Pył unoszący się w powietrzu w halach produkcyjnych nie wygląda groźnie – dopóki nie wytworzy mieszaniny zdolnej do eksplozji. Branża drzewna, spożywcza, chemiczna czy energetyczna zmagają się z tym zagrożeniem na co dzień. Pytanie nie brzmi, czy ryzyko istnieje, ale jak skutecznie je kontrolować. Odpowiedź tkwi w przepisach unijnych i technologiach odpylania przemysłowego, które te przepisy urzeczywistniają.
Czym jest dyrektywa ATEX i kogo dotyczy?
ATEX to termin odnoszący się do europejskich regulacji dotyczących urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do pracy w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Obowiązująca dyrektywa 2014/34/UE precyzuje wymogi, jakie muszą spełniać instalacje pracujące tam, gdzie mogą powstawać wybuchowe mieszaniny pyłowo-powietrzne. Regulacje te obejmują przede wszystkim zakłady zajmujące się przeróbką węgla kamiennego i biomasy, a także szeroko rozumiany przemysł drzewny, spożywczy i chemiczny – gdzie pyły organiczne są nieodłącznym elementem procesu produkcji.
Urządzenia stosowane w takich warunkach muszą być dobrane do odpowiedniej klasy wybuchowości pyłu. Dla mieszanin pyłowo-powietrznych najczęściej ma zastosowanie klasa St1 lub St2. Sama klasyfikacja to jednak dopiero punkt wyjścia – wszystkie urządzenia i elementy wchodzące w skład instalacji powinny mieć odpowiednią kategorię potwierdzającą możliwość bezpiecznej pracy w wyznaczonej strefie zagrożenia.
Strefy zagrożenia wybuchem i wymagania instalacyjne
Przestrzenie zagrożone wybuchem pyłów dzielą się na trzy strefy. Strefa 20 obejmuje miejsca stałego zagrożenia – np. wnętrze filtrów lub silosów. W strefie 21 niebezpieczeństwo pojawia się okresowo, np. przy opróżnianiu zbiorników. Strefa 22 dotyczy obszarów, gdzie atmosfera wybuchowa tworzy się jedynie sporadycznie, jak w otoczeniu urządzeń przesypowych. Systemy odpylania przemysłowego muszą być dostosowane do wymagań obowiązujących w danej strefie. To ważne przy projektowaniu całego układu filtracyjnego. Kanały, wentylatory, filtry, zbiorniki pyłu – każdy element musi być dobrany tak, by nie stanowił potencjalnego źródła zapłonu. Wymóg ten obejmuje urządzenia elektryczne i mechaniczne.
Dwie metody ochrony urządzeń przed wybuchem
Instalacje odpylające można zabezpieczyć przed eksplozją na dwa zasadnicze sposoby. Metoda tłumienia wybuchu polega na automatycznej reakcji systemu na pierwsze oznaki narastającego ciśnienia. Czujniki przesyłają sygnał do centrali sterującej, ta uruchamia zawory butli z czynnikiem gaśniczym. Cały cykl – od wykrycia do ugaszenia – trwa około 60 ms. Tak krótki czas reakcji uniemożliwia narastanie ciśnienia do wartości niszczących urządzenie.
Druga metoda – odciążanie wybuchu – polega na wyprowadzeniu ciśnienia na zewnątrz chronionego urządzenia przez membrany lub panele dekompresyjne. Stosuje się je w różnych wersjach – dostępne są okrągłe lub prostokątne, płaskie albo wypukłe, ze stali węglowej lub kwasoodpornej, z czujnikami zerwania lub bez. Ta metoda wymaga wyznaczenia strefy niebezpiecznej przy membranie ze względu na zasięg płomienia wyprowadzanego na zewnątrz – i tym zasadniczo różni się od metody tłumienia.
Izolowanie wybuchu – jak zapobiec propagacji eksplozji?
Eksplozja w jednym punkcie instalacji może przenieść się przez kanały dolotowe i wylotowe do pozostałych jej części. Izolowanie wybuchu ma temu zapobiec. Po stronie kanałów stosuje się urządzenia mechaniczne lub automatyczną barierę HRD. Urządzenia mechaniczne to m.in.:
- klapy zwrotne, które zamykają się pod wpływem fali ciśnieniowej przemieszczającej się przed falą płomienia;
- zasuwy szybkodziałające – zamykane pneumatycznie po detekcji wybuchu;
- divertery – zbudowane z dwóch kanałów w kształcie odwróconej litery V z płytką bezpieczeństwa w górnej części – uwalniają falę uderzeniową na zewnątrz przez rozerwanie tej płytki;
- zawory szybkoodcinające – zalecane wyłącznie przy małej koncentracji pyłu, ponieważ wyższe stężenia mogą uniemożliwić ich pełne zamknięcie.
Bariera HRD działa automatycznie – czujniki optyczne i ciśnieniowe rejestrują przemieszczające się w kanale ciśnienie i płomień, a centrala sterująca uruchamia zawory butli z czynnikiem gaśniczym. Jest skuteczna przy wysokich stężeniach pyłu – tam, gdzie klapy mechaniczne zawodzą. Po stronie odbioru pyłu stosuje się dozowniki celkowe z certyfikatami ATEX, których budowa uniemożliwia przedostanie się ciśnienia wybuchu poza obręb urządzenia.
Certyfikowane zabezpieczenia ATEX ograniczają ryzyko i chronią załogę
Odpylanie przemysłowe zgodne z ATEX musi mieć certyfikaty wystawione przez jednostkę notyfikowaną w Unii Europejskiej. Taki dokument potwierdza niezależną weryfikację sprzętu. Właściwy dobór urządzeń (zarówno filtrujących, jak zabezpieczających) wymaga analizy warunków konkretnego zakładu – charakterystyki przetwarzanego pyłu, obowiązujących stref zagrożenia i specyfiki procesu. Brak odpowiednich zabezpieczeń naraża zakład na ryzyko wypadku, odpowiedzialności prawnej i zatrzymania produkcji przez inspekcję.
