Prewencja i izolacja wybuchu zrealizowana dla producenta z branży papierniczej

Problem:

• rozdrabnianie i mielenie palet zbitych gwoźdźmi z jednej strony powoduje powstanie wybuchowego pyłu drzewnego, z drugiej gorących cząstek i iskier
• pył wraz z gorącymi cząstkami trafia do trzech odpylaczy – urządzeń, które według statystyk są szczególnie narażone na wybuchy
• inwestor przed kontaktem z naszą firmą zamówił już odpylacze, które nie były dostosowane do pracy w strefach Ex

Rozwiązanie:

• zmieniliśmy lokalizację odpylaczy tak, aby ewentualny wybuch nie stanowił zagrożenia dla mienia oraz życia i zdrowia pracowników
• zastosowaliśmy izolację wybuchu, dzięki czemu wybuch w filtrze nie przeniesie się na pozostałe elementy instalacji
• zastosowaliśmy system wykrywania i gaszenia iskier, aby w maksymalny sposób ograniczyć możliwość dostania się do filtrów gorących cząstek z procesu mielenia palet

Nadrzędny cel biznesowy inwestora: Minimalizacja odpadów produkcyjnych i przekształcenie ich w źródło nowych, dodatkowych zysków

Nie od dziś wiadomo, że wszelkie procesy skupiające się na minimalizacji odpadów produkcyjnych potrafią obniżyć łączne koszty produkcji. Odpady te mogą pochodzić wprost z procesu produkcyjnego, bądź źródło ich powstania może kryć się gdzie indziej. Tak było w przypadku producenta tektury falistej i opakowań kartonowych.

Podobnie jak w przypadku wielu zakładów produkcyjnych, w ciągu całego procesu przyjęcia surowca, produkcji, magazynowania i transportu, w omawianej firmie rocznie używanych jest wiele tysięcy drewnianych palet. Część z nich w sposób naturalny się zużywa, a więc powinna być traktowana jako odpad i trafić do firmy recyklingowej. Inwestor działa jednak w branży papierniczej i na co dzień przetwarza m.in. włókna drzewne na tekturę, a następnie opakowania kartonowe. W związku z czym, zarządzający zakładem postanowili wykorzystać posiadane kompetencje i zdywersyfikować działalność otwierając linię do przetwarzania starych, zepsutych palet w kostki (wsporniki) do nowych palet.

W trakcie zmian pojawiły się wątpliwości związane z bezpieczeństwem wybuchowym i pożarowym

Proces produkcji wsporników zakładał rozdrabnianie i mielenie palet drewnianych, a następnie formowanie i prasowanie tak przygotowanego surowca do postaci kostki. W celu odciągnięcia pyłu drzewnego, który powstanie przy produkcji, inwestor zakupił trzy odpylacze, które miały być zamontowane wewnątrz hali produkcyjnej.

Całość inwestycji przebiegała zgodnie z założonym planem do czasu, gdy uświadomiono sobie, że ten odciągany pył drzewny może stanowić poważne zagrożenie wybuchowe i pożarowe. W związku z tym inwestor zwrócił się do nas po pomoc w zakresie potwierdzenia istnienia takiego zagrożenia i zabezpieczenia nowej linii produkcyjnej.

Co to zagrożenie oznacza w praktyce? Omówiliśmy to na przykładzie wybuchu w polskim zakładzie.

W czasie jednego z naszych darmowych warsztatów online analizujemy rzeczywisty wybuch, który w 2,3 sekundy zniszczył trzy odpylacze oraz budynek – jeśli chcesz zobaczyć film z tego zdarzenia oraz poznać przyczyny tak dużych strat, to koniecznie przejdź na tę stronę: https://www.hazex.eu/wybuch-pylu-drzewnego-premiera-filmu/.

Warto wiedzieć: Odpylanie nie eliminuje ryzyka wybuchu

Zastosowanie odpylaczy przy procesach produkcyjnych, podczas których mogą wydzielać się pyły, jest istotne choćby z uwagi na szkodliwość pyłu względem dróg oddechowych pracowników. Instalacje odpylające są jednocześnie wymagane, kiedy odciągane pyły mają właściwości wybuchowe. Natomiast wciąż spora grupa osób w zakładach przemysłowych nie zdaje sobie sprawy z tego, że instalacja odpylająca nie eliminuje ryzyka wybuchu – ryzyko to wciąż istnieje, ale jest ono transferowane wraz z pyłem ze stanowisk pracy do instalacji odpylającej. To dlatego według znanych nam statystyk, jedną z grup urządzeń, w których najczęściej dochodzi do wybuchu w przemyśle, są właśnie odpylacze.

