Взрывозащита емкостей

Взрывоопасность емкостей

Ежегодно в мире происходит 400-500 взрывов на объектах хранения и переработки растительного сырья, в том числе пищевых производствах. Только в России в 2021 году произошло 17 аварий, из которых 13 — со смертельными несчастными случаями. И примерно половина взрывов приходится на различные емкости: силосы, бункеры, контейнеры.

Опасность связана с особенностями технологического процесса:

• наличием горючей пылевоздушной смеси;
• возникновением в емкости источника инициации взрыва из-за самосогревания и самовоспламенения насыпей продуктов;
• выделением горючих газов при брожении сырья из-за высокой влажности.

Длительное хранение самосогревающихся продуктов в емкостях приводит к их самовозгоранию. При этом в надсводное и подсводное пространства, а также в помещения надсилосного и подсилосного этажей поступают горючие газообразные продукты термоокислительной реакции в опасных концентрациях: водород, метан, оксид углерода.

Форсунка HRD баллона является телескопической и закрыта разрывной мембраной.
В зависимости от условий эксплуатации мембраны могут быть выполнены из нержавеющей стали или тефлона. При активации HRD баллона поток взрывоподавляющего вещества выталкивает форсунку внутрь оборудования.
Такой дизайн исключает влияние на технологический процесс при нормальном режиме функционирования и защищает от загрязнения.

Первичный взрыв инициирует распространение пламени на несгоревшую часть пыле- и газовоздушной смеси в замкнутом пространстве, и следует серия вторичных взрывов. Весь процесс аварии происходит быстро, и без применения специальных систем взрывозащиты его практически невозможно локализовать. При взрывном сгорании газопылевоздушной смеси в замкнутом объеме давление повышается до 700-900 кПа, что превышает безопасные для оборудования значения.

Источники инициации взрыва

Стандарт EN 1127-1-2014 классифицирует 13 активных источников воспламенения, которые в контакте с горючей пылевоздушной смесью могут привести к аварии.

Какие факторы опасности могут быть в емкостях:

• самовозгорание (горение, тление) насыпей продуктов;
• нагретые поверхности из-за нарушения теплоизоляции;
• выгрузка горящего продукта из силосов и бункеров, приводящая к пожару на подсилосном этаже;
• механические и электрические искры;
• статическое электричество.

Правила эксплуатации силосов и бункеров предписывают не допускать образования скоплений пыли, длительного хранения растительного сырья; контролировать температуру и влажность в емкости. При проведении взрывопрофилактики вероятность взрыва снижается, но полностью исключить ее нельзя. При нарушении правил эксплуатации она кратно возрастает.

Стандарты безопасности для владельца опасного объекта (ОПО)

Из-за наличия опасных факторов силосы и бункеры отнесены к опасным объектам. Минимальные требования по их взрывозащите приведены в Директиве 99/92/EC.

При эксплуатации опасных объектов нужно:

• оценить риски с учетом вероятности возникновения взрывоопасных сред;
• классифицировать и маркировать опасные зоны с горючей пылью, газами;
• установить устройства взрывозащиты на оборудование.

Общие требования Директивы 99/92/EC конкретизируются в национальном законодательстве.

Технические решения

Безопасность емкости обеспечивается тремя способами:

1. Соблюдением правил эксплуатации силосов и бункеров, правил хранения растительного сырья.
2. Применением современных систем аспирации.
3. Установкой систем для локализации, отсечения взрыва и (или) безопасного освобождения взрыва — взрыворазрядителей.

Системы взрывозащиты выбирают исходя из условий эксплуатации и особенностей сырья, которое хранится в емкости. Поэтому сначала мы проводим анализ рисков, чтобы определить класс взрывоопасных зон и уровень защиты оборудования по IEC 60079-10-2—2011.

Мы проводим исследования, в том числе с привлечением аккредитованной лаборатории. По их результатам наши эксперты определят параметры взрывоопасности производства:

• минимальная концентрация взрыва / LEL
• максимальное давление взрыва / Pmax
• максимальная скорость роста давления взрыва / (dp/dt)max
• класс взрывоопасности / Kst
• минимальная температура взрыва / MIT
• минимальная температура возгорания / GT
• минимальная энергия взрыва / MIE
• предельная концентрация кислорода / LOC.

Эти данные позволят подобрать конкретное оборудование взрывозащиты с учетом условий эксплуатации.

Для защиты емкостей мы совместно с компанией RSBP предлагаем типовые технические решения: подавление взрыва, сброс избыточного давления и беспламенное освобождение взрыва. Мы адаптируем их индивидуально под объект заказчика.

HRD система относится к устройствам активной защиты. Она быстро обнаруживает самовозгорание сырья в силосе или бункере и гасит его на стадии зарождения взрыва. Для этого используются взрывоподавляющие вещества. Система подавления взрыва HRD уменьшает давление взрыва до безопасных значений, при которых не происходит разрушения емкости.

