요약
분진 폭발은 분말 처리 시설에서 심각한 위험입니다. 회전 밸브나 연결된 장비 내부에서 가연성 분진이 점화되면 발생하는 압력파로 인해 밸브가 파손되고 파이프가 파열되어 작업자가 위험해질 수 있습니다. 방폭 원리, Pstat 등급 및 ATEX 준수를 이해하는 것은 위험한 지역에서 분말 회전식 에어록 피더를 지정하는 모든 사람에게 필수적입니다. 이 가이드에서는 분진 폭발의 과학, 분진 폭발을 방지하거나 배출하기 위해 로터리 밸브를 설계하는 방법, 폭발성 대기에서 합법적인 작동을 위해 필요한 인증에 대해 설명합니다.
폭발 방지는 분진 폭발이 시작되거나 확산되거나 구조적 손상을 초래하는 것을 방지하는 엔지니어링 조치를 의미합니다. 분말 로터리 밸브의 보호는 발화원을 제거하여 폭발을 방지하는 방식, 최대 폭발 압력에 견딜 수 있도록 장비를 설계하여 폭발을 억제하는 방식, 연결된 장비 간 화염 전파를 차단하여 폭발을 차단하는 방식의 세 가지 형태로 이루어집니다.
Pstat 등급 또는 최대 허용 폭발 압력은 분진 폭발 중에 장치가 파열되지 않고 안전하게 견딜 수 있는 최고 내부 압력입니다. 바게이지(Bar Gauge) 또는 바그(barg)로 표현됩니다. 예를 들어, Pstat가 10barg인 밸브는 10bar의 최대 폭발 압력을 견디도록 구성되었습니다. 이 등급은 하우징 벽 두께, 재료 인장 강도, 볼트 토크 및 플랜지 설계에 따라 달라집니다.
화염 담금질은 또 다른 중요한 개념입니다. 화염 전면이 로터 팁과 하우징 보어 사이의 좁은 환형 틈을 통해 이동할 때 금속은 화염에서 열을 흡수합니다. 간격이 충분히 작으면(먼지 Kst 값에 따라 일반적으로 0.1~0.2mm 미만) 화염은 발화 온도 이하로 냉각되어 반대편에 도달하기 전에 꺼집니다. 이는 폭발이 호퍼나 집진기 상류로 전파되는 것을 방지합니다.
기타 보호 장치로는 설정된 압력에서 파열되어 폭발력을 안전하게 방출하는 폭발 환기 패널과 압력 상승을 감지한 후 밀리초 이내에 소화제를 주입하는 화학적 억제 시스템이 있습니다. 로터리 밸브는 통합 안전 전략의 일부로 이러한 시스템과 함께 작동하는 경우가 많습니다.
폭발 방지가 중요한 이유
분진 폭발은 치명적인 피해, 부상, 사망을 초래합니다. 그 결과는 초기 사건을 훨씬 뛰어넘습니다.
격리 손실 및 구조적 손상
폭발 중에 로터리 밸브가 파열되면 가압된 화염과 뜨거운 가스가 주변 지역으로 빠져나갑니다. 파열된 하우징에서 날아오는 파편은 파편이 됩니다. 연결된 배관이 붕괴되어 머리 위 플랫폼이 무너지고 인접한 장비가 손상될 수 있습니다. 손상된 시스템을 재구축하는 데 드는 재정적 비용은 종종 수백만 달러를 초과합니다.
2차 폭발
1차 폭발은 빔, 바닥, 장비 표면에 쌓인 먼지를 제거합니다. 이로 인해 첫 번째 먼지 구름보다 훨씬 더 파괴적인 대규모 2차 먼지 구름이 생성됩니다. 2차 폭발로 인해 건물 전체가 파괴되었습니다. 먼지가 많은 방으로 불꽃이 누출되는 손상된 회전 밸브는 이러한 연쇄 반응을 유발할 수 있습니다.