Więcej o zagrożeniu wybuchem pyłu w instalacji odpylającej i sposobach na zabezpieczenie tych instalacji przed skutkami wybuchu opowiada Zbigniew Wolff w darmowym warsztacie internetowym.

Co zrobić, kiedy odpylacz nie jest dostosowany do pracy w strefie EX, a nie można go wymienić?

Zadanie, przed którym stanęliśmy, nie należało do gatunku rzadkich przypadków. Można wręcz rzec, że często spotykamy się z podobnym schematem potrzeb inwestorów względem bezpieczeństwa wybuchowego. Otóż wciąż bardzo często firmy zgłaszają się do przedsiębiorstw takich jak GRUPA WOLFF w momencie, w którym przynajmniej część nowych urządzeń jest już zamówiona i defacto nic z tym nie da się już zrobić, nawet jeśli urządzenia te nie są przystosowane do prac w strefach zagrożenia wybuchem. Nasze zadanie często wymaga wówczas podejścia z dużą dozą zrozumienia sytuacji klienta po to, aby wymyślić rozwiązanie, w którym zakup kolejnego urządzenia (tym razem spełniającego warunki ATEX) było ostatecznością. Tak było i tym razem.

Pierwotna koncepcja naszego klienta zakładała rozmieszczenie trzech odpylaczy wewnątrz hali produkcyjnej. Z racji sporego ryzyka wybuchu w odpylaczu, musieliśmy zaproponować inną, bezpieczniejszą lokalizację, tak, by ewentualny wybuch nie stwarzał zagrożenia dla życia i zdrowia pracowników oraz dla innych części instalacji. Wybraliśmy i zaproponowaliśmy odpowiednie miejsce poza halą produkcyjną, na świeżym powietrzu, w miejscu, w którym nie ma innych urządzeń oraz gdzie nie przebywają pracownicy. W związku z tym ryzyko wybuchu w odpylaczu przestało stwarzać realne zagrożenie dla innych. Należało jeszcze tylko wyizolować odpylacze od pozostałych części instalacji, aby uniknąć ryzyka przemieszczania się i propagacji wybuchu w innych częściach zakładu.

Jak zapewnić izolację wybuchu na odpylaczach?

Pierwszym etapem praz związanych z izolacją wybuchu była analiza zagrożeń i ryzyka. Pokazała ona, że wybuch w zabezpieczanych filtrach mógłby się cofnąć kanałami doprowadzającymi brudne powietrze do odpylacza. Natomiast po uwzględnieniu budowy filtrów i skutków wybuchu w nich, określiliśmy, że największym zagrożeniem po stronie czystej filtrów jest propagacja pożaru poprzez rurociągi, którymi wraca czyste powietrze do hali produkcyjnej.

Zaproponowaliśmy więc dwa osobne rozwiązania z zakresu izolacji, aby odpowiednio je dopasować do zdiagnozowanego zagrożenia. Po stronie czystej zastosowaliśmy gilotyny przeciwogniowe o stopniu odporności RE120, które w zupełności wystarczą, aby w ciągu 2 godzin od wybuchu zgasić ewentualny pożar. Po stronie brudnej wybuch cały czas napotykałby paliwo do dalszej propagacji, gdyż tymi rurociągami porusza się zapylone powietrze. Z tego względu zastosowaliśmy przeciwwybuchowe klapy zwrotne RNV. Są one nowszą wersją klap SNR, zapewniającą lepsze parametry izolacji – można je stosować również za kolanami rurociągów, co w przypadku standardowych klap SNR nie jest możliwe.

Jakie etapy zapewnienia bezpieczeństwa wybuchowego są wymagane Dyrektywą ATEX USER?

Dotychczas omówiliśmy sposób, w jaki zapewniliśmy inwestorowi skuteczną ochronę pracowników i instalacji przed skutkami wybuchu, dzięki wyprowadzeniu filtrów na zewnątrz hali produkcyjnej i zastosowaniu pełnej izolacji odpylaczy zarówno po stronie brudnej, jak i czystej. Jednak na tym nasza rola nie mogła się skończyć, biorąc pod uwagę, że te działania zapewniają spełnienie ostatniego, trzeciego punktu w kolejności działań, jakie zakład przemysłowy powinien powziąć, aby zapewnić bezpieczeństwo.

