W obiektach przemysłowych, magazynowych oraz produkcyjnych istnieje realne zagrożenie wybuchem pyłu. W tego typu budynkach bezpieczeństwo staje się priorytetem, a normą jest wdrażanie nowoczesnych technologii detekcji pożaru obok tradycyjnych rozwiązań.
Zjawisko wybuchu pyłu nie jest powszechnie znane i dobrze rozumiane przez właścicieli obiektów czy projektantów instalacji budynku. Wiele osób nie zdaje sobie sprawy, że potencjalnych miejsc zagrożonych wybuchem pyłu jest znacznie więcej, niż tylko te, w których działają maszyny z systemami odciągu. Systemy te działają często tylko w czasie pracy urządzeń, a w innych porach ryzyko wystąpienia wybuchu pyłu w obiekcie również istnieje. W halach produkcyjnych czy magazynach cały czas pracują osoby, które mogą nieświadomie przyczynić się do wybuchu pyłu, np. serwis sprzątający czy obsługa magazynowa. To właśnie między innymi dlatego stałe, niezależne od maszyn, monitorowanie obiektu jest jednym z kluczowych elementów zabezpieczenia przed wybuchem pyłu.
W obszarach, gdzie rozwiązania odciągowe nie mogą być stosowane, np. miejsca składowania, cięcia czy pakowania, wdrożenie zaawansowanych systemów wykrywania pyłu są konieczne, z uwagi na bezpieczeństwo pracowników.
W tym artykule chcielibyśmy przybliżyć istotę zagrożenia wybuchu pyłu, nakreślić skalę problemu oraz przedstawić możliwe metody zapobiegania i monitorowania, które mogą zmniejszyć ryzyko zagrożenia wybuchu pyłu w obiektach.
Zjawisko wybuchu pyłu i warunki niezbędne do jego wystąpienia
Zjawisko wybuchu pyłu to niebezpieczna sytuacja, do której może dochodzić, kiedy drobno zmielony materiał organiczny lub nieorganiczny zawieszony w powietrzu, ulegnie gwałtownemu spaleniu. Drobinki pyłu mogą pojawiać się w momencie produkcji różnych materiałów, np. drewnianych czy obróbki lub składowania i przeładunku materiałów sypkich.
Zjawisko to stanowi realne zagrożenie dla życia ludzkiego, mienia i natury. Może być szczególnie niebezpieczne w miejscach o dużej koncentracji pyłów wraz ze współistniejącym źródłem zapłonu, np. iskrami czy gorącymi powierzchniami.
Przyjrzyjmy się warunkom, w których ryzyko wybuchu pyłu wzrasta:
- obecność drobno zmielonych pyłów, np. węglowych, mącznych, cukrowych czy z biomas,
- koncentracja pyłu – nasycenie powietrza cząsteczkami pyłu, od ok. 10 gramów na metr sześcienny do ok. 500 gramów na metr sześcienny. Zakłada się, że stężenie 30 gramów pyłu na metr sześcienny, jest dolną granicą wybuchowości dla większości łatwopalnych pyłów,
- obecność źródła zapłonu, np. iskry, gorącej powierzchni czy wyładowań elektrycznych,
- zamknięta przestrzeń, np. z niesprawną wentylacją.
Warunki tego rodzaju występują w wielu obiektach o charakterze przemysłowym, z czego nie zawsze ich użytkownicy i właściciele zdają sobie sprawę.
Do rodzajów pyłów, które najczęściej mogą stanowić zagrożenie związane z wybuchem, możemy zaliczyć:
- pył węglowy – obecny w kopalniach oraz elektrowniach węglowych,
- pył mączny – w przemyśle spożywczym, zakładach piekarniczych, młynach, zakładach przetwarzania zboża,
- pył cukrowy – obecny w zakładach cukierniczych i spożywczych,
- pył pochodzenia organicznego – zbożowy, drzewny, tekstylny, tytoniowy,
- pył pochodzenia metalicznego – aluminium i magnezu, tytanu, cynku i żelaza,
- pył chemiczny – siarki, tworzywa sztuczne, środki farmaceutyczne,
- pył o charakterze mineralnym,
- inne pyły – obecne w magazynach materiałów sypkich lub fabrykach, np. produkujących pelet.
Wybuch pyłu jest więc wynikiem współistnienia kilku specyficznych elementów. W branży produkcyjnej oraz magazynowej ich znajomość jest niezbędna do opracowania skutecznej metody ochrony przed ryzykiem wystąpienia wybuchu pyłu.
Rodzaje obiektów zagrożonych wybuchem pyłu
Rodzaje obiektów najbardziej zagrożonych wybuchem możemy podzielić na 3 kategorie. Są to obiekty przemysłowe, magazyny oraz hale produkcyjne. Przyjrzymy się im bliżej.
