Zabezpieczenia instalacji przed wybuchem pyłu siarki
Ze względu na swoje właściwości palne i wybuchowe pył siarki jest dużym zagrożeniem dla przetwarzającego ten surowiec zakładu. Wybuch pyłu siarki może mieć opłakane skutki, jeśli nie będzie potraktowany z należytym priorytetem. Aby temu zapobiec, konieczne jest wdrożenie odpowiednich elementów podnoszących poziom bezpieczeństwa wybuchowego.
Zabezpieczenia instalacji przetwarzających pyły siarki
Wszystkie rodzaje surowców, podczas których przetwarzania powstaje pył, muszą być objęte zabezpieczeniami przeciwwybuchowymi. Wynika to z niebezpieczeństwa powstania atmosfery wybuchowej, czyli mieszaniny pyłowo-powietrznej, która po zetknięciu ze źródłem zapłonu prowadzi do eksplozji. Konieczność wdrożenia odpowiednich zabezpieczeń związana jest z właściwościami palnymi i wybuchowymi poszczególnych materiałów.
Jakie jest zagrożenie związane z wybuchem pyłu siarki
Obowiązek zastosowania zabezpieczeń dotyczy również pyłu siarki, której Minimalna Energia Zapłonu jest naprawdę niska, ponieważ wynosi 1,8 mJ. Plasuje ją to tylko nieco wyżej od niektórych produktów farmaceutycznych (wysoce wybuchowe), a to oznacza, że trzeba bardzo niewiele, aby doszło do zapłonu atmosfery wybuchowej. W porównaniu do niej MEZ mąki pszennej wynosi 50 mJ.
Każda z substancji ma również określane parametry wybuchowości
Właściwości siarki względem bezpieczeństwa wybuchowego ATEX
Ze względu na dużą skłonność mieszanki pyłu siarki z powietrzem do wybuchów, podczas procesu napełniania / opróżniania siarki z / do opakowań jednostkowych (worków, big-bagów), konieczne jest zapobieganie powstawaniu warunków do takich wybuchów, poprzez:
- zapobieganie tworzeniu się mieszanki pyłowo-powietrznej, w której zawartość pyłów przekroczy dolną granicę wybuchowości,
- eliminowanie źródeł zapłonu (ogień otwarty, iskry mechaniczne, zwarcia elektryczne, elektryczność statyczna itp.).
Jak chronić się przed wybuchem i pożarem siarki
Istnieje szereg dobrych praktyk, które znacząco wpływają na poziom bezpieczeństwa, np. stosowanie uziemień elektrostatycznych, urządzeń elektrycznych przeznaczonych do pracy w strefach zagrożenia wybuchem, odciągów pyłów, czy eliminację tzw. pyłu osiadłego.
Aby więc zabezpieczyć odpowiednio zakład przed wybuchem pyłu siarki, należy postępować zgodnie z wytycznymi Dyrektywy ATEX określającymi kolejne etapy zwiększania poziomu bezpieczeństwa.
Ograniczanie powstawania atmosfery wybuchowej
W celu zapobiegania powstawaniu mieszanki wybuchowej należy ograniczyć możliwości tworzenia się pyłów siarki podczas każdego etapu postępowania (magazynowania, transportu i stosowania siarki stałej), nie dopuszczać do gromadzenia się powstałego pyłu, stosować odpowiednie odciągi w miejscach, gdzie z racji prowadzonych procesów technologicznych mogą uwalniać się pyły tego surowca.
Eliminacja źródeł zapłonu
W celu eliminowania źródeł zapłonu czy wybuchu konieczne jest wprowadzenie zabezpieczeń przed:
- elektryzowaniem się siarki, czyli wprowadzenie skutecznej ochrony przed elektrycznością statyczną, np. poprzez odpowiednie uziemienie wymagających tego elementów instalacji (dla odprowadzenia ładunków elektrostatycznych), odpowiednie wykonanie materiałowe elementów instalacji mających kontakt z siarką,
- stosowanie urządzeń elektrycznych spełniających wymagania bezpieczeństwa norm europejskich i krajowych w zakresie instalacji i urządzeń elektrycznych pracujących w strefach zagrożonych wybuchem (zgodnie z Dyrektywą ATEX),
- niestosowanie ognia otwartego w obecności siarki,
- niedopuszczanie do wzrostu temperatury do poziomu grożącego zapłonem.
Szczegółowe rozwiązania techniczne wynikać powinny ze specyfiki prowadzonych procesów.
Elektryczność statyczna – czy może spowodować wybuch pyłu siarki?
Elektryczność statyczna w kontekście pyłowych atmosfer wybuchowych to często bagatelizowane potencjalne źródło zapłonu. Powszechnie uznaje się, że minimalna energia zapłonu (MEZ) pyłów jest na tyle wysoka, że ich zapłon od wyładowania elektrostatycznego nie jest możliwy. Tymczasem część pyłów posiada MEZ na poziomie od kilku do kilkudziesięciu milidżuli, co pokrywa się z przeciętną energią wyładowania pochodzącego od człowieka. W przypadku siarki MEZ wynosi zaledwie 1,8 mJ.
