PL221022B1 - System do zabezpieczenia silosu przed pożarem/wybuchem poprzez inertyzację gazem obojętnym, korzystnie azotem, z recyrkulacją powietrza zubożonego w tlen z silosu - Google Patents

Abstract

System do zabezpieczenia silosu przed pożarem/wybuchem poprzez inertyzację gazem obojętnym, korzystnie azotem, z recyrkulacją powietrza zubożonego w tlen z silosu zawierający generator gazu obojętnego, instalację rozprowadzającą gaz obojętny do wnętrza silosu oraz sterownie pracą instalacji gazu obojętnego, znamienny tym, że zabudowany w kontenerze przystosowanym do pracy na wolnym powietrzu generator gazu obojętnego, korzystnie azotu (1), jest zasilany z lokalnej stacji transformatorowej i/lub przystosowany do podłączenia zasilania awaryjnego z generatora prądotwórczego i połączony jest rurociągiem do zbiornika wyrównawczego gazu obojętnego (2), z zaworem zwrotnym (4), który wyposażony jest w reduktor ciśnienia (3), kontrolujący przepływ i ciśnienie sprężonego gazu przez kolektor i dysze (5) zainstalowane pod silosem (6) i na jego obwodzie na optymalnej wysokości, a także ma zabudowany filtrowentylator (10) do odpylenia powietrza wyciąganego z silosu, przy czym napełnianie silosu (6) biomasą odbywa się przy włączonym filtrowentylatorze (10), a na wylocie z filtrowentylatora zainstalowany jest kanał recyrkulacyjny (15) z wentylatorem wspomagającym (16), który kieruje powietrze zassane z silosu o obniżonej już zawartości tlenu z powrotem do silosu, korzystnie poprzez ssanie młyna (11), następnie mielona w młynie biomasa za pomocą nadciśnienia wytworzonego przez młyn jest transportowana wraz z powietrzem o obniżonej zawartości tlenu z kanału recyrkulacyjnego (15) do silosu (6), a w przypadku gdy wzrośnie stężenie tlenu w silosie ponad zadany poziom dopuszczalny, otworzy się przepustnica (17) i generator zacznie dotłaczać gaz obojętny, korzystnie azot do silosu, korzystnie na ssanie młyna (11), celem ponownego obniżenia stężenia tlenu w silosie do wartości zadanego poziomu dopuszczalnego tlenu, dodatkowo na wylocie z filtrowentylatora (10) jest zainstalowany czujnik tlenku węgla CO (19) i zawór upustowy (18), dla zapewnienia prawidłowej pracy układu.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest system do zabezpieczenia silosu przed pożarem/wybuchem poprzez inertyzację gazem obojętnym np. azotem z recyrkulacją powietrza zubożonego w tlen z silosu.

Znany jest z artykułu inż. Tomasza Sowy w kwartalniku z 2008 r. nr 4 „Systemy redukcji tlenu. Analiza praktycznego wykorzystania” sposób zapobiegania pożarom wykorzystujący zjawisko inertyzacji. Artykuł zawiera informacje na temat systemów zapobiegania powstawaniu pożarów wykorzystujących zjawisko inertyzacji, opisuje zasadę działania, budowę, najbardziej typowe zastosowanie i analizę w porównaniu do systemów alarmowania i gaszenia pożarów z uwzględnieniem różnych kryteriów.

Celem wynalazku jest skonstruowanie systemu ochrony silosu do składowania biomasy i instalacji podawania biomasy, który umożliwi zabezpieczenie silosu przed wybuchem/pożarem w warunkach pierwszego napełniania silosu, normalnej pracy silosu, awaryjnego opróżniania oraz w warunkach nieustalonych.

Istota wynalazku polega na skonstruowaniu systemu zabezpieczenia silosu przed pożarem/wybuchem poprzez inertyzację gazem obojętnym, korzystnie azotem, który zbudowany jest z trzech podstawowych części: generatora gazu obojętnego instalacji rozprowadzającej gaz obojętny do wnętrza silosu i sterowników pracy instalacji gazu obojętnego, korzystnie azotowej. Generator produkujący gaz obojętny, korzystnie azot, o określonej wydajności, czystości i ciśnieniu, zabudowany jest w kontenerze znajdującym się w pobliżu silosu z biomasą. Kontener przystosowany do pracy na wolnym powietrzu, wyposażony jest w system ogrzewania, wentylacji oraz oświetlenia. Ściany kontenera są odpowiednio ocieplone i wygłuszone.

