2026 / Том 11, № 3 (2026) [ ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ]

Оценка вероятности инициирования взрыва пыли на разных стадиях брикетирования: дерево событий и ранжирование узлов по критичности

Будовский А.В., Васьковский А.В., Зубков И.Н., Клушин В.А.

Страницы: 259-271

https://doi.org/10.21285/2500-1582-2026-11-3-259-271

EDN:VGOERV

Аннотация

Цель исследования – количественный показатель определения оценки вероятности инициирования взрыва пыли на технологической линии брикетирования с ранжированием оборудования по вкладу в общий риск. Методология оценивания базируется на комбинированном применении аппарата дерева отказов и дерева событий. Для каждого базового события (искра от подшипника, перегрев в зоне резания, разрыв фильтра, накопление заряда статического электричества) определены средневзвешенные частоты по данным 37 литературных источников и экспертной панели (n=12). Построены сценарии трансформации инициирующего события в поражающие факторы. Итоговая вероятность взрыва на линии брикетирования составила 6,2·10–³ (год–¹). Наибольший вклад в риск вносит дробильный узел (45,8 процента), преимущественно за счет механо-искровых источников. Система аспирации является критическим модератором (снижение риска на 63 процента при исправном состоянии). Ранжирование узлов по критичности позволило сделать вывод, что установка искроуловителя на выходе дробилки снижает интегральный риск на 37 процентов. Предложенная методика применима для обоснования инженерных решений по взрывозащите и может быть интегрирована в цифровые двойники опасных производственных объектов.

Ключевые слова:

взрыв пыли, брикетирование, дерево отказов, дерево событий, ранжирование рисков, искрозащита, гибридная смесь, система аспирации, взрыворазрядное устройство

Библиографический список:

1. Eckhoff R.K. Dust Explosions in the Process Industries. 4th ed. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2019. 742 p.
2. Yuan Z., Khakzad N., Khan F., Amyotte P. Risk analysis of dust explosion scenarios using Bayesian networks // Risk Analysis. 2015. No. 35 (2). Рр. 278-91. https://doi.org/10.1111/risa.12283.
3. Dejian Wu, Peng Zhao, Arne Krietsch, Stefan Spitzer. A review on hybrid mixture explosions: Safety parameters, explosion regimes and criteria, flame characteristics // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2023. Vol. 82. Рр. 104-969. https://doi.org/10.1016/j.jlp.2022.104969.
4. Wentao Ji, Jingjing Yang, Yang Wang, Jia He, Flame Propagation Characteristics of Hybrid Explosion of Ethylene and Polyethylene Mixture under Pressure Accumulation // Energies. 2022. No. 15 (13). Рр. 4786. https://doi.org/10.3390/en15134786.
5. Bagaria P., Hall B., Dastidar A., Mashuga C. Effect of particle size reduction due to dust dispersion on minimum ignition energy (MIE) // Powder Technology. 2019. Vol. 356. Рр. 304-309. https://doi.org/10.1016/ J.POWTEC.2019.08.030.
6. Зубков И.Н., Катария Я. В., Клушин В.А. и др. Оценка свойств брикетов на основе технического углерода, полученного в результате пиролиза автомобильных шин] // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2026. No. 1 (229). С. 126–133. https://doi.org/10.17213/1560-3644-2026-1-126-133.
7. Budovsky А., Vaskovsky А. , Zubkov I., Klushin V., Papeta O., Saliev A., Tokarev D., Yatsenko A. Briquettes obtained from pyrolysis waste of automobile tires and polymers waste thermally destroyed: a path to alternative solid fuels and metallurgical reducing agents // Journal of the Indian Chemical Society. 2026. No. 103 (2). Рр. 123-135. https://doi.org/10.1016/j.jics.2026.102718.
8. Тюленева Т.А., Кабанов Е.И. Использование риск-ориентированного подхода в управлении профессиональными рисками взрыва метана и пыли на угледобывающем предприятии // Техника и технология горного дела. 2021. No. 2 (13). С. 13–32. https://doi.org/ 10.26730/2618-7434-2021-2-13-32. EDN: IFDAOX.
9. Булыгин Ю.И., Лоскутникова И.Н., Будовский А.В. [и др.]. Анализ и оценка пожаровзрывобезопасности блочно-модульной котельной, использующей альтернативный теплоноситель // Безопасность труда в промышленности. 2023. No. 6. С. 7–16. https://doi.org/10.24000/0409-2961-2023-6-7-16. EDN: TNCLNM.
10. Тюрин А.П., Янников И.М. Разработка подхода для оценки последствий взрывов топливно-воздушных смесей с учетом особенностей застройки // Безопасность техногенных и природных систем. 2023. No. 2. С. 17–26. https://doi.org/10.23947/2541-9129-2023-7-2-17-26.
11. Кабанов Е. И. Разработка модели экспертной системы на основе нечеткой логики для проведения оценки риска взрывов метана и пыли на угольных шахтах // Международная горноспасательная конференция «IMRB‑2017»: сборник тезисов (Новокузнецк, 4–7 сентября 2017 года). Новокузнецк: Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, 2017. С. 64–65. EDN: ROHMMG.
12. Taveau J.R. Dust Explosion Propagation in Small Diameter Pipes // Process Safety Progress. 2018. Vol. 38. Pр. 631-636. https://doi.org/10.1002/PRS.12033.
13. Bailey M., Hooker P., Caine P., Gibson N. Incendivity of electrostatic discharges in dust clouds: the minimum ignition energy problem // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2001. No.14 (2). Рр. 99-101. https://doi.org/10.1016/S0950-4230(00)00030-9.
14. Taddao Pahasup-anan, Torpong Kreetachat, Wirogana Ruengphrathuengsuka. Dust Explosion Risk Assessment of Extruded Food Production Process by Fault Tree Analysis // Journal of Chemical Health and Safety. 2021. Том 29. Рр. 91-97. https://doi.org/0.1021/acs.chas.1c00036.
15. Marmo L. Case study of a nylon fibre explosion: An example of explosion risk in a textile plant // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2010. Vol. 23. Pр. 106-111. https://doi.org/10.1016/ j.jlp.2009.06.006.
16. Богданова И.В., Дымникова О.В., Холодова С.Н., Лоскутникова И.Н. Применение метода количественного анализа на этапе оценки профессиональных рисков на примере ЗАО «Эмпилс» // Безопасность техногенных и природных систем. 2017. No. 1. С. 62–74. https://doi.org/10.23947/2541-9129-2017-1-62-74. EDN: YNKNYP.
17. Антоненко И.Н. Методика приоритизации объектов обслуживания на основе оценки критичности отказов // В мире неразрушающего контроля. 2018. Т. 21. No. 3. С. 68–72. https://doi.org/10.12737/article_5b8cf933596a37.05447226. EDN: VCCKIP.
18. Cashdollar K.L. Overview of dust explosibility characteristics // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2000. Vol. 13. No. 3-5. P. 183-199. https://doi.org/10.1016/S0950-4230(99)00039-X.
19. Taveau J.R. Application of Dust Explosion Protection Systems // Procedia Engineering. 2014. Vol. 84. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.10.438.

Файлы:

• article_02_0.pdf (скачать | просмотреть) - скачано 2 раза