Bowiem zgodnie z Dyrektywą ATEX USER, przedsiębiorstwo przemysłowe powinno w kolejności:

• ograniczyć możliwość tworzenia się atmosfery wybuchowej
• ograniczyć możliwość pojawienia się źródeł zapłonu atmosfery wybuchowej
• zabezpieczyć aparaty i urządzenia przed skutkami wybuchu, aby chronić życie i zdrowie pracowników oraz mienie firmy

Pierwszy punkt przy zagrożeniach wybuchem pyłów w przemyśle jest zawsze tylko częściowo możliwy do realizacji – po prostu procesy produkcyjne zawsze będą generować pył, dlatego należy odpowiednio zapobiegać nadmiernemu pyleniu i gromadzeniu się pyłu. Jest to możliwe m.in. przez zastosowanie instalacji odpylających powietrze ze stanowisk pracy.

Jak eliminować ryzyko pojawienia się źródeł zapłonu atmosfery wybuchowej?

Do zapłonu atmosfery wybuchowej i zainicjowania wybuchu potrzeba niewiele – zwykle niewielka iskra jest w stanie spowodować wybuch, jeśli tylko dotrze ona do miejsca, w którym występuje zapylenie w granicach wybuchowości dla danego pyłu. Standardowe działania, jakie powinna podejmować każda firma, dotyczą m.in.:

• stosowania narzędzi nieiskrzących
• posiadania w wymaganych miejscach elektrotechniki, oświetlenia, czy ogrzewania w wykonaniu przeciwwybuchowym
• stosowania urządzeń przeznaczonych do pracy w strefach zagrożenia wybuchem, czyli takich, które już swoją budową zabezpieczają przed pojawieniem się iskier w trakcie procesów produkcyjnych
• ochrony przed elektrycznością statyczną m.in. przy wykorzystaniu systemów uziemień dla wszelkich procesów, w których występuje przesypywanie / przelewanie produktów

Potrzebujesz obiektywnych argumentów, aby porozmawiać z zarządem na temat bezpieczeństwa wybuchowego? Znajdziesz je w poniższym dokumencie.

Czy surowiec może być także źródłem zapłonu atmosfery wybuchowej?

Czasem sam produkt, lub jego przetwarzanie może w pewnym momencie przekształcić się w źródło zapłonu atmosfery wybuchowej. Tak było w przypadku producenta herbaty, omawianym w osobnym artykule, jak i w opisywanym tutaj zakładzie produkującym tekturę i opakowania kartonowe.

Przypomnijmy, że dywersyfikacja produkcji wykorzystująca odpady, jakimi były zniszczone palety drewniane, w pierwszym etapie procesu zakładała rozdrabnianie i mielenie tychże palet. Same palety składają się oczywiście nie tylko z drewnianych desek i kostek, ale także z gwoździ i czasem również innych elementów metalowych. W związku z czym, analizując ten proces, byliśmy pewni, że będzie to stwarzać dodatkowe zagrożenie związane z iskrzeniem. Jeśli wówczas instalacja odpylająca zaciągnęłaby wraz z zapylonym powietrzem taką iskrę, lub gorącą cząstkę, to efekt w postaci wybuchu wystąpiłby niemal natychmiast. Nasze założenia potwierdził kontrolowany, próbny rozruch instalacji wykonany przez inwestora. Niemal od razu doszło do mikro pożaru.

Rozwiązaniem prewencyjnym było zastosowanie systemu wykrywania i gaszenia iskier

Zaproponowaliśmy inwestorowi rozwiązanie polegające na natychmiastowym wykryciu iskier w kanałach i celowanym, punktowym zgaszeniu ich. Co ważne, sugerowane rozwiązanie nie powoduje wstrzymania linii produkcyjnej – to jest istotna cecha z punktu widzenia ciągłości produkcji, gdyż według naszych szacunków, tego typu iskry będą się pojawiać w kanałach odpylających bardzo często.

Zastosowany system wykrywania i gaszenia iskier marki Atexon opiera się na wyjątkowo czułym detektorze, który potrafi wychwycić poruszające się w kanale:

• pojedyncze iskry
• strumienie iskier (inaczej zwane snopem, lub deszczem iskier)
• czarne, gorące cząstki o temperaturze powyżej 300 ^oC, które nie palą się, ale są na tyle gorące, że są w stanie wywołać wybuch

Natychmiast po wykryciu poruszającej się cząstki mogącej spowodować wybuch, w dalszej części kanału, uruchamiana jest dysza gasząca, która w mgnieniu oka gasi iskrę lub gorącą cząstkę. W ten oto sposób zapewniliśmy inwestorowi dla nowej linii produkcyjnej prewencyjne rozwiązanie zapobiegające dotarciu iskier do odpylaczy, co z pewnością doprowadziłoby do wybuchu.