PL240757B1

PL240757B1 - Tank system for the safe and indefinite storage of coal dust

Info

Publication number: PL240757B1
Application number: PL430963A
Authority: PL
Inventors: Adam Czopek
Original assignee: Czopek Adam Biuro Projektow Proacem
Priority date: 2019-08-27
Filing date: 2019-08-27
Publication date: 2022-05-30
Also published as: PL430963A1

Description

PL 240 757 B1PL 240 757 B1

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest system zbiornikowy do bezpiecznego i bezterminowego magazynowania pyłu węglowego.The subject of the invention is a tank system for safe and indefinite storage of coal dust.

Szczególnym obszarem stosowania wynalazku są zakłady przemysłowe wykorzystujące jako nośnik energii cieplnej spalane węgle kamienne i brunatne w postaci pyłów węglowych. Korzystnie stosowanie wynalazku będzie odnosić pozytywny skutek między innymi w zasilaniu kotłów energetycznych opalanych pyłem węglowym, w zasilaniu pieców obrotowych do wypalania klinkieru portlandzkiego opalanych pyłem węglowym, czy też systemy zasilania pyłem węglowym ciepłowni miejskich dostarczających ciepło do mieszkań.A particular field of application of the invention are industrial plants using burned hard coal and brown coal in the form of coal dust as a heat energy carrier. Advantageously, the application of the invention will have a positive effect, inter alia, in the supply of pulverized coal-fired power boilers, in the supply of pulverized coal-fired Portland clinker rotary kilns, or the pulverized coal supply systems of municipal heating plants supplying heat to homes.

Nowoczesny przemysł stosuje dziesiątki palnych, a w konsekwencji także wybuchowych substancji, które podlegają obostrzeniom wynikającym między innymi z tak zwanej dyrektywy ATEX. Parametry gazów i par cieczy w większości przypadków są dobrze rozpoznane i udokumentowane, przez co określenie poziomu zagrożenia wynikającego z ich obecności w procesie produkcji jest stosunkowo łatwe. Sytuacja komplikuje się gdy w procesie produkcyjnym występują materiały sypkie, które w aparatach i urządzeniach tworzą tak zwane obłoki pyłu węglowego.Modern industry uses dozens of flammable and, consequently, explosive substances, which are subject to restrictions, among others, from the so-called ATEX directive. The parameters of gases and liquid vapors are, in most cases, well recognized and documented, which makes it relatively easy to determine the level of hazard resulting from their presence in the production process. The situation becomes more complicated when loose materials are present in the production process, which in the apparatuses and devices form so-called clouds of coal dust.

W chwili kontaktu obłoku pyłu węglowego z efektywnym źródłem zapłonu dochodzi do inicjacji wybuchu, którego skutki są trudne do przewidzenia. Z tego względu zgodnie ze wspomnianą dyrektywą ATEX w obrębie instalacji zagrożonych wybuchem należy:When a coal dust cloud comes into contact with an effective ignition source, an explosion begins, the effects of which are difficult to predict. For this reason, according to the aforementioned ATEX directive, within potentially explosive installations:

- eliminować lub ograniczać możliwość wystąpienia tak zwanych atmosfer wybuchowych,- eliminate or reduce the possibility of the so-called explosive atmospheres,

- eliminować lub ograniczać źródła zapłonu,- eliminate or reduce the sources of ignition,

- ograniczać skutki wybuchu do bezpiecznego poziomu.- limit the effects of an explosion to a safe level.

W praktyce przemysłowej całkowita eliminacja atmosfery wybuchowej czy źródeł zapłonu jest praktycznie niemożliwa. Dzieje się tak, ponieważ wiele procesów, takich jak mielenie, suszenie czy transport bliski, z natury rzeczy generuje obłoki pyłu węglowego. Trudno wyobrazić sobie, aby przykładowo proces mielenia nie generował drobnego pyłu węglowego, zdolnego do unoszenia się w powietrzu.In industrial practice, the complete elimination of an explosive atmosphere or ignition sources is practically impossible. This is because many processes, such as grinding, drying and handling, inherently generate coal dust clouds. It is difficult to imagine that, for example, the grinding process would not generate fine coal dust capable of floating in the air.

Z europejskiego opisu patentowego numer EP 2 762 202 pt. „Urządzenie odcinające dla przewodów procesowych, za pomocą których zbiornik magazynowy jest napełniany pyłowymi materiałami lub substancjami wybuchowymi” znane jest urządzenie odcinające dla przewodów procesowych, które są podłączone do zbiornika procesowego i przez które zbiornik procesowy, który między innymi korzystnie jest silosem, jest napełniany z pojazdu transportowego palnymi, pyłowymi materiałami lub substancjami wybuchowymi. Na dachu zbiornika procesowego jest umieszczony pionowo rurowy korpus zaworu urządzenia odcinającego, do którego pokrywy głowicy zaworu jest podłączony przewód procesowy (PZL). Wewnątrz tego rurowego korpusu zaworu jest umieszczony centralnie i dzielący napływ fali ciśnieniowej stożek rozłączający, na którego górnym końcu jest osadzona swobodnie ruchomo pokrywa zaworu. Ruchoma pokrywa zaworu prowadzona przez co najmniej trzy promieniowe żebra prowadzące jest unoszona przez napływającą w stożku rozłączającym falę ciśnieniową i dociskana do przewidzianego na spodniej stronie pokrywy głowicy zaworu pierścienia uszczelniającego. Natomiast pierścieniowa przestrzeń pomiędzy wewnętrzna ścianka rurowego korpusu zaworu i zewnętrzna ścianka stożka rozłączającego jest połączona z przewodem procesowym.From the European patent specification no. EP 2 762 202 pt. "Cut-off device for process lines with which the storage tank is filled with pulverulent substances or explosives" is known a cut-off device for process lines that are connected to a process tank and through which a process vessel, which is preferably a silo, is filled with transport vehicle with flammable, dusty materials or explosives. On the roof of the process tank there is a vertically tubular shut-off device valve body to which a process line (PZL) is connected to the valve head cover. Inside this tubular valve body there is a centrally located and dividing the inflow of the pressure wave a disconnecting cone, at the upper end of which a valve cover is freely movably mounted. The movable valve cover guided by at least three radial guide ribs is lifted by the pressure wave flowing in the decoupling cone and pressed against the sealing ring provided on the underside of the valve head cover. In contrast, the annular space between the inner wall of the tubular valve body and the outer wall of the decoupling cone is connected to the process line.

Z polskiego opisu patentowego numer PL 212055 pt. „Urządzenie do samoczynnego tłumienia wybuchów” znane jest urządzenie przeznaczone do neutralizacji zagrożeń wybuchowych, zwłaszcza w zbiornikach, rurociągach i magazynach substancji łatwopalnych i wybuchowych. Urządzenie składa się z cylindrycznego korpusu zamkniętego od góry wypukłą podstawą. Od dołu do cylindrycznego korpusu przymocowana jest dysza wylotowa. W dolnej części cylindrycznego korpusu umieszczony jest materiał gaśniczy oddzielony membraną od dyszy wylotowej. Membrana zamocowana jest w kołnierzu łączącym dyszę wylotową z korpusem. W osi cylindrycznego korpusu umieszczona jest komora spalania z ładunkiem wybuchowym usytuowanym w komorze głównej. Komora spalania składa się z perforowanej komory głównej usytuowanej bezpośrednio nad materiałem gaśniczym oraz połączonej z nią dyszy wspomagającej.From the Polish patent specification number PL 212055 entitled "Automatic explosion suppression device" is a known device for neutralizing explosion hazards, especially in tanks, pipelines and storage facilities for flammable and explosive substances. The device consists of a cylindrical body closed at the top with a convex base. An outlet nozzle is attached to the cylindrical body from below. The extinguishing material is placed in the lower part of the cylindrical body, separated from the outlet nozzle by a membrane. The diaphragm is mounted in a flange connecting the outlet nozzle with the body. In the axis of the cylindrical body there is a combustion chamber with an explosive charge located in the main chamber. The combustion chamber consists of a perforated main chamber located directly above the extinguishing material and a booster nozzle connected to it.

