уделяется огромное внимание. В современном мире древесина не уступает другим видам сырья, она по-прежнему актуальна, из нее изготавливают различную продукцию от зубочистки до конструктивных элементов зданий. В связи с тем, что потребность в изделиях из древесины со временем не снижается, обеспечение пожарной безопасности деревообрабатывающей отрасли лесной промышленности в России занимает одно из приоритетных направлений.

Деревообрабатывающие предприятия являются объектами повышенной пожарной опасности, которая характеризуется:

• пожароопасными свойствами горючих веществ и материалов, обращающихся в производстве (древесина, ее отходы, клей, лакокрасочные материалы и т.д.);
• наличием большого количества сырья и изделий из него на прредприятии;
• возможностью образования в деревообрабатывающих цехах взрывопожароопасных паро- и пылевоздушных концентраций;
• высокой вероятностью возникновения источников зажигания;
• возможностью быстрого распространения пожара.

Древесина, попадая на производства, подвергается механической обработке, которая сопровождается выделением значительного количества пыли, мелкой стружки, опилок и других отходов, которые скапливаются возле станков или оседают на них и на конструкциях здания. Древесная пыль, образующаяся при работе станков, особенно шлифовальных, способна образовывать с воздухом взрывоопасные смеси. Пыль фракции 74–100 мк, выделяемая в больших количествах в процессе шлифования, при влажности до 6,4 % и зольности до 1,5%, имеет нижний концентрационный предел воспламенения от 12,6 г/м³ до 25 г/м³ минимальную энергию зажигания 20 мДж. Пыль, осевшая на оборудовании, электросветильниках, приборах систем отопления и элементах здания также пожароопасна, так как температура ее самовоспламенения 255°С.

Для снижения пожарной опасности деревообрабатывающих цехов вводится механизация и автоматизация технологических процессов. Повышение эффективности работы вентиляционных систем и систем пневмотранспорта, внедрение непрерывно действующих технологических процессов взамен периодически действующих также обеспечивает снижение пожарной опасности деревообрабатывающих цехов, так как при непрерывной поточности пиломатериалов, полуфабрикатов и готовой продукции устраняется скопление большого их количества в проходах, проездах, возле оборудования, на рабочих местах, и как следствие отпадает необходимость в создании буферных площадок для материалов.

Чтобы избежать скопления на станках древесных отходов устанавливают местные отсосы и пневмотранспорт.

При непрерывном удалении древесной пыли, опилок и прочих отходов от станков пневмотранспортными системами частицы древесины перемещаются по воздуховодам и трубопроводам под действием воздушного потока. Каждая установка пневмотранспорта (рис. 1) включает в себя пылевой вентилятор, воздуховоды (материалопроводы), приемники отходов, циклоны с бункерами или пылесборные камеры.

Рисунок 1. Схема всасывающей пневмотранспортной установки:

1 – головной приемник пыли; 2 – режущий инструмент; 3 – дополнительный приемник пыли; 4 – материалопроводы; 5 – магистральный трубопровод; 6 – циклон; 7–бункер-накопитель; 8 – разгрузитель (затвор); 9 –вентилятор.

С целью улавливания крупных отходов древесины применяются циклоны с диаметром цилиндрической части от 1,2 м до 3,4 м,
а для улавливания стружек, опилок, пыли – циклоны с диаметром от 0,25 м до 1,6 м. Корпуса циклонов, предназначенных для улавливания взрывоопасной пыли, обеспечивают взрывными клапанами, площадь которых определяют расчетом или принимают не менее 0,05 м² на 1 м³ объема. [4]

Использование систем пневмотранспорта несомненно сокращает количество горючих отходов в деревообрабатывающих цехах, снижает в помещениях запыленность. Но наряду с этим древесные опилки, стружка, пыль оседают внутри самих систем пневмотранспорта, разветвленной сети воздуховодов (материалопроводов), соединяющих станки. Большая скорость перемещения древесных отходов, а также возможность образования взрывоопасных концентраций пыли в материалопроводах, бункерах и циклонах представляют опасность возникновения и быстрого распространения пожара на большие площади.

