Взрывозащита систем аспирации

Взрывоопасность систем аспирации

Вентиляция — обязательная часть технологического процесса на производствах, где присутствует горючая пыль: зерновая, угольная, металлическая, древесная. Пылеудаление нужно для повышения пожарной и взрывной защиты объектов.

Та же зерновая пыль относится к третьему классу по токсичности и взрывопожароопасности. Ее нижний концентрационный порог взрываемости (НКПВ) зависит от размера частиц и влажности и варьируется от 40 до 20 г/м3. Особенно опасна мелкодисперсная пыль, для которой НКПВ может быть еще ниже.

На объектах хранения и переработки растительного сырья бывших республик СССР для вентиляции часто используют циклоны, разработанные более 50 лет назад. Они практически не улавливают пыль дисперсностью менее 10 мкм, которая наиболее взрывоопасна.

Более современные рукавные фильтры показывают эффективность выше, но и они могут не обеспечивать нужную остаточную запыленность. Причина может быть в ошибках проектирования, неправильном монтаже или в том, что не были учтены реальные условия эксплуатации.

При неправильной эксплуатации или из-за неверной установки сами фильтры и воздуховоды «зарастают» горючей пылью. В контакте с воздухом и источником зажигания она вызывает первичный взрыв. Ударная волна и пламя быстро распространяются по воздуховодам на несгоревшую пылевоздушную смесь, вызывая серию вторичных взрывов. От аварий в системе аспирации может пострадать смежное оборудование и помещения, где она установлена.

Источники инициации взрыва

Стандарт EN 1127-1-2014 классифицирует 13 активных источников воспламенения, которые в контакте с горючей пылевоздушной смесью могут привести к аварии.

Что может инициировать взрыв в системах аспирации:

• механические искры от трения;
• искры от электродвигателя;
• статическое электричество;
• электромагнитные волны;
• искры при неисправной электропроводке;
• горящие частицы, которые попадают в воздуховоды из внешней среды;
• самовоспламенение скоплений пыли.

Система аспирации, которая не соответствует условиям эксплуатации на объекте, только добавляет проблем с взрывоопасностью производства. Она сама становится дополнительным аварийным фактором.

Но и полностью исправная, производительная система аспирации также не исключает вероятность взрыва, поскольку горючая пыль в ней присутствует всегда. Поэтому при проектировании вентиляции Ех-исполнение предусматривают уже при 10 % от НКПВ. Например, в случае с зерновой пылью системы взрывозащиты нужны при концентрации пыли от 2 г/м3.

Стандарты безопасности для владельца опасного объекта (ОПО)

Из-за наличия горючей пыли объекты хранения и переработки растительного сырья отнесены к опасным объектам. Минимальные требования по их взрывозащите приведены в Директиве 99/92/EC. При эксплуатации опасных объектов нужно:

• оценить риски с учетом вероятности возникновения взрывоопасных сред;
• классифицировать и маркировать опасные зоны с горючей пылью;
• установить устройства взрывозащиты на оборудование.

Общие требования Директивы 99/92/EC конкретизируются в национальном законодательстве.

Стандарты ATEX предусматривают взрывозащищенное исполнение аспирационных установок:

1. OКорпус фильтра усиливается на взрывное давление.
2. Дополнительно избыточное давление сбрасывается при помощи взрыворазрядителей и пламегасителей.
3. На впускном воздуховоде устанавливаются обратные клапаны для отсечения взрыва и предотвращения распространения продуктов взрыва обратно к аспирируемым точкам.

Системы взрывозащиты выбирают исходя из условий эксплуатации и особенностей материалов, пыль от которых аспирируется.

Технические решения

Сначала мы проводим анализ рисков, чтобы определить класс взрывоопасных зон и уровень защиты оборудования по IEC 60079-10-2—2011.

