News & Events

Home > News & Events > Zwiększyć bezpiecze...
Back to News & Events
Explosion panel in situ.
17 Sep 2015

Zwiększyć bezpieczeństwo i obniżyć ryzyko wybuchu

– Znaczenie systemów odciążających efekt wybuchu –

Atmosfery pyłowe związane z przechowywaniem i przetwarzaniem materiałów sypkich np. zboża, może prowadzić do niebezpiecznych wybuchów. Eksplozja pyłów występuje wówczas, gdy chmura drobnych cząsteczek wejdzie w reakcje z tlenem w obrębie źródła zapłonu, co prowadzi, co groźnych w skutkach egzotermicznych reakcji łańcuchowych. Najbardziej skuteczna i ekonomiczna forma prewencji to zastosowanie paneli odciągających. Panele przeciwwybuchowe oferują niedrogie rozwiązanie dla przemysłu związanego z przechowywaniem i przetwarzaniem materiałów obciążonych wybuchem.

Producenci systemów do przetwarzania mas musza zapewnić bezpieczeństwo zaprojektowanego urządzenia i odpowiednio je sklasyfikować, zgodnie z wymogami dyrektywy ATEX. Producenci takich urządzeń mają obowiązek zaprojektowania ich w taki sposób, aby zapewnić jak najwyższe bezpieczeństwo użytkowania urządzenia.

Opracowanie bezpiecznego i niezawodnego systemu do przetwarzania mas może angażować szereg doświadczonych partnerów, z różnych dziedzin. Najważniejsze, aby dla wszystkich wymagania bezpieczeństwa były celem nadrzędnym. Minimalizowanie skutków wybuchu oraz ochrona personelu powinny stanowić podstawę dla stworzenia bezpiecznego systemu dla wszystkich zaangażowanych w projekt stron: projektantów, prokurentów, producentów oraz samych operatorów systemu. Projektanci są odpowiedzialni za włączenie do projektu odpowiednich systemów zabezpieczających stanowiących cześć konstrukcji silosu. Cały proces dostawy zakłada szereg wymagań i standardów, które muszą być spełnione.

Panele przeciwwybuchowe są najbardziej niezawodnym i praktycznym rozwiązaniem na rynku. Urządzenia czy zbiorniki magazynujące bez owych zabezpieczeń narażone są na zniszczenie i stanowią realne zagrożenie dla ludzi i otoczenia. Panele odciążające są zaprojektowane do zadziałania PRZED wystąpieniem krytycznego wzrostu ciśnienia, zapobiegając groźnym skutkom wybuchu. Wymiary i liczba paneli jest jednak powracającym pytaniem, bo tak jak zrozumiałym jest, że kalkulacja wymaganej powierzchni odciążającej jest najistotniejsza, tak różnorodność wielu czynników, od których zależny będzie wynik owej kalkulacji bywa problematyczna. Zmienne warunki operacyjne takie jak: czynnik, temperatura, podciśnienie, muszą być uwzględnione w obliczeniach tak samo jak sam kształt i rodzaj konstrukcji zbiornika. Pełna ocena ryzyka dla danej instalacji i wytrzymałość zbiornika powinny być skrupulatnie przeprowadzone dla prawidłowego doboru odpowiednich zabezpieczeń. Aby spełnić wymogi dyrektywy ATEX w Europie odnośnie atmosfer wybuchowych ( ATEX 1999/92/EC, ATEX 94/9/EC) powinny być zastosowane tylko przetestowane i certyfikowane urządzania. Europejskie standardy EN 14491 (2012) do obliczania powierzchni odciążającej zawierają szereg czynników krytycznych wymaganych do selekcji odpowiedniego urządzenia zabezpieczającego daną instalację.

Konstrukcja i typ systemu do przetwarzania materiałów wsypkach są tak samo istotne z punktu widzenia doboru odpowiedniego zabezpieczenia, jak rodzaj przechowywanego środka. Jego właściwości będą determinować powierzchnię odciążającą, a co za tym idzie: wymiary i liczbę paneli przeciwwybuchowych. W zamkniętym zbiorniku, w którym magazynowane są materiały potencjalnie wybuchowe, ciśnienie wzrasta bardzo gwałtownie. Ciśnienie może szybko osiągnąć poziom 10barg, co skutkuje eksplozją stanowiącą bardzo realne i katastroficzne zagrożenie dla personelu i środowiska.

