Elewatory, silosy na mąkę, młyny, piekarnie są klasyfikowane jako obiekty niebezpieczne ze względu na występujące w nich środowisko wybuchowe i pożarowe. Winę za to ponosi pył mączny. Powstaje on podczas transportu i przesypywania mąki, tworząc mieszaniny z powietrzem (aerozole) lub gromadząc się na powierzchniach (aerożele). Dowiedzmy się, dlaczego mąka wybucha i jak chronić produkcję przed takimi wypadkami.
Kilka statystyk dotyczących incydentów ям
Każdego roku na całym świecie dochodzi do 400-500 wypadków w zakładach magazynowania i przetwarzania surowców roślinnych. Spośród nich ponad połowa miała miejsce w elewatorach zbożowych i młynach.
- 17 lipca 2015 r — Eksplozja w Bosley Mill w Congleton, Cheshire, Wielka Brytania. Cztery osoby zginęły; czteropiętrowy budynek został zniszczony. Źródło wypadku: eksplozja mączki drzewnej.
- 5 listopada 2015 r — Eksplozja w piekarni w Braszowie, Rumunia. 6 osób zostało rannych, w tym 1 pracownik z licznymi złamaniami i poparzeniami. Źródło wypadku: wybuch pyłu mącznego w systemie wentylacyjnym.
- 12 stycznia 2020 r — Zawaliła się mieszanka pyłowo-powietrzna w młynie paszowym we wsi Belenkoye, rejon Borysowski, obwód Biełgorod, Rosja. Pięć osób zostało rannych; doszło do częściowego zawalenia się konstrukcji i pożaru.
- 14 września 2021 r — Eksplozja w fabryce piekarniczej w Savannah, Georgia, USA. Dwie osoby zostały ranne; łączna wartość szkód wyniosła 25 000 USD. Źródło wypadku: eksplozja pyłu mącznego w mieszalni mąki.
Przyczyny wybuchów w młynach są w większości takie same:
- Nieprzestrzeganie reżimu pyłu, tj. nieterminowe usuwanie pyłu organicznego;
- naruszenie przepisów przeciwpożarowych;
- dopuszczanie do pracy nieprzeszkolonego personelu;
- eksploatacja przestarzałego sprzętu lub nieprzestrzeganie zasad eksploatacji;
- naruszenie zasad postępowania z surowcami roślinnymi;
- słaba organizacja pracy na miejscu.
Właściciele i inżynierowie zakładów przetwórstwa surowców roślinnych powinni pamiętać: mąka wybucha i pali się. Wynika to z jej właściwości.
Zagrożenie wybuchem mąki
W normach bezpieczeństwa przeciwwybuchowego i przeciwpożarowego występuje termin "dolna granica stężenia zapłonu (LCLI)". Jest ona mierzona w gramach na metr sześcienny i wskazuje stężenie pyłu w powietrzu, przy którym możliwy jest zapłon. Jeśli jest ono niższe, zapłon nie nastąpi.
Wszystkie unoszące się w powietrzu pyły, których NEQ wynosi poniżej 65 g/m3, są klasyfikowane jako wybuchowe. Zapłon w nich może spowodować lokalną eksplozję pierwotną, która może prowadzić do serii niszczących eksplozji wtórnych.
Mąka jest wybuchowa właśnie ze względu na jej NKPV. Jest to:
- dla mączki drzewnej - 11,2 g/m3;
- dla pyłu mącznego (żyto, jęczmień i inne zboża) - 20-63 g/m3;
- dla cukru buraczanego - 8,9 g / m3;
- dla drobnego pyłu mącznego - 10,1 g / m3.
Liczby te pokazują, ile gramów danego rodzaju pyłu organicznego musi znajdować się w jednym metrze sześciennym powietrza, aby spowodować wybuch w kontakcie ze źródłem zapłonu (iskrą elektryczną, rozgrzaną powierzchnią lub płonącą zapałką).
Odniesienie. NCPV dla szeregu substancji do użytku otwartego podano w tabeli 7.3.4 przepisów dotyczących instalacji elektrycznych (EIR), wydanie szóste. Specjaliści ds. bezpieczeństwa pożarowego i ochrony przeciwwybuchowej korzystają z profesjonalnych katalogów internetowych opracowanych zgodnie z GOST i normami międzynarodowymi.
Pył mączny w postaci aerozoli jest zawsze niebezpieczny. Im wyższa zawartość cukru, tym większe ryzyko - patrz przykłady SIRT. Drobne pyły są również szczególnie niebezpieczne, ponieważ osiadają wolniej. Każda cząsteczka reaguje z tlenem w powietrzu, który jest utleniaczem i wspomaga spalanie.
Mąka w postaci aerożelu, tj. osadzona na powierzchni, jest mniej niebezpieczna. Nie wolno jednak dopuścić do jej nagromadzenia. Po pierwsze, jest ona zdolna do samozapłonu - mączka drzewna zapala się w temperaturze 255°C. Po drugie, gdy powietrze jest zawirowane, np. w wyniku wentylacji, aerożele mąki unoszą się w powietrze i stają się wybuchowymi aerozolami.
Eksplozję mąki można obejrzeć na filmie.
