Wybuch w branży spożywczej, który zmienił wszystko. Analiza przypadku oraz zmiany wdrożone przez GRUPĘ WOLFF.

Grupa WOLFF SEBASTIAN SŁABOSZEWSKI
SEBASTIAN SŁABOSZEWSKI – jestem do Twojej dyspozycji
Odpowiem na pytania odnośnie: oferty, specyfikacji technicznej, dostawy, montażu

Nie odbieram? Kliknij! Prawdopodobnie w tym momencie jestem na spotkaniu lub w trasie. Proszę wyślij SMS lub e-mail – na pewno odpowiem, lub zostaw swój numer, abym mógł oddzwonić

    Projekt

    Projekt
    Dostawa

    Dostawa
    Montaz

    Montaż
    Uruchomienie

    Uruchomienie
    Serwis

    Serwis

    Problem

    • wybuch w jednym z zakładów inwestora zniszczył znaczną część hali produkcyjnej
    • konieczne było określenie przyczyn, wdrożenie procedur oraz zabezpieczeń, które ochronią ten i pozostałe zakłady firmy przed podobnymi zdarzeniami
    • wprowadzone zmiany były kluczowe dla uzyskania polisy ubezpieczeniowej

    Rozwiązanie

    • wykonaliśmy Dokument Zabezpieczenia Przed Wybuchem (DZPW)
    • uzgodniliśmy z inwestorem i ubezpieczycielem, a następnie wdrożyliśmy zalecenia DZPW
    • zabezpieczyliśmy instalację mielenia i odpylania przed wybuchem
    • zabezpieczyliśmy 11 kanałów odciągających pył systemem wykrywania i gaszenia iskier
    • wdrożyliśmy system centralnego odkurzania, który pozwolił wyeliminować pyły osiadłe

    Wybuch, który zmienił wszystko

    W tym konkretnym przypadku nasze prace rozpoczęły się, a właściwie nabrały tempa, po wybuchu jaki miał miejsce w jednym z zakładów firmy, dla której zrealizowaliśmy niniejsze zadanie. Jego początek miał miejsce w młynie celulozy stosowanej jako błonnik pokarmowy. Niestety, brak prawidłowego zabezpieczenia instalacji sprawił, że wybuch, którego skutki mogły zostać szybko opanowane, eskalował do ogromnych rozmiarów.

    Bogdan Nowak – człowiek, który brał udział w zabezpieczaniu odbudowanego zakładu – tak opisuje to zdarzenie: do pierwotnego wybuchu doszło w młynie celulozy. Ciśnienie i płomienie wędrowały wewnątrz instalacji, uszkadzając kolejne urządzenia linii technologicznej. Choć już to spowodowało duże straty, to najgorsze miało dopiero nastąpić. Skutki wybuchu szybko wydostały się z wnętrza instalacji do hali. Zalegający na posadzce i urządzeniach błonnik został uniesiony w powietrz. Chmura pyłu uległa zapłonowi, co doprowadziło do wybuchów wtórnych. Hala i część urządzeń zostało poważnie zniszczonych. To czego nie uszkodził wybuch w dużej mierze zniszczył późniejszy pożar.

    Analiza wybuchu w młynie celulozy, który zmienił wszystko

    Po tych zdarzeniach zarząd firmy podjął decyzję o wdrożeniu zmian, które uchronią wszystkie zakłady firmy oraz ich pracowników przed podobnymi zdarzeniami w przyszłości. Naszym zadaniem było przeprowadzenie oceny stanu aktualnego, wdrożenie procedur oraz zaprojektowanie i wdrożenie zabezpieczeń.

    Ogólnie rzecz biorąc zakres naszych prac obejmował:

    • opracowanie Dokumentu Zabezpieczenia Przed Wybuchem wraz z zaleceniami
    • wskazanie niezbędnych procedur poprawiających poziom bezpieczeństwa
    • zabezpieczenie 11 linii odpylania poprzez system detekcji i gaszenia iskier
    • zabezpieczenie młynów oraz odpylaczy przed skutkami wybuchu poprzez tłumienie i izolację wybuchu
    • wdrożenie instalacji centralnego odkurzania

    Zakres prac został uzgodniony z inwestorem oraz zaakceptowany przez ubezpieczyciela, co było konieczne do uzyskania polisy ubezpieczeniowej.

