Od początku 2009 do końca lutego 2010 roku podobne wypadki miały miejsce m.in. w zakładach
produkcyjnych Porta Drzwi, Siarkopol Tarnobrzeg, LNB (producent mieszanek paszowych),
czy też ZPU Prawda (producent mebli).

Poniższy artykuł stanowi kompendium wiedzy na temat bezpieczeństwa wybuchowego. Przedstawiono w nim obowiązki nałożone na pracodawcę przez polskie i europejskie prawo, a także metody ochrony personelu oraz majątku zakładowego przed skutkami wybuchu. Opisano także jedną z metod zabezpieczających silosy w przemyśle wapienniczym i cementowym.

Wymogi prawne spoczywające na pracodawcy

Zagrożenie wybuchem można zdefiniować jako możliwość utworzenia - przez palne gazy, pyły lub pary palnych cieczy - mieszanin z powietrzem, które pod wpływem źródła zapłonu mogą spowodować
wybuch. Poniżej przedstawiamy źródła zapłonu mieszanin palnych substancji z powietrzem.

Źródła zapłonów:
a) gorące powierzchnie,
b) iskry i łuki elektryczne (urządzenia elektryczne),
c) wyładowania elektrostatyczne,
d) wyładowania atmosferyczne,
e) iskry mechaniczne, cierne lub uderzeniowe,
f) promieniowanie elektromagnetyczne,
g) ultradźwięki,
h) sprężanie adiabatyczne (fale uderzeniowe),
i) promieniowanie jonizujące,
j) reakcje chemiczne,
k) otwarte płomienie i gorące gazy.

Przepisy prawne wprowadzone do polskiego ustawodawstwa na gruncie dyrektyw unijnych w sposób jednoznaczny wyznaczają wiele działań i środków, jakie powinny zostać podjęte przez pracodawcę lub producenta urządzeń w celu zwiększenia bezpieczeństwa wybuchowego. Działania te mają na celu zminimalizowanie możliwości wystąpienia wybuchu i ewentualnych jego skutków. Dyrektywy i rozporządzenia regulujące kwestie związane z bezpieczeństwem wybuchowym zostały przedstawione w tabeli.

Silosy zabezpieczone samozamykającymi się klapami przeciwwybuchowymi (odciążenie wybuchu)

 

Zgodnie z dyrektywą ATEX 137 podstawową czynnością, jaką musi podjąć zakład produkcyjny, na terenie którego mogą wystąpić atmosfery wybuchowe, jest sporządzenie Dokumentu Zabezpieczenia
Stanowiska Pracy Przed Wybuchem (DZPW). Stanowiska pracy przekazane do eksploatacji przed dniem wejścia w życie tego rozporządzenia (tj. 24 lipca 2003 r.), powinny być dostosowane do jego wymogów najpóźniej do 24 lipca 2005 r. Stanowiska pracy powstałe po 24 lipca 2003 muszą posiadać DZPW w chwili oddania ich do eksploatacji. Należy pamiętać, iż dokument ten musi być aktualizowany raz do roku i po każdej istotnej, z punktu widzenia bezpieczeństwa wybuchowego, zmianie na zakładzie.

 

 

DZPW zawiera: analizę ryzyka, której głównym celem jest określenie prawdopodobieństwa wystąpienia wybuchu oraz oszacowanie rozmiaru możliwych jego skutków, wykaz stanowisk pracy zagrożonych wybuchem wraz z ich klasyfikacją - wyznaczenie stref zagrożenia wybuchem, informację o podjętych środkach zapobiegających wystąpieniu wybuchu, deklarację, że miejsca pracy, narzędzia pracy, a także urządzenia zabezpieczające i alarmujące są zaprojektowane, używane i konserwowane
z uwzględnieniem zasad bezpieczeństwa.

Jak chronić swój zakład przed wybuchem?

Warto zauważyć, że oprócz oczywistych konsekwencji spowodowanych wybuchem w zakładzie pracy - jak śmierć pracowników czy straty finansowe wynikające ze zniszczenia dóbr trwałych oraz
zatrzymania produkcji - istnieje wiele konsekwencji pośrednich. Zalicza się do nich m.in.: skażenie środowiska, utratę dobrego imienia firmy, a co za tym idzie - również zaufania klientów. By uchronić się od opisanych wyżej następstw, zakłady produkcyjne podejmują odpowiednie działania zapobiegawcze, które można podzielić na dwie grupy: działania prewencyjne, które ograniczają, ale nie eliminują
w 100% możliwości zaistnienia wybuchu, a także nie zabezpieczają przed skutkami ewentualnego wybuchu.

 

 

Diverter z klapą samozamykającą się (odsprzęganie wybuchu)

 

 

Do działań tych należą np. ograniczenie możliwości powstawania atmosfery wybuchowej, praca w atmosferze gazu obojętnego, eliminacja potencjalnych źródeł zapłonu, rozwiązania techniczne, ograniczające skutki powstałego wybuchu do bezpiecznego poziomu, tj. odciążanie wybuchu, tłumienie
wybuchu, aparatura w wykonaniu przeciwwybuchowym, odsprzęganie wybuchu.

Jak zabezpieczyć silosy magazynujące produkty niebezpieczne, zlokalizowane na terenie zakładów
przemysłu wapienniczego i cementowego?

