Poznaj zalety i ograniczenia zabezpieczeń przeciwwybuchowych – praktyczny poradnik

Grupa WOLFF

Skontaktuj się z naszym inżynierem


MARCIN SIENIEK

Konieczność należytej ochrony instalacji zagrożonych wybuchem wynika bezpośrednio z dyrektywy ATEX 137 oraz odpowiednich rozporządzeń wprowadzających je na terenie Polski. W praktyce działania w tym zakresie realizowane są na podstawie wyznaczonych norm PN-EN i EN oraz wytycznych (dopuszczenia / ograniczenia) wskazanych w certyfikatach ATEX dla indywidualnych rozwiązań. Wytyczne te mogą być różne dla danej grupy produktów w zależności od producenta. Na rynku dostępnych jest kilka rozwiązań spełniających wymogi wspomnianych dyrektyw i norm, jednak nie zawsze mogą być one stosowane zamiennie, a niektóre z nich są dedykowane tylko dla konkretnych zastosowań i rozwiązań.

Bezpieczeństwo wybuchowe to od dwóch dekad kluczowy obszar działalności GRUPY WOLFF. Przez ten czas inżynierowie przeanalizowali, a następnie zabezpieczyli setki urządzeń i instalacji przemysłowych, co w wielu przypadkach pozwoliło uniknąć poważnych w skutkach zdarzeń.

Zalety i ograniczenia metod ochrony przed wybuchem w zakładach przemysłowych przedstawia Zbigniew Wolff, ekspert ds. bezpieczeństwa wybuchowego w GRUPIE WOLFF.

TŁUMIENIE WYBUCHU

System tłumienia wybuchu jest najbardziej elastycznym rozwiązaniem chroniącym przed skutkami wybuchu. Jego niewątpliwą zaletą jest możliwość stosowania go w większości aplikacji (w tym także w przypadku substancji szkodliwych i toksycznych, produktów spożywczych, w halach zamkniętych czy na otwartej przestrzeni). Typowy system tłumienia wybuchu składa się z detektorów (czujniki ciśnieniowe i/lub optyczne), butli HRD z czynnikiem tłumiącym oraz centrali sterującej systemem.

Jego działanie polega na wykryciu zarzewia wybuchu w jego bardzo wczesnej fazie. Zaraz po tym system aktywuje butle HRD (ang. High Rate Discharge Bottles) wprowadzające do wnętrza chronionego aparatu specjalny proszek tłumiący. Dzięki temu wybuch zostanie stłumiony, zanim jego ciśnienie osiągnie niebezpieczny poziom.

Czas od momentu wykrycia zarzewia wybuchu do chwili, gdy zostanie on stłumiony, liczony jest w setnych i dziesiętnych częściach sekundy.

Tłumienie wybuchu
ZaletyOgraniczenia
  • ograniczenie skutków wybuchu do wnętrza chronionego urządzenia,
  • możliwość ochrony zagrożonego aparatu umiejscowionego zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz hali/budynku,
  • najwyższy poziom ochrony personelu przed skutkami wybuchu,
  • brak uszkodzeń/deformacji chronionego urządzenia,
  • brak pożaru po wybuchu,
  • możliwość stosowania dla produktów szkodliwych/toksycznych,
  • rozwiązanie zaakceptowane przez przemysł farmaceutyczny i spożywczy,
  • rozwiązanie wielokrotnego użytku.
Możliwość zastosowania systemu tłumienia wybuchu może być ograniczona przez wartość takich parametrów jak:
  • minimalna i maksymalna kubatura chronionego urządzenia,
  • temperatura pracy chronionej instalacji,
  • minimalna wytrzymałość chronionego urządzenia,
  • maksymalne ciśnienie wybuchu Pmax charakteryzujące dany produkt,
  • szybkość przyrostu ciśnienia Kst charakteryzująca dany produkt.
Graniczne wartości wyżej wymienionych parametrów są różne dla poszczególnych producentów systemów zabezpieczających przed wybuchem.

ODCIĄŻANIE WYBUCHU

Decydując się na układ odciążenia wybuchu, niezbędne jest wyznaczenie strefy zagrożenia, do której kierowana będzie fala wybuchu. Jest to konieczne, ponieważ zasadniczo zabrania się wyprowadzania skutków wybuchu w pomieszczeniach, w stronę budynków, innych aparatów i instalacji, traktów pieszych i drogowych, parkingów, miejsc składowania produktów oraz w stronę, gdzie mogą wystąpić inne atmosfery wybuchowe. Strefa ta, której zasięg należy obliczyć, może mieć do kilkudziesięciu metrów. Działania  powinny zostać wykonane w ramach oceny ryzyka wybuchu.