Особенности:

• датчики обнаруживают повышение давления в защищаемом оборудовании за 1 мс;
• сигнал через центр управления в активаторы обеспечивает почти мгновенную команду на срабатывание HRD баллонов с гасящим веществом
• чувствительность системы позволяет подавить взрыв с давлением ниже 0,2 бар, то есть на стадии зарождения;
• система монтируется всего в два этапа по готовым чертежам — установка элементов и наладка электрических связей;
• не требует изменения конструкции оборудования;
• техническое обслуживание системы состоит только в визуальном контроле чистоты и проверке давления на баллонах;
• имеет большой интервал сервисного обслуживания — от 6 месяцев до 10 лет.

Отработавшие HRD баллоны просто заменить. Система подавления взрыва с инертным веществом, в отличие от стандартных взрыворазрядителей, безопасна для использования там, где работают люди. Также она соответствует строгим санитарным требованиям для пищевой и фармацевтической промышленности. Например, в качестве гасящего вещества можно использовать воду.

Система HRD для защиты емкостей применяется как самостоятельное техническое решение или в комплексе с взрыворазрядителями VMP, пламегасителями FLEX, а также с HRD барьером в местах соединения с трубопроводом.

Сброс избыточного давления взрыва

Устройства используются для защиты бункеров, силосов, сепараторов, контейнеров, расположенных вне здания. Освобождение взрыва должно происходить в безопасную зону, где ударная волна и пламя не повредят оборудованию, работающим людям.

Особенности:

• быстро понижает давление до безопасных значений;
• не требует больших затрат при установке и эксплуатации;
• применима уже к действующему оборудованию;
• зона сброса пламени – до 30 м, поэтому освобождать взрыв через VMP панели можно только в свободные от людей зоны;
• взрыворазрядители устанавливаются вне помещений;
• можно регулировать статическое открывающее давление;
• панели бывают разные по форме и размеру;
• система эффективна даже при высоком классе взрывоопасности объекта.

VMP панели просто монтировать и легко обслуживать при эксплуатации. После аварии их легко заменить. Также панели устойчивы к механическим повреждениям и неблагоприятным погодным условиям.

Беспламенное освобождение взрыва

Этот способ применяется для емкостей, расположенных в закрытых помещениях. В беспламенной взрывозащите используются пламегасители FLEX, сертифицированные по TP TC 012/2011 и EN 16009.

Они состоят из взрыворазрядной панели и внешнего корпуса с рассеивающей поверхностью. Пламегасители предотвращают распространение открытого огня, быстро снижают давление и температуру взрыва.

Ударная волна и продукты горения проходят через систему специальных сеток. Благодаря эффекту рассеивания температура взрыва снижается с 2600 °C до безопасных значений, а открытое пламя не попадает в цех с работающими людьми. Одновременно избыточное давление падает до значений, к которым устойчива конструкция нории. Важно, что процесс проходит автоматически — для правильной работы пламегасителя не нужен оператор.

Особенности:

• можно устанавливать внутри помещений;
• опасная зона задымления – не более 1,5 м, что позволяет организовать безопасные для работы людей участки вблизи нории;
• пламегасители сертифицированы для взрывоопасной пыли с очень низкими значениями минимальной энергии зажигания (MIE) и минимальной температурой воспламенения (MIT).

Систему беспламенного освобождения взрыва просто монтировать и обслуживать при эксплуатации. Для нее не нужны дорогие строительные работы или модернизация действующего оборудования. А главное, что система надежно защитит емкость от разрушительных последствий взрыва и локализует последствия аварии.

Этапы работ

• Шаг 1. Оценим взрывоопасность процесса с учетом объема, расположения емкости и хранящихся материалов.
• Шаг 2. Согласуем техническое задание с Заказчиком.
• Шаг 3. Подберем решение по взрывозащите в соответствии с действующим законодательством в области промышленной безопасности,пожеланиями Заказчика и рекомендациями производителя.
• Шаг 4. Подготовим проект и согласуем его с надзорными органами.
• Шаг 5. Поставим устройства защиты в любую точку страны.
• Шаг 6. Смонтируем оборудование или проконтролируем качество монтажных работ от сторонних исполнителей.
• Шаг 7. Проведем пусконаладку систем взрывозащиты.
• Шаг 8. Обеспечим сервисное обслуживание и гарантийную поддержку.

ATEX.CENTER позаботится об эффективной взрывозащите вашего производства.

Гарантии

АТЕКС.ЦЕНТР — официальный дистрибьютор ведущего европейского дилера взрывозащитного оборудования RSBP spol. s r.o. Наши специалисты периодически подтверждают свою квалификацию в его комиссии по проверке знаний.

В сотрудничестве с РСПБ мы реализовали более 20 масштабных проектов по взрывозащите оборудования. Благодаря продуманным решениям нам удалось предотвратить ущерб на сумму более 1 260 000 евро и спасти жизни более 600 сотрудников 5 предприятий.

Всем клиентам мы даем возможность посетить испытательный полигон RSBP в Чехии, чтобы посмотреть на работу систем взрывозащиты в действии.

Знак взрывозащиты RSBP на вашем оборудовании — это гарантия безопасности вашего предприятия.