Máy bơm nhập khẩu Thổ Nhĩ Kỳ

Đặc điểm cháy và các biện pháp phòng cháy chữa cháy trong quá trình sấy

Sấy là một trong các quá trình công nghệ phổ biến nhất, được sử dụng trong mọi lĩnh vực công nghiệp và nông nghiệp. Sấy nhiệt (đơn giản gọi là sấy) là quá trình nhiệt nhằm tách độ ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách cho bốc hơi và thu hồi lượng hơi đó. Vậy quá trình sấy có nguy cơ xảy ra cháy không và có các biện pháp phòng cháy chữa cháy không? Cùng tìm hiểu ngay bên dưới nhé.

Một số vấn đề chung về sấy

Việc khử ẩm của vật liệu được thực hiện chủ yếu bằng các biện pháp sau:

  • Biện pháp cơ học: ép, lọc, ly tâm, vắt, hút; thường sử dụng trong các trường hợp không đòi hỏi khử hoàn toàn độ ẩm trong vật liệu.
  • Biện pháp lý – hóa: hấp thụ độ ẩm bằng các chất hóa học hoặc các chất hút ẩm, thường áp dụng để tách hơi ẩm ra khỏi các chất khí.
  • Biện pháp nhiệt: sấy, cho bay hơi (cô đặc), làm đóng băng, ngưng tụ. Biện pháp này đảm bảo khử hoàn toàn độ ẩm và được sử dụng phổ biến nhất.

Về độ ẩm, ta có thể hiểu đó là một chất lỏng bất kỳ nằm trong một chất. Lượng ẩm biểu thị bằng phần trăm được gọi là độ ẩm của vật liệu. Độ ẩm có thể tính theo tỷ lệ đối với tổng khối lượng khô tuyệt đối (hàm lượng ẩm):

ω = Ga/G 100 = Ga/(Gk + Ga) 100
ωk = Ga/Gk 100

Trong đó:

  • ω, ωk –  độ ẩm tính theo % đối với tổng khối lượng vật liệu G (kg) và khối lượng vật vật liệu khô tuyệt đối Gk (kg).
  • Ga – khối lượng ẩm, kg.

Sấy vật liệu có thể tiến hành bằng con đường tự nhiên hoặc nhân tạo. Sấy tự nhiên thường được tiến hành ngoài trời, ở các xưởng có mái che hoặc trong các kho chuyên dùng, đó là quá trình sấy mà trong đó không khí hay tác nhân sấy không được đốt nóng và sau khi hấp thụ hơi ẩm, chúng được đưa ra khỏi vùng sấy vật liệu (sấy ngũ cốc, bông, gỗ,…). Sấy nhân tạo được tiến hành trong các thiết bị chuyên dùng đặc biệt gọi là buồng sấy.

Vật liệu sấy có thể thuộc nhóm cháy hoặc không cháy, trong trường hợp này khi sấy sẽ có các chất lỏng cháy hoặc không cháy thoát ra từ vật liệu.

Trong thực tế thường gặp nhiều kiểu buồng sấy, chúng khác nhau về cấu tạo và biện pháp cấp nhiệt. Theo cấu tạo, các buồng sấy thông dụng nhất có dạng: buồng, hầm, tuynen, băng chuyền, hình tang trống, nong sấy,… Vật liệu sấy có thể là thành phẩm, vật liệu trung gian hoặc các loại vật liệu ở thể rời có kích thước rất nhỏ.

Đặc điểm chung về nguy hiểm cháy của thiết bị sấy và các biện pháp PCCC

Nguy hiểm cháy, nổ của thiết bị sấy phụ thuộc vào tính chất của vật liệu sấy, cấu tạo của thiết bị, vị trí đặt thiết bị nung nóng, biện pháp cung cấp nhiệt, chế độ nhiệt,… Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến nguy hiểm cháy, nổ của thiết bị sấy, sau đây là một số nguyên nhân chính tạo thành môi trường cháy, nguồn nhiệt gây cháy và hướng phát triển của đám cháy.

Đặc điểm chung về nguy hiểm cháy của thiết bị sấy và các biện pháp PCCC
Đặc điểm chung về nguy hiểm cháy của thiết bị sấy và các biện pháp PCCC

Khả năng tạo nồng độ nguy hiểm cháy, nổ trong buồng sấy – các biện pháp PCCC

Trong điều kiện làm việc bình thường, nồng độ hỗn hợp nguy hiểm cháy, nổ không tạo thành trong buồng sấy do hệ thống xả được thiết kế an toàn.