Zgodnie z dyrektywą ATEX układy odciążania wybuchu nie mogą być stosowane w przypadkach, gdy produkt lub produkty jego spalania mają charakter toksyczny lub szkodliwy dla zdrowia (do produktów tego typu można zaliczyć np. mączkę kostną, suszone osady ściekowe, różne substancje chemiczne itp.).

Odciążanie wybuchu realizowane jest zazwyczaj poprzez zastosowanie paneli dekompresyjnych (membran), klap samozamykających lub układów bezpłomieniowego odpowietrzania wybuchu.

Panele dekompresyjne

Redukcję ciśnienia wybuchu w aparacie możemy osiągnąć poprzez tzw. panele dekompresyjne (nazywane także klapami rozrywnymi, membranami). Odciążanie wybuchu polega na wyprowadzeniu skutków wybuchu (płomienia, ciśnienia, spalonego i niespalonego produktu oraz gazów spalinowych) przez otwór dekompresyjny o ściśle określonej powierzchni, który de facto stanowi najsłabszy element konstrukcyjny chronionego aparatu, poza chronione urządzenie.

Panele dekompresyjne posiadają wiele ograniczeń, uwzględnionych w tabeli na następnej stronie. Rozwiązaniem opisanych w niej problemów może być zastosowanie kanału dekompresyjnego, który wyprowadzi skutki wybuchu poza ścianę hali/budynku. Należy jednak pamiętać, iż kanał dekompresyjny wpływa na wzrost zredukowanego ciśnienia wybuchu, które można wyliczyć na podstawie normy PN-EN 14491.

Panele odciążające wybuch stanowią ekonomiczną alternatywę dla innych zabezpieczeń przeciwwybuchowych. Niestety niepoprawnie zastosowane panele są poważnym zagrożeniem dla instalacji procesowej oraz obsługującego ją personelu. Przy ich doborze należy zachować szczególną ostrożność.

Panele dekompresyjne
ZaletyOgraniczenia
  • stosunkowo niski koszt inwestycyjny,
  • łatwa instalacja.
  • brak możliwości stosowania w pomieszczeniach zamkniętych,
  • ograniczenia wynikające z maksymalnej dopuszczalnej wartości parametrów Kst, Pmax,
  • możliwość wystąpienia pożaru po wybuchu,
  • w pobliżu panelu odpowietrzającego należy wyznaczyć strefę bezpieczeństwa (w czasie normalnej pracy instalacji w strefie tej nie mogą znajdować się inne urządzenia ani ludzie),
  • możliwość stosowania tylko w przypadku substancji nietoksycznych,
  • siły odrzutu powstające w chwili wybuchu mogące wywrócić chronione urządzenie,
  • rozwiązanie jednokrotnego użytku (z wyjątkiem klap samozamykających).

Bezpłomieniowe odciążanie wybuchu

Opcjonalnie do paneli dekompresyjnych można zastosować tzw. bezpłomieniowe odciążanie wybuchu, które łączy panel dekompresyjny z wydajnym, perforowanym wymiennikiem ciepła.

W tym przypadku kula ognia zostaje zatrzymana na elementach wymiennika ciepła, co radykalnie zwiększa bezpieczeństwo użytkowania tego typu zabezpieczenia w stosunku do klasycznego panelu dekompresyjnego.

Stosując bezpłomieniowe odciążanie wybuchu, należy zapewnić, że zostało ono odpowiednio dobrane i zabudowane zgodnie z dokumentacją producenta oraz że zostały wyznaczone strefy niebezpieczne, a kubatura pomieszczenia, w którym znajduje się zabezpieczane urządzenie, jest wystarczająca itp.