Z polskiego opisu patentowego numer PL 221022 pt. „System do zabezpieczenia silosu przed pożarem/wybuchem poprzez inertyzację gazem obojętnym, korzystnie azotem, z recyrkulacją powietrza zubożonego w tlen z silosu” znany jest system zawierający generator gazu obojętnego, instalację rozprowadzającą gaz obojętny do wnętrza silosu oraz sterowanie pracą instalacji gazu obojętnego. System ten posiada zabudowany w kontenerze przystosowanym do pracy na wolnym powietrzu generator gazuFrom the Polish patent description number PL 221022 entitled "A system for securing a silo against fire / explosion by inerting with an inert gas, preferably nitrogen, with recirculation of oxygen-depleted air from the silo" is a known system comprising an inert gas generator, an inert gas distribution system inside the silo and an inert gas system control. This system has a gas generator built in a container adapted to work in the open air

PL 240 757 B1 obojętnego, korzystnie azotu. Generator jest zasilany z lokalnej stacji transformatorowej i posiada podłączenie do zasilania awaryjnego z generatora prądotwórczego i połączony jest rurociągiem do zbiornika wyrównawczego gazu obojętnego, z zaworem zwrotnym. Zawór zwrotny jest wyposażony w reduktor ciśnienia, który kontroluje przepływ i ciśnienie sprężonego gazu przez kolektor i dysze zainstalowane pod silosem i na jego obwodzie na optymalnej wysokości. Zawór zwrotny posiada także zabudowany filtrowentylator do odpylenia powietrza wyciąganego z silosu. Napełnianie silosu biomasą odbywa się przy włączonym filtrowentylatorze, a na wylocie z filtrowentylatora zainstalowany jest kanał recyrkulacyjny z wentylatorem wspomagającym, który kieruje powietrze zassane z silosu o obniżonej już zawartości tlenu z powrotem do silosu, korzystnie poprzez ssanie młyna. Mielona w młynie biomasa za pomocą nadciśnienia wytworzonego przez młyn jest transportowana wraz z powietrzem o obniżonej zawartości tlenu z kanału recyrkulacyjnego do silosu, a w przypadku gdy wzrośnie stężenie tlenu w silosie ponad zadany poziom dopuszczalny, zostanie otwarta przepustnica i generator zacznie dotłaczać gaz obojętny, korzystnie azot do silosu, korzystnie na ssanie młyna, celem ponownego obniżenia stężenia tlenu w silosie do wartości zadanego poziomu dopuszczalnego tlenu. Dodatkowo na wylocie z filtrowentylatora jest zainstalowany czujnik tlenku węgla CO i zawór upustowy, dla zapewnienia prawidłowej pracy układu.Inert, preferably nitrogen. The generator is powered from a local transformer station and is connected to an emergency power supply from a power generator and is connected by a pipeline to an inert gas expansion tank with a non-return valve. The non-return valve is equipped with a pressure reducer that controls the flow and pressure of compressed gas through the manifold and nozzles installed under the silo and around its perimeter at an optimal height. The non-return valve also has a built-in filter fan to dust the air extracted from the silo. Filling the silo with biomass takes place with the filter fan turned on, and at the outlet of the filter fan, a recirculation duct with a supporting fan is installed, which directs the air sucked from the silo with an already reduced oxygen content back to the silo, preferably through the suction of the mill. The biomass ground in the mill is transported with the air with reduced oxygen content from the recirculation channel to the silo by means of the overpressure generated by the mill, and when the oxygen concentration in the silo rises above the preset permissible level, the throttle will be opened and the generator will start to charge the inert gas, preferably nitrogen to a silo, preferably a mill suction, to lower the oxygen concentration in the silo back to the preset value for the acceptable oxygen level. In addition, a carbon monoxide CO sensor and a bleed valve are installed at the outlet of the filter fan to ensure proper operation of the system.

Z polskiego opisu patentowego numer PL 229258 pt. „Sposób eliminowania pożarów materiałów sypkich przechowywanych w silosach” znany jest sposób eliminowania pożarów materiałów sypkich przechowywanych w silosach. Sposób ten polega na umieszczeniu wewnątrz silosu o kształcie walca, centralnie w jego osi przechodzącej przez środek strefy niebezpiecznego wzrostu temperatury, cienkościennej metalowej rury wykonanej ze stali kwasoodpornej tak, aby cienkościenna metalowa rura nie sięgała dna silosu. Cienkościenna metalowa rura przechodzi przez dennicę górną silosu. Rura ta od dołu jest zaślepiona, a u góry otwarta. Dla zwiększenia stabilności rury może być ona w dolnej części silosu podparta. Średnica d1 rury w stosunku do średnicy d2 silosu wynosi 3,0%. Ciepło wytwarzane przez samonagrzewający się produkt przechowywany w silosie kumuluje się w centralnej części silosu i tworzy tam strefę niebezpiecznego wzrostu temperatury. Po umieszczeniu w silosie cienkościennej metalowej rury przechodzącej centralnie przez strefę niebezpiecznego wzrostu temperatury, powstające ciepło odprowadzane jest na bieżąco do otoczenia, co uniemożliwia wyżej wymienioną kumulację ciepła, a tym samym zapobiega powstawaniu pożaru w silosie. W przypadku potrzeby zintensyfikowania procesu odprowadzania ciepła, korzystnie jest wprowadzenie wymuszonej, powolnej i ciągłej wymiany powietrza w cienkościennej metalowej rurze.From the Polish patent description number PL 229258 entitled "Method of eliminating fires of loose materials stored in silos" is a known method of eliminating fires of loose materials stored in silos. This method consists in placing a thin-walled metal pipe made of acid-resistant steel inside the cylinder-shaped silo, centrally along its axis passing through the center of the zone of dangerous temperature rise, so that the thin-walled metal pipe does not reach the bottom of the silo. The thin-walled metal pipe passes through the top of the silo. This pipe is closed at the bottom and open at the top. In order to increase the stability of the pipe, it can be supported in the lower part of the silo. The diameter d1 of the pipe in relation to the diameter d2 of the silo is 3.0%. The heat generated by the self-heating product stored in the silo accumulates in the central part of the silo and creates a zone of dangerous temperature rise there. After placing a thin-walled metal pipe in the silo, passing centrally through the zone of dangerous temperature rise, the generated heat is constantly dissipated to the environment, which prevents the above-mentioned heat accumulation, and thus prevents fire in the silo. If there is a need to intensify the heat removal process, it is preferable to introduce a forced, slow and continuous air exchange in the thin-walled metal tube.