    Ze względu na umowę o poufności między naszym klientem, a GRUPĄ WOLFF w niniejszym studium przypadku prezentujemy ogólnie dostępne zdjęcia. Materiały te reprezentują skutki wybuchu, do którego doszło w innym zakładzie z branży spożywczej, gdzie przyczyny, przebieg i skutki zdarzenia były analogiczne do opisanych w niniejszym studium przypadku. Zdjęcia mają charakter poglądowy, a ich celem jest ukazanie potencjalnej skali zniszczeń wywołanych wybuchem pyłów. Szczegółowy opis zdarzenia ze zdjęć znajdziesz pod tym linkiem: https://www.hazex.eu/wybuch-pylu-kukurydzy/

    DZPW na początek

    Prace rozpoczęliśmy od opracowania Dokumentu Zabezpieczenia Przed Wybuchem. Na tym etapie oszacowaliśmy ryzyko jakie generują poszczególne węzły instalacji. Następnie w porozumieniu z inwestorem i ubezpieczycielem opracowaliśmy zalecenia, które systematycznie wdrażaliśmy. Zmiany w zakładzie polegały na wprowadzeniu procedur, które stanowią najtańszą a zarazem skuteczną formę prewencji, jak również zastosowaniu konkretnych zabezpieczeń przeciwwybuchowych.

    Młyn jako źródło zapłonu

    Kontynuując, Nowak wskazuje na prawdopodobną przyczynę wybuchu w młynie: mało jest w przemyśle urządzeń tak mocno obarczonych ryzykiem zapłonu jak młyny udarowe. Duży problem stanowią tu ciała obce, które wraz z nadawą trafiają do komory mielenia. Śruba, nakrętka czy gwóźdź może być przyczyną iskrzenia lub tarcia generującego temperaturę sięgającą kilkuset stopni Celsjusza. To właśnie ciało obce było prawdopodobną przyczyna zapłonu i wybuchu w młynie błonnika.

    Nie trzeba jednak ciał obcych, aby młyn rozgrzał się do niebezpiecznej temperatury. Wystarczy, że dojdzie do zapchania komory mielenia lub zaklinowania większych niezmielonych cząstek między rotorem a statorem, aby w efekcie doszło do drastycznego wzrostu temperatury.

    To fakt, że opisane zjawiska mogą być przyczyną zapłonu pyłu i wybuchu w samym młynie – jak choćby miało to miejsce w opisywany przypadku – ale nie jest to jedyny możliwy scenariusz. Bardzo prawdopodobne jest także, że żarzące się cząstki zostaną zaciągnięte z młyna do instalacji odpylania, co także może zakończyć się wybuchem. Ten wątek rozwiniemy jednak w dalszej części artykułu. Teraz skupimy się na ryzyku wybuchu w młynach.

    Ochrona młynów przed wybuchem

    Powiedzieć, że młyny udarowe mogą mieć różną konstrukcję to jak nic nie powiedzieć. Z tych względów tylko w przedmiotowej fabryce mieliśmy do czynienia z trzema typami młynów, z których część posiadała także indywidualne zmiany wykonane w czasie ostatnich lat ich użytkowania. To wymagało, abyśmy do zabezpieczenia każdego z urządzeń podeszli indywidualnie – kontynuuje Nowak.

    Nie wchodząc w detale naszym celem było zminimalizowanie ciśnienia wybuchu wewnątrz młyna oraz odcięcie go od pozostałej części instalacji, aby wybuch nie przeniósł się na sąsiednie urządzenia.

    Kluczowe było także, aby otwory zapewniające dolot powietrza do młynów zostały wyprowadzone kanałami poza halę. Było to niezwykle ważne, ponieważ w opisywanym przypadku to właśnie takim niezabezpieczonym otworem wybuch wydostał się z młyna do hali, co drastycznie zwiększyło strat.

    Opisane podejście wynikało z wymogów prawa, analizy opisywanego zdarzenia, a także naszego doświadczenia na podobnych obiektach. Wnioski z przeprowadzonej analiz wraz z podjętymi krokami zapobiegawczymi zostały przedstawione w tabeli poniżej.

    Zagrożenie w młynachPodjęte działaniaKomentarz
    Płomienie i ciśnienie wybuchu pierwotnego, do którego doszło w młynie wydostały się do hali. Odbyło się to poprzez otwór zasilający młyn w powietrze. W rezultacie w hali doszło do wybuchów wtórnych i pożaru, które zniszczyły dużą część zakładu.Komory podmłynowe zabezpieczyliśmy poprzez system tłumienia wybuchu oraz przebudowaliśmy doloty powietrza do młynów, wyprowadzając je kanałami poza halę.Zabezpieczenie urządzeń zagrożonych wybuchem poprzez systemy minimalizujące jego skutki jest obligatoryjne i wynika z dyrektywy ATEX.

