Zagrożenie wybuchem i pożarem w przemyśle – jak się chronić w przypadku pyłów? Studium przypadku

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
    Zagrożenie wybuchem i pożarem w przemyśle – jak się chronić w przypadku pyłów?

    Problem:

    • celuloza, tak jak szereg innych pyłów w przemyśle posiada właściwości palne i wybuchowe
    • w jednym z zakładów producenta doszło do wybuchu pyłu celulozy w młynie
    • wybuch przedostał się z młyna na halę produkcyjną, spowodował wybuchy wtórne i pożar, które całkowicie zniszczyły większość hali – w konsekwencji poniesionych strat, producent postanowił uniknąć podobnych sytuacji w przyszłości

    Rozwiązanie:

    • firma postanowiła zapobiec podobnym sytuacjom w przyszłości dzięki kompleksowemu podejściu do bezpieczeństwa wybuchowego i pożarowego
    • zabezpieczyliśmy zakład produkcyjny, oraz przygotowaliśmy pełną koncepcję zabezpieczeń dla drugiego, nowo projektowanego zakładu
    • omówiliśmy nowe pomysły inwestycyjne klienta i zaproponowaliśmy stosowne rozwiązania prewencyjne

    Zapobiegamy wybuchom w przyszłości

    Inwestor doświadczył wybuchu celulozy i pożaru. Zgodnie z wymaganiami Dyrektywy ATEX USER zabezpieczamy zakłady inwestora minimalizując skutki wybuchu w przyszłości.

    Spełniamy wymagania ubezpieczyciela

    Spełniliśmy wymagania, które stawiał inwestorowi ubezpieczyciel, w zakresie prewencji wystąpienia podobnego wybuchu i pożaru w przyszłości.

    Traktujemy się po partnersku

    Inwestor obdarzył nad dużym zaufaniem i polega na naszej wiedzy, konsultując swoje kolejne pomysły oraz pytania podwykonawców, którzy będą wyposażać nową halę produkcyjną.

    Kompleksowe prace w odpowiedzi na zagrożenie wybuchem i pożarem

    Na początku tego artykułu należy podkreślić z całą stanowczością – choć ochrona przed wybuchem pyłów, gazów i par cieczy jest wymogiem prawnym, nasze doświadczenie pokazuje, że aż 80% zakładów przemysłowych nie spełnia minimalnych wymagań wynikających z tzw. dyrektywy ATEX USER oraz zharmonizowanych norm).

    Kiedy więc najczęściej pojawia się potrzeba wdrożenia procedur i zabezpieczeń wymaganych przez prawo? Niestety… zwykle dopiero w sytuacji podbramkowej, kiedy to:

    • nastąpił wybuch, który uświadomił zagrożenie,
    • ubezpieczyciel podczas audytu zakładu przemysłowego wykazał brak odpowiednich zabezpieczeń,
    • brak zabezpieczeń został stwierdzony przez Państwową Inspekcję Pracy, Straż pożarną lub inne organy państwowe

    W takich sytuacjach kompleksowe prace związane z odpowiedzią na zagrożenie wybuchem i pożarem w przemyśle stają się priorytetem. I choć w GRUPIE WOLFF zależy nam na tym, aby budować powszechną świadomość zagrożeń wynikających z przetwarzania w przemyśle palnych i wybuchowych pyłów, gazów i par cieczy, jesteśmy świadomi tego, że jest to długotrwały proces. W związku z tym w poniższym artykule przedstawiamy informacje o kompleksowych pracach, które wykonaliśmy u naszego klienta po tym, jak na terenie jego zakładu nastąpił wybuch pyłu celulozy wraz z wybuchami wtórnymi i pożarem.