Gazy łatwopalne będą wymagały większej powierzchni odciążającej niż pyły o podobnej intensywności. Wybuch gazów i oparów uwolni spalanie produktów ubocznych, ale kontynuacja spalania będzie możliwa tylko przy ciągłym dopływie tegoż medium. Dla odmiany wybuch pyłów spowoduje wyrzut do atmosfery zarówno palących się cząstek jak i pyłów niezajętych zapłonem, które rozproszą się w atmosferze w postaci chmury. Przerzut wybuchu ( wybuch wtórny) oraz kontunuowanie spalania jest znacznie bardziej prawdopodobna dla pyłów niż w przypadku gazów. Takie czynniki będą miały kluczowe znaczenia dla planu fabryki/instalacji, rozmieszczenia urządzeń, struktur wzmacniających jak również doboru systemów odciążających. Pomimo iż poziom ciśnienia projektowego będzie różny w zależności do medium, jednak pełne i natychmiastowe otwarcie panela przy ciśnieniu of 0,05 barg to 0,1barg wydaje się najbardziej optymalnym założeniem stosowanym popularnie przez producentów silosów.

Unifikacja ciśnienia zadziałania pozwala prokurentom oraz producentom silosów na znaczne zredukowanie kosztów. Także operatorzy i zespól utrzymania ruchu osiągają zwiększoną efektywność dzięki niezwykle prostej wymianie paneli oraz pomniejszonych wydatków na zapas oraz ich montaż.
Specjalistyczne kalkulatory obliczania powierzchni, opracowane przez ekspertów podają najbardziej precyzyjne metody zgodne z ATEX i dla użytkowników systemów w ATEXie. Producenci klap przeciwwybuchowych wspierają projektantów wykonując potrzebne kalkulacje oraz dzieląc się doświadczeniem, realnymi przykładami oraz wiedzą wyniesioną ze zrealizowanych projektów.
Pyły mogą być sklasyfikowane w poszczególne grupy wybuchowości bazując na wynikach uzyskanych podczas testów na standardowych aparaturach. Współczynnik Kst jest definiowany, jako max przyrost ciśnienia na 1m3 zbiornika. Grupy wybuchowości przedstawiają się następująco:

Grupa Opis
ST0 Niewybuchowa
ST1 KST < 200 Niska wybuchowość, ale ciągle destrukcyjna – 80% pyłów należy do tej kategorii.
ST2 200<KST=<300 średnia prędkość wybuchowości
ST3 KST>300 Bardzo wysoka prędkość wybuchowości, ta grupa zawiera głównie pyły metali

W wielu przypadkach przechowywane w zamkniętej przestrzeni zboże musi być napowietrzane przez wysokociśnieniowe wentylatory szczególnie, jeżeli wymagają długiego składowania. To pozwala na przenikanie powietrza pomiędzy ziarnami i jego odprowadzenie poprzez ujścia wentylatorów najczęściej umiejscowione na dachu silosa. Zrozumienie podobnych mechanizmów ( i konstrukcji) jest krytyczna dla doboru odpowiedniego zabezpieczenia.

Dla cyklonów, suszarni oraz silosów, które pracują pod ciśnieniem lub w warunkach próżni, stosuje się panele o zwiększonej wytrzymałości tj: wypukle czy żebrowane. Wypukły kształt panela zapewnia wytrzymałość na podciśnienie i ssanie, a zmienne ciśnienie i fluktuacja powietrza nie będą miały wpływu na jego zadziałanie. Aby zapewnić wymaganą powierzchnię odciążającą – rożną dla zróżnicowanych aplikacji, większość paneli jest dostępna w kształcie kwadratu, prostokąta, kola, czy trapezu z otworami na śruby mocujące w dowolnej konfiguracji.

Wielowarstwowe panele przeciwwybuchowe są wykorzystywane do aplikacji, w których występuje wyższa temperatura, podczas gdy panele jednowarstwowe będą zapewniać najbardziej ekonomiczne rozwiązanie. Mimo iż odporność paneli jednowarstwowych na wysokie temperatury jest ograniczona, są one łatwo dostępne i najchętniej kupowanym typem paneli.

Dla operatorów i szefów utrzymania ruchu szybka komunikacja oraz wymiana produktu w przypadku awarii jest kluczowa dla zminimalizowania kosztów przestoju. Pożądane jest, aby dostawca paneli przeciwwybuchowych znal szczegółowo instalacji i w porozumieniu z operatorami i działem utrzymania ruchu mógł szybko zapewnić odpowiedni produkt na wymianę.