Generator gazu obojętnego, korzystnie azotu, zasilany jest z lokalnej stacji transformatorowej. Przystosowany jest też do podłączenia zasilania awaryjnego z generatora prądotwórczego. Wytworzony z powietrza atmosferycznego gaz obojętny, korzystnie azot, o określonych parametrach transportowany jest rurociągiem do zbiornika wyrównawczego gazu obojętnego. Zbiornik wyrównawczy wyposażony jest w reduktor ciśnienia do kontroli przepływu i ciśnienia sprężonego gazu. Ciśnienie gazu obojętnego wewnątrz silosu nie może przekroczyć nadciśnienia np.: 0,1 bar (ciśnienie otwarcia zainstalowanych klap eksplozyjnych). Za zbiornikiem wyrównawczym zainstalowany jest zawór zwrotny w celu zapewnienia przepływu gazu tylko w jednym kierunku.

Gaz obojętny, korzystnie azot, podawany jest poprzez kolektor i dysze zainstalowane pod silosem i na jego obwodzie w optymalnej wysokości. Pierwsze napełnienie gazem obojętnym, korzystnie azotem, odbywa się przy pustym silosie do czasu osiągnięcia odpowiedniego stężenia tlenu tj. około 10% tlenu. Pomiar stężenia tlenu odbywa się za pomocą czujnika kontroli tlenu. Napełnianie silosu biomasą odbywa się przy włączonym filtrowentylatorze, do którego zaciągane jest powietrze przy pomocy wentylatora.

Zadaniem filtrowentylatora jest odpowiednie odpylenie powietrza wyciąganego z silosu. Na wylocie z filtrowentylatora zainstalowany jest kanał recyrkulacyjny, który kieruje powietrze zassane z silosu o obniżonej już zawartości tlenu z powrotem do silosu, korzystnie poprzez ssanie młyna.

Mielona w młynie biomasa dostarczana jest przenośnikiem, korzystnie zgrzebłowo-rurowym, dalej przez rozdrabniacz za pomocą nadciśnienia wytworzonego przez młyn i transportowana wraz z powietrzem o obniżonej zawartości tlenu z kanału recyrkulacyjnego do silosu.

W przypadku wzrostu stężenia tlenu w silosie ponad poziom dopuszczalny (bezpieczny dla danego paliwa) np. 10% otwiera się przepustnica i generator zaczyna dotłaczać gaz obojętny do silosu np. poprzez ssanie młyna celem ponownego obniżenia stężenia tlenu w silosie do wartości np. 10% tlenu. Dodatkowo na wylocie z filtrowentylatora zainstalowany jest czujnik tlenku węgla (CO) i zawór upustowy. W przypadku wzrostu stężenia tlenku węgla (CO) na wylocie z filtrowentylatora poprzez otwarty zawór upustowy ulatuje powietrze o obniżonej zawartości tlenu i podwyższonym stężeniu tlenku węgla (CO) oraz otwiera się przepustnica i zaczyna się podawanie gazu obojętnego, korzystnie azotu, (celem przewietrzenia) do silosu przez dysze do czasu ponownego obniżenia stężenia tlenku węgla (CO) i stężenia tlenu (O₂). W kanale recyrkulacyjnym zainstalowany jest wentylator wspomagający dla zapewnienia prawidłowej pracy układu.

Dodatkowo zamontowane są czujniki do kontroli stężenia metanu (CH4) oraz temperatury w silosie niezależnie od zainstalowanych na wyjściu z filtrowentylatora czujników celem dodatkowej detekcji pożaru w silosie.

PL 221 022 B1

Korzystnym skutkiem wynalazku jest zmniejszenie zagrożeń pożarowo-wybuchowych w instalacji silosu. Wdmuchiwanie do silosu gazu obojętnego skutecznie ogranicza zagrożenia pożarowo/wybuchowe, ponieważ zmniejsza się stężenie tlenu w mieszaninie pyłowo powietrznej.