    Jak to się zaczęło, czyli wybuch i pożar, który wszystko zmienił

    Kilkanaście miesięcy przed opisaną inwestycją w jednym z zakładów inwestora doszło do wybuchu i pożaru, który strawił dużą część hali produkcyjnej. Pierwotny wybuch miał miejsce w młynie celulozy. Jego skutki nie ograniczyły się jednak do wnętrza urządzenia – ciśnienie i płomienie przedostały się do hali, co spowodowało wzbicie w powietrze i zapłon zalegającego tam pyłu. Doszło do wybuchu wtórnego, który następnie przekształcił się w pożar.

    Tak zdarzenie opisywał wtedy Wiesław Drosio z wołomińskiej straży pożarnej:

    Prawdopodobnie był wybuch w młynie, gdzie przetwarzano celulozę. Wybuch spowodował zapalenie się celulozy na młynach oraz na powierzchni hali o wymiarach 15 na 15 m, oraz celulozy w workach.

    Z kolei jeden świadków relacjonował, że usłyszał huk kiedy był w sklepie… kiedy wyszedł zobaczył ciemny dym i płomienie. Swoją relację kończy słowami:

    Tu stała przecież wielka hala blaszana, której już nie ma…

    Ranne zostały trzy osoby, a duża część zakładu produkcyjnego została kompletnie zniszczona. Po tym zdarzeniu GRUPA WOLFF została wybrana jako partner odpowiedzialny za zabezpieczenie dwóch zakładów produkcyjnych firmy przed podobnymi zdarzeniami w przyszłości. Warto w tym miejscu podkreślić, że drugi ze wspomnianych zakładów jeszcze nie jest wybudowany, a nasze dotychczasowe prace pozwoliły na ujęcie wszystkich systemów zabezpieczeń w projekcie.

    Wybuch pyłu drzewnego
    Weź udział w darmowym webinarze w trakcie, którego nasz ekspert rozłoży wybuch w jednym z zakładów przemysłowych na czynniki pierwsze. Dowiesz się jakie błędy doprowadziły do zniszczenia trzech odpylaczy oraz budynku. Straty zaraz po zdarzeniu oszacowano na 5 mln zł.

    Ocena stanu aktualnego

    W ramach współpracy pomogliśmy inwestorowi określić newralgiczne punkty instalacji produkcyjnych, które stwarzały najwyższe ryzyko wybuchu lub/i pożaru. W kolejnym kroku rozpoczęliśmy prace wdrożeniowe, w ramach których zaprojektowaliśmy system ppoż., wdrożyliśmy zabezpieczenia przeciwwybuchowe oraz rozwiązania prewencyjne w postaci czujników zapylenia, oraz systemu wykrywania i gaszenia iskier. Jednocześnie cały czas konsultujemy także projekt drugiego zakładu i przygotowujemy się do jego zabezpieczenia. O wdrożonych systemach bezpieczeństwa przeczytasz u dołu strony, a w tym momencie skupmy się na chwilę na sytuacji, która doprowadziła do wspomnianej inwestycji.

    Wybuchowe pyły – czyli gdzie się rodzi zagrożenie wybuchem i pożarem

    Aby wyjaśnić, dlaczego pyły pozornie bezpiecznych materiałów mogą być wybuchowe, posłużymy się kilkoma przykładami.

    Rozpalanie ogniska rozpoczynamy od najdrobniejszych patyczków, które znacznie łatwiej zapalić niż gruby konar. Ich spalanie przebiega także szybciej oraz bardziej dynamicznie. Gdybyśmy jednak garść takich patyczków związali w jedną zwartą kiść, mielibyśmy podobną trudność z jej rozpaleniem jak z pojedynczym patykiem o podobnej grubości.

    Taka sama sytuacja pojawia się gdy chcemy zapalić grubą plecioną linę. Zadanie to wcale nie jest proste – przynajmniej do momentu gdy wspomnianą linę rozdzielimy na setki niezależnych nitek.

    Skrajnym przypadkiem powyższej reguły są pyły. Wiele materiałów w formie stałej trudno zapalić, a proces ich spalania zachodzi wolno lub jest praktycznie niemożliwy do zainicjowania. Wszystko się zmienia, gdy materiały te rozdrobnimy. Drewno, tworzywa sztuczne, cukier, a nawet część metali jak aluminium czy magnez w formie mieszaniny pyłowo-powietrznej są wybuchowe.

