В августе 2017 года произошел пожар в бункере на заводе по производству пеллет Pacific BioEnergy (PacBio) производительностью 350 000 метрических тонн в год в Принс-Джордж, Британская Колумбия. Тактика, использованная для борьбы с огнем, привела к успешному результату, но это контрастирует с долгой историей пожаров в шахтах и ​​куполах, приводящих к полной потере конструкций, серьезному повреждению окружающей инфраструктуры, а также ранениям и гибели людей.

 

Дым от тлеющих древесных гранул внутри бункера PacBio, содержащего 3500 метрических тонн, впервые был замечен вечером 23 августа. В течение семи дней пожар был устранен, потушен, бункер был спасен, и никто не пострадал или не погиб. Пеллеты на сумму более 500 000 долларов были повреждены, но инфраструктура завода по производству окатышей стоимостью в миллионы долларов не пострадала. К сожалению, хотя силос не разрушился, и не было взрывов или пожаров, которые повредили гранулятор или вызвали травмы, силос будет снесен из-за неопределенности в отношении его структурной целостности.

 

Заслуга в этом успешном результате принадлежит команде управления и эксплуатации Pacific BioEnergy, а также первым сотрудникам пожарной части принца Джорджа, которые следовали тщательно разработанному плану по контролю и тушению пожара. Генеральный директор PacBio Дон Стил и вице-президент по операциям Шон Беллс и его операционная группа, наряду с жизненно важными рекомендациями и поддержкой со стороны автора этой статьи, Джона Сваана, применили лучшие отраслевые практики для своего тактического планирования. Они тщательно обдумывали, прежде чем действовать, и использовали информацию, полученную на основе многолетнего опыта. Они действовали осторожно, но сознательно, с главной целью - обеспечить безопасность всех.

 

Что не делать

Исторически сложилось так, что в отрасли есть примеры не очень успешных исходов пожаров в шахтах или куполах. Это было связано с отсутствием знаний о характеристиках древесных пеллет, часто как операторами пеллетных заводов, так и службами быстрого реагирования, а также неправильной и провальной тактикой. Следующая неправильная тактика стала причиной потери зданий и другого имущества, гранул, травм и, что хуже всего, в нескольких инцидентах, гибели людей.

 

Хотя вода может помочь контролировать пламя при неконтролируемом пожаре в бункере, затопление или распыление воды на гранулы в бункере, куполе или плоском хранилище никогда не поможет тушить тлеющую массу древесных гранул. Древесные гранулы наверху кучи будут поглощать воду и разбухать, создавая покров из материала, ограничивая способность воды проникать в любое место вблизи сердцевины тлеющих гранул, расположенных где-то в центре кучи гранул. Вода, контактирующая с горячими пиролизованными древесными гранулами, будет генерировать окись углерода (CO) и водород, что усугубляет пожар и не помогает при тушении пожара в бункере. Вода также может образовывать вершины и / или столбики внутри силоса, что может стать проблемой при попытке удалить продукт.

 

Немедленное удаление древесных гранул из бункера, купола или плоской сваи для хранения до того, как активность пиролиза в ядре сваи будет потушена, - это рецепт катастрофы. Газы, выделяемые при пиролизе, являются неприятными и опасными, особенно метан, CO и другие опасные для жизни газы. Точка воспламенения метана, выделяемого из древесных гранул, очень низкая, и он воспламеняется при столкновении с тлеющим сердечником и поступлением кислорода из открытого воздуха. Другими словами, при удалении гранул до уровня, на котором гранулы подвергаются воздействию как тлеющего ядра, так и атмосферного воздуха, вероятность взрыва и / или быстро распространяющегося огня очень высока.

 

Лучшие практики

 

Извлеченный урок состоит в том, что закачка инертного газа значительно снижает вероятность отрицательных результатов. Очень возможна опасность взрыва газа и / или пыли, что может привести к серьезным травмам и значительному материальному ущербу. Азот является наиболее эффективным средством минимизации этих рисков и обеспечивает путь с низким уровнем риска для контроля над тлеющим пиролизом внутри штабеля при опорожнении материала.

 

Нагнетание азота признано лучшим решением в качестве инертного газа для уменьшения опасности пожара в бункерах - он более доступен в больших количествах, легче испаряется и более экономичен, чем CO2. Использование газообразного азота было ключевой частью тактики, используемой для управления и тушения пожара PacBio.

 

Мы рекомендуем ознакомиться с отчетом, опубликованным в 2013 году Генри Перссоном из шведского научно-исследовательского института SP под названием «Пожары в шахтах - тушение и предотвращение пожаров, а также подготовительные меры». Этот отчет должен быть стандартным справочником для каждого завода по производству гранул и для каждой пожарной части, которая может реагировать на пожар в бункере для гранул или купол.