Obiekty przemysłowe
- zakłady przetwarzania surowców – produkcja i obróbka surowców, np. zbóż czy biomas wytwarza drobne cząsteczki pyłu. Podczas produkcji w budynku z niesprawną wentylacją czy jej brakiem możemy być narażeni na wybuch pyłu.
- zakłady chemiczne i petrochemiczne – w obiektach tego typu występuje zagrożenie wybuchem pyłu, a także wybuchami związanymi z reakcjami chemicznymi.
- elektrownie węglowe – to miejsca, gdzie skoncentrowana jest duża ilość pyłu węglowego. Wraz z intensywnym eksploatowaniem instalacji w budynku, wzrasta ryzyko iskrzenia oraz przegrzania, tworzące warunki sprzyjające wybuchowi pyłu,
- zakłady drzewne i stolarnie – np. tartaki, stolarnie, fabryki mebli, w których drobinki pyłu są emitowane podczas obróbki drewna oraz produkcji materiałów drewnianych,
- zakłady przemysłu metalicznego – np. odlewnie, zakłady obróbki metalu, warsztaty szlifierskie czy spawalnicze, w których pył podczas obróbki lub cięcia metali może zapalić się prowadząc do wybuchu,
- cementownie i przemysł budowlany – pyły cementowe i mineralne oraz procesy obróbki surowca mogą prowadzić do sytuacji niebezpiecznych.
Magazyny
- magazyny materiałów sypkich – w których gromadzą się pyły z materiałów takich, jak mąka czy cukier, są zagrożone wybuchem pyłu ze względu na ich charakter oraz często powstające zaniedbania, np. w czyszczeniu i konserwacji wentylacji, czy nadmiernej ilości składowanych materiałów,
- magazyny paliw alternatywnych – np. biomas czy peletu, gdzie występuje zwiększone ryzyko gromadzenia się pyłów.
Centra logistyczne
- silosy – przechowywanie i przeładunek zbóż, cukru, mąki, cementu, węgla czy nawozów sztucznych generuje duże ilości drobnych cząstek pyłu,
- przenośniki taśmowe materiałów sypkich – ograniczona wentylacja w tunelach transportowych może sprzyjać gromadzeniu się pyłu.
Hurtownie tekstyliów
- Pomimo że tekstylia nie kojarzą się z ryzykiem eksplozji, w rzeczywistości pył włókienniczy stanowi poważne zagrożenie wybuchowe, szczególnie w miejscach o słabej wentylacji, wysokiej temperaturze i obecności źródeł zapłonu.
Hale produkcyjne
- fabryki tekstyliów – gdzie w procesach produkcyjnych powstają pyły z materiałów, a wysokie temperatury używanych instalacji sprzyjają wybuchom,
- zakłady stolarskie – gdzie w wyniku obróbki drewna mogą powstawać pyły z drobinek, a ciepło emitowane z urządzeń sprzyja powstawaniu zagrożenia wybuchem pyłu.
Obiekty, które są najbardziej narażone na ryzyko wystąpienia wybuchu pyłu posiadają charakterystyczne cechy, np. nagromadzenie pyłu czy zamknięta przestrzeń, które sprzyjają takim zjawisko.
Skutki wybuchu pyłu
Wybuch pyłu może prowadzić do poważnych konsekwencji. Są to m.in.:
- zagrożenie życia i zdrowia ludzkiego – wybuchy tego rodzaju generują silne fale uderzeniowe, które skutkują obrażeniami lub nawet śmiercią osób przebywających w budynku oraz jego okolicach,
- zniszczenie mienia – w trakcie wybuchu istnieje ryzyko zniszczenia lub uszkodzenia budynków, maszyn i całej infrastruktury przemysłowej. Koszty ich ponownego odtworzenia oraz usunięcia skutków wybuchu mogą być bardzo wysokie,
- zanieczyszczenie środowiska – spalony pył oraz inne zanieczyszczenia powstałe w wyniku wybuchu mogą negatywnie wpływać na najbliższe środowisko, a także roznosić się znacznie dalej,
- przestoje produkcyjne – po wybuchu pyłu niezbędne jest zaprzestanie użytkowania lokalu, co wiąże się z przerwaniem produkcji na czas porządkowania lub odbudowy hal produkcyjnych.
Skutki wybuchu pyłu mogą mieć wiele wymiarów i negatywnie wpływać zarówno na ludzi, środowisko, jak i infrastrukturę budynku.
Ochrona przed wybuchem pyłu, którą proponuje Quality07
Aby minimalizować ryzyko wybuchu pyłu w miejscach szczególnie zagrożonych tym zjawiskiem należy zastosować szereg rozwiązań technicznych oraz organizacyjnych.