    Poniżej możesz zapoznać się z kilkoma szczegółowymi studiami przypadków, które opisują przyczyny i skutki wybuchów różnych pyłów, w różnych zakładach produkcyjnych:

    Tu natomiast znajdziesz kilka artykułów, które mogą poszerzyć Twoją wiedzę nt. wybuchowych pyłów:

    Gdybyś jednak wolał kogoś posłuchać i zobaczyć, zapraszam na darmowy warsztat online, prowadzony przez Mariusza Balickiego – Dyrektora Działu Analiz Technicznych i Szkoleń w GRUPIE WOLFF.  Weź udział w powyższym webinarze, aby w 1,5 godziny zapoznać się z najważniejszymi aspektami wymagań Dyrektywy ATEX USER.

    Jak może dojść do wybuchu pyłu?

    Rozważmy to pytanie na przykładzie instalacji odpylania, które to są instalacjami podwyższonego ryzyka. Skuteczność odpylania spada wraz z upływającym czasem, co najczęściej wynika z perforacji wkładów filtracyjnych. W takim przypadku do hal będzie zawracana mieszanina powietrza z wybuchowym pyłem celulozy. Pył będzie się odkładał na urządzeniach i posadzkach, zwiększając tym samym ryzyko, że dojdzie do analogicznego wybuchu i pożaru jaki miał już miejsce w innym zakładzie tego inwestora.

    Istnieje także ryzyko, że wprowadzona do hali mieszanina pyłowo-powietrzna, zanim opadnie, wejdzie w bezpośredni kontakt ze źródłem zapłonu, co także będzie skutkować wybuchem i pożarem. W tym przypadku zalegający pył, który zdążył się odłożyć przed wybuchem, będzie stanowił paliwo dla kolejnych wybuchów wtórnych i pożaru.

    Dla przypomnienia: do pierwotnego wybuchu w zakładzie produkcyjnym inwestora doszło wewnątrz instalacji – dokładnie w młynie celulozy. Następnie wybuch wydostał się na zewnątrz, gdzie wzbił zalegający na urządzeniach i posadzce pył. Doszło do jego zapłonu oraz tzw. wybuchów wtórnych, które przerodziły się w pożar.

    Brzmi mało prawdopodobnie? Przeczytaj studium przypadku opisujące analogiczne zdarzenie, w czasie którego także doszło do wybuchu w młynku oraz wybuchów wtórnych i pożaru w różnych częściach zakładu. Obiekt został niemal całkowicie zniszczony. Jego zdjęcie przed i po wybuchu znajduje się poniżej:
    wybuch pyłu w młynie

    “U mnie nie ma źródeł zapłonu” – czy jesteś tego pewien?

    Teraz w głowie może Ci się pojawić myśl – u mnie w zakładzie nie ma żadnych źródeł zapłonu? Tymczasem dyrektywa ATEX wymienia ich aż 13. Przyjrzyjmy się tylko jednemu z nich – gorącym powierzchniom.
    – Zaraz, ale w moim zakładzie nie ma gorących powierzchni.
    – Czy na pewno?

    Przenośniki taśmowe, podnośniki kubełkowe, inne urządzenia posiadające łożyska, urządzenia elektryczne, silniki, młyny oraz inne maszyny wirujące mogą się rozgrzewać do temperatur przekraczających temperaturę zapłonu chmury lub warstwy danego pyłu. Tak było w Imperial Sugar Refinery gdzie przegrzane łożysko doprowadziło do zniszczenia całej fabryki. Śmierć poniosło 14 osób. 36 kolejnych zostało rannych.