Nồng độ hơi cháy với không khí chỉ có thể tạo thành trong buồng sấy do vi phạm nghiêm trọng chế độ làm việc của thiết bị hoặc do xảy ra sự cố. Nồng độ hơi của dung môi trong buồng sấy sẽ tăng trong trường hợp sau:

  • Cường độ bay hơi tăng khi xảy ra quá tải trong buồng sấy và trên băng chuyền.
  • Vật liệu sấy có bề mặt bay hơi rộng hoặc trong vật liệu có chứa nhiều chất hòa tan.
  • Tần số trao đổi khí giảm.
  • Quạt hút gió ngừng hoạt động.
  • Thiết bị sấy làm việc với hệ số tuần hoàn kín cao.
  • Tăng nhiệt độ trong buồng sấy.

Tần số trao đổi khí sẽ giảm khi công suất của quạt gió giảm hoặc do tăng sức cản của hệ thống ống dẫn như tắc phin lọc,…

Lượng chất lỏng cháy bốc hơi khỏi vật liệu có thể xác định theo cân bằng sấy như sau:

Ga = G1 – G2 (2.1)

Trong đó:

  • Ga – lượng hơi ẩm thoát ra khỏi vật liệu, kg/s.
  • G1 và G2 – trọng lượng vật liệu trước khi sấy và sau khi đã sấy khô, kg/s.

Giả sử trọng lượng vật liệu khô tuyệt đối trong quá trình sấy không thay đổi (Gk = const), có thể thiết lập phương trình cân bằng vật chất theo vật liệu khô tuyệt đối trong vật liệu đã sấy khô như sau:

Gk = G1 (100 – ω1)/100= G2 (100 – ω2)/100 (2.2)

Trong đó ω1 và ω2 là độ ẩm ban đầu và độ ẩm cuối cùng của vật liệu, %.

Suy ra:

G1 = G2 (100 – ω2)/(100 – ω1 ) và G2 = G1 (100 – ω1)/(100 – ω2) (2.3)

Cần nhấn mạnh rằng mối cân bằng theo vật liệu đã sấy khô là mối cân bằng chung đối với sấy đối lưu, sấy tiếp xúc và các loại sấy khác. Thay giá trị G2 từ phương trình (2.3) vào phương trình (2.1) ta có:

Ga = G1 – G1 (100 – ω1)/(100 – ω2) = G11 – ω2)/(100 – ω2) (2.4)

Tương tự như vậy, Ga được xác định nếu như biết được lượng vật liệu đưa vào sấy G1 và vật liệu đã sấy khô G2:

Ga = G11 – ω2)/(100 – ω2) = G21 – ω2)/(100 – ω1) (2.5)

Để loại trừ sự hình thành nồng độ hơi cháy trong buồng sấy, đối với mỗi thiết bị sấy cần xác lập chế độ nhiệt làm việc cho phép, hệ thống thông gió phải loại trừ được sự hình thành hơi khí nguy hiểm nổ trong buồng sấy. Lượng không khí cần đưa vào thiết bị sấy theo điều kiện an toàn nổ có thể xác định từ phương trình cân bằng vật chất vì trong một quá trình sấy xác định, khi lượng ẩm không hao tổn, lượng không khí và vật liệu sấy ban đầu bằng với lượng ẩm và vật liệu đã sấy khô thoát ra khỏi thiết bị sấy:

G1 ω1/100+L C = G2 ω2/100 + L Cc (2.6)

Trong đó:

  • L – lượng không khí khô cần cho quá trình sấy, kg/s.
  • C và Cc – nồng độ hơi ẩm ban đầu và cuối cùng trong không khí khi sấy, kg/m3.

Từ phương trình (2.6) ta có:

Ga = G1 ω1/100 – G2 ω2/100 = L(Cc – C) (2.7)

Tổng lưu lượng không khí trong quá trình sấy sẽ bằng:

L = Ga/(Cc – C) hoặc V = Ga/(ρt (Cc – C)) (2.8)

Trong đó:

  • ρt – khối lượng riêng của không khí ứng với nhiệt độ tính toán, kg/m3.
  • V – thể tích không khí cần thiết cho sấy, m3/s.