 

В PacBio были сделаны ссылки на рекомендованные в отчете скорости закачки азота, были произведены расчеты размера силоса, и очень быстро позвонили местному поставщику газа Praxair. Мобильный испаритель азота и резервуар, а также другие танкеры были мобилизованы из Эдмонтона, Альберта. В газовой и нефтяной промышленности оборудование этого типа регулярно используется. Инженер из Solid Industrial Solutions был также направлен для оказания помощи на месте с настройкой системы распределения азота и контроля расхода азота.

 

Основываясь на необходимых потоках и объемах азота, команда PacBio определила, как изготовить фурмы, которые будут вбиваться в боковую часть силоса диаметром 80 футов (~ 24 метра). В течение 24 часов после вызова мобилизовать азот; испарительная установка была установлена ​​на месте, инжекторные фурмы были на месте, система распределения азота подключена, и азот начал протекать.

 

Было предпринято несколько попыток вспенить верх бункера, но независимо от плотности пены, изначально установленная для воды дренчерная система не подходила для равномерного распределения пены поверх гранул для создания эффективного надлежащего уплотнения.

 

Опорожнение силоса началось в течение 48 часов после закачки азота, после того как уровень кислорода в свободном пространстве силоса упал ниже 10 процентов. Команда PacBio безопасно обработала и эвакуировала удаленный материал. Спасатели, оснащенные респираторным оборудованием, обеспечивали безопасность и безопасность всего персонала. Древесные гранулы и обугленные комки, выходящие из силоса, безопасно и без происшествий транспортировались на ровную площадку вдали от завода. Даже при встрече с атмосферным воздухом проблем не было.

 

На эвакуацию 3500 тонн прерванного материала потребовалось примерно семь дней, и каждый грузовик был безопасно перемещен в безопасную зону вдали от других складов остатков волокна и залит водой по мере их сброса, чтобы не было остаточных горячих точек.

 

Второй урок должен быть подготовлен к обнаружению и контролю пожаров в бункерах / куполах. Системы мониторинга, обнаружения и подавления должны быть установлены и поддерживаться в хорошем рабочем состоянии. Правильно установленная и работающая система мониторинга тепла поможет обнаружить место возникновения горячей точки внутри бункера для гранул или купола. Ранние предупреждения об инциденте будут обнаружены и выданы по тревоге, когда мониторы температуры внутри силоса работают правильно. Раннее предупреждение до появления дыма значительно снизит потери продукта и вероятность более серьезного инцидента.

 

Мониторы окиси углерода и кислорода, установленные наверху силоса, обеспечивая постоянные измерения, также помогут в раннем обнаружении происшествий. После того, как азот закачивался в силос PacBio, получение показаний без оборудования для отбора проб, уже установленного в верхней части силоса, затрудняло определение уровней газа, необходимых для безопасного удаления материала из материала силоса. Тестирование и обслуживание этих систем должны быть частью еженедельной программы PM (профилактического обслуживания).

 

Постоянная, правильно подобранная и установленная система впрыска азота внутри силоса или купола, вместе с коллектором в безопасном месте с удобным подключением, имеет решающее значение. Если поблизости нет поставщиков азота и испарителей, предприятию следует серьезно рассмотреть возможность размещения этого оборудования на месте. Быстро смонтированный коллектор, используемый на заводе PacBio, не был оптимальным для управления потоком в фурмы. Управление равномерным расходом, должным образом распределенным в бункере, было бы более эффективным и могло бы быстрее контролировать пиролизирующий сердечник.

 

Контроль систем вентиляции силоса или купола имеет решающее значение при ликвидации пожара в силосе. Система должна иметь возможность отключать и перекрывать нижние вентиляторы, а также контролировать верхнюю вентиляцию силоса. Это очень полезно для минимизации потока выхлопных газов и улучшения проникновения азота, а также для уменьшения общего необходимого объема азота.

 

Основные причины

В большинстве случаев есть подозрения, что возгорание, вызывающее пиролизную активность, вызвано каким-то посторонним горячим мусором. Причиной может быть неисправность роликовых подшипников гранулятора, поломка ролика и / или ленты конвейерной системы, а также расплавленная сталь в результате работ по техническому обслуживанию. Все вышеперечисленное явилось причиной инцидентов.

 

Поскольку древесные гранулы являются биогенным продуктом, самонагревание также может быть причиной пожаров в бункерах. Это может происходить из-за микробиологической активности, процессов химического окисления, миграции влаги, поглощения влаги или их комбинации. Этот процесс обычно происходит в диапазоне температур от 45 до 75 градусов Цельсия, так как микробы умирают при более высоких температурах. Микробная активность в первую очередь генерирует CO2, и ее можно определить путем измерения концентрации CO2 в свободном пространстве силоса. При более высоких температурах самонагревание происходит в результате процессов химического окисления. В древесных гранулах причиной обычно является процесс химического окисления, поскольку гранулы более или менее стерилизуются в процессе производства. Практический опыт показывает, что этот процесс окисления особенно вероятен для вновь произведенных гранул, отчасти из-за окисления различных смол, содержащихся в древесном материале.