Источниками зажигания в деревообрабатывающих цехах являются:

• теплота трения быстровращающихся частей машин и станков при недостаточной их смазке, искры удара в случае нарушения взаимного положения подвижных и неподвижных деталей механизмов;
• открытый огонь при нарушении противопожарного режима;
• фрикционные искры при механической обработке древесины в случае наличия в ней металлических включений (гвоздей, кусочков металла, осколков и т. д.), а также при ударах металла о металл или металла о бетон при работе стальными инструментами;
• самовозгорание отложений древесных отходов, пропитанных маслом, применяемым для смазки станков;
• тепловые проявления электрического тока при механическом повреждении изоляции кабелей электродвигателей станков и различных пил, а также при перегрузке этих электродвигателей;
• искровые разряды статического электричества и молнии;
• теплота нагрева транспортеров и приводных ремней при проскальзывании.

Теплота трения может явиться источником зажигания также при распиловке твердых пород древесины, наличии в ней сучьев, перегрузке и перекосах пил. При шлифовании деревянных лакированных изделий могут образоваться искры в результате трения шлифовальной шкурки о металлические конструкции станков в случае ее повреждения (разрыв, надрыв и т.д.) или при попадании металлических или абразивных материалов в шлифовальную машину, а также перегрев древесины при работе с изношенной шлифовальной шкуркой и при большом нажиме шлифовальных цилиндров. [4]

С целью повышения пожарной безопасности вентиляционных и пневмотранспортных систем применяют вентиляторы из искробезопасных материалов, а в вентиляционные каналах устанавливают заслонками и задвижками с автоматическим приводом для их закрытия в случае аварийной ситуации. Вместе с тем широкое применение получили автоматические системы противопожарной защиты и системы автоматического управления и регулирования технологическими процессами. К ним относятся и автоматические системы обнаружения искр и их тушения. Данные системы обеспечивают выявление искр, а также частиц с опасно высокой температурой сразу после их появления в зоне наблюдения и включение исполнительного механизма, предназначенного для подачи огнетушащего вещества в зону нахождения потенциального источника возгорания. Указанные системы пожаротушения оборудованы датчиками регистрации опасных частиц и исполнительным механизмом, в качестве которого чаще всего выступает быстродействующий клапан для подачи воды, также в их состав входит блок автоматического управления.

Эти системы бывают двух типов в зависимости от принципа срабатывания регистрирующих датчиков. В первом типе применена система реагирования на световое излучение (в диапазоне от ультрафиолетового до инфракрасного). Ко второму типу относятся системы, реагирующие на тепловое излучение. Обе системы имеют низкую инерционность реакции от обнаружения искр до момента подачи огнетушащих веществ, что составляет 2-3мс. За частую для тушения опасных частиц используют водяной туман, создаваемый при подаче воды под большим давлением через специальные оросители, которая в свою очередь подается от автоматической установки пожаротушения. Отличительной особенностью данных установок является возможность обнаружения ими пожара на начальных стадиях, что значительно снижает возможный ущерб.

Наряду с автоматическими системами обнаружения искр и их тушения пневмотранспортные системы оборудуются локальными системами пожаротушения с ручным пуском для тушения уже развившегося пожара. Данная система, как правило имеет собственную насосную станцию, которая обеспечивает необходимый напор воды.

Повышает пожарную безопасность систем пневмотранспорта и применение установок раннего предупреждения возгорания. Принцип их работы состоит в отборе проб воздуха с определенной периодичностью и последующим анализом на наличие частиц дыма и CO₂. Если полученные результаты показывают превышение концентрации хотя бы одного из установленных параметров, то включается система оповещения, а при необходимости срабатывает и система пожаротушения.

Исходя из вышесказанного, можно с уверенностью утверждать, что при строгом соблюдении противопожарного режима в цехах деревообрабатывающих предприятий (запрещение курения, использования открытого огня, проведения сварочных работ), регулярной уборке помещений и оборудования от древесных отходов и промасленной ветоши, использовании местных отсосов и пневмотранспорта, для непрерывного удаления опилок, стружки, пыли и прочих отходов от станков, постоянном контроле исправности электрооборудования, электропроводки, систем производственной автоматики, а также автоматических систем противопожарной защиты, можно обеспечить пожарную безопасность предприятий деревообрабатывающей промышленности.

Список литературы

1. Клубань В.С., Петров А.П., Рябиков В.С. Пожарная безопасность предприятий промышленности и агропромышленного комплекса. Учебник - М.: Стройиздат,1987. − 477с.
2. Назаренко Е.С. Пожарная безопасность деревообрабатывающих производств. – М. : Лесная пром-сть, 1990. – 272 с.
3. Федеральный закон от 22.07.2008 № 123-ФЗ (ред. от 27.12.2018) «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
4. ППБО-157-90. Правила пожарной безопасности в лесной промышленности" (утв. Минпромом РФ 13.01.1992).