Wynalazek w przykładzie wykonania pokazany jest na rysunku (Fig. 1), który przedstawia schemat ogólny systemu.

System zabezpieczenia silosu przed pożarem/wybuchem poprzez inertyzację gazem obojętnym, korzystnie azotem, składa się z trzech podstawowych części:

- Generator gazu obojętnego np. azotu

- Instalacja rozprowadzająca gaz obojętny np. azot do wnętrza silosu

- Sterowniki pracą instalacji gazu obojętnego.

Generator produkujący gaz obojętny np. azot o określonej wydajności, czystości i ciśnieniu, zabudowany jest w kontenerze znajdującym się w pobliżu silosu z biomasą. Kontener jest przystosowany do pracy na wolnym powietrzu, wyposażony w system ogrzewania, wentylacji oraz oświetlenia. Ściany kontenera są odpowiednio ocieplone i wygłuszone.

Generator gazu obojętnego np. azotu 1 zasilany jest z lokalnej stacji transformatorowej i jest przystosowany do podłączenia zasilania awaryjnego z generatora prądotwórczego. Wytworzony z powietrza atmosferycznego gaz obojętny np. azot o określonych parametrach transportowany jest rurociągiem do zbiornika wyrównawczego gazu obojętnego 2. Zbiornik wyrównawczy gazu obojętnego wyposażony jest w reduktor ciśnienia 3, który kontroluje przepływ i ciśnienie sprężonego gazu. Ciśnienie gazu obojętnego wewnątrz silosu nie może przekroczyć nadciśnienia np. 0,1 bar (ciśnienie otwarcia zainstalowanych klap eksplozyjnych). Za zbiornikiem wyrównawczym 2 zainstalowano zawór zwrotny w celu zapewnienia przepływu gazu tylko w jednym kierunku.

Gaz obojętny podawany jest poprzez kolektor i dysze 5 zainstalowane pod silosem i na jego obwodzie na optymalnej jego wysokości. Pierwsze napełnienie gazem obojętnym odbywa się przy pustym silosie do czasu osiągnięcia odpowiedniego stężenia tlenu tj. około 10% tlenu. Pomiar stężenia tlenu odbywa się za pomocą czujnika kontroli tlenu 7. Następnie zostaje uruchomione napełnianie silosu, korzystnie, poprzez transport pneumatyczny 9 biomasą.

Napełnianie silosu biomasą odbywa się przy włączonym filtrowentylatorze 10, do którego zaciągane jest powietrze przy pomocy wentylatora 9. Zadaniem filtrowentylatora 10 jest odpowiednie odpylenie powietrza wyciąganego z silosu. Na wylocie z filtrowentylatora zainstalowany jest kanał recyrk ulacyjny 15, który kieruje powietrze zassane z silosu o obniżonej już zawartości tlenu z powrotem do silosu, korzystnie poprzez ssanie 11 młyna 12. Następnie mielona w młynie biomasa dostarczana jest przenośnikiem korzystnie zgrzebłowo-rurowym 13 przez rozdrabniacz 14 za pomocą nadciśnienia wytworzonego przez młyn jest transportowana wraz z powietrzem o obniżonej zawartości tlenu z k anału recyrkulacyjnego 15 do silosu 6.

W przypadku gdy wzrośnie stężenie tlenu w silosie ponad poziom dopuszczalny np. 10% otworzy się przepustnica 17 i generator zacznie dotłaczać gaz obojętny do silosu, korzystnie poprzez ssanie młyna11, celem ponownego obniżenia stężenia tlenu w silosie do wartości np. 10% tlenu.

Dodatkowo na wylocie z filtrowentylatora jest zainstalowany czujnik tlenku węgla (CO) 19 i zawór upustowy 18. W przypadku wzrostu stężenia tlenku węgla (CO) na wylocie z filtrowentylatora 10 otworzy się zawór upustowy 18, przez który ulatywać będzie powietrze o obniżonej zawartości tlenu i podwyższonym stężeniu tlenku węgla (CO) oraz otworzy się przepustnica 22 i zacznie się podawanie gazu obojętnego (celem przewietrzenia) do silosu 6 przez dysze 5 do czasu ponownego obniżenia stężenia tlenku węgla (CO) i stężenia tlenu (O₂). W kanale recyrkulacyjnym 15 zainstalowany jest wentylator wspomagający 16 celem zapewnienia prawidłowej pracy układu.