Należą do nich m.in.:
- instalacje techniczne takie, jak: wentylacja, odciągi pyłu,
- świadome używanie materiałów odpornych na wysokie temperatury,
- stosowanie systemów wczesnej detekcji stężenia pyłu:
- czujniki pyłu, które monitorują skład powietrza w czasie rzeczywistym,
- zintegrowane systemy alarmowe, które informują o wykryciu nieprawidłowości,
- regularne przeglądy urządzeń i instalacji,
- systemy automatycznego wyłączania,
- integracja systemów odciągu, detekcji oraz alarmowych.
Dzięki takim rozwiązaniom przedsiębiorstwa mogą skutecznie minimalizować ryzyko wystąpienia wybuchu, tym samy zwiększając bezpieczeństwo pracowników oraz ochronę przed możliwymi stratami.
Systemy detekcji pożaru w strefach zagrożonych wybuchem
W obiektach, gdzie występują palne pyły, takie jak pył węglowy, biomasy czy drzewny, ważne jest zastosowanie systemów detekcji pożaru z certyfikatem ATEX, które są zabezpieczone przed wybuchem.
Liniowa detekcja pożaru kablem sensorycznym w wersji EX
Jednym z rozwiązań jest liniowa detekcja pożaru oparta na kablach światłowodowych SL Pro lub ProReact. System ten zapewnia optymalne bezpieczeństwo przenośników taśmowych i innych obszarach zagrożenia dzięki zdolności do pracy w ekstremalnych warunkach środowiskowych.
Monitorowanie pracy rolek taśmociągów jako częstego źródła pożaru jest kluczowe przy zapobieganiu pożarów materiałów sypkich transportowanych taśmociągami.
Liniowe detektory dymu ILIA EX
Dobrym wyborem są również detektory ILIA EX które są nowoczesnymi urządzeniami liniowej detekcji dymu. Występują w wersji z oddzielnym nadajnikiem i odbiornikiem o zasięgu do 120 m. Cechują się one odpornością na chmury pyłu i pary w powietrzu co w przypadku innych czujek jest źródłem fałszywych alarmów. Poza selektywnym odróżnianiem pyłu i pary od dymu czujki te wykrywają pożary cieplne z małą ilością dymu specjalnym wyjściem alarmu wstępnego.
Czujki żarzenia transportowanego towaru EX
Czujniki żarzenia Infrared Transit są zaprojektowane tak, aby wyzwalać alarm, jeśli monitorowany przez nie materiał przekroczy temperaturę 240°C. Zabezpieczenie przed zabrudzeniem stałym filtrem powietrza oraz obudowa przeciwwybuchowa pozwala na pracę tych czujek w ekstremalnych warunkach stref wybuchowych.
Czujki płomienia z filtrem sprężonego powietrza
Czujniki płomienia w wersji EX są zaprojektowane tak, aby wyzwalać alarm, jeśli monitorowany przez nie materiał będzie płonął. Zabezpieczenie przed zabrudzeniem stałym filtrem powietrza oraz obudowa przeciwwybuchowa pozwala na pracę tych czujek w ekstremalnych warunkach stref wybuchowych. Czujki te są idealna dla stref wybuchowych pyłowych materiałów, które ulegają pożarom płomieniowym.
Zasysająca detekcja dymu ASD dla stref wybuchowych pyłowych ASD
Zasysające czujki dymu ASD w wersji EX są zaprojektowane tak, aby wyzwalać alarm, jeśli monitorowany przez nie materiał będzie najpierw wydzielał dym. Zabezpieczenie przed zabrudzeniem stałym przedmuchem orurowania sprężonym powietrza oraz dedykowanymi filtrami powietrza pozwala na pracę tych czujek w ekstremalnych warunkach stref wybuchowych pyłowych.
Podsumowanie
Wybuch pyłu to poważne i realne zagrożenie dla części obiektów przemysłowych, magazynowych czy hal produkcyjnych. Specyficzne warunki, jakie panują w tego typu obiektach sprzyjają występowaniu tego zjawiska, a jego skutki mogą prowadzić nawet do śmierci pracowników oraz szkód środowiskowych.
Ważne jest instalowanie systemów ochrony, takich jak czujniki pyłu czy zintegrowane systemy alarmowe, skutecznie informujących o zagrożeniach. Rozwiązanie te są dzisiaj standardem i doskonale łączą się z systemami wczesnej detekcji zagrożeń pożarowych. W Quality07 staramy się uczyć rynek pod tym kątem i dostarczamy adekwatne do typu obiektu rozwiązania techniczne. Regularne kontrole instalacji i przestrzeganie norm, pozwalają zapobiegać sytuacjom niebezpiecznym.