Мы проводим исследования, в том числе с привлечением аккредитованной лаборатории. По их результатам наши эксперты определят параметры взрывоопасности производства:

• минимальная концентрация взрыва / LEL
• максимальное давление взрыва / Pmax
• максимальная скорость роста давления взрыва / (dp/dt)max
• класс взрывоопасности / Kst
• минимальная температура взрыва / MIT
• минимальная температура возгорания / GT
• минимальная энергия взрыва / MIE
• предельная концентрация кислорода / LOC.

Эти данные позволят подобрать конкретное оборудование взрывозащиты с учетом условий эксплуатации.

Для защиты аспирационных устройств мы совместно с компанией RSBP предлагаем четыре типовых технических решения: подавление и отсечение взрыва; сброс избыточного давления взрыва (взрыворазрядители); беспламенное освобождение взрыва; отсечение взрыва. Мы адаптируем их индивидуально под объект заказчика.

HRD система быстро обнаруживает первичный взрыв в циклоне, рукавном фильтре или воздуховодах и гасит его на стадии зарождения. Для этого используются взрывоподавляющие вещества. Система подавления взрыва HRD уменьшает давление взрыва до безопасных значений, при которых не происходит разрушения емкости. HRD барьер эффективно отсекает взрыв в воздуховодах. Он работает так же, как HRD система, но распыляет гасящее вещество плоским факелом. Так покрывается большая поверхность защищаемого оборудования.

Особенности:

• датчики обнаруживают повышение давления в защищаемом оборудовании за 1 мс;
• сигнал через центр управления в активаторы обеспечивает почти мгновенную команду на срабатывание HRD баллонов с гасящим веществом;
• чувствительность системы позволяет подавить взрыв с давлением ниже 0,2 бар, то есть на стадии зарождения;
• форсунки на баллонах HRD барьера распыляют вещество веером, что позволяет отсечь взрыв по всему диаметру воздуховода;
• система монтируется всего в два этапа по готовым чертежам — установка элементов и наладка электрических связей;
• не требует изменения конструкции оборудования;
• техническое обслуживание системы состоит только в визуальном контроле чистоты и проверке давления на баллонах;
• имеет большой интервал сервисного обслуживания — от 6 месяцев до 10 лет.

Отработавшие HRD баллоны просто заменить. Система подавления взрыва с инертным веществом, в отличие от стандартных взрыворазрядителей, безопасна для использования там, где работают люди. Также она соответствует строгим санитарным требованиям для пищевой и фармацевтической промышленности. Например, в качестве гасящего вещества можно использовать воду.

Комплекс HRD в аспирационных установках применяется как самостоятельное техническое решение или вместе с взрыворазрядителями VMP, пламегасителями FLEX.

Взрыворазрядители для сброса избыточного давления взрыва

Взрыворазрядители устанавливаются на корпусе циклонов, рукавных фильтрах и бункерах для сбора пыли. В стенках оборудования делаются специальные отверстия для освобождения ударной волны и пламени при взрыве. В нормальных условиях работы они закрыты разрывными мембранами определенного размера и формы. При аварии те открываются и выпускают продукты взрыва наружу. В итоге давление в емкости падает до безопасных значений, и разрушения конструкции не происходит.

• быстро понижает давление до безопасных значений;
• не требует больших затрат при установке и эксплуатации;
• применима уже к действующему оборудованию;
• зона сброса пламени – до 30 м, поэтому освобождать взрыв через VMP панели можно только в свободные от людей зоны;
• взрыворазрядители устанавливаются вне помещений;
• можно регулировать статическое открывающее давление;
• панели бывают разные по форме и размеру;
• система эффективна даже при высоком классе взрывоопасности объекта.

VMP мембраны просто монтировать и легко обслуживать при эксплуатации. После аварии их легко заменить. Также мембраны устойчивы к механическим повреждениям и неблагоприятным погодным условиям.

Беспламенное освобождение взрыва

Этот способ применяется для дополнительной защиты систем аспирации в закрытых помещениях. В беспламенной взрывозащите используются пламегасители FLEX, сертифицированные по TP TC 012/2011 и EN 16009. Они применяются в комплексе с взрыворазрядителями и устройствами подавления взрыва.

