خلاصه
در صنایعی که با گرد و غبارهای قابل اشتعال سروکار دارند - غلات، مواد شیمیایی، دارویی، فلزات و زیست توده - شیر دوار یک دستگاه حیاتی برای جداسازی آتش و انفجار است. یک شیر با مشخصات نادرست میتواند به عنوان مسیر شعله عمل کند و اجازه دهد انفجار گرد و غبار در یک جمع کننده گرد و غبار به سمت بالا به یک سیلو منتشر شود و یک حادثه محدود را به یک انفجار فاجعه بار چند مخزنی تبدیل کند. استانداردهای ایمنی جهانی مانند ATEX (اروپا), IECEx (بینالمللی), و NFPA 69 (ایالات متحده) طراحی و کاربرد شیرهای دوار را در اتمسفرهای انفجاری تنظیم میکنند. این راهنما این استانداردها را رمزگشایی میکند و مفاهیم اصلی خاموش کردن شعله، محدودیت دما و مهار فشار را توضیح میدهد تا به شما در مشخص کردن یک فیدر هوایی دوار که به عنوان یک مانع ایمنی واقعی عمل میکند، کمک کند.
یک انفجار گرد و غبار به پنج عنصر نیاز دارد (پنج ضلعی انفجار گرد و غبار): سوخت (گرد و غبار قابل اشتعال)، اکسیژن، منبع اشتعال، مهار و پراکندگی. یک شیر دوار در تقاطع این عناصر قرار دارد.
-
سوخت: خود پودر.
-
مهار: محفظه شیر پودر و فشار را مهار میکند.
-
مسیر اشتعال: اگر یک شعلهور شدن در پایین دست (به عنوان مثال، در فیلتر) رخ دهد، گازهای داغ و شعلهها به سمت بالا حرکت میکنند. شیر باید این جبهه شعله را متوقف کند.
-
اثر نقاله: یک شیر استاندارد با فاصله زیاد میتواند در واقع شعله را با تغذیه پودر تازه به داخل گلوله آتش در حین چرخش، تسریع کند.
سه استاندارد جهانی: ATEX، IECEx و NFPA 69
|
استاندارد
|
منطقه
|
تمرکز اصلی
|
سند کلیدی برای شیرها
|
|
ATEX
|
اتحادیه اروپا
|
صدور گواهینامه تجهیزات و ایمنی محل کار
|
دستورالعمل 2014/34/EU (ATEX 114)؛ EN 14986
|
|
IECEx
|
بینالمللی
|
طرح صدور گواهینامه جهانی
|
سری IEC 60079؛ IEC 61241 (اکنون ادغام شده است)
|
|
NFPA 69
|
ایالات متحده
|
نصب و طراحی سیستم
|
NFPA 69: استاندارد سیستمهای پیشگیری از انفجار
|
-
ATEX/IECEx: تمرکز بر تجهیزات. آنها "Ex d" (ضد انفجار)، "Ex t" (حفاظت توسط محفظه) و "Ex h" (حفاظت توسط فشار) را برای گرد و غبار تعریف میکنند. آنها گواهینامههای انطباق صادر شده توسط یک نهاد اطلاعرسانی (مانند TÜV، UL) ارائه میدهند.
-
NFPA 69: تمرکز بر سیستم. این استاندارد نحوه طراحی یک سیستم حفاظتی را دیکته میکند، از جمله عملکرد مورد نیاز شیرهای دوار مورد استفاده به عنوان "شیرهای جداسازی انفجار". این استاندارد پارامترهایی مانند شکاف خاموش کننده شعلهگروه IIC (گاز)حداکثر فشار مجاز (P_max)
را مشخص میکند.
اصول ایمنی اصلی برای شیرهای دوار
-
4. جلوگیری از جرقه الکتریکی و مکانیکیاصل:
-
یک آسانسور غلات از یک جمع کننده گرد و غبار (فیلتر) برای جذب گرد و غبار فراری استفاده میکند. گرد و غبار (آرد گندم) دارای Kst 150 bar·m/s و P_max 9.5 bar است.الزام: فاصله شعاعی بین نوک روتور و سوراخ محفظه باید کوچکتر از حداکثر شکاف ایمن تجربی (MESG) برای گرد و غبار خاص باشد. برای اکثر گرد و غبارهای آلی، این مقدار غلظت اکسیژن محدود کننده (LOC)
-
گرد و غبار و مساحت تخلیه محاسبه میشود.طراحی: از طریق روتورهای نوک قابل تنظیم
-
به دست میآید. نوکهای با روکش سخت (کاربید تنگستن یا سرامیک) با استفاده از پیچهای تنظیم پیشرفته میشوند تا این فاصله تنگ را با وقوع سایش حفظ کنند. سوراخ محفظه باید با دقت سنگزنی شود تا از هممرکزی اطمینان حاصل شود.هشدار: یک شیر با فاصله 0.20 میلیمتر ضد انفجار نیست
. به عنوان مسیر شعله عمل خواهد کرد. این دلیل شماره 1 خرابی شیر در انفجارها است.