Bezpłomieniowe odciążanie wybuchu
ZaletyOgraniczenia
  • ograniczenie skutku wybuchu (czyli płomienia) do wnętrza chronionego urządzenia,
  • możliwość ochrony zagrożonego aparatu, umiejscowionego zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz hali/budynku,
  • alternatywa dla paneli odpowietrzających z kanałami odprowadzającymi wybuch.
  • ograniczenia wynikające z maksymalnej dopuszczalnej wartości parametrów Kst, Pmax oraz wytrzymałości aparatu na zredukowane ciśnienie wybuchu Pred,
  • pojemność przestrzenna budynku, do którego jest kierowane odciążenie, musi stanowić z reguły co najmniej 15-krotność objętości chronionych aparatów lub zbiorników,
  • możliwość stosowania tylko w przypadku substancji nietoksycznych,
  • wymagane wyznaczenie strefy bezpieczeństwa.

Zawory odciążające wybuch EVN

Bezpłomieniowe odciążanie wybuchu umożliwia również odciążający zawór samozamykający typu EVN. Stanowi on optymalną ochronę personelu i wyposażenia w zakładach przemysłowych. Nowe rozwiązanie niesie użytkownikom szereg korzyści. Przede wszystkim stanowi ono niezawodną ochronę zabezpieczanych urządzeń i obiektów przemysłowych, głównie przed wybuchem pyłów. Zawory zostały przetestowane dla takich grup pyłów jak skrobia, tworzywa sztuczne, żywice, tonery, cukier, drewno, MDF, celuloza (pyły włókniste) czy węgiel i torf, zatem są one dedykowane dla wielu branż przemysłowych.

Jest to rozwiązanie z zasady działania podobne do bezpłomieniowego odciążania wybuchu VIGILEX VQ, różni się jedynie konstrukcją. Budowa zaworów EVN umożliwia bezpłomieniowe odpowietrzenie wybuchu w aparacie, z tą zaletą, że po wybuchu zawór zamyka się ponownie i w większości przypadków nadaje się do ponownego użycia. Zgodnie z definicją zawartą w dyrektywie ATEX zawrory są produkowane jako tzw. systemy ochronne. W zależności od rodzaju medium, przed którego wybuchem chroni zawór, dostępnych jest kilka typów urządzenia.

Zawór odciążający wybuch EVN
ZaletyOgraniczenia
  • samozamykanie się zaworu po wystąpieniu eksplozji,
  • niskie ciśnienie otwarcia (0,05 bar),
  • szeroki typoszereg,
  • możliwość stosowania (przy odpowiednich wytycznych) wewnątrz pomieszczeń zakładowych,
  • konstrukcja urządzenia umożliwiająca ograniczenie przenikania efektów spalania na zewnątrz i redukcję wysokiej temperatury wybuchu.
  • ograniczenia wynikające z maksymalnej dopuszczalnej wartości parametrów Kst, Pmax oraz wytrzymałości aparatu na zredukowane ciśnienie wybuchu Pred,
  • pojemność przestrzenna budynku, do którego jest kierowane odciążenie, musi stanowić z reguły co najmniej 15-krotność objętości chronionych aparatów lub zbiorników,
  • możliwość stosowania tylko w przypadku substancji nietoksycznych,
  • wymagane wyznaczenie strefy bezpieczeństwa.

Samozamykające klapy odciążające wybuch

Wspomniane rozwiązanie służy zabezpieczeniu silosów, filtrów, elektrofiltrów czy suszarni przed zniszczeniem w wyniku wybuchu. W momencie, w którym do niego dojdzie, następuje uwolnienie klapy z zatrzasków i otwarcie jej pokrywy.

Siły odrzutu klapy są w 80% absorbowane przez powstającą poduszkę powietrzną pomiędzy klapą i stalową płytą odbijającą. Resztkowe siły odrzutu klapy zapewniają jej odbicie, co pozwala na jej ponowne automatyczne zamknięcie po odciążeniu wybuchu i odcięcie dopływu powietrza. Wyróżnia się klapy przeciwwybuchowe okrągłe typu TT‑Uni‑K oraz prostokątne – typu RLE‑S.

Samozamykające klapy odciążające wybuch
ZaletyOgraniczenia
  • natychmiastowe zamknięcie się klapy po zadziałaniu (odcięcie dopływu tlenu zapobiega powstaniu pożaru po wybuchu),
  • rozwiązanie wielokrotnego użytku.
  • ograniczona stosowalność (rozwiązanie jest przeznaczone głównie do ochrony silosów oraz filtrów pracujących z pyłem węglowym).