    Jakie wdrożyliśmy zabezpieczenia w odpowiedzi na zagrożenie wybuchem i pożarem

     

    Ocena Zagrożenia Wybuchem (OZW) oraz kompleksowe doradztwo dla inwestora i jego podwykonawców

    Nasze działania obejmowały dwa zakłady – jeden istniejący oraz drugi w fazie projektowania. W tym drugim przypadku inwestor do tej pory korzystał z naszej pomocy w zakresie doradztwa dotyczącego bezpieczeństwa wybuchowego. Oprócz zamówionej Oceny Zagrożenia Wybuchem, którą wykonamy do odbiorów przez straż pożarną, jesteśmy w stałym kontakcie z inwestorem jego podwykonawcami, którzy projektują poszczególne elementy zakłady. W ten sposób podpowiadaliśmy już m.in. jakie elementy systemu wentylacji i ogrzewania zastosować, aby były odpowiednie do prac w strefie zagrożenia wybuchem.

    W przypadku istniejącego zakładu działamy również doradczo i po partnersku. Z jednej strony doradzaliśmy w kwestii zabezpieczeń, a z drugiej konsultowaliśmy z inwestorem jego nowe pomysły dotyczące zmian technologicznych na terenie hal produkcyjnych po to, aby nie wprowadzać nowego zagrożenia na teren zakłady pracy.

    Tłumienie wybuchu – podstawowe zabezpieczenie przeciwwybuchowe

    Pył celulozy jest wyuchowy – jest to niezaprzeczany fakt, o którym wcześniej niestety inwestor przekonał się „na własnej skórze”, kiedy wybuch i pożar strawił część hali produkcyjnej. W związku z tym postanowiono, aby nigdy już nie dopuścić do podobnej sytuacji.

    Newralgicznymi miejscami, do których może dojść do wybuchu są nie tylko młyny celulozy (jak w przypadku pierwotnego wybuchu), ale także instalacje odpylania. Aby odpowiednio chronić te urządzenia przed skutkami wybuchu, zaproponowaliśmy zastosowanie systemu tłumienia wybuchu butlami HRD.

    Na pierwszy rzut oka często wydaje się, że tłumienie wybuchu jest drogim zabezpieczeniem, jednakże kiedy rozważy się długoterminowe koszty utrzymania systemu wraz z ewentualnymi przestojami po aktywacji zabezpieczenia, okazuje się, że systemy HRD niejednokrotnie są najkorzystniejszą opcją podczas analizy różnych systemów zabezpieczeń. Warto w tym momencie wspomnieć o tym, jak obiektywnie analizować oferty różnych dostawców zabezpieczeń. Przyda się w tym względzie uniwersalna miara Całkowitego Kosztu Posiadania (opracowana przez firmę doradczo-konsultingową Gartner), którą przenieśliśmy na grunt bezpieczeństwa wybuchowego w dokumencie “Jak przekonać zarząd do poprawy bezpieczeństwa wybuchowego”, który zachęcamy do pobrania, wypełniając poniższy formularz:

    Pobierz PDF: Jak przekonać zarząd do poprawy bezpieczeństwa wybuchowego?

    Zdobądź argumenty, poznaj przykłady, wykorzystaj nasze dane do Twojej prezentacji.

    • Poznaj przyczyny i skutki wybuchów w różnych branżach.
    • Dowiedz się, jak do bezpieczeństwa podchodzą inne firmy oraz jak wygląda proces zabezpieczania instalacji krok po kroku.
    • Sprawdź, dlaczego 80% zakładów przemysłowych w Polsce nie spełnia wymagań Dyrektywy ATEX
    • Poznaj, dlaczego najdroższe nie zawsze znaczy najlepsze
    • A na koniec zdobądź argumenty dla wciąż nieprzekonanych, w zależności od stanowiska, jakie zajmują.