Niedogodnością znanych z wcześniejszego stanu techniki sposobów eliminowania pożarów materiałów sypkich transportowanych do i magazynowanych w silosach jest brak kompleksowego zabezpieczenia silosu, jak i instalacji podawania do i odbioru z silosu łatwopalnych i/lub wybuchowych materiałów sypkich przed wybuchem/pożarem w warunkach napełniania silosu, w warunkach jego normalnej pracy, jak i w warunkach awaryjnego opróżniania silosu oraz w trudnych do przewidzenia warunkach nieustalonych.The disadvantage of the prior art methods of eliminating fires of loose materials transported to and stored in silos is the lack of comprehensive protection of the silo, as well as the lack of a system for feeding flammable and / or explosive loose materials to and from the silo against explosion / fire in the conditions of filling the silo, under the conditions of its normal operation, as well as in conditions of emergency emptying of the silo and in unpredictable transient conditions.

Celem wynalazku jest opracowanie systemu zbiornikowego do bezpiecznego i bezterminowego magazynowania pyłu węglowego, który uzyskano przez połączenie danego typu rozwiązania konstrukcyjnego z systemami prewencji i obrony przeciwpożarowej i przeciwwybuchowej w jeden system, który pozwoli na bezterminowe magazynowanie pyłu węglowego bez obawy o powstanie pożaru i lub wybuchu oraz spełni wszystkie funkcje technologiczne.The aim of the invention is to develop a tank system for the safe and indefinite storage of coal dust, which was obtained by combining a given type of construction solution with fire and explosion prevention and defense systems into one system, which will allow for indefinite storage of coal dust without fear of fire or explosion and will fulfill all technological functions.

System zbiornikowy do bezpiecznego i bezterminowego magazynowania pyłu węglowego według wynalazku składa się ze stalowego zbiornika/silosu zintegrowanego z filtrem workowym w wykonaniu konstrukcyjnym opisanym w niniejszym wynalazku oraz z szeregu systemów zabezpieczających i ograniczających powstanie pożaru i lub wybuchu do zupełnego minimum przy długotrwałym magazynowaniu pyłu węglowego.The tank system for safe and indefinite storage of pulverized coal according to the invention consists of a steel tank / silo integrated with a bag filter in the construction described in the present invention and a number of systems protecting and limiting the occurrence of fire and / or explosion to the absolute minimum for long-term storage of coal dust.

System zbiornikowy do bezpiecznego i bezterminowego magazynowania pyłu węglowego zbudowany jest ze zbiornika/silosu zakończonego od dołu stożkowym lejem dolnym, wewnątrz którego posadowiony jest kierunkowy stożek odciążający o kącie nachylenia α = 15 do 20°, natomiast od góry zakończony jest stożkiem górnym z zabudowanym filtrem workowym.The tank system for safe and indefinite storage of coal dust is made of a tank / silo ended at the bottom with a conical bottom funnel, inside which a directional relieving cone with an angle of inclination α = 15 to 20 ° is placed, while at the top it is ended with an upper cone with a built-in bag filter .

Działanie tak zbudowanego systemu polega na wyeliminowaniu zjawisk wytlewnych zarzewia ognia.The operation of a system constructed in this way is based on the elimination of effusive phenomena of fire.

System zbiornikowy do bezpiecznego i bezterminowego magazynowania pyłu węglowego zbudowany jest ze stalowego zbiornika/silosu zintegrowanego z filtrem workowym o wytrzymałości konstrukcyjnej równej 1,0 MPa i jest wyposażony w szereg systemów zabezpieczających przed powstaniem pożaru i/lub wybuchu. Stalowy zbiornik/silos stanowi podstawowe urządzenie systemu i zbudowany jestThe tank system for safe and indefinite storage of coal dust is made of a steel tank / silo integrated with a bag filter with a structural strength of 1.0 MPa and is equipped with a number of systems protecting against fire and / or explosion. The steel tank / silo is the basic device of the system and it is built

PL 240 757 B1 z części walcowej zakończonej od spodu stożkowym lejem dolnym, wewnątrz którego zamontowany jest odciążająco-kierunkowy stożek wewnętrzny, a od góry zamknięty jest stożkiem górnym zakończonym filtrem workowym. Dolny stożek o kącie nie większym niż 20° jest wyłożony blachą nierdzewną polerowaną i posiada zamontowany układ rurociągów aeracji i inertyzacji azotem. Część walcowa zbiornika/silosu stanowi główną pojemność magazynową. Do części walcowej jest zamocowany pierścień podporowy całego systemu do posadowienia go na wagach tensometrycznych i/lub na konstrukcji podporowej. Górny stożek zbiornika/silosu stanowi połączenie konstrukcyjne części walcowej z walcową obudową filtra workowego. Górny stożek jest wyposażony w króciec/króćce do załadunku silosu, króciec do recyrkulacji wewnętrznej pyłu węglowego, system króćców pomiarowych, system inertyzacji azotem, system dysz tryskaczowych wodnoazotowych, system ringów zewnętrznych z dyszami wodnymi do schładzania powłoki zbiornika/silosu i tym samym ograniczania przyrostu temperatury wywołanej indukcją pyłu węglowego oraz właz kontrolny. Wszystkie elementy konstrukcyjne stożka górnego posiadają konstrukcję zapewniającą eliminowanie zalegania pyłu węglowego w czasie eksploatacji zbiornika/silosu. Zintegrowany ze zbiornikiem/silosem filtr workowy wykonany również o wytrzymałości konstrukcyjnej równej 1,0 MPa posiada dostęp do części czystej filtra poprzez zdejmowaną pokrywę lub właz umożliwiający wymianę worków i inspekcję filtra. W płycie sitowej od strony czystej zainstalowany jest system dysz tryskaczowych do wprowadzenia do części brudnej filtra workowego mieszaniny azotowo wodnej z przedmuchem czyszczącym.It consists of a cylindrical part ending at the bottom with a conical bottom funnel, inside which a relieving-directional inner cone is mounted, and is closed at the top with an upper cone ending with a bag filter. The lower cone with an angle of no more than 20 ° is lined with a polished stainless steel sheet and has an installed system of nitrogen aeration and inertization pipelines. The cylindrical part of the tank / silo is the main storage capacity. The support ring of the entire system is attached to the cylindrical part, to be placed on load cells and / or on a support structure. The upper cone of the tank / silo is a structural connection of the cylindrical part with the cylindrical housing of the bag filter. The upper cone is equipped with a nozzle / nozzles for loading the silo, a connection for internal recirculation of coal dust, a system of measuring nozzles, a nitrogen inerting system, a system of nitrogen-water sprinkler nozzles, a system of external rings with water nozzles to cool the shell of the tank / silo and thus limit the temperature rise induction of coal dust and an inspection hatch. All structural elements of the upper cone are designed to eliminate the presence of coal dust during the operation of the tank / silo. Integrated with the tank / silo, the bag filter, also made with a structural strength of 1.0 MPa, has access to the clean part of the filter through a removable cover or a hatch enabling the exchange of bags and inspection of the filter. On the clean side of the tube sheet, a system of sprinkler nozzles is installed to introduce a nitrogen-water mixture with a cleaning blow to the dirty part of the bag filter.

Walcowy kształt zbiornika/silosu ze stożkiem górnym, ze stożkowym lejem dolnym oraz stożkiem wewnętrznym, odciążająco kierunkowym, zabudowanym wewnątrz stożkowego leja dolnego, umożliwia równomierne schodzenie pyłu węglowego całym przekrojem zbiornika bez tworzenia się martwych stref, a tym samym ogranicza tworzenie się ognisk zarzewia ognia.The cylindrical shape of the tank / silo with an upper cone, with a conical bottom funnel and an internal, relief-directional cone, built inside the conical bottom funnel, allows the coal dust to descend evenly through the entire cross-section of the tank without the formation of dead zones, and thus reduces the formation of fire outbreaks.