Dodatkowo system kontroluje stężenie metanu (CH₄) 20 oraz temperaturę 22 w silosie niezależnie od zainstalowanych na wyjściu z filtrowentylatora czujników celem dodatkowej detekcji pożaru w silosie.

PL 221 022 B1

Wykaz oznaczeń

1. Generator gazu obojętnego korzystnie azotu

2. Zbiornik pośredni gazu obojętnego

3. Reduktor ciśnienia

4. Zawór zwrotny

5. Wloty gazu obojętnego do silosu z biomasą

6. Silos z biomasą

7. Czujnik kontroli O2 w silosie z biomasą

8. Transport pneumatyczny

9. Wentylator wyciągowy

10. Filtr workowy

11. Ssanie młyna

12. Młyn

13. Przenośnik korzystnie Z-R

14. Rozdrabniacz

15. Kanał recyrkulacyjny

16. Wentylator wspomagający/dmuchawa

17. Przepustnica z napędem elektrycznym

18. Zawór upustowy

19. Czujnik kontroli CO w silosie z biomasą

20. Czujnik metanu (CH4)

21. Czujnik temperatury

22. Przepustnica

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. System do zabezpieczenia silosu przed pożarem/wybuchem poprzez inertyzację gazem obojętnym, korzystnie azotem, z recyrkulacją powietrza zubożonego w tlen z silosu zawierający generator gazu obojętnego, instalację rozprowadzającą gaz obojętny do wnętrza silosu oraz sterownie pracą instalacji gazu obojętnego, znamienny tym, że zabudowany w kontenerze przystosowanym do pracy na wolnym powietrzu generator gazu obojętnego, korzystnie azotu (1) jest zasilany z lokalnej stacji transformatorowej i posiada podłączenie do zasilania awaryjnego z generatora prądotwórczego i połączony jest rurociągiem do zbiornika wyrównawczego gazu obojętnego (2), z zaworem zwrotnym (4), który wyposażony jest w reduktor ciśnienia (3), kontrolujący przepływ i ciśnienie sprężonego gazu przez kolektor i dysze (5) zainstalowane pod silosem (6) i na jego obwodzie na optymalnej wysokości, a także ma zabudowany filtrowentylator (10) do odpylenia powietrza wyciąganego z silosu, przy czym napełnianie silosu (6) biomasą odbywa się przy włączonym filtrowentylatorze (10), a na wylocie z filtrowentylatora zainstalowany jest kanał recyrkulacyjny (15) z wentylatorem wspomagającym (16), który kieruje powietrze zassane z silosu o obniżonej już zawartości tlenu z powrotem do silosu, k orzystnie poprzez ssanie młyna (11), następnie mielona w młynie biomasa za pomocą nadciśnienia wytworzonego przez młyn jest transportowana wraz z powietrzem o obniżonej zawartości tlenu z k anału recyrkulacyjnego (15) do silosu (6), a w przypadku gdy wzrośnie stężenie tlenu w silosie ponad zadany poziom dopuszczalny, otworzy się przepustnica (17) i generator zacznie dotłaczać gaz obojętny, korzystnie azot do silosu, korzystnie na ssanie młyna (11), celem ponownego obniżenia stężenia tlenu w silosie do wartości zadanego poziomu dopuszczalnego tlenu, dodatkowo na wylocie z filtrowentylatora (10) jest zainstalowany czujnik tlenku węgla CO (19) i zawór upustowy (18), dla zapewnienia prawidłowej pracy układu.
2. 2. System według zastrz. 1, znamienny tym, że wyposażony jest w czujnik (20) kontroli stężenia metanu (CH₄) oraz czujnik (21) kontroli temperatury w silosie.
3. 3. System według zastrz. 1, znamienny tym, że ma zainstalowane na wyjściu z filtrowentylatora czujniki dodatkowej detekcji pożaru w silosie.