- Tytuł:
-
Evaluation of the Effectiveness of Active HRD Systems for Dust Explosion Suppression in a Technology Demonstrator System
Ocena skuteczności tłumienia wybuchu pyłowego w układzie demonstratora przez aktywny system HRD - Autorzy:
-
Lesiak, Piotr
Bąk, Damian
Małozięć, Daniel
Grabarczyk, Marcin
Kołaczkowski, Andrzej - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/2060848.pdf
- Data publikacji:
- 2019
- Wydawca:
- Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego
- Tematy:
-
HRD
explosion suppression system
dust explosion
system tłumienia wybuchu
wybuch pyłu - Opis:
-
Purpose: This paper presents the operation of an active dust explosion (HRD, high rate discharge) suppression system in a confined space. Design and methods: The study involved tests of the developed fire protection system for suppressing dust explosions. The work was carried out under the project entitled “Innovative explosion protection technologies, including for highly protected facilities” No. DOBR-BIO4/052/13073/2013 at the Scientific and Research Centre for Fire Protection in Józefów. A test station designed and constructed to meet the prerequisites of the PN-EN 14034 series of standards was designed for testing. The test equipment consisted of a closed roughly spherical chamber with a volume of 1 m3, an ignition system, a system producing a dust-air atmosphere, and a pressure change detection system. Inside the sphere, a dust-air mixture of a certain concentration was obtained in a reproducible manner. The station was armed with a dust explosion suppression system consisting of: – 5 dm3 fire extinguisher tank containing pressurized fire-extinguishing powder, – a diffusing nozzle, – an explosion detection system. The operation of the extinguishing system is based on the early detection of changes in the explosion pressure of the dust-air mixture, the processing of the signal, and the release of the extinguishing agent inside the apparatus in order to interrupt the explosion process at the earliest possible stage of its development. Results: On the basis of the conducted experiments, it can be concluded that the HRD system effectively interrupts explosive combustion for dust with a Kst ≤ 100 bar · m/s. For the examined potato starch dust, the system significantly reduced the explosion pressure to an acceptable value. The system is also characterised by a short reaction time, and the discharge of the extinguishing powder takes place in less than 100 ms, which is a satisfactory value. Conclusions: The tests were carried out for potato starch and lycopodium. The phenomenon of explosive combustion occurring in the mixture of lycopodium and air is characterised by greater dynamics, compared to starch. This difference allowed to identify the limitation of extinguishing dust explosions in small cubic capacity areas. In addition, research identified issues related to the source of ignition in the form of pyrotechnical heads, the use of which requires the setting of a high-pressure threshold activating the HRD system. This results in a delayed system reaction in the event of ignition of high Kst dust mixtures.
Cel: Celem artykułu jest przedstawienie działania aktywnego systemu tłumienia wybuchów pyłowych (nazwanych HRD od ang. high rate discharge) w przestrzeni ograniczonej. Projekt i metody: W ramach badań przeprowadzono testy wytworzonego systemu gaśniczego do tłumienia wybuchów pyłowych. Prace zostały wykonane w ramach projektu pt. „Innowacyjne technologie zabezpieczeń przed wybuchem, w tym obiektów szczególnie chronionych” nr DOBR-BIO4/052/13073/2013 w Centrum Naukowo-Badawczym Ochrony Przeciwpożarowej w Józefowie. Do badań zaprojektowano i wykonano stanowisko spełniające założenia serii norm PN-EN 14034. Urządzenie badawcze składa się z zamkniętej komory kształtem zbliżonej do kuli o objętości 1 m3 oraz układów: zapłonowego, tworzenia atmosfery pyłowo-powietrznej, detekcji zmian ciśnienia. Wewnątrz sfery uzyskiwano w powtarzalny sposób mieszaninę pyłowo-powietrzną o określonym stężeniu. Stanowisko uzbrojono w system tłumienia wybuchów pyłowych zawierający: – zbiornik gaśnicy o objętości 5 dm3 zawierający proszek gaśniczy pod ciśnieniem, – dyszę rozpraszającą, – system wykrywania wybuchu. Działanie systemu gaśniczego opiera się na wczesnym wykryciu zmiany ciśnienia wybuchu mieszaniny pyłowo-powietrznej, przetworzeniu sygnału oraz wyzwoleniu środka gaśniczego do wnętrza aparatu w celu przerwania procesu wybuchu w jak najwcześniejszej fazie jego rozwoju. Wyniki: Na podstawie przeprowadzonych eksperymentów można stwierdzić, że system HRD skutecznie przerywa spalanie wybuchowe dla pyłu o Kst ≤ 100 bar · m/s. Dla przebadanego pyłu skrobi ziemniaczanej system znacznie redukuje ciśnienie wybuchu do wartości akceptowalnej. Układ charakteryzuje się także krótkim czasem reakcji, a wyładowanie proszku gaśniczego następuje w czasie poniżej 100 ms, co jest wartością satysfakcjonującą. Wnioski: Badania przeprowadzono dla skrobi ziemniaczanej i likopodium. Zjawisko spalania wybuchowego zachodzące w mieszaninie likopodium i powietrza charakteryzuje się większą dynamiką niż w przypadku skrobi. Różnica ta pozwoliła na zidentyfikowanie ograniczenia, jakim jest gaszenie wybuchów pyłowych w niewielkiej kubaturze. Ponadto w badaniach zidentyfikowano problematykę związaną z zastosowanym źródłem zapłonu w postaci główek pirotechnicznych, których zastosowanie narzuca konieczność nastawienia wysokiego progu ciśnienia aktywującego system HRD. Skutkuje to opóźnioną reakcją systemu w przypadku zapłonu mieszanin pyłowych o wysokiej wartości parametru Kst. - Źródło:
-
Safety and Fire Technology; 2019, 53, 1; 46--66
2657-8808
2658-0810 - Pojawia się w:
- Safety and Fire Technology
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł