Systemy ssące ATEX dla atmosfery potencjalnie wybuchowej

Szczegółowe omówienie charakterystyki systemów zaprojektowanych do stosowania w atmosferze ATEX

W kilku poprzednich artykułach zajmowaliśmy się już kwestią ATEX, skupiając się na dyrektywie 2014/34/UE, która z dniem 20 kwietnia 2016 r. uchyliła poprzednią dyrektywę 94/9/WE. Jak zauważyliśmy, niniejsza dyrektywa ma na celu zagwarantowanie swobodnego obrotu produktami we Wspólnocie Europejskiej. W tym celu zdefiniowano niezbędne wymagania dla wszystkich urządzeń i systemów ochrony przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Ale z praktycznego punktu widzenia, w jaki sposób należy projektować instalacje do użytku w atmosferach potencjalnie wybuchowych?

Jakie warunki muszą spełniać elementy tych instalacji? Jakie działania należy podjąć w przypadku wybuchu? Celem tego artykułu jest udzielenie odpowiedzi na te pytania.

Strefy ATEX

Symbol ATEX

Przed udzieleniem odpowiedzi na powyższe pytania należy wyjaśnić dwa aspekty związane z dyrektywą ATEX, tj.: elementy niezbędne do wystąpienia atmosfery potencjalnie wybuchowej i klasyfikację stref ATEX. Pierwszy aspekt związany jest ze zjawiskiem spalania, które występuje, gdy jednocześnie obecne są: paliwo, czynnik wspomagający i iskra (energia zapłonu).

Bez jednego z tych trzech elementów nie możemy mówić o atmosferze potencjalnie wybuchowej, a zatem dana strefa nie podlega dyrektywie ATEX.

Jeśli chodzi o drugi aspekt, obszary pracy zagrożone wybuchem są podzielone w zależności od częstotliwości i czasu trwania atmosfery wybuchowej wywołanej przez gaz (strefy 0, 1 i 2) lub pył (strefy 20, 21 i 22).

W tym artykule skupimy się na pyłach wybuchowych, a w szczególności na następujących obszarach:

  • Strefa 20 = obszar, w którym atmosfera wybuchowa w postaci chmury palnego pyłu występuje stale lub przez dłuższy czas;
  • Strefa 21 = obszar, w którym powstawanie atmosfery wybuchowej jest czasami prawdopodobne;
  • Strefa 22 = obszar, w którym powstawanie atmosfery wybuchowej nie jest prawdopodobne, a jeśli wystąpi, będzie krótkotrwała;

Systemy umieszczone w strefie 20 lub 21, ze względu na większe ryzyko wybuchu, muszą być certyfikowane przez odpowiednie organy i muszą być wyposażone w podwójne systemy bezpieczeństwa, co w konsekwencji zwiększa koszty ich realizacji. Z tego powodu, tam gdzie to możliwe, zaleca się umieszczenie systemów redukcji emisji poza obszarem produkcyjnym, aby umożliwić przywrócenie instalacji do zgodności z wymogami strefy 22. W drugim przypadku system musi być wyposażony tylko w jeden system bezpieczeństwa, a samocertyfikacja jest wystarczająca do poświadczenia zgodności z dyrektywą ATEX.

Czy chcesz dowiedzieć się więcej na temat: „Projekt systemu ATEX„?

prośba o info

Kst i Pmax: parametry wybuchowości pyłów

Przy projektowaniu systemu ATEX należy najpierw wziąć pod uwagę właściwości pyłów, które mają być poddane obróbce. Z tego punktu widzenia dwa bardzo ważne parametry to Kst i Pmax: są to dane, które wskazują, jak destrukcyjny jest dany pył w przypadku wybuchu. W ujęciu szczegółowym:

  • Kst = wskaźnik deflagracji pyłu, który mierzy szybkość wzrostu ciśnienia w określonej eksplozji pyłu. Jest mierzony w barach m/s, a także określa tempo ekspansji płomieni. Kst stanowi podstawowy parametr do wymiarowania paneli wentylacyjnych (które omówimy w dalszej części);
  • Pmax = wskaźnik reprezentujący maksymalne ciśnienie wywołane wybuchem danego pyłu. Mierzone w barach.

Systemy ATEX: cechy konstrukcyjne

Pannello di sicurezza

Filtry przeznaczone do użytku w atmosferze ATEX muszą być zaprojektowane w taki sposób, aby wytrzymać ciśnienie wybuchu, które zmienia się w zależności od charakterystyki pyłu i systemu produkcyjnego. W tym celu filtry ATEX z workami i/lub wkładami, jak również z węglem aktywnym, są wyposażone w panele zabezpieczające (panele bezpieczeństwa lub przeciwwybuchowe), które w przypadku wybuchu otwierają się, uwalniając deflagrację na zewnątrz, nie dopuszczając w ten sposób eksplozji filtra. Aby system ten spełniał swoje zadanie, filtry muszą być zaprojektowane w taki sposób, aby wytrzymywały większe ciśnienia niż panele bezpieczeństwa. Szczególną uwagę należy zwrócić na wybór systemu usuwania pyłu, który musi zostać zrealizowany w wersji ATEX. Jednym z najczęściej używanych systemów jest zawór obrotowy: element, który umożliwia ciągłe odprowadzanie pyłu ze zbiornika lub ślimaka, zapobiegając gromadzeniu się zanieczyszczeń wewnątrz filtra.

W wersji ATEX jest zaprojektowany w taki sposób, aby nie dopuścić do generowania iskier.

W przypadku systemów odsysania i filtracji ATEX dostarczane są również inne komponenty, które mają zastosowanie zgodnie z określonymi sytuacjami i potrzebami. W następnej części przeanalizujemy niektóre z nich.

Systemy bezpieczeństwa ATEX:

Zawór zwrotny bezpieczeństwa

Zawór zwrotny jest urządzeniem stosowanym celem niedopuszczenia do rozprzestrzeniania się wybuchu w przewodzie ssącym, a w konsekwencji w obszarze produkcyjnym. Zwykle umieszcza się go między filtrem a środowiskiem roboczym, a w przypadku deflagracji pozwala on zablokować przepływ powietrza, umożliwiając uwolnienie eksplozji przez panel przeciwwybuchowy lub inne systemy ochronne.

Zawór zwrotny

Czy chcesz dowiedzieć się więcej na temat: „Projekt systemu ATEX„?

prośba o info

Deflektor eksplozji

Podobnie jak zawory zwrotne, deflektor eksplozji jest umieszczony pomiędzy filtrem a środowiskiem roboczym, aby uniknąć rozprzestrzeniania się wybuchu w obszarze produkcyjnym. Jak widać na poniższej ilustracji, w przypadku wybuchu ścieżka przepływu jest skierowana tak, aby uwolnić eksplozję w bezpiecznym środowisku. W niektórych przypadkach systemy ssące są wyposażone w system wykrywania iskier, który natychmiast sygnalizuje ryzyko wybuchu, a w konsekwencji wywołuje przekierowanie przepływu.

Deflektory eksplozji

Zasuwy rozdzielające

Zasuwy rozdzielające mogą być różnych typów (gilotyna, motyl itp.). Służą one do podziału strumienia gazowego pochodzącego z różnych działów produkcyjnych.

Są one umieszczone w centralnej rurze ssącej, a w przypadku wybuchu lub pożaru ulegają natychmiastowemu zadziałaniu, izolując narażony obszar.

System tłumienia wybuchu

System tłumienia wybuchu można porównać do systemu ochrony przeciwpożarowej, ponieważ jest on w stanie wykrywać eksplozje w ich początkowej fazie i szybko je tłumić. W przypadku deflagracji specjalny czujnik wysyła sygnał do jednostki sterującej, która wydaje polecenie otwarcia cylindrów zawierających czynnik zdolny do tłumienia eksplozji w ciągu kilku tysięcznych sekund. System ten jest wykorzystywany jako drugi system bezpieczeństwa w strefach 20 i 21 i pozwala uniknąć wzrostu ciśnienia w filtrze, prowadzącego do wybuchu.

System odcinania płomieni (przerywacze płomienia)

System odcinania płomieni jest stosowany zwykle wtedy, gdy system redukcji emisji jest umieszczony w hali. W rzeczywistości pozwala on na ograniczenie płomienia, uniemożliwiając mu przedostanie się do wnętrza hali i narażenie środowiska pracy i pracowników.

Oprócz informacji podanych w poprzedniej części, dotyczącej systemów bezpieczeństwa ATEX, przy projektowaniu systemu, który ma być używany w atmosferze wybuchowej, należy wziąć pod uwagę fakt, że wszystkie elementy (wentylator, przełącznik ciśnienia, rurociągi itp.) muszą być zaprojektowane w oparciu o klasyfikację ATEX różnych stref.

Jak interweniować w następstwie wybuchu?

Na koniec artykułu odpowiedzmy na ostatnie pytanie, które zadaliśmy sobie na początku: Jakie działania należy podjąć w przypadku wybuchu?

Zacznijmy od stwierdzenia, że po eksplozji należy zapewnić przeprowadzenie inspekcji przez wyspecjalizowanych techników, którzy sprawdzą ogólny stan filtra i podejmą odpowiednie czynności, aby zapewnić jego zgodność z dyrektywą ATEX 2014/34/UE.

Wśród wyposażenia bezpieczeństwa elementami, które są najbardziej narażone na eksplozję są panele bezpieczeństwa, które, jak wspomnieliśmy, pękają, aby umożliwić uwolnienie deflagracji. Jak łatwo się domyślić, są one wymieniane po eksplozji, ale konieczne jest również sprawdzenie wewnętrznych elementów filtrujących (rękawów lub wkładów), które mogły w mniejszym lub większym stopniu ulec uszkodzeniu w wyniku zaistniałego zdarzenia.

Na koniec należy zauważyć, że po przeprowadzonych interwencjach technicy są zobowiązani do ponownej certyfikacji systemu, aby potwierdzić, że jest on zgodny z dyrektywą.

Panel bezpieczeństwa otwarty w następstwie wybuchu

Aby być na bieżąco, jeśli chodzi o powyższą tematykę, subskrybuj nasz newsletter i nie wahaj się z nami skontaktować w celu uzyskania wyjaśnień!