법적 책임 및 규제 위반
유럽 연합에서는 장비에 대한 ATEX 지침 2014-34-EU와 작업장 안전에 대한 1999-92-EC가 법적 구속력을 갖습니다. Zone 21 또는 Zone 22 지역에서 비준수 장비를 작동하는 것은 기소 가능한 범죄입니다. 보험 회사는 장비에 적절한 방폭 인증이 없을 경우 청구를 일상적으로 거부합니다.
인사 안전
보호되지 않은 로터리 밸브 근처에서 작업하는 유지보수 기술자는 극심한 위험에 직면합니다. 예상치 못한 점화 상황에서 밸브가 파열되면 폭발 과압, 화상 또는 날아오는 파편으로 인해 치명적인 부상을 입을 수 있습니다. 적절한 방폭은 궁극적으로 인명을 보호하는 것입니다.
생산 중단 시간
밸브를 파열시키지 않는 폭발이 억제되어도 비상 정지가 발생합니다. 시스템을 정리하고 검사하고 다시 시작하는 데 몇 주가 걸릴 수 있습니다. 연속 공정 플랜트의 경우 이러한 가동 중단 시간은 막대한 수익 손실을 의미합니다. 적절한 장비 등급을 통한 예방은 항상 복구보다 저렴합니다.
올바른 사양은 먼지 특성, 장비 형상 및 적용 가능한 표준을 기반으로 하는 구조화된 방법론을 따릅니다.
분진 폭발 매개변수 결정
모든 가연성 분진은 고유한 폭발 특성을 가지고 있습니다. Kst 값은 폭발 폭력을 측정합니다. 초당 200barm 미만의 Kst는 설탕, 곡물 및 다양한 화학 물질을 포함하는 가장 일반적인 범주인 St1로 분류됩니다. 200에서 300 사이의 값은 St2이며, 알루미늄이나 마그네슘과 같은 더 강력한 먼지를 나타냅니다. Pmax 값은 최대 이론 폭발 압력을 나타내며 일반적으로 대부분의 유기 분진에 대해 절대값 범위는 7~10bar입니다. 이 값은 EN 14034 표준에 따른 실험실 테스트에서 나온 것입니다.
필요한 Pstat 등급 계산
밸브 Pstat는 안전 여유를 포함하여 예상 폭발 압력을 초과해야 합니다. 시스템에 폭발 환기 장치가 있는 경우 Pstat는 환기 활성화 압력보다 높아야 합니다. 시스템이 환기 없이 봉쇄에 의존하는 경우 Pstat는 먼지의 Pmax를 초과해야 합니다. 절대 Pmax가 9bar인 일반적인 St1 분진의 경우 10barg 정격의 밸브가 적절한 봉쇄를 제공합니다.
화염 담금질 공간 지정
로터 팁과 하우징 사이의 환형 간격은 특정 분진 화염을 소멸할 수 있을 만큼 작아야 합니다. St1 먼지의 경우 일반적으로 0.1~0.15mm의 간격이 필요합니다. 이를 위해서는 마모 발생 시 간격을 유지하기 위해 정밀 가공과 조정 가능한 팁 로터가 필요합니다. 또한 점화원으로 작용할 수 있는 정전기 방전을 방지하기 위해 로터를 접지해야 합니다.
ATEX 카테고리 및 구역 선택
ATEX 장비는 필요한 보호 수준에 따라 분류됩니다. 카테고리 1 장비는 폭발성 대기가 지속적으로 또는 장기간 존재하는 구역 0 또는 구역 20용입니다. 카테고리 2는 가끔 폭발이 발생할 가능성이 있는 구역 1 또는 구역 21에 대한 것입니다. 범주 3은 폭발 가능성은 낮지만 폭발 가능성이 있는 구역 2 또는 구역 22에 대한 것입니다. 분말 처리 분야의 대부분의 로터리 밸브는 구역 21 내부의 경우 범주 2, 구역 22 외부의 경우 범주 3에 속합니다.
