Silosy, obok jednostek odpylających, należą do grupy urządzeń, w których najczęściej dochodzi do wybuchu pyłów. Jak tworzy się zagrożenie wybuchem w silosie? Czy warto wykorzystać czujniki zapylenia w silosie pod kątem prewencji wybuchu? Odpowiedzi na te pytania publikujemy w poniższym artykule.
Jak powstaje zagrożenie wybuchem pyłu w silosie?
Atmosfera wybuchowa
Mariusz Balicki – ekspert GRUPY WOLFF w zakresie bezpieczeństwa wybuchowego tłumaczy, że w silosach, ze względu na swoją zamkniętą kubaturę niezwykle często dochodzi do powstania sporego zapylenia. Silos przecież „pracuje”, czyli potrafi być bardzo często napełniany lub opróżniany, a to sprawia, że sypki materiał, którym jest wypełniony, silos potrafi nieustannie się wzbudzać i pylić. Pył ten miesza się z powietrzem, czyli też z tlenem, które wypełnia pozostałą, niezapełnioną kubaturę silosu, tym samym niezwykle często w silosie mamy do czynienia z obecnością atmosfery wybuchowej. Kiedy już wspomniana mieszanina powietrza z pyłem została wzbudzona, może minąć sporo czasu, kiedy jej właściwości spadną poniżej Dolnej Granicy Wybuchowości. Jest to związane z tym, że pył, w zależności od charakteru cząstek (kształt, ciężar, wielkość) może pozostać zawieszony w powietrzu nawet kilka godzin. Tym samym dużo łatwiej o jednoczesne wystąpienie atmosfery wybuchowej i źródła zapłonu.
Warto w tym miejscu podkreślić, że największe zagrożenie najczęściej powstaje wtedy, kiedy silos jest pusty, a w środku występuje jeszcze zapylenie. W takiej sytuacji mamy do czynienia z bardzo dużą atmosferą wybuchową, a tym samym możemy spodziewać się adekwatnie dużych konsekwencji. Niestety często pracownicy zakładów produkcyjnych dochodzą do błędnego założenia, że pusty silos jest silosem bezpiecznym, gdyż nie zawiera produktu. Nierzadko do wybuchów dochodziło w czasie np. prac remontowanych, gdzie nieświadomi pracownicy używali narzędzi pożarowo niebezpiecznych.
Przy okazji warto podkreślić, że pylenie podczas załadunku i rozładunku silosu nie ogranicza się tylko do jego wnętrza. Podnośniki kubełkowe, przenośniki taśmowe czy inne urządzenia transportu bliskiego znajdującego się bezpośrednio w pobliżu silosu również mogą być źródłem zagrożenia.
Źródło zapłonu
W silosie lub instalacjach przylegających do silosu należy zwrócić szczególną uwagę na możliwość zapłonu atmosfery wybuchowej od:
- gorących powierzchni powstających przez tarcie wywołane przez uszkodzone mechanizmy,
- żarzących się cząstek wprowadzanych do silosu z transportowanym materiałem,
- iskier mechanicznych spowodowanych uderzeniem metalowych elementów znajdujących się w transportowanym materiale,
- iskier ze spawania i innych prac pożarowo niebezpiecznych wykonywanych w pobliżu,
- niewłaściwie dobranych lub uszkodzonych urządzeń elektrycznych (np. silniki czy oprawy oświetleniowe),
- ścierania lub cięcia metali podczas prac naprawczych,
- wyładowania elektryczności statycznej,
- działalności mikroorganizmów.
Czujnik zapylenia w silosie – czy to skuteczne rozwiązanie w prewencji wybuchu?
Wiemy już jak i kiedy tworzy się atmosfera wybuchowa wewnątrz silosu. Pytanie, jakie często słyszymy w branży przemysłowej, dotyczy czujników zapylenia. Czy mogą one służyć do wykrywania zapylenia w silosie oraz, czy na tej podstawie jesteśmy w stanie podać gaz neutralny, który zapobiegnie powstaniu atmosfery wybuchowej?