Zbiornik/silos z filtrem workowym wytrzymują maksymalne ciśnienie wybuchu pyłu węglowego, natomiast system szybkozamykających się zasuw/zaworów wydziela strefę zagrożenia przeciwwybuchowego i przeciwpożarowego ograniczając ją do wnętrza zbiornika.The tank / silo with a bag filter can withstand the maximum explosion pressure of coal dust, while the system of quick-closing valves / valves separates the explosion and fire hazard zone, limiting it to the interior of the tank.

Recyrkulacja wewnętrzna pyłu węglowego eliminuje powstawanie ognisk wytlewnych poprzez ruch pyłu węglowego w zbiorniku wówczas gdy zbiornik nie jest użytkowany.Internal recirculation of coal dust eliminates the formation of smelting fires by the movement of coal dust in the tank when the tank is not used.

Recyrkulacja gazów eliminuje azot jako medium transportowe pyłu węglowego w recyrkulacji wewnętrznej, gwarantując pracę na gazach inertnych.Gas recirculation eliminates nitrogen as a transport medium for pulverized coal in internal recirculation, ensuring operation with inert gases.

Inertyzacja azotem pozwala na bezpieczną pracę w przypadku wykrycia zagrożenia w atmosferze inertnej.Inerting with nitrogen allows for safe operation in the event of a hazard being detected in an inert atmosphere.

Schładzanie płaszcza zbiornika wyprowadza ciepło z indukcji pyłu węglowego wewnątrz zbiornika i tym samym wyhamowuje intensywność indukcji/zarzewia pyłu węglowego. W czasie zagrożenia pożarowego chroni konstrukcję zbiornika przed przegrzaniem.Cooling the shell of the tank removes heat from the induction of coal dust inside the tank and thus slows down the intensity of the induction / heat of the coal dust. During a fire hazard, it protects the tank structure from overheating.

Stalowy zbiornik/silos wyposażony jest w systemy zabezpieczające takie jak:The steel tank / silo is equipped with security systems such as:

- system zabezpieczający o nazwie: wydzielona strefa zagrożenia przeciwwybuchowego i przeciwpożarowego;- a protective system named: a separate explosion and fire hazard zone;

- system zabezpieczający o nazwie: recyrkulacja wewnętrzna pyłu węglowego;- security system named: internal recirculation of coal dust;

- system zabezpieczający o nazwie: recyrkulacja gazów;- safety system named: gas recirculation;

- system zabezpieczający o nazwie: inertyzacja azotem;- safety system named: nitrogen inerting;

- system zabezpieczający o nazwie: schładzanie płaszcza zbiornika;- security system named: cooling of the tank shell;

- system prewencji przeciwpożarowej wodno-azotowej;- water and nitrogen fire prevention system;

- nadrzędny system zabezpieczający.- superior security system.

System zabezpieczający o nazwie wydzielenie strefy zagrożenia przeciwwybuchowego i przeciwpożarowego pozwala na magazynowanie pyłu węglowego w wydzielonej konstrukcją zbiornika/silosu strefie o wytrzymałości konstrukcyjnej równej 1,0 MPa. Realizowany jest poprzez kontrolę punktów pomiarowych zainstalowanych na zbiorniku/silosie ze stożkowym lejem dolnym i ze stożkiem górnym, który od góry zakończony jest filtrem workowym.The security system called the separation of the explosion and fire hazard zone allows for the storage of coal dust in a zone separated by the tank / silo structure, with a structural strength equal to 1.0 MPa. It is carried out by checking the measuring points installed on the tank / silo with a conical bottom funnel and an upper cone, which ends with a bag filter at the top.

Przed oddziaływaniem skutków pożaru i lub wybuchu w trakcie wypełniania pyłem węglowym, zbiornik/silos zostaje oddzielony systemem szybkozamykających się zasuw i lub systemem obrony HRD. W przypadku rozładunku pyłu węglowego z cystern w tym systemie zabezpieczającym jest zastosowane tak zwane połączenie zrywne.Before the effects of fire and / or explosion while filling with coal dust, the tank / silo is separated by a quick-closing gate system and / or a HRD defense system. In the case of unloading of coal dust from the tankers, this safety system uses a so-called breakaway connection.

System zabezpieczający o nazwie recyrkulacja wewnętrzna pyłu węglowego w zbiorniku/silosie i system zabezpieczający o nazwie recyrkulacja gazów - jest to system uciągu pyłu węglowego ze zbiornika/silosu i powrotnego podawania go do zbiornika/silosu. Ma to na celu przerwanie powstawania zjawisk wytlewnych stanowiących zarzewie ognia. Przerwanie zjawisk wytlewnych następuje równieżThe protective system called internal recirculation of coal dust in the tank / silo and the security system called gas recirculation - it is a system of pulling the coal dust from the tank / silo and returning it to the tank / silo. This is to stop the formation of melting phenomena constituting the source of fire. The discontinuation of the pouring phenomena also takes place

PL 240 757 B1 w trakcie uciągu technologicznego pyłu węglowego ze zbiornika/silosu. Istota tego systemu jest realizowana poprzez pompę recyrkulacji podającej uciągowy pył węglowy z dolnego leja zbiornika/silosu z powrotem do zbiornika/silosu przez jego górny stożek. Konstrukcja stożka odciążającego zainstalowanego w stożkowym leju dolnym zbiornika oraz praca aeracji dyszowej tak, aby pył węglowy przy uciągu osuwał się w zbiorniku równomiernie to znaczy aby nie było w zbiorniku stref martwych.PL 240 757 B1 during the technological pulling of coal dust from the tank / silo. The essence of this system is realized by a recirculation pump that feeds pulverized coal from the bottom hopper of the tank / silo back to the tank / silo through its top cone. The construction of the relieving cone installed in the conical bottom hopper of the tank and the operation of the nozzle aeration so that the coal dust slides evenly in the tank during pull, that is, there are no dead zones in the tank.

System zabezpieczający o nazwie recyrkulacja wewnętrzna pyłu węglowego w zbiorniku/silosie zbudowany jest ze stożka odciążającego, z aeracji dyszowej, z pompy recyrkulacji z dyszą inżekcyjną, z rurociągu recyrkulacji i z systemu zasuw i zaworów. System zabezpieczający o nazwie recyrkulacja wewnętrzna pyłu węglowego w zbiorniku/silosie służy również do likwidacji już powstałych ognisk zapalnych w zbiorniku/silosie. Wówczas system ten współpracuje z systemem o nazwie inertyzacja azotem.The safety system called internal recirculation of coal dust in the tank / silo consists of a relief cone, a nozzle aeration, a recirculation pump with an injection nozzle, a recirculation pipeline and a gate and valve system. The protective system called internal recirculation of coal dust in the tank / silo is also used to eliminate the already existing ignition fires in the tank / silo. The system then works with a system called nitrogen inerting.

Do recyrkulacji wewnętrznej pyłu węglowego w zbiorniku/silosie koniecznym jest użycie gazów jako medium transportującego pył węglowy. Najlepszym i najbezpieczniejszym rozwiązaniem jest używanie jako medium transportującego pył węglowy - gazów inertnych. Warunkiem koniecznym jest praca recyrkulacji pyłu węglowego z użyciem gazów inertnych w przypadku wykrycia przez system nadrzędny stanu zagrożenia.For internal recirculation of the pulverized coal in the tank / silo, it is necessary to use gases as a transporting medium for pulverized coal. The best and safest solution is to use inert gases as a transporting medium for pulverized coal. The necessary condition is the operation of coal dust recirculation with the use of inert gases in the event that a state of emergency is detected by the superior system.

