Обезвъздушаване на експлозии в опасни зони

Мерките, предприети за елиминиране или намаляване на риска от експлозия, трябва да доведат до пълното му елиминиране.

В действителност обаче често се случва елиминирането на експлозивната атмосфера да е невъзможно поради естеството на извършваните процеси или защото би изисквало огромни финансови разходи. По подобен начин е невъзможно и елиминирането на риска от ефективни източници на запалване. В такъв случай – като се вземе предвид принципът за интегрирана безопасност, включен в директивата ATEX – могат да се използват защитни системи, представляващи третото, последно ниво на защита, чиято задача е да сигнализират за заплахата, незабавно да спрат възникваща експлозия или да ограничат нейния обхват. Едно такова решение са устройствата за предпазване от експлозия, които предпазват различни видове резервоари от последиците от вътрешна експлозия.

Основните компоненти на системата за предпазване от експлозия са релефни повърхности, направени в стените под формата на клапи и гарантиращи, че максималното налягане на експлозия вътре в резервоара не надвишава неговата устойчивост на налягане. Съгласно стандартите, описващи този въпрос, а именно:

PN-EN 14797 – изисквания за устройства за освобождаване на налягането,
PN-EN 14491 – защита от прахова експлозия,
PN-EN 14994 – защита от газова експлозия,

използват се проектни изчисления за различни налягания, които се вземат предвид при избора на подходящи клапи. Обикновено се приема, че необезвъздушена експлозия се третира като максимално налягане (p_max), облекчена експлозия като намалено налягане (p_red), а моментът на задействане на защитата – т.е. клапите се отварят – настъпва, когато статичното налягане (p_stat) се намира в рамките на зададения диапазон на допустимост. Също така се приема, че постоянните части на устройствата не трябва да бъдат повредени и че фрагменти от елементите за освобождаване на налягането не трябва да бъдат разпръснати по време на процеса на освобождаване на налягането, тъй като това може да създаде допълнителни опасности. Някои производители предлагат и вградена защита от обратно налягане.

Сред параметрите, определящи свойствата на облекчението, освен статичното налягане на отваряне и неговия толеранс, са максималната стойност Kg/Kst – съотношението на газовата константа към константата на праха – и максималното намалено налягане, посочено от производителя. Важни са също минималната ефективност на облекчението и някои конструктивни изисквания, които влияят върху поддържането на защитните/процесни свойства, като например външно (сняг, лед и др.) и вътрешно (продукт) натрупване на вещества, устойчивост на физични и химични условия, хигиенни изисквания, уплътнения и детектори за задействане, както и топлоизолация. От механична гледна точка е много по-лесно да се внедрят вентилационни клапи на етапа на планиране на ново строителство, например силоз за зърно, отколкото при реконструкция на съществуващо.

По-голямата част от работата, свързана с избора на защитни устройства, се извършва от производителя на даденото решение, но благодарение на нашите курсове за обучение по Ex е възможно да се запознаете по-добре с технологията и принципите на работа на системите за предпазване от експлозии и други системи, които могат да се използват в условия, включващи смеси гориво-въздух (независимо дали горивото е запалим газ или прах). Всеки метод на защита има свое предназначение и специфика, а също така има предимства и недостатъци, които трябва да се вземат предвид при избора на конкретно устройство. В случай на клапи, струва си да се помни, че те не предпазват от самата експлозия, камо ли от наличието на експлозивна атмосфера или източници на запалване. Те просто ограничават налягането на експлозията в защитеното пространство, което означава, че по дефиниция облекчаването на налягането предполага, че трябва да настъпи експлозия, за да функционира системата. Друг проблем е, че една защитна система сама по себе си е недостатъчна, за да осигури защита от експлозия на инсталацията. Това може да се използва за „добавяне на сигурност“ към съоръжение или за смекчаване на последиците от повреда, която генерира неконтролирано отделяне на енергия и/или топлина, но подходът към безопасността на процесите трябва да бъде цялостен, обхващащ различни области от работата на съоръжението (анализ и оценка на риска, инструкции, обучение на служителите, сертифицирано по ATEX оборудване, където е необходимо, защитни системи и др.), и по този начин да се адресира опасността от експлозия всеобхватно.