W przypadku zapłonu i wzrostu ciśnienia, przechowywane medium wewnątrz zbiornika jest wyrzucane poprzez otwarty panel na zewnątrz. Wyrzut powinien być odprowadzony na zewnątrz budynku/ hali produkcyjnej. Jeżeli proces jest statyczny i nie zależny od zmiany temperatury czy innych czynników mogących wpływać na nagły spadek ciśnienia, wówczas zalecany będzie stabilny panel płaski. Takie rozwiązanie jest najmniej wymagające, odporne na korozje i szczelne na przenikanie pyłów. Każdy model produkowanego dzisiaj panela przeciwwybuchowego, niezależnie czy jest to konstrukcja wielowarstwowa, czy pojedyncza, powinien być niefragmentujący. Panele płaskie szczególnie są wykorzystywane, gdy powierzchnia montażowa jest ograniczona.

Złożone systemy silosów mogą zawierać wiele etapów procesowych: system przechowywania łącznie z załadunkiem i rozładunkiem pojemnika, system załadunku z transportera, system monitoringu temperatury, system napowietrzania, przenośniki kubełkowe, podajniki taśmowe, dystrybutory czy wieże przenośników oraz mostki. Każdy element będzie wymagał innego typu zabezpieczenia! Producenci systemów zabezpieczających powinni pomagać projektantom w doborze odpowiednich zabezpieczeń i stworzyć unikalny plan dla każdego etapu procesowego.

W zależności od wymaganej kubatury, przenośniki kubełkowe są często używane do transportu pionowego zboża przy użyciu gumowej taśmy o dużej wytrzymałości. Górna i dolna cześć przenośnika jest zaprojektowana tak, aby łatwo można było je otworzyć w celu dokonania serwisu i przeglądu. Z tego samego powodu panele przeciwwybuchowe do przenośników kubełkowych także powinny być jak najprostsze w obsłudze. Panele do przenośników maja stabilna konstrukcję i doskonalą szczelność. Najpopularniejsze rozwiązania oferują integralną ramkę zewnętrza, która dodatkowo wzmacnia panel.

Przenośniki kubełkowe mogą być przeznaczone do różnych mediów, dlatego są stosowane w wielu gałęziach przemysłu, jednakże rzadziej wykorzystywane do transportu środków mokrych, lepiących, włóknistych, czy mających właściwości tężenia. Typowe aplikacje dla przenośników kubełkowych to:

• Produkcja nawozów sztucznych
• Kompakcja potażu
• Sortowanie zboża
• Produkcja płyt wiórowych
• Przetwarzanie piasku
• Produkcja wapna ( spoiwa)
• Produkcja stali
• Produkcja papieru i ścieru drzewnego itd.

Jeżeli praca urządzenia stanowi zagrożenie szczególnie w przypadku odśrodkowych przenośników, niezbędne jest dodatkowe zabezpieczenie. Przenośniki odśrodkowe pracują przy zwiększonej prędkości, która umożliwia wyrzut środka z kubełków przez koła zębate do leja zsypowego. Kontunuowanie pracy przy stałej wysokiej prędkości i ciśnieniu może prowadzić do eksplozji wtórnej, dlatego dzisiaj zaleca się projektantom urządzeń, stosować system detekcji zadziałania paneli.

Czujnik detekcji będzie sygnalizować wybuch w przenośniku i natychmiast wyłączy zasilanie zatrzymując proces. Czujnik musi posiadać ATEX i być podłączony do wewnętrznie bezpiecznego zasilania zgodnie ze standardem: ExII 1GD EEx ia IIC. System detekcji udokumentowane Certyfikatem EC-Type ITS03 ATEX 11359 zapewnia bezpieczeństwo instalacji i spełnia wymagania regulowane przepisami.

Przedstawione rekomendacje projektowe są takie same zarówno dla niewielkich lokalnych fabryk jak i zaawansowanych kompleksowych wielofunkcyjnych instalacji. Wszelkie ryzyko wybuchu musi być wyeliminowane na etapie projektu a zabezpieczenia dostosowane do jego funkcji. Rozpoznanie zagrożenia stanowi bazę wyjściową a dobór odpowiedniego typu i wielkości panela przeciwwybuchowego jest najskuteczniejszą metodą zminimalizowania ryzyka i start dla instalacji i personelu. Proces doboru będzie zależny od projektantów, producentów, przeznaczenia urządzania oraz użytkowników instalacji. Proces ten będzie najskuteczniejszy, gdy na każdym jego etapie konsultowany będzie z ekspertem z dziedziny zarzadzania ciśnieniem w atmosferach wybuchowych, czyli producentem paneli bezpieczeństwa.

Specjaliści firmy Elfab będą udzielać technicznej ekspertyzy w doborze paneli przeciwwybuchowy oraz czujników ich zadziałania podczas tegorocznych targów SyMas w Krakowie. Jeżeli jesteś zainteresowany spotkaniem z nami, prosimy o kontakt na pr@elfab.com lub odwiedzenie naszego stanowiska nr C81 na Hali SyMas.