ODSPRZĘGANIE WYBUCHU

Ze względu na wysokie prawdopodobieństwo propagacji wybuchu między poszczególnymi aparatami instalacji procesowej zagrożonej wybuchem dyrektywy ATEX 137 i 114 (dawniej 95, 100A), jak również polskie rozporządzenia i normy nakładają na właścicieli instalacji obowiązek stosowania certyfikowanych systemów odsprzęgania wybuchu (zwanych również układami izolacji wybuchu lub barierami ogniowymi).

System odsprzęgania wybuchu jest niezbędnym elementem każdego z wcześniej wymienionych systemów zabezpieczających. Jego zadaniem jest odcięcie danego urządzenia od pozostałej części instalacji, co ma uniemożliwić rozprzestrzenienie się fali wybuchu. W tym celu wszystkie elementy (rurociągi, kanały, wysypy itp.) łączące chronione urządzenie z pozostałą częścią instalacji w chwili wybuchu muszą zostać „odcięte”.

Na rynku dostępnych jest kilka rozwiązań spełniających wymogi dyrektywy ATEX 114 (dawniej 95, 100A). Nie zawsze jednak mogą być one stosowane zamiennie, a niektóre z nich są dedykowane tylko dla konkretnych zastosowań i rozwiązań.

System odsprzęgania wybuchu typu HRD

Odsprzęganie wybuchu typu HRD to najmniej inwazyjny, a zarazem najłatwiejszy do zastosowania system przeciwwybuchowy, zarówno w przypadku nowo budowanych, jak i istniejących instalacji.

Do podstawowych elementów systemu należą:

  • butle HRD z proszkiem tłumiącym wybuch,
  • dynamiczne czujniki ciśnienia lub/i czujniki płomienia,
  • centrala sterująca.

Rozwiązanie oparte na butlach HRD może być stosowane zarówno w przypadku większości instalacji przemysłowych, gdzie mamy do czynienia z pyłami, gazami czy mieszaninami hybrydowymi oraz zamkniętym układem transportu (rurociągi; kanały; transport grawitacyjny, łańcuchowy, zgrzebłowy, pneumatyczny; zamknięte taśmociągi itp.), jak i we wszystkich rodzajach instalacji odpylających i centralnego odkurzania.

Ograniczenia oraz wymagania dla zabudowy systemów HRD poszczególnych producentów wpisane są w certyfikaty ATEX. Aby uniknąć „niespodzianek”, przed wyborem systemu należy szczegółowo przyjrzeć się zapisanym w nich ograniczeniom oraz skonfrontować je z założeniami projektowymi lub warunkami panującymi w ramach pracującej instalacji. Jest to szczególnie ważne, ponieważ dopuszczenia i ograniczenia w stosowaniu systemów poszczególnych producentów różnią się zasadniczo.

System odsprzęgania wybuchu typu HRD
ZaletyOgraniczenia
  • montaż na rurociągach o średnicy do DN 1500,
  • możliwość obustronnego działania systemu (montaż pomiędzy dwoma zagrożonymi wybuchem aparatami),
  • neutralność systemu, brak generowania oporów przepływu w rurociągu podczas normalnej pracy instalacji,
  • rozwiązanie wielokrotnego użytku.
  • ograniczenie wynikające z maksymalnej dopuszczalnej wartości współczynników Kst (do 500 bar x m/s), Pmax (do 12 bar), Pred (do 2 bar) oraz obecności w procesie gazów grupy IIC lub pyłów metali,
  • montaż butli wraz z czujnikiem ciśnienia i/lub optycznym na odcinku rurociągu w odległości (od chronionego aparatu) uniemożliwiającej przejście wybuchu w detonację,
  • częstotliwość przeglądów od minimum raz w roku do 4 razy w roku (w zależności od producenta).

Zawory odcinające VENTEX ESI

Zawory typu VENTEX to dostępny w wielu rozmiarach i wersjach pasywny system odsprzęgania wybuchu. Montowany jest on na kanałach instalacji odpylających, centralnego odkurzania, transportu nad- i podciśnieniowego, suszenia czy też granulacji.