W teorii takie rozwiązanie mogłoby funkcjonować w oparciu o proces złożony z kroków:
- czujnik wykryje moment, w którym stężenie pyłu zbliżałoby się do dolnej lub górnej granicy wybuchowości
- sygnał o tym stężeniu spowoduje wpuszczenie do silosu odpowiedniej ilości gazu obojętnego, aby zneutralizować powstającą atmosferę wybuchową
Czy jednak takie rozwiązanie sprawdzi się w praktyce?
O odpowiedź na to pytanie poprosiliśmy Bartosza Wolff – prezesa GRUPY WOLFF oraz wieloletniego praktyka w obszarze bezpieczeństwa wybuchowego: Warto to podkreślić od razu: takie rozwiązanie się nie sprawdzi. Tradycyjne metody pomiaru zapylenia wewnątrz silosu nie będą skuteczne, ponieważ czujniki zapylenia są w stanie mierzyć lokalne stężenie pyłu – w danym miejscu w kanale, bądź przy czujnikach zapylenia pomieszczeń w określonych miejscach hal lub pomieszczeń, w których należy monitorować zapylenie ze względów bezpieczeństwa. Natomiast w zbiornikach takich jak silosy, których objętość sięga dziesiątek, a nawet tysięcy metrów sześciennych, stężenie pyłu nigdy nie jest jednorodne. Dla przykładu spójrzmy raz jeszcze na umieszczony wyżej rysunek silosu podczas procesu zasypywania – pył kłębi się w całej objętości, nieustannie zmieniając swoje stężenie. Czy jesteśmy w stanie odpowiedzieć sobie na pytanie, w którym miejscu umieścić sondy, aby ich pomiar był wiarygodny? Niestety nie.
Gdzie więc się sprawdzą czujniki zapylenia?
W zastosowaniach przemysłowych mamy możliwość wykorzystania kilku typów czujników zapylenia. Pierwszym z nich są te, których sondy montowane są wewnątrz kanałów np. w instalacjach odpylających po czystej stronie filtrów.
Pozwalają one monitorować zapylenie powietrza, które teoretycznie ma być już wolne od pyłów i najczęściej trafia z powrotem na halę produkcyjną. Wykrycie zapylenia świadczy wówczas o uszkodzeniu worka filtracyjnego. Niesprawność systemu odpylania jest sytuacją podwójnie niebezpieczną. Po pierwsze dostarczamy wówczas zapylone powietrze pracownikom, którzy będą je wdychać, narażając się na choroby. Po drugie, jeśli odpylane pyły są wybuchowe, to pozwalamy tworzyć się atmosferze wybuchowej w kanałach, które znajdują się blisko stanowisk pracy. Konsekwencje wybuchu w takim kanale mogą być tragiczne. Stąd czujniki zapylenia stosuje się po czystej stronie filtrów, aby jak najszybciej zdiagnozować uszkodzenie worków filtracyjnych i móc je wymienić.
Drugi typ czujników – do zastosowania przy monitorowaniu większych powierzchni niż kanały, pozwala badać lokalne zapylenie w pomieszczeniach, halach produkcyjnych, czy w pobliży newralgicznych miejsc procesu, które mogą powodować nadmierne pylenie.
Omawiając w tym artykule zagrożenie wybuchem pyłu w silosie, warto powrócić do momentu, w którym zwróciliśmy uwagę, że atmosfera wybuchowa potrafi tworzyć się nie tylko wewnątrz silosu, ale również na zewnątrz podczas załadunku i rozładunku. Dzieje się tak np. kiedy produkt sypki spada z podajnika taśmowego do zasypu silosu, albo wylatuje wysypem na kolejny podajnik taśmowy lub inne urządzenie transportu bliskiego. Badanie zapylenia w tych miejscach procesu z pewnością będzie przydatne, gdyż niejednokrotnie występujące zapylenie wokół tego typu urządzeń w połączeniu ze źródłami zapłonu pochodzącymi np. od rozgrzanych rolek podajnika, czy gorących powierzchni powstających przez tarcie niesprawnych elementów urządzeń transportowych, doprowadzały do wybuchów pyłu w przemyśle. Tak było, chociażby w przypadku tragicznego wybuchu w cukrowni Imperial Sugar.