절연 장치 통합
보호된 밸브라도 연결된 배관을 통해 이동하는 화염을 막을 수는 없습니다. 화염이 다른 장비로 전파되는 것을 방지하려면 인증된 격리 기능을 갖춘 폭발 차단 밸브 또는 회전식 에어록을 다운스트림에 설치해야 합니다. 로터리 밸브 자체가 화염 통과를 차단할 만큼 충분히 밀봉된 상태를 유지하는 경우 격리에 기여할 수 있습니다.
적용예
독일의 한 목분 가공 공장에서는 필터 수용기에서 발생하여 로터리 밸브를 통해 사일로로 전파된 분진 폭발이 발생하여 건물 지붕을 파괴하는 2차 폭발이 발생했습니다. 조사에 따르면 로터리 밸브의 Pstat 등급은 3barg에 불과했고 팁 간극은 0.5mm로 안전 한계를 훨씬 초과한 것으로 나타났습니다. Doebritz는 밸브를 Pstat 10 barg 등급과 0.12mm 화염 소화 간격을 갖춘 ATEX 인증 장치로 교체했습니다. 새로운 밸브는 배출 라인의 폭발 차단 밸브와 통합되었습니다. 후속 압력 테스트를 통해 시스템이 파열이나 화염 전파 없이 최악의 St1 폭발을 안전하게 억제할 수 있음이 확인되었습니다.
FAQ
ATEX는 무엇을 의미합니까?
ATEX는 프랑스 문구인 Atmospheres Explosibles에서 유래되었습니다. 이는 폭발성 환경에서의 장비 및 작업장 안전을 관리하는 유럽 연합 지침을 나타냅니다.
표준 로터리 밸브를 ATEX 준수로 업그레이드할 수 있습니까?
일반적으로 아니요. ATEX 규정을 준수하려면 화염 냉각 공간, 접지 및 인증된 재료를 포함한 특정 설계 기능이 필요합니다. 표준 밸브를 개조하면 인증을 받는 경우가 거의 없습니다. 새로운 인증된 밸브가 필요합니다.
ATEX 밸브는 얼마나 자주 검사해야 합니까?
ATEX 지침에서는 최소 1년에 한 번 검사할 것을 권장합니다. 팁 간격은 필러 게이지로 확인해야 합니다. 간격이 인증된 최대값을 초과하는 경우 밸브가 다시 작동하기 전에 로터 팁을 조정하거나 교체해야 합니다.
Doebritz는 ATEX 인증 로터리 밸브를 제공합니까?
예. Doebritz는 Zone 21 내부의 경우 ATEX 카테고리 2, Zone 22 외부의 경우 카테고리 3 인증을 받은 회전식 에어록 피더를 제조하며, Pstat 등급은 최대 10barg이고 St1 및 St2 먼지에 대한 화염 소화 간격도 제공됩니다.
유럽 이외 지역에서도 ATEX 인증이 허용됩니까?
ATEX 인증은 품질의 표시로 전 세계적으로 인정받고 있습니다. 많은 국가에서는 ATEX를 현지 표준과 동등한 것으로 인정합니다. IECEx가 필요한 시장의 경우 Doebritz는 요청 시 이중 인증 장비를 제공할 수 있습니다.
결론
가연성 분진 처리 시 폭발 방지는 선택 사항이 아닙니다. 분말 로터리 밸브의 Pstat 등급, 화염 냉각 간격 및 ATEX 인증은 귀하의 공장이 분진 폭발에서 살아남는지 또는 통계가 되는지 여부를 결정합니다. 통합 격리 시스템과 결합된 먼지 Kst 및 Pmax 값을 기반으로 한 적절한 사양은 최고 수준의 안전성을 제공합니다. 방폭에 있어서 무리한 조치를 취하는 것은 책임 있는 공장 관리자가 감수해서는 안 되는 위험입니다.
인증된 안전 장비로 시설과 인력을 보호하세요. 오늘 Doebritz Shanghai Co., Ltd.에 문의하여 분진 폭발 매개변수에 대해 논의하고 ATEX 인증 문서를 요청하거나 최고 안전 표준에 따라 설계된 폭발 방지 회전식 에어록 피더에 대한 견적을 받으십시오.
귀하의 메시지는 20-3,000 자 사이 여야합니다!