W większości przypadków są to konstrukcje odporne na maksymalne ciśnienie wybuchu. Zawór zamyka się pod wpływem przemieszczającej się w rurociągu fali ciśnienia wybuchu. Specjalna konstrukcja zaworu w formie „gruszki” sprawia, że zawór tylko w niewielkim stopniu wpływa na przepływającą przez jego wnętrze mieszaninę. Niemniej gdy w strumieniu znajdują się pyły, należy mieć na uwadze, iż ich zawartość nie może przekroczyć wartości granicznych określonych w dokumentacji. Wynika to z konstrukcji zaworu, w którym „gruszka” przy zamknięciu jest dociskana do specjalnej uszczelki. Tolerancje są tu bardzo niewielkie i wynoszą 0,1–0,15 mm.

Zbyt wysoka zawartość pyłu grozi obrastaniem lub wycieraniem uszczelnienia zaworu, co może prowadzić do nieprawidłowego działania.

Zawory odcinające VENTEX ESI
ZaletyOgraniczenia
  • w większości przypadków konstrukcja odporna na maksymalne ciśnienie wybuchu,
  • rozwiązanie dopuszczone do stosowania w przypadku palnych i wybuchowych gazów, pyłów oraz mieszanin hybrydowych,
  • zamknięcie zaworu natychmiast po wykryciu wybuchu w jednym z chronionych aparatów (ograniczenie ryzyka przeniesienia się wybuchu, poprzez kanały i rurociągi, na pozostałą część instalacji),
  • szeroki zakres średnic (od DN600 do DN50),
  • możliwość montażu w pozycji poziomej lub pionowej,
  • działanie jedno- lub dwukierunkowe,
  • prosty serwis.
  • zastosowanie w przypadku kanałów i rurociągów, w których przepływa gaz o niewielkiej zawartości pyłów (np. za filtrem, przed i za suszarnią rozpyłową),
  • uszkodzenie uszczelki ze względu na zbyt dużą ilość pyłu w strumieniu kwalifikuje zawór do odesłania go do producenta w celu wymiany i dopasowania nowego uszczelnienia; ze względu na konieczność zastosowania specjalnych urządzeń nie jest możliwa wymiana uszczelnienia na miejscu, wiąże się to z trwającym około miesiąca przestojem instalacji lub zabudową rezerwowego zaworu Ventex.

Zasuwy odcinające typ Speed WEY HSI

Zasuwa szybkiego zadziałania to najbardziej odporny i dostosowany do najtrudniejszych sytuacji system odsprzęgania wybuchu. Działa on podobnie jak typowe zasuwy nożowe, z tą różnicą, że jego czas reakcji oraz zamknięcia jest ekstremalnie krótki. Ponadto odporność zasuw szybkiego działania na ciśnienie wybuchu w przypadku małych średnic sięga nawet 50 barów (przy większych średnicach do 30 barów). Są to wartości, które prawdopodobnie mogą być osiągane tylko w przypadku wybuchu mieszanin hybrydowych.

W standardowych zastosowaniach zasuwy szybko zamykające pracują zarówno z pyłami, jak i gazami oraz mieszaninami hybrydowymi. Podobnie jak systemy HRD są one aktywowane poprzez dynamiczne czujniki ciśnienia lub/i czujniki płomienia, a całością systemu zarządza dedykowana centrala sterująca.

Zasuwy odcinające typ Speed WEY HSI
ZaletyOgraniczenia
  • ochrona aparatów i urządzeń (młyny, silosy, filtry, separatory, suszarnie, mieszalniki, inne) w przypadku obecności palnych i wybuchowych pyłów (klasy ST1 i ST2) i mieszanin hybrydowych,
  • zabudowa na kanałach i rurociągach łączących aparaty o konstrukcji zapewniającej odporność na ciśnienie wybuchu oraz przestrzeni, w których zredukowane ciśnienie wybuchu może spowodować szkody,
  • zastosowanie w układach ze stale występującym pyłem,
  • konstrukcja zapewniająca niezmieniony przekrój przewodu i zapobiegająca odkładaniu się materiału,
  • możliwość samodzielnego uruchomienia po wybuchu, bez ingerencji zewnętrznego serwisu.
  • ograniczenie stosowania na urządzeniach o średnicy kanału przekraczającej DN400,
  • bardzo wysoka cena, zwłaszcza przy większych średnicach.

System odcięcia wybuchu ExKop

System odcięcia wybuchu ExKop służy do ochrony filtrów, mieszalników, cyklonów, młynów, suszarni i innych aparatów procesowych przed przeniesieniem się skutków wybuchu na pozostałe elementy instalacji procesowych. Składa się on z zaworu odsprzęgającego wybuch QV i jednostki sterującej, która odbiera sygnał o wybuchu z czujnika rozerwania membrany, czujnika ciśnienia lub czujnika iskier (zabudowanych na kanale).