Zastosowany system recyrkulacji gazów transportowych według wynalazku umożliwia w sposób ciągły pracę recyrkulacji wewnętrznej pyłu węglowego na gazach inertnych przy użyciu bardzo małych ilości azotu. Gazy transportowe po odpyleniu w filtrze workowym zbiornika/silosu dopełniane są jedynie azotem z aeracji zbiornika/silosu.The used transport gas recirculation system according to the invention enables continuous internal recirculation of pulverized coal to work on inert gases using very small amounts of nitrogen. After dedusting the transport gases in the tank / silo bag filter are refilled only with nitrogen from the tank / silo aeration.

W przypadku wykrycia przez system nadrzędny zagrożenia, recyrkulacja pyłu węglowego przechodzi automatycznie na medium transportowe obojętne, korzystnie na gazy inertne.If a hazard is detected by the superior system, the recirculation of coal dust is automatically transferred to an inert transport medium, preferably to inert gases.

System zabezpieczający o nazwie inertyzacja azotem uruchamia się w przypadku, kiedy mimo prawidłowo prowadzonej eksploatacji zbiornika/silosu system nadrzędny wykryje intensyfikację zjawisk wytlewnych w zbiorniku/silosie, to po przekroczeniu dopuszczalnych parametrów identyfikujących te zjawiska, przełącza aerację i inne elementy systemu na pracę w atmosferze inertnej/azot.The protective system called nitrogen inertization is activated when, despite the properly conducted operation of the tank / silo, the master system detects the intensification of pouring phenomena in the tank / silo, then after exceeding the permissible parameters identifying these phenomena, it switches aeration and other system elements to work in an inert atmosphere /nitrogen.

System zabezpieczający o nazwie schładzanie płaszcza zbiornika/silosu wodą służy do ochrony powłoki stalowej zbiornika/silosu w przypadku wystąpienia zagrożenia pożarowego. Schładzanie powłoki zbiornika/silosu służy również, poprzez odbiór energii cieplnej, do ograniczenia intensyfikacji ognisk wytlewnych wewnątrz zbiornika/silosu. System zabezpieczający o nazwie schładzanie płaszcza zbiornika jest realizowany poprzez zainstalowane wokół zewnętrznego płaszcza zbiornika/silosu tryskacze.The protective system called cooling the shell of the tank / silo with water is used to protect the steel shell of the tank / silo in the event of a fire hazard. Cooling the shell of the tank / silo also serves, through the reception of thermal energy, to reduce the intensification of melting fires inside the tank / silo. The protective system called the cooling of the tank shell is achieved by sprinklers installed around the external shell of the tank / silo.

System prewencji przeciwpożarowej wodno-azotowej jest uruchamiany w przypadku, kiedy system nadrzędny wykryje zagrożenie pożarowe w zbiorniku/silosie. Wówczas po przekroczeniu dopuszczalnych parametrów identyfikujących to zagrożenie, następuje automatyczne odcięcie/wydzielenie strefy zagrożenia i wszczęty zostaje alarm. Obsługa po analizie wielkości zagrożenia uruchamia w ostateczności tak zwaną instalację tryskaczową, wodną i azotową zbiornika/silosu i filtra. Jest to instalacja do gaszenia azotem połączona z chłodzeniem mgłą wodną. W ten sposób dwa czynniki biorą udział w procesie gaszenia - redukcja tlenu i dodatkowo efekt chłodzenia. System opracowany na potrzeby podwójnej ochrony zapewnia ją dzięki doskonałej mieszaninie gazu i wody, która oprócz niezawodnego gaszenia pożaru skutecznie zapobiega ponownemu jego wznieceniu. Te dwa środki są dostarczane do stref gaszenia tymi samymi dyszami. Azot spełnia rolę środka gaszącego i nośnika wody.The water and nitrogen fire prevention system is activated when the superior system detects a fire hazard in the tank / silo. Then, after exceeding the permissible parameters identifying this threat, the danger zone is automatically cut off / separated and an alarm is triggered. After analyzing the size of the threat, the service, as a last resort, starts the so-called sprinkler, water and nitrogen installations of the tank / silo and filter. It is a nitrogen extinguishing system combined with water mist cooling. Thus, two factors take part in the extinguishing process - oxygen reduction and additionally a cooling effect. The system, developed for the purpose of double protection, provides it thanks to the perfect mixture of gas and water, which, in addition to reliable extinguishing of the fire, effectively prevents its re-ignition. These two agents are delivered to the extinguishing zones through the same nozzles. Nitrogen acts as an extinguishing agent and a water carrier.

System gaszenia azotem i mgłą wodną minimalizuje możliwość powstania wtórnych zniszczeń dzięki technologii drobnego rozpylania, która wymaga 30-80 litrów wody na każde 100 m³ objętości zbiornika/silosu. Ponadto mgła wodna redukuje substancje toksyczne w powietrzu powstałe w wyniku spalania. Dodatkowo chroni to zdrowie ludzi i zapobiega zniszczeniom mienia spowodowanych dymem.The nitrogen and water mist extinguishing system minimizes the possibility of secondary damage thanks to the fine spray technology, which requires 30-80 liters of water for every 100 ^m3 of tank / silo volume. In addition, water mist reduces the toxic substances in the air resulting from combustion. In addition, it protects human health and prevents damage to property caused by smoke.

Azot charakteryzuje się doskonałymi właściwościami gaszenia trzech głównych typów pożaru: A, B i C. Jednocześnie rozpylona woda szybko schładza materiały poniżej temperatury zapłonu, a w wyniku parowania wypiera tlen. Zarówno azot jak i woda nie stwarzają zagrożeń dla zdrowia i środowiska. Nie niszczą warstwy ozonowej, nie mają wpływu na proces globalnego ocieplenia ani nie powodują powstawania szkodliwych produktów podczas procesu gaszenia. Pozwala bez przeszkód wietrzyć przestrzenie zamknięte.Nitrogen has excellent extinguishing properties for three main types of fire: A, B and C. At the same time, the atomized water quickly cools the materials below the flash point, and as a result of evaporation, displaces the oxygen. Neither nitrogen nor water pose any health or environmental hazards. They do not destroy the ozone layer, do not affect the global warming process, and do not create harmful products during the extinguishing process. It allows you to ventilate closed spaces without any obstacles.

Nadrzędny system zabezpieczający pełni rolę automatycznego zarządzania systemami zabezpieczającymi i prewencyjnymi. Wykrywa zagrożenia, analizuje, określa stopień zagrożenia i uruchamia odpowiednie systemy. System nadrzędny stanowi jednostka komputerowa z procesorem sterującym współpracująca z systemem czujników określających stan pyłu węglowego w czasie rzeczywistym oraz z systemem sterowania systemami zabezpieczeń i prewencji.The superior security system plays the role of automatic management of security and preventive systems. It detects threats, analyzes, determines the degree of threat and activates appropriate systems. The master system is a computer unit with a control processor cooperating with a system of sensors determining the state of coal dust in real time and with the control system of security and prevention systems.

PL 240 757 B1PL 240 757 B1

Zjawiska wytlewne, zarzewia ognia powstają w zgromadzonym pyle węglowym wówczas gdy ziarna pyłu węglowego ściśle przylegają do siebie i są w bezruchu. Wówczas następuje reakcja chemiczna tlenu i siarki zawartej w węglu.Phenomena of melting away, fire starts in the accumulated coal dust when the coal dust grains adhere closely to each other and are motionless. Then a chemical reaction of oxygen and sulfur in the coal takes place.