-
4. جلوگیری از جرقه الکتریکی و مکانیکیاصل: دمای سطح خارجی شیر هرگز نباید از دمای خود اشتعالی (AIT)
-
یک آسانسور غلات از یک جمع کننده گرد و غبار (فیلتر) برای جذب گرد و غبار فراری استفاده میکند. گرد و غبار (آرد گندم) دارای Kst 150 bar·m/s و P_max 9.5 bar است.الزام: شیرها به یک غلظت اکسیژن محدود کننده (LOC)
-
اختصاص داده میشوند.T1:
-
>450 درجه سانتیگرادT2:
-
>300 درجه سانتیگرادT3:
-
>200 درجه سانتیگرادT4:
-
>135 درجه سانتیگرادT5:
-
>100 درجه سانتیگرادT6:
-
گرد و غبار و مساحت تخلیه محاسبه میشود.طراحی: برای اکثر گرد و غبارها (AIT ~300-400 درجه سانتیگراد)، یک شیر کلاس T3 کافی است. با این حال، برای مواد با AIT پایین (مانند گوگرد، برخی فلزات)، یک شیر کلاس T4 یا T5
-
اجباری است. ممکن است به پرههای خنک کننده، ژاکتهای آب یا محافظهای حرارتی نیاز باشد.دمای یاتاقان:
دمای داخلی یاتاقانها باید نظارت (RTD/ترموکوپل) و هشدار داده شود تا از گرم شدن بیش از حد ناشی از اصطکاک جلوگیری شود.
-
4. جلوگیری از جرقه الکتریکی و مکانیکیاصل:
-
یک آسانسور غلات از یک جمع کننده گرد و غبار (فیلتر) برای جذب گرد و غبار فراری استفاده میکند. گرد و غبار (آرد گندم) دارای Kst 150 bar·m/s و P_max 9.5 bar است.الزام: شیر باید برای فشار انفجار کاهش یافته (P_red) سیستم محافظت شده درجهبندی شود. این بر اساس حداکثر فشار انفجار (P_max)
-
گرد و غبار و مساحت تخلیه محاسبه میشود.طراحی:
محفظههای چدنی دیواره ضخیم (مانند 25-50 میلیمتر ضخامت) استاندارد هستند. تمام فلنجها باید برای P_red کامل درجهبندی شوند. شفت روتور باید توسط یاتاقانهای سنگین که قادر به تحمل بارهای فشاری ناشی از انفجار هستند، پشتیبانی شود.
عمل کنید. چرخش با سرعت بالا میتواند بارهای الکترواستاتیک یا گرمای اصطکاکی ایجاد کند.
مثال کاربردی: جمع کننده گرد و غبار آسانسور غلات
-
یک آسانسور غلات از یک جمع کننده گرد و غبار (فیلتر) برای جذب گرد و غبار فراری استفاده میکند. گرد و غبار (آرد گندم) دارای Kst 150 bar·m/s و P_max 9.5 bar است.الزام:
-
NFPA 69 یک شیر جداسازی انفجار بین جمع کننده و پایه آسانسور سطل را الزامی میکند.راه حل: یک فیدر هوایی دوار با گواهینامه ATEX Doebritz
-
نصب شده است.خاموش کردن شعله: نوکهای کاربید تنگستن قابل تنظیم غلظت اکسیژن محدود کننده (LOC)
-
را حفظ میکنند.دما: درجهبندی شده T3 (200 درجه سانتیگراد)
-
، بسیار بالاتر از AIT گرد و غبار (440 درجه سانتیگراد).فشار: محفظه درجهبندی شده برای 10 بار
-
(P_red).الکتریکی: تمام موتورها و سنسورها دارای گواهینامه Ex tD A21 IP66 T135°C
-
هستند.نتیجه:
در طول یک انفجار جزئی فیلتر، شیر با موفقیت شعله را خاموش کرد. بازرسی پس از حادثه هیچ آسیبی به آسانسور بالادست نشان نداد و از انفجار ثانویه احتمالی که میتوانست تأسیسات را نابود کند، جلوگیری کرد.