Zawór odcinający wybuch QV (membrana wykonana z kauczuku lub EPDM; działanie dwukierunkowe) uruchamiany jest sprężonym powietrzem 6 bar z sieci zakładowej.

Poza dwoma unikatowymi cechami, tj. możliwością aktywowania zaworu poprzez sygnał z czujnika otwarcia panelu dekompresyjnego lub indywidualnego czujnika podczerwieni, a także możliwością ponownego użycia po zadziałaniu, ze względu na szereg ograniczeń system odcięcia wybuchu ExKop jest rzadko stosowanym rozwiązaniem.

System odcięcia wybuchu ExKop
ZaletyOgraniczenia
  • możliwość aktywowania zaworu poprzez sygnał z czujnika otwarcia panelu dekompresyjnego (układu odciążenia wybuchu) lub indywidualnego czujnika podczerwieni,
  • możliwość ponownego użycia po zadziałaniu.
  • znaczna zwłoka w działaniu w porównaniu z systemem HRD lub zasuwą ze względu na gumowy rękaw, stanowiący główny element zaworu, zaciskający się pod wpływem ciśnienia (min. 6 barów na instalacji sprężonego powietrza) – konieczność montażu zaworu QV w sporej odległości od chronionego aparatu,
  • ze względu na budowę zawór ten może być stosowany jedynie na liniach transportu pneumatycznego lub okrągłych kanałach instalacji odpylających,
  • choć interwał pomiędzy przeglądami wynosi rok, to w przypadku trudnych mediów (wycieranie) należałoby rozważyć jego skrócenie do 2 lub 3 miesięcy, ze względu na duże prawdopodobieństwo, że wytarty zawór się nie zamknie lub będzie zbyt słaby, by zatrzymać wybuch.

Klapa zwrotna SNR

Prostym i ekonomicznym rozwiązaniem służącym odcięciu miejsca, gdzie doszło do eksplozji, od pozostałej części instalacji jest klapa zwrotna SNR. Urządzenie poprzez natychmiastowe zamknięcie rurociągu blokuje możliwość dalszej propagacji wybuchu na pozostałe elementy instalacji. Klapa zwrotna może być zastosowana dla palnych pyłów, które występują  w podciśnieniowych jednostkach odpylających lub w jednostkach centralnego odkurzania.

Klapa zwrotna SNR
ZaletyOgraniczenia
  • możliwość stosowania dla palnych pyłów pochodzenia organicznego oraz pyłów metali występujących na przykład w podciśnieniowych jednostkach odpylających lub w jednostkach centralnego odkurzania,
  • praca w strefach zagrożenia wybuchem 20, 21 i 22 wewnątrz instalacji oraz 21 i 22 na zewnątrz instalacji,
  • możliwość wyposażenia klap w układ blokady otwarcia po zadziałaniu klapy, czujnik zamknięcia.
  • odległość montażu klapy od aparatu ściśle określona w certyfikatach ATEX oraz dokumentacji producenta,
  • konieczność montażu w pozycji poziomej na prostym odcinku rurociągu,
  • średnica rurociągu powinna mieć tę samą średnicę co przyłącze klapy zwrotnej – miejscowa zmiana średnicy rurociągu w celu dostosowania go do wymiarów klapy zwrotnej może mieć negatywny wpływ na poprawne działanie zabezpieczenia w chwili wybuchu,
  • ze względu na zasadę działania wewnętrzne elementy klapy narażone są na przyspieszone wycieranie, a w pewnych przypadkach także oblepianie pyłem (wilgoć), co może prowadzić do nieprawidłowego zadziałania systemu,
  • konieczność dokonywania inspekcji oraz przeglądów (inspekcje średnio nawet co 10–20 dni; przeglądy raz na kwartał, a w uzasadnionych przypadkach raz na miesiąc),
  • zredukowane ciśnienie wybuchu Pred w jednostce odpylającej nie może przekraczać (w zależności od średnicy klapy zwrotnej) wartości odpowiednio 0,5 lub 0,25 bar.

Zawór celkowy certyfikowany jako autonomiczny system odsprzęgający

Dozowniki celkowe stosuje się jako układy dozująco-podające produkty sypkie oraz śluzy ograniczające przepływ powietrza w instalacjach odpylania, centralnego odkurzania, transportu pneumatycznego itp.