W węglu kamiennym energetycznym występuje do 14% tlenu i do 3% siarki. Warstwa 5 mm pyłu węglowego zawierająca tlen i siarkę ulega samoistnemu utlenieniu - spaleniu w przeciągu około 5 godzin.Power coal contains up to 14% oxygen and up to 3% sulfur. A 5 mm layer of coal dust containing oxygen and sulfur undergoes spontaneous oxidation - it burns up within about 5 hours.

Dla wyeliminowania zjawisk wytlewnych w pyle węglowym najważniejszym jest aby ziarna pyłu węglowego były w ciągłym ruchu. Uciąg technologiczny lub sama recyrkulacja pyłu węglowego nie gwarantuje że cały zgromadzony pył węglowy w zbiorniku/silosie będzie w ruchu. Zbiorniki/silosy cylindryczne z lejem stożkowym i stosunkowo niewielkim otworem wylotowym w stosunku do średnicy zbiornika/silosu w czasie uciągu przesuwa się grawitacyjnie w dół, w obrębie centralnej osi zbiornika, tworząc lejkowaty krater, natomiast w rejonie przyściennym pył węglowy może tworzyć strefy martwe bezruchu. W tych strefach pomimo działającego uciągu będą powstawały zjawiska wytlewne, zarzewia ognia.In order to eliminate pouring phenomena in the coal dust, it is most important that the coal dust grains are in constant motion. Technological traction or the coal dust recirculation itself does not guarantee that all the accumulated coal dust in the tank / silo will be in motion. Cylindrical tanks / silos with a conical funnel and a relatively small outlet opening in relation to the diameter of the tank / silo during pulling, it moves downwards by gravity, within the central axis of the tank, creating a funnel-shaped crater, while in the wall area, coal dust can create dead zones of stillness. In these zones, despite the pulling force, melting phenomena, fire starts, will appear.

Zbiornik/silos do bezterminowego magazynowania pyłu węglowego wyposażono w elementy, które w czasie uciągu technologicznego jak i recyrkulacji powodują, że nagromadzony pył węglowy osuwa się w zbiorniku/silosie równomiernie w całym przekroju zbiornika/silosu, a wszystkie ziarna pyłu węglowego są w ruchu.The tank / silo for indefinite coal dust storage is equipped with elements that, during the technological pulling and recirculation, cause the accumulated coal dust to slide down in the tank / silo evenly throughout the entire cross-section of the tank / silo, and all coal dust grains are in motion.

Pierwszym elementem jest zastosowanie stożka wewnętrznego odciążająco kierunkowego. Stożek wewnętrzy usytuowany odwrotnie do stożkowego leja dolnego o kącie poniżej 20° jest wyłożony blachą nierdzewną polerowaną. Stożek ten wraz z pobocznicą stożka leją przyjmują na siebie ciężar słupa pyłu węglowego w zbiorniku/silosie i powodują, że uciągany pył węglowy tworzy krater pierścieniowy a nie walcowy jak w zbiornikach/silosach bez stożka wewnętrznego, powodując ruch pyłu węglowego w całym przekroju zbiornika/silosu.The first element is the use of an internal relief-directional cone. The inner cone located opposite to the conical bottom funnel with an angle of less than 20 ° is lined with a polished stainless steel sheet. This cone together with the side of the cone funnel take the weight of the coal dust column in the tank / silo and cause the pulverized coal dust to form an annular crater rather than a cylindrical crater as in tanks / silos without an internal cone, causing the coal dust to move along the entire cross-section of the tank / silo .

Stożek wewnętrzy w zbiorniku/silosie powoduje również zdecydowane zmniejszenie nacisku słupa materiału na urządzenia wybierające niezależnie od stanu napełnienia, poprawiając precyzję dozowania.The cone inside the tank / silo also significantly reduces the pressure of the material column on the selecting devices regardless of the filling level, improving the dosing precision.

Drugim elementem jest zastosowanie wielopoziomowej, punktowej aeracji z dyszami równomiernie rozłożonymi na obwodzie w dolnym stożku leja. Pierwszy poziom dysz znajduje się w rejonie dolnej krawędzi pobocznicy stożka wewnętrznego. Drugi poziom dysz znajduje się w rejonie szczytu stożka wewnętrznego. Trzeci poziom dysz znajduje się pomiędzy szczytem stożka wewnętrznego a dolną krawędzią części walcowej zbiornika/silosu. Wielkość stożka wewnętrznego, jego usytuowanie, ilość poziomów i rozstaw dysz aeracyjnych zależny jest od średnicy, wysokości i otworu uciągowego zbiornika/silosu. Załączanie aeracji, poszczególnych poziomów i sekcji ustala się doświadczalnie podczas rozruchu.The second element is the use of multi-level, point aeration with nozzles evenly distributed around the circumference in the lower cone of the funnel. The first level of nozzles is located near the lower edge of the inner cone. The second level of nozzles is located near the top of the inner cone. The third level of nozzles is located between the top of the inner cone and the lower edge of the cylindrical part of the tank / silo. The size of the inner cone, its location, the number of levels and the spacing of the aeration nozzles depend on the diameter, height and towing opening of the tank / silo. The activation of aeration, individual levels and sections is experimentally established during start-up.

Trzecim elementem jest recyrkulacja gazu transportującego pył węglowy w czasie pracy recyrkulacji wewnętrznej pyłu węglowego. Recyrkulacja ta składa się z króćca odciągającego gazy z za filtra zaopatrzonego w zasuwę bezpieczeństwa, z rurociągu gazu do wentylatora i z pompy wybierającodozującej pył węglowy, z rurociągu mieszanki pyłowo-powietrznej i z zasuwy bezpieczeństwa przy króćcu recyrkulacji w górnym stożku zbiornika/silosu.The third element is the recirculation of pulverized coal transport gas during internal recirculation operation of pulverized coal. This recirculation consists of a connection for extracting gases from a filter equipped with a safety valve, from the gas pipeline to the fan and from the coal dust dosing pump, from the air-dust mixture pipeline, and from the safety valve at the recirculation port in the upper cone of the tank / silo.

Czwartym elementem jest system wykrywania zagrożeń. Zbiornik/silos posiada system temperaturowego wykrywania zagrożeń i system pomiaru CO. System temperaturowy kontroluje:The fourth element is the threat detection system. The tank / silo has a temperature hazard detection system and a CO measurement system. The temperature system controls:

- temperaturę w przestrzeni zbiornika nad poziomem pyłu węglowego i filtra- temperature in the tank space above the level of coal dust and filter

- temperaturę płaszcza zbiornika i warstwy pyłu węglowego przylegającej do płaszcza- temperature of the tank jacket and the coal dust layer adjacent to the jacket

- temperaturę pyłu węglowego uciąganego ze zbiornika.- the temperature of the pulverized coal drawn from the tank.

System pomiaru CO kontroluje zawartość CO w przestrzeni nad poziomem pyłu węglowego w zbiorniku/silosie i w przestrzeni filtra.The CO measurement system monitors the CO content in the space above the coal dust level in the tank / silo and in the filter space.