-
نقش شیر دوار در استراتژیهای حفاظت از انفجارجداسازی شعلهور شدن:
-
نقش اصلی. از انتشار شعلهور شدن به سمت بالا یا پایین دست جلوگیری میکند.کمک به تخلیه فشار:
-
در هماهنگی با دریچههای انفجار عمل میکند. با حفظ آببندی محکم، از بازگشت گازهای تخلیه شده به هاپر جلوگیری میکند.پشتیبانی از بیاثرسازی: هنگام استفاده در یک سیستم بیاثر (مانند با نیتروژن)، شکاف تنگ به حفظ غلظت اکسیژن زیر غلظت اکسیژن محدود کننده (LOC)
-
کمک میکند.دستگاه حفاظت اولیه نیست: شیر دوار یک دستگاه غیرفعال
است. نباید به عنوان تنها وسیله حفاظت به آن تکیه کرد. باید بخشی از یک استراتژی حفاظت لایهای شامل تخلیه، سرکوب و بیاثرسازی باشد.
سوالات متداول
س: آیا میتوان از شیر دوار هم در اتمسفرهای گرد و غبار و هم گاز استفاده کرد؟پ:
خیر. گواهینامه ATEX/IECEx یک گواهینامه طراحی و ساخت است، نه یک اصلاح میدانی. شما نمیتوانید به سادگی نوکها را روی یک شیر استاندارد تنظیم کنید و ادعا کنید که گواهی شده است. کل طراحی (مواد، فاصلهها، آزمایشها) باید توسط یک نهاد اطلاعرسانی بررسی و گواهی شود.
س: آیا میتوان از شیر دوار هم در اتمسفرهای گرد و غبار و هم گاز استفاده کرد؟پ: محفظههای Ex d (ضد انفجار) برای مقاومت در برابر انفجار داخلی و جلوگیری از اشتعال اتمسفر خارجی طراحی شدهاند. Ex t (حفاظت توسط محفظه) به جلوگیری از ورود گرد و غبار به داخل محفظه متکی است. برای شیرهای دوار، Ex t
نامگذاری مربوطه برای حفاظت از اشتعال گرد و غبار است.
س: آیا میتوان از شیر دوار هم در اتمسفرهای گرد و غبار و هم گاز استفاده کرد؟پ:
برای گرد و غبارهای ساینده، ماهانه بررسی کنید. برای گرد و غبارهای غیر ساینده، فصلی بررسی کنید. همیشه پس از هرگونه صدای غیرعادی یا لرزش بررسی کنید. از یک گیج فیلر از طریق درگاههای بازرسی استفاده کنید. هرگز شیری را که شکاف آن از MESG گواهی شده فراتر میرود، کار نکنید.
س: آیا میتوان از شیر دوار هم در اتمسفرهای گرد و غبار و هم گاز استفاده کرد؟پ:
NFPA 69 یک استاندارد نصب در ایالات متحده است. این استاندارد به گواهینامه ATEX نیاز ندارد، اما معیارهای عملکردی (مانند شکاف خاموش کننده شعله) را که با الزامات ATEX یکسان هستند، اجباری میکند. در عمل، مشخص کردن یک شیر با گواهینامه ATEX آسانترین راه برای اثبات انطباق با NFPA 69 است.
س: آیا میتوان از شیر دوار هم در اتمسفرهای گرد و غبار و هم گاز استفاده کرد؟پ: فقط در صورتی که به طور خاص برای گروه IIC (گاز) و گروه IIIC (گرد و غبار)
گواهی شده باشد. این نادر و گران است. اکثر شیرها فقط برای گرد و غبار (IIIC) گواهی شدهاند. استفاده از شیر فقط برای گرد و غبار در اتمسفر گاز بسیار خطرناک و ممنوع است.
نتیجهگیریدر اتمسفرهای انفجاری، شیر دوار صرفاً یک فیدر نیست؛ بلکه یک مانع ایمنی نجاتبخش است. انطباق با ATEX، IECEx و NFPA 69 اختیاری نیست - بلکه یک الزام قانونی و اخلاقی است. کلید ایمنی در شکاف خاموش کننده شعله، کلاس دما و مهار فشار
شیر نهفته است. با مشخص کردن یک فیدر هوایی دوار گواهی شده با نوکهای قابل تنظیم، ساختار قوی و ویژگیهای ایمنی یکپارچه، شما یک منبع اشتعال بالقوه را به یک مهارکننده شعله قابل اعتماد تبدیل میکنید. با اصرار بر حفاظت انفجار گواهی شده، از افراد، داراییها و مجوز عملیاتی خود محافظت کنید.