W przypadku gdy są one certyfikowane zgodnie z wymogami dyrektywy ATEX, mogą być wykorzystywane do pracy w strefach zagrożenia wybuchem oraz jako tzw. systemy autonomicznego odsprzęgania wybuchu. W zależności więc od tego, czy dany dozownik posiada certyfikat ATEX lub w jakim zakresie została przeprowadzona certyfikacja, możemy wymienić trzy typy urządzeń:

  • dozowniki w wykonaniu zwykłym,
  • dozowniki z certyfikatem ATEX dopuszczającym je do pracy w strefach zagrożonych wybuchem,
  • dozowniki posiadające certyfikat ATEX dopuszczający zarówno do pracy w strefie zagrożenia wybuchem, jak również do stosowania jako autonomiczny układ odsprzęgający wybuch.

O ile w przypadku dozowników w wykonaniu zwykłym sprawa jest prosta, ponieważ nie mogą być one w żadnym przypadku stosowane w strefach zagrożenia wybuchem, a tym bardziej jako układy odprzęgające, o tyle dwa ostatnie z wymienionych typów urządzeń są często mylone. Zapytania ofertowe oraz specyfikacje techniczne nierzadko zawierają zapis o konieczności posiadania przez zawory celkowe certyfikatu ATEX dla konkretnej strefy zagrożenia wybuchem – np. 20 wewnątrz oraz 22 na zewnątrz urządzenia. Niejednokrotnie ignorowana jest informacja o tym, że urządzenie będzie również pracować jako autonomiczny układ odsprzęgania wybuchu. W efekcie dokonywane są zakup oraz montaż nieprawidłowo dobranych śluz. Ich późniejsza wymiana bywa zadaniem trudnym i kosztownym. Dzieje się tak, ponieważ producent zakupionych urządzeń albo nie posiada w ofercie dozowników z wymaganym certyfikatem, albo wydajność prawidłowo certyfikowanej śluzy o tych samych wymiarach jest niższa od wymaganej (wynika to z ograniczeń zawartych w certyfikacie dla odsprzęgania wybuchu).

Rozwiązaniem sytuacji może być zakup urządzenia o większych gabarytach. Wiąże się to jednak z często kosztownymi modyfikacjami instalacji.

Zawór celkowy certyfikowany jako autonomiczny system odsprzęgający
ZaletyOgraniczenia
  • wytrzymałość na przejście płomienia i gwałtowne uderzenie ciśnienia nawet do 10 barów,
  • dwukierunkowy system odsprzęgający (montaż pomiędzy dwoma zagrożonymi wybuchem aparatami),
  • zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, również w przemyśle spożywczym,
  • możliwość bezpośredniego podłączenia w linii transportu pneumatycznego.
  • ograniczenia wynikające z maksymalnej dopuszczalnej wartości parametrów Kst, Pmax oraz wytrzymałości aparatu na zredukowane ciśnienie wybuchu Pred,
  • ograniczenia wynikające z właściwości produktu; dozowniki transportujące produkt o znacznym rozmiarze cząstek (> 20 mm) zazwyczaj posiadają łopatki z tworzywa sztucznego, co jest powodem ich zmniejszonej odporności na gwałtowne uderzenie ciśnienia.

Ciśnieniowa śluza komorowa

Stosunkowo rzadko stosowanym, ale bardzo korzystnym rozwiązaniem jest ciśnieniowa śluza komorowa, która w pewnych sytuacjach stanowi bardzo dobrą alternatywę dla zaworów celkowych. Oba rozwiązania pełnią tę samą funkcję, tj. pozwalają opróżniać różnego typu urządzenia i aparaty procesowe z materiałów sypkich, przy jednoczesnym ograniczaniu przepływu powietrza. Oba urządzenia mogą również pracować jako tzw. systemy odsprzęgające wybuch, które powstrzymują rozprzestrzenianie się wybuchu wewnątrz instalacji procesowych.

Ciśnieniowa śluza komorowa zapewnia pełną szczelność układu nawet w przypadku różnicy ciśnienia na poziomie 16 bar. Składa się ona z dwóch przepustnic motylkowych zamontowanych na obu końcach pionowej rury (komory). W celu zapewnienia izolacji ciśnienia i skutków wybuchu w danej chwili otwarta może być tylko jedna przepustnica motylkowa.