Dopiero prawidłowo funkcjonujące wszystkie elementy zbiornika, tak w czasie uciągu technologicznego jak i w czasie recyrkulacji pyłu węglowego decydują o równomiernym schodzeniu pyłu węglowego ze zbiornika/silosu i ruchu ziaren w całej przestrzeni zbiornika/silosu.Only properly functioning all elements of the tank, both during the technological pulling and during the recirculation of coal dust, decide about the uniform descent of the coal dust from the tank / silo and the movement of grains in the entire space of the tank / silo.

Zatem istotą tego rozwiązania jest ruch wszystkich ziaren pyłu węglowego w trakcie uciągu, który stwarza możliwość prawidłowego monitorowania stanu magazynowanego pyłu węglowego. Ziarna pyłu węglowego będącego w ciągłym ruchu muszą przejść przez otwór uciągowy posadowiony w stożkowym leju dolnym zbiornika, gdzie zainstalowany jest system ciągłego pomiaru temperatury. Przebieg krzywej temperaturowej wychodzącego pyłu węglowego zintegrowanej z pozostałymi systemami pomiarowymi określa jednoznacznie stan w jakim znajduje się magazynowany pył węglowy. Wówczas system nadrzędny określa stany zagrożenia i uruchamia instalacje prewencji lub bezpieczeństwa.Thus, the essence of this solution is the movement of all coal dust grains during the pull, which makes it possible to properly monitor the state of the stored coal dust. The grains of coal dust in constant motion must pass through the towing hole located in the conical bottom hopper of the tank, where a continuous temperature measurement system is installed. The course of the temperature curve of the outgoing coal dust, integrated with other measuring systems, clearly determines the state of the stored coal dust. Then the superior system determines the threat states and starts the prevention or safety installations.

PL 240 757 B1PL 240 757 B1

Zbiornik/silos według wynalazku posiada zamontowaną instalację prewencji/bezpieczeństwa. Podstawową instalacją bezpieczeństwa jest instalacja inertyzacji azotem. Po wykryciu przez system nadrzędny zagrożenia określonego jako 1 stopień, system automatycznie podaje azot do aeracji dyszowej i/lub do górnego stożka zbiornika/silosu jeśli zbiornik/silos jest w stanie napełniania. Jeśli zbiornik/silos jest w stanie recyrkulacji pyłu węglowego, to zastosowana recyrkulacja gazów przechodzi z powietrza tlenowego w medium gazowe beztlenowe.The tank / silo according to the invention has a preventive / safety installation installed. The primary safety installation is the nitrogen inerting installation. When the parent system detects a stage 1 hazard, the system automatically supplies nitrogen to the nozzle aeration and / or to the top cone of the tank / silo if the tank / silo is full. If the tank / silo is able to recirculate the pulverized coal, the gas recirculation used changes from the oxygen air to the anaerobic gaseous medium.

Dodatkowym systemem bezpieczeństwa jest system schładzania wodnego zewnętrznej powłoki zbiornika/silosu. W przypadku gdy system wykryje przyrost temperatury pyłu węglowego przy ścianie zbiornika/silosu, wykazujący tendencje wzrostową i przekroczy dopuszczalny poziom, wówczas zostaje uruchomiony system tryskaczy schładzania powłoki zbiornika/silosu. Schładzanie wodą powłoki zbiornika/silosu sprawia, że dokonuje się intensywny odbiór ciepła inicjowanego zjawiskami wytlewnymi pyłu węglowego, powodując ich wyhamowanie.An additional safety system is the water cooling system of the outer shell of the tank / silo. If the system detects an increase in the temperature of the coal dust at the tank / silo wall, showing an upward trend and exceeding the permissible level, the sprinkler system for cooling the tank / silo coating is activated. Water cooling of the tank / silo shell results in an intense heat reception initiated by the pouring phenomena of coal dust, which slows them down.

Kolejną instalację bezpieczeństwa w jaką wyposażono zbiornik/silos według wynalazku jest instalacja gaśnicza wodno-azotowa. Gdyby mimo wszystko w zbiorniku/silosie pojawił się pożar i/lub wybuch, instalacja ta podaje mieszankę wodno-azotową do brudnej części filtra i do górnego stożka zbiornika. Przez podanie mieszanki wodno-azotowej w ilości zapewniającej zwilżenie górnej warstwy pyłu węglowego w zbiorniku/silosie wytłumi wszelkie ogniska zarzewia ognia.Another safety installation with which the tank / silo according to the invention is equipped is a water-nitrogen extinguishing installation. Should a fire and / or explosion nevertheless occur in the tank / silo, this installation supplies the nitrogen-water mixture to the dirty part of the filter and to the top cone of the tank. By applying a water-nitrogen mixture in an amount that will ensure that the upper layer of coal dust in the tank / silo is wetted, it will suppress any outbreaks of fire.

Ta instalacja bezpieczeństwa jest to instalacja do gaszenia azotem, połączona z chłodzeniem mgłą wodną. W ten sposób dwa czynniki biorą udział w procesie gaszenia - następuje redukcja tlenu i dodatkowy efekt chłodzenia. System opracowany na potrzeby podwójnej ochrony zapewnia ją dzięki doskonałej mieszaninie gazu i wody, która oprócz niezawodnego gaszenia pożaru skutecznie zapobiega ponownemu jego wznieceniu. Te dwa środki są dostarczane do stref gaszenia tymi samymi dyszami. Azot spełnia rolę środka gaszącego i nośnika wody.This safety installation is a nitrogen extinguishing system combined with water mist cooling. Thus, two factors take part in the extinguishing process - oxygen is reduced and an additional cooling effect occurs. The system, developed for the purpose of double protection, provides it thanks to the perfect mixture of gas and water, which, in addition to reliable extinguishing of the fire, effectively prevents its re-ignition. These two agents are delivered to the extinguishing zones through the same nozzles. Nitrogen acts as an extinguishing agent and a water carrier.

Azot charakteryzuje się doskonałymi właściwościami gaszenia trzech głównych typów pożaru: A, B i C. Jednocześnie rozpylona woda szybko schładza wypełnienie zbiornika/silosu, jak i poszczególne części zbiornika/silosu poniżej temperatury zapłonu, a w wyniku parowania, wypiera tlen. Zarówno azot jak i woda nie stwarzają zagrożeń dla zdrowia i środowiska. Nie niszczą warstwy ozonowej, nie mają wpływu na proces globalnego ocieplenia ani nie powodują powstawania szkodliwych produktów podczas procesu gaszenia. Ich zawartość pozwala bez przeszkód wietrzyć przestrzenie zamknięte.Nitrogen is characterized by excellent extinguishing properties of three main types of fire: A, B and C. At the same time, sprayed water quickly cools the filling of the tank / silo as well as individual parts of the tank / silo below the flash point, and as a result of evaporation, displaces oxygen. Neither nitrogen nor water pose any health or environmental hazards. They do not destroy the ozone layer, do not affect the global warming process, and do not create harmful products during the extinguishing process. Their content allows you to ventilate closed spaces without any obstacles.

