Пылеудаление и ATEX на промышленных объектах

Во многих отраслях — деревообработке, производстве пластмасс, пищевой, химической, металлургической и фармацевтической — в ходе производства образуется пыль. Её необходимо улавливать ради здоровья работников и качества продукции. Однако значительная часть пыли горюча и при определённых условиях может взрываться. Поэтому промышленную систему пылеудаления следует рассматривать не только как задачу фильтрации, но и как вопрос взрывобезопасности.

Как происходит взрыв пыли?

Для взрыва пыли необходимы горючая пыль, кислород и источник воспламенения. Кроме того, если пыль рассеяна в воздухе в достаточной концентрации и находится в замкнутом объёме, возгорание переходит во взрыв. В системах пылеудаления, особенно внутри корпуса фильтра и воздуховодов, эти условия могут совпасть.

При оценке опасности определяющими являются свойства пыли. Такие показатели, как индекс взрывоопасности (Kst), максимальное давление взрыва (Pmax), минимальная энергия воспламенения и минимальная температура воспламенения, определяются лабораторными испытаниями. На этих данных основываются проектные и защитные меры. Справочные значения дают общее представление, однако в ответственных случаях надёжнее опираться на результаты испытаний пыли, образующейся на конкретном объекте.

Рамки ATEX

В Европе и Турции взрывоопасные среды регулируются двумя основными документами:

• Директива 2014/34/EU: касается оборудования и защитных систем, предназначенных для применения в потенциально взрывоопасных средах. Содержит требования к производителям.
• Директива 1999/92/EC: касается защиты работников во взрывоопасных средах. Содержит требования к работодателям.

В Турции эти директивы перенесены в законодательство национальными регламентами. Работодатель обязан провести оценку рисков и подготовить документ о взрывозащите. Зоны с горючей пылью классифицируются как зоны 20, 21 и 22 в зависимости от частоты образования взрывоопасного пылевого облака. При классификации учитывается стандарт EN 60079-10-2. Необходимо выбирать оборудование с категорией и маркировкой, соответствующими зоне.

Основные меры защиты в системе пылеудаления

Стратегия защиты строится в два этапа. Сначала минимизируются источники воспламенения и образование взрывоопасной среды. Затем, если взрыв всё же произойдёт, ограничиваются его последствия. Меры, которые мы часто применяем на объектах:

• Заземление и уравнивание потенциалов: воздуховоды, корпус фильтра и токопроводящие части заземляются для предотвращения накопления статического электричества. При необходимости применяются антистатические фильтрующие элементы.
• Сброс давления взрыва: на корпусе фильтра устанавливаются взрыворазрядные панели расчётного размера. Сброс направляется в безопасную зону, где нет людей.
• Подавление взрыва: там, где сброс невозможен, например для оборудования внутри здания, рассматриваются системы химического подавления.
• Изоляция: чтобы взрыв не распространился по воздуховодам обратно в производственную зону, применяются обратные или изолирующие клапаны. В точке выгрузки пыли эту функцию могут выполнять такие элементы, как шлюзовой питатель.
• Обнаружение и гашение искр: в процессах с риском уноса искр на воздуховодах устанавливаются системы обнаружения и гашения.

Какие меры необходимы, зависит от свойств пыли, объёма фильтра и размещения. Поэтому решение определяется отдельно для каждого объекта. Защитные системы, такие как взрыворазрядные панели, системы подавления и изоляции, должны иметь соответствующие документы в рамках 2014/34/EU. Подбор и расчёт этих элементов выполняются с использованием данных производителя фильтра и поставщика системы защиты. После монтажа также следует проверить, что система смонтирована в соответствии с проектными допущениями.

Другие аспекты проектирования

Наряду с взрывобезопасностью важна и эффективность улавливания. Если пыль недостаточно улавливается у источника, она распространяется по помещению и со временем оседает на поверхностях. Осевшая пыль может подняться в воздух после небольшого инцидента и вызвать более мощный вторичный взрыв. Поэтому хорошая система пылеудаления вместе с регулярной уборкой — основное средство снижения накопления пыли. При проектировании мы обращаем внимание на:

• Размещение зонтов и точек отсоса близко к источнику и в правильном положении
• Обеспечение транспортной скорости, предотвращающей оседание пыли в воздуховодах
• Исключение длинных горизонтальных участков и резких поворотов, вызывающих накопление пыли на трассе воздуховодов
• Подбор типа фильтра и площади фильтрующей поверхности в соответствии со свойствами пыли
• Размещение фильтровальной установки по возможности снаружи здания
• Подбор электрооборудования в соответствии с зоной

Эксплуатация системы — тоже часть безопасности. Необходимо контролировать перепад давления на фильтре, регулярно опорожнять пылесборник, периодически проверять взрыворазрядные панели и элементы изоляции.

Осторожность нужна и на действующих объектах. Добавление нового станка, увеличение числа точек отсоса или смена сырья могут изменить как эффективность улавливания, так и риск взрыва. Перед такими изменениями:

• Следует проверить соответствие производительности вентилятора и скоростей в воздуховодах новым условиям.
• Свойства новой пыли следует сопоставить с существующими мерами защиты.
• Оценку рисков и документ о взрывозащите следует актуализировать.

На объектах с горючей пылью система пылеудаления работает безопасно и эффективно, когда технологический процесс, охрана труда и механическое проектирование рассматриваются в комплексе. Оценка рисков и документ о взрывозащите владельца объекта — основные исходные данные для такого проектирования. Ekura может оказать поддержку в этих рамках на этапах проектирования, поставки, монтажа и пусконаладки систем пылеудаления.