Wśród istotniejszych elementów instalacji w przemyśle wapienniczym i cementowym, mogących stwarzać zagrożenie wybuchem, znajdują się silosy magazynujące np. pył węglowy. Silosy
te zazwyczaj są połączone z pośrednim zbiornikiem dozującym oraz systemem transportu, który umożliwia dostarczenie produktu do pieców, gdzie odbywa się proces wypalania. Proces zasilania
zbiornika dozującego zazwyczaj przebiega według jednego z dwóch przedstawionych poniżej scenariuszy:

1) zasilanie i opróżnianie zbiornika odbywa się w sposób grawitacyjny. Jest to proces okresowy, determinowany ilością produktu w zbiorniku pośrednim, który nie powinien być niższy od zadanego minimalnego poziomu. Powietrze wypierane w tym procesie znajduje upust poprzez przewód rurowy łączący bezpośrednio zbiornik pośredni z silosem magazynowym. Rozwiązanie takie eliminuje potrzebę instalacji dodatkowego urządzenia odpylającego, redukując przy tym koszty całej instalacji.

2) czasem pośredni zbiornik dozujący współpracuje z zakładową siecią sprężonego powietrza. Ma to miejsce szczególnie w przypadkach, gdy materiał dozowany jest w strefę wyższego ciśnienia. Niezbędne jest wtedy usprawnienie procesu wyładunku/dozowania poprzez dostarczenie do zbiornika sprężonego powietrza pod określonym ciśnieniem. W tym przypadku, również w celu wyrównania ciśnienia w zbiorniku, stosuje się przewód rurowy połączony bezpośrednio z silosem magazynowym.

Niezależnie od stosowanego rozwiązania zarówno silosy magazynowe, zbiorniki pośrednie, jak i wspomniane przewody rurowe łączące oba zbiorniki powinny być zabezpieczone przed skutkami wybuchu. W tym celu w przemyśle cementowym i wapienniczym prócz systemu tłumienia wybuchu powszechnie wykorzystuje się również okrągłe lub prostokątne samozamykające się klapy przeciwwybuchowe. Zasada działania tych urządzeń jest niezwykle prosta, a przez to bardzo skuteczna.
W chwili wybuchu następuje uwolnienie klapy z zatrzasków, a następnie jej otwarcie przy zadanym ciśnieniu. Siła odrzutu klapy jest w ponad 80% absorbowana przez „poduszkę powietrzną",
która wytwarza się pomiędzy klapą przeciwwybuchową a stalowymi płytami odbijającymi. Resztkowe siły odrzutu wykorzystywane są do odbicia klapy, co skutkuje jej natychmiastowym zamknięciem. Zabieg ten odcina dostęp tlenu do aparatu, co znacznie zmniejsza ryzyko wystąpienia pożaru w aparacie.

Znak zabezpieczenia przeciwwybuchowego, umieszczany na systemach ochronnych i urządzeniach

 

również zauważyć, iż klapy przeciwwybuchowe powinny być wyposażone w czujniki otwarcia oraz klapki wentylacyjne. Te ostatnie mają na celu zapobieżenie implozji zbiornika na skutek powstałego w jego wnętrzu podciśnienia (szybkie ochłodzenie się gazów). W przypadku wystąpienia w silosie podciśnienia klapki otwierają się, pozwalając zassać powietrza z otoczenia. Miejscem montażu przeciwwybuchowych klap bezpieczeństwa jest najczęściej dach zbiornika, lecz czasem występują one również w połączeniu z kanałami rozdzielczymi, które zmieniając drogę przemieszczania się fali wybuchu, umożliwiają
jej bezpieczne wyprowadzenie poza chroniony aparat.

 

Nie należy również zapominać, że przy zabezpieczaniu tego typu układów powinno się również podjąć kroki mające na celu uniemożliwienie przemieszczania się fali wybuchu na inne aparaty w ciągu produkcyjnym, które są połączone z chronioną częścią instalacji. Podjęcie tych działań bezpośrednio narzuca Rozporządzenie Ministra Gospodarki i Polityki Społecznej z 29 maja 2003 r. Zgodnie z nim w przypadku zaistnienia wybuchu zasięg jego oddziaływania powinien ograniczyć się tylko do stanowiska pracy i znajdujących się tam urządzeń poprzez zastosowanie odpowiednich rozwiązań technicznych, uniemożliwiających przejście wybuchu w detonację oraz rozprzestrzenianie się fali detonacyjnej. Tutaj
światowy rynek oferuje nam całą gamę rozwiązań, od dozowników celkowych w wykonaniu przeciwwybuchowym, poprzez ciśnieniowe śluzy komorowe (układ dwóch przepustnic motylkowych
z komorą pośrednią), nożowe zasuwy odcinające, aż po systemy bardziej zaawansowane, jak np. bariera proszkowa HRD.

Każde z wymienionych rozwiązań technicznych ma oczywiście swoje
ograniczenia wynikające m.in z warunków, w jakich odbywa się proces, oraz właściwości wybuchowych produktu. Pomimo tego każde z nich, dobrane w odpowiedni sposób, może odegrać istotną
rolę w realizacji zadania, jakim jest podnoszenie poziomu bezpieczeństwa procesowego w zakładzie produkcyjnym.

mgr inż. Sławomir Janas – Tessa Wolff i Synowie SJ