Zaletą systemu zbiornikowego do bezterminowego magazynowania pyłu węglowego jest bezpieczeństwo pracy w czasie eksploatacji jak i w czasie długoterminowego magazynowania pyłu węglowego w zbiorniku/silosie. Istotnym jest, że system nie emituje szkodliwego dla środowiska CO2 oraz to, że ewentualne skutki wybuchu czy pożaru nie wydostają się na zewnątrz zbiornika/silosu. Zastosowanie zbiornika pyłu węglowego zintegrowanego z wszystkimi systemami zabezpieczającymi oraz systemem nadrzędnym (który eliminuje błędy ludzkie) umożliwia bezpieczne i bezterminowe magazynowanie pyłu węglowego.The advantage of the tank system for indefinite coal dust storage is work safety during operation and long-term storage of coal dust in a tank / silo. It is important that the system does not emit CO2 that is harmful to the environment and that the possible effects of an explosion or fire do not escape outside the tank / silo. The use of a coal dust container integrated with all security systems and a supervisory system (which eliminates human errors) enables safe and indefinite storage of coal dust.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania został ujawniony na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia widok zbiornika/silosu zintegrowanego z filtrem workowym o wytrzymałości konstrukcyjnej 1,0 MPa, natomiast fig. 2 przedstawia instalacje recyrkulacji, schładzania, wody i azotu ze zbiornikiem azotu.The subject of the invention in an exemplary embodiment has been disclosed in the drawing, in which Fig. 1 shows a view of a tank / silo integrated with a bag filter with a structural strength of 1.0 MPa, while Fig. 2 shows recirculation, cooling, water and nitrogen installations with a nitrogen tank.

Zbiornik/silos składa się z części walcowej (1) z pierścieniem podporowym, ze stożka dolnego (2) o kącie α = 15-20° wyłożonego blachą nierdzewną polerowaną (2.1) z zabudowanym wewnątrz stożkiem odciążająco kierunkowym (2.2) o kącie pochylenia α = 15-20° powleczony blachą nierdzewną polerowaną, z systemu aeracji dyszowej (2.3) powietrze lub azot, z kołnierza wylotu (2.4), ze stożka górnego (3) wyposażonego w króćce przyłączeniowe (3.1) załadunku zbiornika pyłem węglowym, z systemu recyrkulacji pyłu węglowego. Zbiornik/silos wyposażony jest we właz rewizyjny (3.2), w ring wtrysku azotu lub azotu i wody (3.3), w ring tryskaczy wody (3.4) do schładzania powłoki zbiornika/silosu. W górnej części zbiornika/silosu zamontowany jest filtr workowy (4) z włazem (4.1) i/lub z dennicą zdejmowalną do wymiany worków, system tryskaczy azotu lub wody i azotu (4.2) zainstalowany w części czystej filtra, króciec (4.3) do odbioru gazów czystych z zainstalowanym zaworem ciśnieniowym (4.4) do ewentualnego rozprężenia zbiornika/silosu po wybuchu i z komorą rozprężną (4.5), z wtryskiem wody i azotu do neutralizacji skutków wybuchu.The tank / silo consists of a cylindrical part (1) with a support ring, a bottom cone (2) with an angle α = 15-20 ° lined with a polished stainless steel sheet (2.1) with a directional relief cone (2.2) with an inclination angle α = 15-20 °, coated with a polished stainless steel sheet, from the nozzle aeration system (2.3) air or nitrogen, from the outlet flange (2.4), from the upper cone (3) equipped with connection stubs (3.1) for loading the tank with coal dust, from the coal dust recirculation system . The tank / silo is equipped with an inspection hatch (3.2), a nitrogen or nitrogen and water injection ring (3.3), a water sprinkler ring (3.4) for cooling the tank / silo shell. In the upper part of the tank / silo there is a bag filter (4) with a manhole (4.1) and / or with a removable bottom for bag replacement, a nitrogen or water and nitrogen sprinkler system (4.2) installed in the clean part of the filter, connector (4.3) for reception clean gases with an installed pressure valve (4.4) for possible expansion of the tank / silo after the explosion and with an expansion chamber (4.5), with injection of water and nitrogen to neutralize the effects of the explosion.

Zbiornik/silos posiada zamontowaną instalację recyrkulacji pyłu węglowego 6, instalację recyrkulacji gazu 7, zespoły zasuw 5, zbiornik magazynowy azotu 8 z infrastrukturą, instalację schładzania płaszcza zbiornika/silosu z tryskaczami wodnymi 9, i instalację prewencyjną wody i azotu 10. Wszystkie urządzenia i czujniki zainstalowane wewnątrz i na zewnątrz zbiornika/silosu są połączone z nadrzędnego systemu monitorująco-sterującego 11.The tank / silo has an installed coal dust recirculation system 6, gas recirculation system 7, valve assemblies 5, nitrogen storage tank 8 with infrastructure, tank / silo jacket cooling system with water sprinklers 9, and water and nitrogen preventive system 10. All devices and sensors installed inside and outside the tank / silo are connected to the superordinate monitoring and control system 11.

Claims

PL 240 757 B1

Patent claims

1. A tank system for safe and indefinite storage of coal dust, equipped with an inerting system with inert gas with recirculation of oxygen-depleted air, with a tank containing inert gas, with an inert gas distribution system inside the silo and with control of the inert gas system, characterized by the fact that it is built it is made of a steel tank / silo consisting of a cylindrical part (1) with a support ring, a conical bottom funnel (2) with an angle α = 15-20 °, lined with a polished stainless steel sheet (2.1) with a relief-directional cone (2.2) built inside tilt angle α = 15-20 ° coated with polished stainless steel sheet, the tank / silo contains a nozzle aeration system (2.3) of air or nitrogen, with an outlet flange (2.4) and an upper cone (3) equipped with connection stubs (3.1) for loading the tank with coal dust, from coal dust recirculation, while the tank / silo is equipped with an inspection hatch (3.2), in the ring of nitrogen or nitrogen and water injection (3.3), in the ring of water sprinklers (3.4) for cooling the shell of the tank / silo, where a bag filter (4) with structural strength 1 is mounted in the upper part of the upper cone (3) of the tank / silo , 0 MPa with a manhole (4.1) and / or with a removable bottom for bag replacement, from a nitrogen or water and nitrogen sprinkler system (4.2), which is installed in the clean part of the filter, with a nozzle (4.3) for clean gas reception with an installed valve pressure (4.4) for possible expansion of the tank / silo after the explosion, and also with an expansion chamber (4.5) with water and nitrogen injection to neutralize the effects of the explosion, while the steel tank / silo has a coal dust recirculation system installed (6), gas recirculation system (7), valve and closure assemblies (5), nitrogen storage tank (8), tank / silo jacket cooling system with water sprinklers (9), water and nitrogen preventive system 10, as well as safety system (11) with continuous a real-time monitoring system for the condition of coal dust in the tank / silo.

2. A tank system according to claim The method of claim 1, characterized in that the continuously moving coal dust grains are sent through the draft opening in the cone of the bottom hopper (2) of the tank / silo, where a continuous temperature measurement system is installed.

3. A tank system according to claim 1, characterized in that the pulverized coal recirculation installation (6) and the gas recirculation installation (7) consist of a relief-directional cone (2.2), which cooperates with a system of at least three nozzle aeration levels (2.3) and uses air or nitrogen recirculation (7) and (8) as a transport medium of pulverized coal and is realized by the recirculation pump (6) feeding the pulverized coal from the conical bottom hopper (2) of the tank / silo back to the tank / silo through its top cone (3).

4. A tank system according to claim 4. The method of claim 4, characterized in that in a state of fire hazard detected by the safety system (11), the internal recirculation of the pulverized coal (6) takes place in an atmosphere of recirculating nitrogen.

5. A reservoir system according to claim 1 Characterized in that the safety system - cooling of the tank / silo (9) is performed by sprinklers (9) installed around the external tank / silo.

6. A tank system according to claim Characterized in that the security system (11) is a computer unit with a real-time processor controlling all the processes inside and outside the steel tank / silo, cooperating with all measuring sensors and hazard detection systems.