Pyły mączne należą do pierwszej klasy zagrożenia wybuchem jako łatwopalne z szybkim rozprzestrzenianiem się płomienia wybuchu. Do zapłonu wystarczy stężenie 10,1 g/m3 i ciepło płonącej zapałki, a przy stężeniu 28 g/m3 ciśnienie wybuchu jest maksymalne.
Przyczyny i miejsca występowania pyłu mącznego
Pył organiczny jest produktem ubocznym wielu gałęzi przemysłu. Powstaje w zakładach przetwórstwa spożywczego:
- w przetwarzaniu ziarna na mąkę;
- transport surowców;
- załadunek, mieszanie, pakowanie mąki.
Pył mączny gromadzi się w bunkrach, silosach na mąkę, podnośnikach kubełkowych. Jest obecny na liniach pakujących, w maszynach do mielenia mąki i na przenośnikach.
Systemy zasysania, które nie są konserwowane w odpowiednim czasie, są szczególnie niebezpieczne. Filtry odpylaczy zapychają się i dochodzi do wysokiego stężenia pyłu mącznego. Po włączeniu wentylacji pył unosi się w powietrze i może dojść do lokalnej eksplozji.
Klasyfikacja obszarów niebezpiecznych zgodnie z międzynarodową normą IEC 60079-10-1:2020 obejmuje strefę 20. Jest to miejsce, w którym atmosfera wybuchowa w postaci chmury łatwopalnego pyłu, włókien i lotnych cząstek w powietrzu jest obecna w sposób ciągły lub przez długi czas, lub w którym tworzą się warstwy pyłu o dowolnej lub nadmiernej grubości.
- Strefa 20 obejmuje:
- cyklony i filtry;
- młyny;
- leje zasypowe;
- bunkry;
- sprzęt do transportu produktów pylących, z wyjątkiem pojedynczych części przenośników taśmowych i łańcuchowych;
- mieszalniki, suszarki, zbiorniki.
Wybuchów pyłu mącznego w zakładach przetwórstwa spożywczego nie da się całkowicie wyeliminować. Można jednak zmniejszyć prawdopodobieństwo ich wystąpienia i podjąć środki w celu zlokalizowania eksplozji, aby chronić ludzi i sprzęt.
Zapobieganie wybuchom i ochrona przeciwwybuchowa w zakładach produkcji mąki
W każdym obiekcie zagrożonym wybuchem i pożarem należy wdrożyć dwa rodzaje środków:
- Zapobieganie wypadkom.
- O lokalizacji wypadków i usuwaniu ich skutków.
Przykłady takich środków ochrony przed wybuchem młyna do mąki znajdują się w tabeli.
Zapobieganie
- Nie należy dopuszczać, aby zapylenie powietrza w obszarach roboczych przekraczało normy sanitarne i higieniczne. Należy stosować systemy odpylania i zbierania pyłu.
- Konserwacja jednostek zasysających w odpowiednim czasie.
- Systematycznie usuwaj kurz osadzający się na ścianach, podłogach i sprzęcie.
- Do wykończenia pomieszczeń należy używać materiałów, które zapobiegają gromadzeniu się kurzu.
- Sprzęt elektryczny należy serwisować w odpowiednim czasie, aby wyeliminować możliwość iskrzenia spowodowanego usterkami.
- Szkolenie personelu w zakresie bezpiecznych praktyk i metod pracy.
- Należy używać sprzętu certyfikowanego do użytku w atmosferach wybuchowych.
- Zorganizowanie i przeprowadzenie kontroli przemysłowej w niebezpiecznym obiekcie.
Obrona
- Przeprowadzenie audytu bezpieczeństwa przeciwwybuchowego produkcji w organizacji projektu. Klasyfikacja obszarów niebezpiecznych i opracowanie środków ich ochrony.
- Aby zapobiec zniszczeniu sprzętu, stosuje się urządzenia wyzwalające eksplozję - wyrzutniki eksplozji. Są one najczęściej instalowane na norach i kruszarkach, gdzie możliwe jest odprowadzenie energii wybuchu na otwartą przestrzeń.
- Używaj przerywaczy płomienia i systemów lokalizacji wybuchu, aby chronić ludzi i sprzęt w zamkniętych przestrzeniach. Na przykład bariery HRD.
- Należy stosować urządzenia sygnalizacyjne i elektryczne urządzenia blokujące, które zatrzymują działanie sprzętu w przypadku wystąpienia sytuacji nienormalnych.
- Używać systemów przeciwpożarowych.
- Zapewnienie okresowego szkolenia personelu w celu przećwiczenia działań w razie wypadku i pożaru.
Środki zapobiegania wybuchowi i ochrony przeciwwybuchowej są opracowywane indywidualnie dla każdego niebezpiecznego obiektu. Przepisy zawierają ogólne wymagania, które muszą być dostosowane do warunków pracy konkretnego zakładu.
Takie prace są wykonywane przez wyspecjalizowane organizacje eksperckie. Na przykład można im zlecić obliczenie paneli przeciwwybuchowych dla pojemników do przechowywania mąki. Projektanci określają klasę niezbędnych urządzeń, miejsca ich instalacji, biorąc pod uwagę specyfikę konkretnego obiektu. Specjaliści ATEX.CENTER mogą wykonać cały projekt i dobór rozwiązań technicznych "pod klucz".