      Pobierz darmowy PDF

      Co zyskasz dodatkowo:

      • dostęp do najnowszych odcinków podcastu ATEX
      • merytoryczne studia przypadków wsparte zdjęciami, a także filmami
      • informacje o darmowych szkoleniach online
      • darmową wiedzę, której nie znajdziesz nigdzie indziej

      Izolacja wybuchu klapami zwrotnymi

      Każdorazowo przy stosowaniu zabezpieczeń mających na celu minimalizację skutków wybuchu, należy pamiętać o izolacji chronionych urządzeń i aparatów. Izolacja (inaczej mówiąc odprzęganie wybuchu) polega na odcięciu urządzenia od pozostałych części instalacji po to, aby zatrzymać wybuch i nie dopuścić do jego rozprzestrzeniania się.

      W chronionych instalacjach odpylających zastosowaliśmy pasywne rozwiązania izolacyjne, pod postacią klap zwrotnych. Ich działanie polega na tym, że siła przemieszczającego się kanałem wybuchu, spowoduje samoczynne zamknięcie klapy i zatrzymanie ciśnienia oraz ognia w kanale.

      Izolacja zapewniona przez zastosowanie klapy zwrotnej. Powyższy krótki film pokazuje efekt izolacji wybuchu w filtrze przy zastosowaniu klapy zwrotnej. Jak widać wybuch zostaje przez klapę zatrzymany – ani ciśnienie, ani ogień nie powodują obrażeń u naszego statysty.

      Rozwiązaniem prewencyjnym było zastosowanie systemu wykrywania i gaszenia iskier

      Na początku artykułu wspomnieliśmy o trzech najczęściej występujących sytuacjach, kiedy firmy decydują się na inwestycje w zakresie bezpieczeństwa wybuchowego. Przypomnijmy jeszcze, że inwestycje te są prawnym wymogiem każdego pracodawcy, lecz niestety z naszego doświadczenia wynika, że 80% zakładów przemysłowych nie spełnia wymagań Dyrektywy ATEX.

      Wracając do naszego inwestora, przypomnijmy, że całość działań rozpoczęła się po wybuchu pyłu celulozy, którego inwestor doświadczył w jednym ze swoich zakładów. W następstwie tych wydarzeń ubezpieczyciel podczas audytu zakładu przemysłowego wskazał na konieczność zabezpieczenia się w przyszłości przed podobnymi wybuchami i pożarami m.in. poprzez montaż na cyklonach, filtrach odpylających i zbiornikach buforowych systemu wykrywania i gaszenia iskier, jako systemu prewencyjnego, chroniącego wspomniane urządzenia przed pojawieniem się wewnątrz nich źródła zapłonu (np. gorącej cząstki), która dotarłaby do systemu odpylania wraz z brudnym powietrzem.

      Jak widać, sytuacja ta pokazuje, że u jednego inwestora wystąpiły dwie z trzech przesłanek, które są najczęstszą przyczyną rozpoczęcia wdrażania systemów przeciwwybuchowych.

      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 prewencyjne rozwiązanie zapobiegające dotarciu iskier do odpylaczy, co z pewnością doprowadziłoby do wybuchu, spełniając jednocześnie wymagania, które postawił inwestorowi ubezpieczyciel.

      Jak działa system wykrywania i gaszenie iskier pokazaliśmy w zwolnionym tempie na powyższym filmie.

      Czujniki zapylenia

      W przypadku obu zabezpieczanych zakładów (jednego istniejącego, a drugiego w fazie projektowania), inwestor zdecydował o ciekawej z punktu widzenia oszczędności energetycznej inwestycji. Zdecydowano, że ciepłe powietrze z produkcji będzie zawracane do hal. Takie podejście miało obniżyć zużycie energii, co przy ciągłych wzrostach jej ceny jest w pełni zrozumiałe.

      Co ważne, wg szacunków inwestycja w układ zawracania ciepłego powietrza zwróci się już pierwszej zimy.

      Zawracanie ciepłego powietrza wiąże się z podwójnym ryzykiem – zarówno ryzykiem wybuchu, jak i zagrożeniem dla zdrowia pracowników związanym z potencjalnym zapyleniem stanowisk pracy i wdychaniem niebezpiecznych dla dróg oddechowych pyłów. Odpowiedzią na nie było prewencyjne wykorzystanie czujników zapylenia.

      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