Khi chất hòa tan bay hơi thoát ra khỏi vật liệu và thiết bị sấy làm việc không theo chu trình kín, có thể coi C = 0. Nồng độ chất hòa tan ở cửa ra của buồng sấy được tiếp nhận như sau: Cc ≤ Cbc.d/Kat, trong đó Kat = 2 ÷ 20 là hệ số an toàn. Đối với thiết bị sấy có người điều khiển, Cc có thể tiếp nhận giá trị bằng hoặc nhỏ hơn giá trị cho phép thep tiêu chuẩn vệ sinh.

Trong quá trình làm việc của thiết bị sấy, phải đảm bảo sự làm việc liên tục của băng chuyền, quạt hút gió và thực hiện việc kiểm tra liên tục đối với chế độ nhiệt. Thuận lợi nhất là áp dụng các thiết bị tự động điều khiển và duy trì chế độ nhiệt ổn định trên cơ sở thay đổi lượng chất mang nhiệt, tự động ngắt hệ thống nung nóng và ngừng cho vật liệu sấy vào thiết bị khi quạt gió ngừng hoạt động.

Cần phải kiểm tra nồng độ hơi trong buồng sấy bằng cách phân tích các mẫu hoặc có thiết bị phân tích khí cố định với các đầu đo ở những vị trí cần thiết. Trong các thiết bị sấy làm việc với chu trình kín cần phải kiểm tra cẩn thận lượng không khí cho phép quay ngược trở lại và thường xuyên lưu ý đến trạng thái của van chắn trong ống xả.

Thiết bị sấy cần phải có cấu tạo để tránh lắng đọng bụi (tường buồng sấy, ống dẫn,… phải có sức cản nhỏ, bề mặt nhẵn). Hệ thống thiết bị sấy cần thường xuyên được vệ sinh công nghiệp nhằm loại bỏ bụi bám.

Trong các buồng sấy dùng để sấy vật liệu có thấm chất hòa tan dễ cháy hoặc vật liệu nghiền, bụi có nồng độ bắt cháy dưới nhỏ hơn hoặc bằng 65g/m3 cần có nắp dễ bật hoặc van phòng nổ. Vị trí đặt van phòng nổ cần đảm bảo để khi nó làm việc không ảnh hưởng đến người vận hành.

Sự tồn tại và phát sinh nguồn nhiệt gây cháy – biện pháp phòng cháy chữa cháy

Một trong các nguồn nhiệt gây cháy điển hình đối với tất cả các loại lò sấy là sự nung nóng quá nhiệt và bốc cháy vật liệu sấy, phế thải của vật liệu sấy cũng như tia lửa tạo thành khi các vật rắn va chạm với nhau hoặc do ma sát. Trong các log sấy hoạt động liên tục, khi các thiết bị vận chuyển như băng chuyền, toa gòng ngừng hoạt động có thể làm bốc cháy vật liệu do chúng chịu tác động lâu dài của nguồn nhiệt.

Tia lửa phát sinh do va chạm giữa các vật rắn hoặc do ma sát có thể hình thành khi hỏng quạt gió (hỏng cánh quạt, khe hở giữa roto và vỏ động cơ điều chỉnh không đúng,…) và do thiết bị vận chuyển hoặc động cơ điện bị nung nóng quá mức,…

Ngăn ngừa, hạn chế khả năng phát sinh nguồn nhiệt gây cháy:

  • Cần phải có thiết bị tự động đóng đường đảm bảo ngắt thiết bị nung nóng khi tốc độ chuyển động của thiết bị vận chuyển giảm hoặc ngừng hẳn.
  • Bụi và phế thải của vật liệu sấy đọng ở các góc, trên sàn hoặc thành của buồng sấy có thể tự bốc cháy khi chịu tác động lâu dài của chế độ nhiệt làm việc bình thường, đặc biệt khi chế độ nhiệt thay đổi theo chiều hướng tăng lên.
  • Để loại trừ sự mất cân bằng chế độ nhiệt và hiện tượng tự bốc cháy phế thải vật liệu sấy với những nguyên nhân như đã nêu trên, các buồng sấy cần được lắp đặt thiết bị tự động điều khiển nhiệt độ.
  • Khi nhiệt độ tăng, cần giảm lượng chất mang nhiệt. Sau mỗi lần dỡ tải vật liệu đã sấy khô cần làm sạch phế thải của chúng trong buồng sấy.
  • Trong các lò sấy có nguy hiểm nổ, quạt gió trên đường ống thải khí phải là loại chống nổ và các cửa lật phải là loại không phát sinh tia lửa khi có va chạm.
  • Khi sấy các vật liệu dạng sợi cần lưu ý đến hiện tượng bắt cháy vật liệu khi các sợi quấn chặt vào các trục chuyển động hoặc cánh quạt. Bởi vậy các trục hoặc cánh quạt cần được bảo vệ tránh tiếp xúc trực tiếp của vật liệu sợi và thường xuyên làm sạch sợi bám nếu có.