Пламегасители состоят из взрыворазрядной панели и внешнего корпуса с рассеивающей поверхностью. Они предотвращают распространение открытого огня, быстро снижают давление и температуру взрыва.

Ударная волна и продукты горения проходят через систему специальных сеток. Благодаря эффекту рассеивания температура взрыва снижается с 2600 °C до безопасных значений, а открытое пламя не попадает в цех с работающими людьми. Одновременно избыточное давление падает до значений, к которым устойчива конструкция нории. Важно, что процесс проходит автоматически — для правильной работы пламегасителя не нужен оператор.

Особенности:

• можно устанавливать внутри помещений;
• опасная зона задымления – не более 1,5 м, что позволяет организовать безопасные для работы людей участки вблизи воздухозаборников;
• пламегасители сертифицированы для взрывоопасной пыли с очень низкими значениями минимальной энергии зажигания (MIE) и минимальной температурой воспламенения (MIT).

Систему беспламенного освобождения взрыва просто монтировать и обслуживать при эксплуатации. Для нее не нужны дорогие строительные работы или модернизация действующего оборудования. А главное, что система надежно защищает циклоны и фильтры от разрушительных последствий взрыва и локализует последствия аварии

Обратные клапаны для отсечения взрыва

Мы предлагаем устройства B-FLAP I, сертифицированные по EN 16447 и ТР ТС 012/2011. Это механические клапаны пассивной взрывозащиты, которые срабатывают от ударной волны, закрывая воздуховод и препятствуя распространению взрыва к аспирируемому оборудованию.

При нормальном технологическом процессе заслонка обратного клапана b flap открыта и зафиксирована механизмом RPD. При взрыве, под действием воздушной ударной волны, задвижка закрывается и блокируется в закрытом положении. Так механический обратный клапан отсекает взрыв, локализуя его в воздуховоде.

Особенности:

• подходит для воздуховодов от DN 100 до DN 800;
• не зависит от электроснабжения;
• техническое обслуживание заключается только в очистке клапана от загрязнений;
• может эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха от -40 °C до 80 °C;
• работоспособность не зависит от концентрации горючей пыли в трубопроводе при соблюдении периодичности технического обслуживания.

Обратный клапан b flap практически универсален. Он подходит для вертикальных и горизонтальных воздуховодов, систем с избыточным или разреженным давлением. Клапан можно устанавливать как на входе, так и на выходе аспирационных систем.

Этапы работ

• Шаг 1. Оценим взрывоопасность процесса с учетом условий эксплуатации аспирационной установки. 
• Шаг 2.Согласуем техническое задание с Заказчиком. 
• Шаг 3.Подберем решение по взрывозащите в соответствии с действующим законодательством в области промышленной безопасности, пожеланиями Заказчика и рекомендациями производителя.
• Шаг 4. Подготовим проект и согласуем его с надзорными органами. 
• Шаг 5. Поставим устройства защиты в любую точку страны.
• Шаг 6. Смонтируем оборудование или проконтролируем качество монтажных работ от сторонних исполнителей.
• Шаг 7.Проведем пусконаладку систем взрывозащиты.
• Шаг 8. Обеспечим сервисное обслуживание и гарантийную поддержку.

ATEX.CENTER позаботится об эффективной взрывозащите вашего производства.

Гарантии

АТЕКС.ЦЕНТР — официальный дистрибьютор ведущего европейского дилера взрывозащитного оборудования RSBP spol. s r.o. Наши специалисты периодически подтверждают свою квалификацию в его комиссии по проверке знаний.

В сотрудничестве с РСПБ мы реализовали более 20 масштабных проектов по взрывозащите оборудования. Благодаря продуманным решениям нам удалось предотвратить ущерб на сумму более 1 260 000 евро и спасти жизни более 600 сотрудников 5 предприятий.

Всем клиентам мы даем возможность посетить испытательный полигон RSBP в Чехии, чтобы посмотреть на работу систем взрывозащиты в действии.

Знак взрывозащиты RSBP на вашем оборудовании — это гарантия безопасности вашего предприятия.