    Ponieważ istniało ryzyko, że resztkowe skutki wybuchu mogą wydostać się z młyna do hali poprzez dolot powietrza wyprowadziliśmy je kanałami poza halę.
    Pierwotny wybuch w młynie cofną się poprzez instalację do młyna wstępnego powodując jego zniszczenie.Wdrożyliśmy system izolacji wybuchu oparty o butle HRD, który w chwili wybuchu odetnie młyn od pozostałej instalacji.Zastosowanie izolacji wybuchu wynika nie tylko z praktycznego podejścia, ale także z wymogów dyrektywy ATEX
    Wybuch, który został uwolniony do hali wzbił w powietrze zalegający w hali pył co doprowadziło do wybuchów wtórnych o ogromnej sile, które przerodziły się w pożar.Wdrożyliśmy system centralnego odkurzania oraz zaleciliśmy procedury, które pozwolą utrzymać właściwy poziom czystości w hali.Zgodnie z dyrektywą ATEX, aby zapewnić minimalny poziom bezpieczeństwa należy ograniczyć ryzyko powstawania atmosfer wybuchowych. W halach jest to możliwe głównie poprzez utrzymanie czystości.

    Ochrona instalacji odpylania przed wybuchem

    Przeprowadzona Ocena Ryzyka Wybuchu wykazała wysokie zagrożenie wybuchem w odpylaczach. W ich wnętrzu w sposób ciągły występuje atmosfera wybuchowa oraz burzliwy ruch powietrza i pyłu. Istotna była także bardzo niska minimalna energia zapłonu celulozy co dodatkowo zwiększało ryzyko wybuchu. To w połączeniu ze zidentyfikowanymi źródłami zapłonu spowodowało konieczność podjęcia konkretnych działań minimalizujących ryzyko wybuchu oraz jego skutków, które opisaliśmy w poniższej tabeli.

    2 typy zabezpieczeń zastosowane do ochrony odpylaczy

    Odpylacz zabezpieczony poprzez panel dekompresyjny

    Odpylacz zabezpieczony panelem dekompresyjnym

    W chwili wybuchu panel ulega kontrolowanemu rozerwaniu wyprowadzając nadmierne ciśnienie oraz płomienie z wnętrza chronionego urządzenia do otoczenia. UWAGA: panele dekompresyjne są bardzo skutecznym rozwiązaniem, które jednak posiada szereg ograniczeń. Ich niewłaściwe stosowanie może być niebezpieczne.

    Odpylacz zabezpieczony poprzez butlę HRD

    Odpylacz zabezpieczony tłumieniem wybuchu

    Wybuch jest wykrywany w ciągu kilkudziesięciu milisekund a następnie tłumiony poprzez uwolnienie do wnętrza chronionego aparatu specjalnego proszku. Tłumienie wybuchu w przeciwieństwie do paneli dekompresyjnych nie dopuszcza do pożaru w urządzeniu po wybuchu, może być stosowane w pomieszczeniach zamkniętych oraz dla substancji szkodliwych.

    Zagrożenie w odpylaczachPodjęte działaniaKomentarz
    Zmielony błonnik posiadał niską minimalną energię zapłonu na poziomie 70 mJ, co oznacza, że do jego zapłon może dojść w nawet wyniku wyładowania elektrostatycznego.

    Dodatkowo w odpylaczach w sposób ciągły występuje atmosfera wybuchowa oraz burzliwy ruch powietrza i pyłu co w chwili pojawienia się źródła zapłonu stanowi idealne warunki do wybuchu.

    W przedmiotowej sytuacji prawdopodobne jest wystąpienie kilku źródeł zapłonu:

    1. iskry oraz gorące cząstki wygenerowane w młynie mogą zostać zaciągnięte do odpylacza,

    2. iskry krzesane powstałe np. w wyniku przedostania się do filtra ciała obcego,

    3. wyładowania elektrostatyczne w wyniku elektryzowania się pyłu,

    4. gorące powierzchnie np. w wyniku zablokowania się dozownika celkowego na wylocie z filtra,

    5. uderzenie pioruna w odpylacz posadowiony na zewnątrz.
    W zależności od warunków technicznych na poszczególnych nitkach mielenia i odpylania zastosowaliśmy dwa odmienne systemy przeciwwybuchowe:

    1. filtry wewnątrz hali: system tłumienia wybuchu w filtrach oraz izolację wybuchu opartą o butle HRD zamontowane na kanałach łączących odpylacz z pozostałą częścią instalacji,

    2. filtry na zewnątrz hali: panele dekompresyjne wyprowadzające skutki wybuchu z filtrów do bezpiecznej przestrzeni oraz izolacja wybuchu oparta o klapy zwrotne.
    Zastosowanie zabezpieczeń przeciwwybuchowych mających na celu zminimalizowanie skutków wybuchu w chronionym urządzeniu do bezpiecznego poziomu oraz odizolowanie go od pozostałej części instalacji jest obligatoryjne i wynika wprost z dyrektywy ATEX.

    Co do zasady najtańszą formą ochrony przed skutkami wybuchu są tzw. panele dekompresyjne. Choć rozwiązanie to jest skuteczne to niestety ze względu na szereg ograniczeń nie zawsze może być zastosowane. Tak było tym razem, dlatego w przypadku części odpylaczy zastosowano system tłumienia wybuchu.

    Najczęstszymi ograniczeniami eliminującymi możliwość zastosowania paneli dekompresyjnych są:

    1. zlokalizowanie odpylacza wewnątrz hali bez możliwości wyprowadzenia skutków wybuchu (ognia i ciśnienia) w bezpieczny sposób poprzez kanał dekompresyjny poza halę,

    2. zlokalizowanie odpylacza na zewnątrz w bezpośrednim sąsiedztwie innych obiektów oraz miejsc gdzie mogą znajdować się ludzie (drogi, trakty pieszych, parkingi itp.) co uniemożliwia wyrzut ognia i ciśnienia poprzez panele dekompresyjne w bezpieczny sposób.
    Iskry oraz gorące cząstki, które powstają w młynach mogą zostać zaciągnięte do odpylaczy stwarzając realne zagrożenie wybuchu.Aby ograniczyć ryzyko związane z najczęściej występującym źródłem zapłonu na kanałach łączących odpylacze z młynami zastosowaliśmy system wykrywania i gaszenia iskier.System wykrywania i gaszenia iskier stanowi rozwiązanie prewencyjne. Stosujemy je w przypadku wysokiego ryzyka przedostania się do chronionego urządzenia iskier lub gorących cząstek. Najczęściej ma to miejsce, gdy w procesie stosowane są urządzenia mielące, rozdrabniające, suszące lub zgrzewające.

    UWAGA: system wykrywania i gaszenia iskier chroni tylko przed jednym z 13 potencjalnych źródeł zapłonu. W tym konkretnym przypadku Ocena Ryzyka Wybuchu wykazała, że możliwe jest wystąpienie innych źródeł zapłonu, a tym samym koniecznie było zastosowanie na filtrach zabezpieczeń przeciwwybuchowych (patrz powyżej).

    Co łatwiej zapalić – pył czy konar?

    Produkty w postaci pyłu wykazują znacznie wyższą tendencję do zapłonu i wybuchu niż te same substancje przed rozdrobnieniem. Drewno, bambus czy owies, z których produkowany jest błonnik spożywczy są stosunkowo trudno zapalne. Ich zapalenie od gorącej powierzchni czy iskier byłoby niezmiernie trudne. W chwili jednak, gdy mielimy je do postaci drobnego proszku ich tendencja do zapłonu drastycznie rośnie. Jest to dość intuicyjne – spójrz na rozpalenie ogniska, które rozpoczynamy od drobnych gałązek, bo te znacznie łatwiej zapalić niż grube konary. To dokładnie ta sama zasada- im materiał bardziej rozdrobniony tym łatwiej go zapalić.

    Młyn, który działa jak suszarka

    Uważa się, że skoro na wejściu do procesu mieliśmy wilgotny produkt to ryzyko wybuchu jest niewielkie. Czy na pewno?

    Fakt ten wyjaśnia Bogdan Nowak z GRUPY WOLFF: wspomniałem już, że młyny udarowe w czasie normalnej pracy generują ciepło. Dodajmy do tego także fakt, że ich prawidłowe działanie wymaga ciągłego dolotu powietrza. Rezultat? Młyn pracuje podobnie jak suszarka pozbawiając pył wilgoci. To z kolei drastycznie zwiększa jego tendencję do zapłonu. Zawsze należy o tym pamiętać.

    Czy u mnie także występuje ryzyko wybuchu?