Khả năng lan truyền của đám cháy – Các biện pháp phòng cháy chữa cháy

Thiết bị sấy có thể được bố trí trong nhà hoặc phân xưởng riêng biệt. Thiết bị sấy gồm một hoặc nhiều buồng sấy thường là một bộ phận cấu thành trong quá trình công nghệ đặt trong các phân xưởng chung. Vật liệu cháy không chỉ bao gồm vật liệu sấy, mà còn có cả hỗn hợp hơi, bụi trong buồng sấy hoặc trong phân xưởng. Tùy theo vị trí xuất hiện, đám cháy có thể phát triển trực tiếp trong phân xưởng sấy từ buồng sấy này sang buồng sấy khác và ngược lại, đám cháy có thể lan truyền từ nơi chứa vật liệu vào buồng sấy.

Đám cháy phát triển và lan truyền trong thiết bị sấy là do có một lượng rất lớn vật liệu cháy, hệ thống thông gió, thiết bị vận chuyển và các vị trí hở khác. Với diện tích tuy nhỏ nhưng tải trọng chất cháy rất lớn, thông thường chúng được nung nóng đến nhiệt độ 40 đến 150 độ C. Ví dụ, trong một số nhà máy sản xuất và chế biến gỗ có các phân xưởng sấy với hàng chục buồng sấy hoạt động liên tục và nhiều kho chứa vật liệu đã sấy khô và chúng được bảo quản như vậy nhiều ngày chờ các công đoạn xử lý tiếp theo.

Các quá trình sấy thường làm bám bẩn hoặc phế thải cháy trên thành của thiết bị sấy. Điều đó tạo điều kiện để đám cháy lan truyền rất mạnh. Bụi và chất ngưng tụ cháy bám trên thành ống thông gió sẽ thúc đẩy rất mạnh quá trình lan truyền của đám cháy.

Ngăn ngừa, hạn chế khả năng lan truyền và phát triển đám cháy:

  • Để tránh hiện tượng quá tải vật liệu cháy đã được sấy, mỗi thiết bị sấy cần được xác định tải trọng tiêu chuẩn giới hạn của vật liệu. Tiêu chuẩn này cần được ghi rõ trong bản hướng dẫn sử dụng và phải được chấp hành nghiêm túc. Đối với các thiết bị sấy hoạt động theo chu kỳ, việc chất tải và dỡ tải vật liệu sấy nên tiến hành ngoài buồng sấy để tránh lẫn tạp chất.
  • Thiết bị sấy nói chung, nhất là buồng sấy cần được làm bằng vật liệu không cháy, đặt theo chu vi của nhà sát với tường ngoài và được ngăn cách với các phòng khác bằng tưởng ngăn cháy.
  • Thiết bị sấy cần trang bị hệ thống thông gió riêng biệt tách hẳn với hệ thống thông gió chung của phân xưởng. Các ống dẫn khí cần được vệ sinh công nghiệp định kỳ tránh để bụi cháy lắng đọng, các biện pháp vệ sinh phải đảm bảo an toàn cháy nổ.
  • Các buồng sấy cần được trang bị phương tiện phòng cháy chữa cháy ban đầu và hệ thống chữa cháy cố định. Khi mới xảy ra bén cháy vật liệu sấy, cần phải dừng ngay hoạt động của hệ thống thông gió và thiết bị vận chuyển.

>> Xem tiếp: Đặc điểm cháy và biện pháp PCCC của từng phương pháp sấy (phần 2).

Tham khảo một số sản phẩm máy bơm Sempa ngay bên dưới:

Hy vọng với những thông tin trên sẽ giúp bạn hiểu rõ các nguy cơ cháy, nổ trong quá trình sấy và có thêm kinh nghiệm để phòng cháy chữa cháy. Lắp đặt ngay các thiết bị máy bơm Sempa Thổ Nhĩ Kỳ chính hãng để dập cháy kịp thời, liên hệ ngay đến đội ngũ nhân viên HTH để được hỗ trợ và tư vấn tốt nhất.