Dołącz do czytelników
Brak wyników

Prewencja

2 czerwca 2021

NR 3 (Maj 2021)

Instalacje odpylające oraz centralnego odkurzania – dobór zabezpieczeń

0 48

Instalacje odpylające, centralnego odkurzania, jak i aspiracyjne występują praktycznie w każdym zakładzie przemysłowym. W wielu przypadkach zasysane do instalacji pyły mają charakter wybuchowy, a w pewnych gałęziach przemysłu wraz z pyłami do instalacji trafiają wybuchowe gazy lub pary. Jak w takich przypadkach poradzić sobie z gąszczem zapisów normatywnych obowiązujących w obszarze bezpieczeństwa wybuchowego?

Konieczność należytej ochrony instalacji zagrożonych wybuchem wynika bezpośrednio z dyrektywy ATEX 137 i odpowiednich rozporządzeń polskich. 

W praktyce działania w tym zakresie realizowane są na podstawie odpowiednich norm PN-EN oraz EN.

Ponieważ jednak sprawne poruszanie się w gąszczu skomplikowanych zapisów nie jest zadaniem prostym, w niniejszym artykule przedstawione zostało praktyczne podejście do prawidłowego zabezpieczenia instalacji odpylania, centralnego odkurzania oraz aspiracyjnych przed skutkami wybuchu.

Pomimo że budowa powszechnie stosowanych jednostek filtracyjnych – przynajmniej w zakresie podstawowych założeń – jest zbliżona, to podejście do ich właściwego zabezpieczenia przed skutkami wybuchu może się diametralnie różnić. Do czynników, które w głównej mierze o tym decydują, należy 
zaliczyć:

  • parametry odpylanej atmosfery wybuchowej,
  • wytrzymałość konstrukcyjną urządzenia,
  • lokalizację urządzenia (wewnątrz lub na zewnętrza budynku).

Atmosfera wybuchowa

Z punktu widzenia bezpieczeństwa wybuchowego kluczowym zagadnieniem przy doborze jednostki filtracyjnej jest określenie parametrów atmosfery wybuchowej, która może się pojawić 
w komorze filtracyjnej oraz w kanałach brudnego, a w pewnych przypadkach również w kanale czystego powietrza.

Do prawidłowego zaprojektowania systemu przeciwwybuchowego konieczna jest znajomość parametrów takich, jak:

  • Kst [bar × m/s] – maksymalna wartość przyrostu ciśnienia w danej objętości i w jednostce czasu wywołanego wybuchem atmosfery wybuchowej.
  • Pmax [bar] – maksymalne ciśnienie, jakie może zostać osiągnięte w chwili wybuchu danej atmosfery wybuchowej w jednostce filtracyjnej (lub innym zamkniętym aparacie).

Jednostka filtracyjna

Do wykonania niezbędnych obliczeń niezbędne są również dane techniczne dotyczące konkretnej jednostki filtracyjnej, która została dobrana ze względu na wymaganą wydajnośći jakość oczyszczonego powietrza. Koniecznym minimum w tym zakresie są:

  • podstawowe wymiary jednostki filtracyjnej,
  • ilość, rodzaj oraz wymiary wkładów filtracyjnych,
  • średnice oraz przebieg kanałów brudnego, oraz czystego powietrza,
  • wytrzymałość konstrukcyjna urządzenia wyrażona poprzez maksymalne ciśnienie Pstat [bar], na jakie dane urządzenie jest odporne, tj. nie ulegnie rozerwaniu (a w pewnych przypadkach również odkształceniu).

Wytrzymałość konstrukcyjna

Zasadniczym zadaniem systemów przeciwwybuchowych jest obniżenie maksymalnego ciśnienia wybuchu Pmax do wartości tzw. zredukowanego ciśnienia wybuchu Pred, którego wartość musi być niższa od wytrzymałości konstrukcyjnej urządzenia Pstat. Innymi słowy, zabezpieczenia przeciwwybuchowe mają ograniczyć nadmierny przyrost ciśnienia we wnętrzu urządzenia po wybuchu, do bezpiecznego poziomu, a tym samym przeciwdziałać jego zniszczeniu (rozerwaniu) lub poważnemu uszkodzeniu (odkształceniu).

W przypadku prawidłowo zabezpieczonej instalacji musi więc być spełniony warunek:

Pred < Pstat < Pmax

Należy również pamiętać, że wartość Pstat musi być zachowana także dla kanałów łączących dane urządzenie z pozostałą częścią instalacji. Warunek ten dotyczy odcinków kanałów na długości od aparatu do układów odsprzęgania (izolacji) wybuchu zamontowanych na tych kanałach (układy odsprzęgania chronią przed przebiciem się skutków wybuchu, w tym ciśnienia i ognia na pozostałą część instalacji).

Wytrzymałość konstrukcyjna aparatu Pstat może zostać określona na podstawie dwóch parametrów, tj. granicy sprężystości lub granicy plastyczności materiału, z jakiego zostało wykonane dane urządzenie. Oba podejścia są prawidłowe, niemniej zastosowanie granicy sprężystości gwarantuje, że urządzenie w wyniku wybuchu nie ulegnie trwałym odkształceniom, a tym samym będzie zdolne do dalszej pracy. W przypadku zastosowania do obliczeń granicy plastyczności mamy jednie gwarancję, że nie zostanie ono rozerwane, może natomiast ulec odkształceniom, które wyeliminuje je z dalszej pracy.

Wyższa odporność konstrukcyjna generuje wyższą cenę urządzenia. Doświadczenie pokazuje jednak, że w wielu przypadkach różnica ta jest stosunkowo niewielka.

Warto podkreślić, że obliczenie wytrzymałości konstrukcyjne Pstat jest możliwe także w przypadku urządzeń pracujących od lat, a działania w tym zakresie zyskują w ostatnim czasie na znaczeniu. Dzieje się tak, ponieważ na podstawie przeprowadzonych obliczeń i analiz możliwe jest odpowiednie wzmocnienie urządzeń, co pozwala ograniczyć koszty związane z ich ewentualną wymianą.

Zabezpieczenia przeciwwybuchowe

Na rynku dostępne są obecnie cztery rozwiązania techniczne, które zgodnie z dyrektywą ATEX są dopuszczone przez polskie i eur...

Dalsza część jest dostępna dla użytkowników z wykupionym planem

Przypisy