Działanie ciśnieniowej śluzy komorowej polega na otwarciu górnego zaworu motylkowego (dolny zawór jest wtedy zamknięty) w momencie nasypywania materiału do wnętrza komory. Następnie górny zawór całkowicie się zamyka i dochodzi do otwarcia dolnego zaworu, po czym następuje wysyp materiału z komory do układu pod śluzą. Dolny zawór zamyka się i cały cykl powtarza się w zadanych odstępach czasowych. Wspólny sterownik obu zaworów gwarantuje, że w jednym momencie może być otwarta tylko jedna przepustnica motylkowa.

Wbrew powszechnej opinii zawory celkowe nie zapewniają pełnej szczelności układu. Wynika to bezpośrednio z ich konstrukcji – pomiędzy rotorem a korpusem zaworu zawsze występuje prześwit, który jest niezbędny do prawidłowej pracy urządzenia. Z tego względu w instalacjach, w których pojawia się różnica ciśnień (instalacje odpylania, centralnego odkurzania, transportu pneumatycznego itp.) powietrze wraz z drobinkami pyłu przepływa przez wspomniane prześwity, powodując erozję korpusu, rotora oraz wałka rotora. Postęp tego procesu w dużym stopniu zależy od różnicy ciśnienia pomiędzy wlotem a wylotem zaworu celkowego, abrazyjności pyłu oraz materiałów, z jakich został wykonany zawór celkowy. Na bazie doświadczenia można przyjąć, że w przypadku, gdy różnica ciśnień przekracza 1,5 bara, należy poważnie rozważyć zasadność stosowania zaworów celkowych. Oczywiście w takich sytuacjach można stosować materiały odporne na wycieranie, jednak powoduje to znaczny wzrost ceny urządzenia.

Ciśnieniowa śluza komorowa
ZaletyOgraniczenia
  • stuprocentowa szczelność systemu przy zamkniętych zaworach, nawet w przypadku różnicy ciśnienia na poziomie 16 bar,
  • niskie zużycie poprzez wycieranie,
  • niski koszt części zużywających się.
  • mały wybór średnic (nie można ich stosować, kiedy w produkcie mogą pojawić się większe elementy, które wpadając do komory, zablokują możliwość pełnego zamknięcia się zaworu),
  • ograniczenia wynikające z maksymalnej dopuszczalnej wartości parametrów Kst, Pmax oraz wytrzymałości aparatu na zredukowane ciśnienie wybuchu Pred,
  • ograniczenia wynikające z właściwości produktu.

Należy pamiętać, że dobór systemu przeciwwybuchowego jest indywidualny dla każdego przypadku. Powinien on być poprzedzony dokładną analizą opracowaną przez wykwalifikowanego inżyniera oraz wykonaniem niezbędnych obliczeń. Dzięki temu mamy gwarancję doboru rozwiązania, które będzie optymalne nie tylko pod kątem technicznym i ekonomicznym, ale również zapewni odpowiedni poziom bezpieczeństwa procesowego i wybuchowego w zakładzie.

SPRAWDŹ OFERTĘ

Zabezpieczenia przeciwwybuchowe

W zakresie zabezpieczeń przeciwwybuchowych nasze działania obejmują audyt instalacji zagrożonych wybuchem pod kątem spełnienia wymogów dyrektywy ATEX, obliczenia odporności konstrukcyjnej urządzeń i aparatów zagrożonych wybuchem, zabezpieczenie instalacji przed skutkami wybuchu, opracowanie powykonawczej oceny ryzyka wybuchu oraz przeprowadzenie szkolenia zarówno z obsługi wdrożonych systemów, jak również pracy w strefach zagrożonych wybuchem.
Kliknij poniżej i sprawdź naszą ofertę w tym zakresie.

WYŚLIJ ZAPYTANIE

Grupa WOLFF

Skontaktuj się z naszym inżynierem


MARCIN SIENIEK

Imię i nazwisko (wymagane)

Firma (wymagane)

E-mail (wymagane)

Telefon (wymagane)

Temat wiadomości

Treść wiadomości

Załącz plik

Odbierz rabat -10%
Na szkolenia i konferencję nt. bezpieczeństwa wybuchowego i procesowego (zniknę za 10 sek.)