    Jeśli zastanawiasz się czy w Twoim zakładzie istnienie ryzyko wybuchu pyłów, to prawdopodobnie warto niezobowiązująco porozmawiać z naszymi ekspertami. W wielu przypadkach w czasie krótkiej rozmowy telefonicznej jesteśmy w stanie wskazać, że w danym zakładzie ryzyko nie występuje. W pozostałych przypadkach zalecam wykonanie Audytu ATEX – najtańszej i najszybszej metody oceny czy w Twoim miejscu pracy występuje ryzyko wybuchu pyłów.

    Modelowe podejście do bezpieczeństwa wybuchowego w zakładzie przemysłowym

    Audyt ATEX

    Krok 1
    Audyt ATEX

    Podczas Audytu ATEX zwrócimy uwagę na braki w zakresie bezpieczeństwa wybuchowego i wskażemy zadania, które należy wykonać w pierwszej kolejności, aby najmocniej przełożyły się na poprawę bezpieczeństwa.

    koncepcja-ochrony-instalacji-przed-wybuchem-atex

    Krok 2
    Koncepcja ochrony

    Wynikiem Audytu ATEX jest także wstępna koncepcja ochrony instalacji przed wybuchem. Pozwala ona oszacować koszty zabezpieczeń. Po badaniu parametrów wybuchowości pyłu z instalacji przechodzimy do finalnej koncepcji i projektu.

    Krok 3
    Projekt i dobór zabezpieczeń

    Po akceptacji koncepcji i zbadaniu parametrów wybuchowości pyłu z instalacji przystępujemy do finalnego doboru zabezpieczeń przeciwwybuchowych i stworzenia projektu uwzględniającego wszystkie wymagane zmiany na produkcji.

    Fot. 3. Zabudowany taśmociąg dostarczający miał węglowy z hali węgla do zbiornika miału węglowego, zabezpieczony za pomocą systemu odsprzęgania wybuchu typu HRD na zasypie do zbiornika.

    Krok 4
    Dostawa i montaż “pod klucz”

    Koordynujemy cały proces dostawy i montażu zabezpieczeń. Posiadamy własne zespoły montażowe i serwisowe posiadające doświadczenie w realizowaniu montażu bez konieczności zatrzymania pracy zakładu inwestora.

    Krok 5
    Wykonanie ORW i DZPW

    Przeprowadzamy powykonawczą Ocenę Ryzyka Wybuchu i sporządzamy (lub aktualizujemy) Dokument Zabezpieczenia Przed Wybuchem. Zwykle przeprowadzamy również szkolenia dla załogi z zakresu bezpieczeństwa wybuchowego.

    Zabezpiecz swoją instalację.

    Darmowa konsultacja

    Odpowiem na Twoje pytania odnośnie możliwych form zabezpieczeń przeciwwybuchowych. Aby skorzystać z darmowej i w 100% niezobowiązującej konsultacji wystarczy, że wypełnisz poniższy formularz. Obok formularza wypisałem też przykłady pytań, które były już do nas kierowane.

    Grupa WOLFF SEBASTIAN SŁABOSZEWSKI
    SEBASTIAN SŁABOSZEWSKI – jestem do Twojej dyspozycji
    Odpowiem na pytania odnośnie: oferty, specyfikacji technicznej, dostawy, montażu

    Nie odbieram? Kliknij! Prawdopodobnie w tym momencie jestem na spotkaniu lub w trasie. Proszę wyślij SMS lub e-mail – na pewno odpowiem, lub zostaw swój numer, abym mógł oddzwonić

      Projekt

      Projekt
      Dostawa

      Dostawa
      Montaz

      Montaż
      Uruchomienie

      Uruchomienie
      Serwis

      Serwis

      Przykładowe pytania

      Zabezpieczenia przeciwwybuchowe:
      • Czy klapa zwrotna może być stosowana również w systemie odciągów przeznaczonych do pyłów i wiórów drewnianych?
      • Kiedy można stosować panele dekompresyjne w pomieszczeniu?
      • W jaki sposób wyznaczana jest strefa bezpieczeństwa w obrębie chronionego aparatu?
      Prewencja wybuchu:
      • Jakie mogę mieć zagrożenia związane z zapyleniem po czystej stronie jednostki filtracyjnej?
      • Kiedy należy stosować uziemienia elektrostatyczne?
      • Czy prewencyjne niedopuszczanie do wybuchu/pożaru systemem gaszenia iskier może wyeliminować konieczność stosowania butli HRD?

      Darmowa konsultacja