Biorąc pod uwagę, że energia wyładowania zależy znacząco od pojemności elektrycznej danego obiektu (W = ½ CV2, gdzie C to pojemność elektryczna [pF], a V to potencjał przedmiotu wywołany gromadzeniem się ładunków [kV]), to jej wartość w przypadku rożnego rodzaju nieuziemionych elementów może być znacznie większa. I dla przykładu, energia wyładowania elektrostatycznego pochodząca od cysterny drogowej oscyluje w okolicach 2000 mJ. Uwzględniając tę wartość odkryjemy, że wyładowanie elektrostatyczne może być przyczyną zapłonu wielu pyłowych atmosfer wybuchowych.
Możliwe zabezpieczenia techniczne zgodne z ATEX
Czy zabezpieczenia minimalizujące skutki wybuchu to konieczność?
Dyrektywa ATEX jasno precyzuje, że stosowanie systemów przeciwwybuchowych takich jak odciążanie, tłumienie i odsprzęganie wybuchu jest obowiązkowe. Ważne jest jednak, aby szczegółowe rozwiązania techniczne wynikały ze specyfiki prowadzonych procesów. W tym celu niezbędne są parametry wybuchowości, które są podstawą do obliczeń pozwalających na dobór zabezpieczeń minimalizujących skutki wybuchu (maksymalne ciśnienie wybuchu Pmax, współczynnik wybuchowości Kst).
Zabezpieczenia minimalizujące skutki wybuchu są więc ostatnim elementem systemu przeciwwybuchowego uruchamianym wtedy, gdy wszystkie środki prewencyjne zawiodą.
Bartosz Wolff – prezes GRUPY WOLFF, aby wyjaśnić potrzebę stosowania tego typu rozwiązań, często posługuje się analogią do rynku motoryzacyjnego: „Prewencja, to ABS w aucie. Z kolei minimalizacja skutków wybuchu, to poduszki powietrzne… – osobiście nie zrezygnowałbym z żadnej z tych technik”.
Inertyzacja – czy to dobry sposób ochrony przed wybuchem?
Jedną z metod prewencyjnych jest unikanie powstawania wybuchowych mieszanin pyłowo-powietrznych. Podejście to jest zgodne z Dyrektywą ATEX, niemniej w praktyce bardzo trudne do wykonania w przypadku niektórych surowców. Wymaga ono np. zastosowania inertyzacji gazem obojętnym, a to z kolei doszczelnienia instalacji, co w przypadku instalacji przetwarzających materiały sypkie jest bardzo trudne lub wręcz niemożliwe. Wielokrotnie okazuje się, że koszt takiej inwestycji oraz późniejsze koszty eksploatacyjne są zbyt wysokie w kontekście jednostkowej ceny wytwarzanego produktu. Innymi słowy produkcja staje się nieuzasadniona ekonomicznie. Inertyzacja jako metoda ochrony przed wybuchem pyłów stosowana jest więc rzadko, a jeśli już, to najczęściej w przypadku instalacji przetwarzających ciecze lub gaz.
Przykład wybuchu w Siarkopolu
Brak zabezpieczeń bądź źle dobrane rozwiązania skutkują rozległymi konsekwencjami. Przykładem, który pokazuje zaniedbania związane z bezpieczeństwem wybuchowym jest wybuch pyłu siarki z 2019 roku, w Tarnobrzeskim Siarkopolu. Doszło tam właśnie do wybuchu pyłu siarki, co skutkowało pożarem instalacji technologicznej. Niestety nie było to pierwsze tego typu wydarzenie, ponieważ 10 lat wcześniej doszło do znacznie groźniejszego zdarzenia.
Bagatelizowanie konieczności dostosowania nie tylko aparatów zabezpieczających zakład, ale także działań prewencyjnych może zakończyć się tragedią dla pracowników oraz wielomilionowymi stratami dla firmy. Dlatego odpowiedni dobór oraz aktywne zwiększanie poziomu bezpieczeństwa wybuchowego jest kluczowe do spełniania wymogów Dyrektywy ATEX i realnego polepszania środków ochrony. Jeśli nie jesteś do końca pewien czy na terenie Twojego zakładu występuje ryzyko wybuchu pyłu, albo czy firma jest odpowiednio chroniona, zalecamy skorzystać z Audytu ATEX.
Chcesz zapytać o ofertę lub potrzebujesz więcej informacji lub konsultacji?
Wypełnij formularz!
Wypełnij formularz jeśli potrzebujesz dobrać systemy odpowietrzenia wybuchu, tłumienia wybuchu lub izolacji wybuchu. Jeśli nie jesteś pewien, czy Twój zakład przemysłowy potrzebuje ochrony przeciwwybuchowej, lub chcesz skonsultować konkretny przypadek – również wypełnij formularz! Chętnie pomożemy!