Resumen de las actividades
Las explosiones de polvo son un peligro grave en las instalaciones de manipulación de polvo.tuberías de rupturaComprender los principios de protección contra explosiones, las calificaciones Pstat y el cumplimiento de ATEX es esencial para cualquier persona que especifique los alimentadores rotativos de esclusas de aire en zonas peligrosas.Esta guía explica la ciencia detrás de las explosiones de polvo, cómo están diseñadas las válvulas rotativas para contenerlas o ventilarlas, y qué certificaciones se requieren para el funcionamiento legal en atmósferas explosivas.
La protección contra explosiones se refiere a las medidas de ingeniería que impiden que una explosión de polvo se inicie, se propague o cause daños estructurales.prevención de explosiones mediante la eliminación de fuentes de ignición, contención de explosiones mediante el diseño de equipos que resistan la presión máxima de explosión, y aislamiento de explosiones mediante la detención de la propagación de la llama entre los equipos conectados.
La clasificación Pstat, o presión máxima de explosión admisible, es la presión interna más alta que un dispositivo puede soportar de forma segura durante una explosión de polvo sin romperse.Se expresa en bar gauge o bargPor ejemplo, una válvula con un Pstat de 10 barg está construida para sobrevivir a una presión de explosión máxima de 10 bar.,y diseño de bridas.
Cuando un frente de llama viaja a través de un estrecho hueco anular entre la punta del rotor y el orificio de la carcasa, el metal absorbe el calor de la llama.Si la brecha es lo suficientemente pequeña, normalmente por debajo de 0,1 a 0,2 milímetros dependiendo del valor Kst del polvo, la llama se enfría por debajo de su temperatura de ignición y se extingue antes de llegar al otro lado.Esto evita que la explosión se propague río arriba en la tolva o colector de polvo.
Otros dispositivos de protección incluyen paneles de ventilación contra explosión que se rompen a una presión fija para liberar la fuerza de explosión de forma segura.y sistemas de supresión química que inyectan agentes extintores en milisegundos de detección de un aumento de presiónLas válvulas giratorias suelen trabajar en conjunto con estos sistemas como parte de una estrategia de seguridad integrada.
Por qué es importante la protección contra explosiones
Las explosiones de polvo causan daños catastróficos, lesiones y muertes, y las consecuencias van mucho más allá del evento inicial.
Pérdida de contención y daños estructurales
Cuando una válvula rotativa se rompe durante una explosión, las llamas a presión y los gases calientes escapan al área circundante.Los conductos conectados pueden derrumbarse.El coste financiero de la reconstrucción de un sistema roto a menudo supera varios millones de dólares.
Explosiones secundarias
La explosión primaria desaloja el polvo de las vigas, los pisos y las superficies de los equipos, creando una nube de polvo secundaria masiva que es mucho más destructiva que la primera.Las explosiones secundarias han destruido edificios enteros.Una válvula rotativa comprometida que filtra llama en una habitación llena de polvo puede desencadenar esta reacción en cadena.
Responsabilidad jurídica y infracciones reglamentarias
En la Unión Europea, las directivas ATEX 2014-34-UE para los equipos y 1999-92-CE para la seguridad en el lugar de trabajo son legalmente vinculantes.Operar equipos no conformes en una zona 21 o zona 22 es un delito procesable.Las compañías de seguros rechazan habitualmente las reclamaciones cuando el equipo carece de la certificación adecuada de protección contra explosiones.
Seguridad del personal
Los técnicos de mantenimiento que trabajan cerca de una válvula rotativa sin protección se enfrentan a un peligro extremo.,La protección adecuada contra explosiones es, en última instancia, para proteger vidas humanas.
Tiempo de inactividad de producción
La explosión contenida que no rompe la válvula provoca un apagado de emergencia.Este tiempo de inactividad representa una enorme pérdida de ingresosLa prevención a través de la calificación adecuada del equipo es siempre más barata que la recuperación.
La especificación correcta sigue una metodología estructurada basada en las características del polvo, la geometría del equipo y las normas aplicables.
Determinar los parámetros de explosión de polvo
Cada polvo combustible tiene propiedades de explosión únicas. El valor Kst mide la violencia de la explosión.CerealesLos valores entre 200 y 300 son St2, que representan polvos más violentos como el aluminio o el magnesio.normalmente entre 7 y 10 bar absolutos para la mayoría de los polvos orgánicosEstos valores provienen de pruebas de laboratorio según las normas EN 14034.
Calcular la calificación Pstat requerida
La válvula Pstat deberá superar la presión de explosión prevista, incluido el margen de seguridad; si el sistema dispone de ventilación de explosión, la Pstat deberá ser superior a la presión de activación de la ventilación.Si el sistema se basa en la contención sin ventilaciónPara un polvo típico St1 con una Pmax absoluta de 9 bar, una válvula de 10 barg proporciona una contención adecuada.
Especificar el espacio libre para la extinción de llamas
El espacio anular entre la punta del rotor y la carcasa debe ser lo suficientemente pequeño como para apagar la llama de polvo específica.Esto exige mecanizado de precisión y rotores de punta ajustable para mantener el espacio libre a medida que se produce el desgasteEl rotor también debe estar conectado a tierra para evitar descargas electrostáticas, que podrían servir como fuente de ignición.
Seleccionar Categoría y zona ATEX
Los equipos ATEX se clasifican según el nivel de protección requerido. Los equipos de categoría 1 son para las zonas 0 o 20, donde las atmósferas explosivas están presentes de forma continua o durante largos períodos.Categoría 2 es para la zona 1 o la zona 21La categoría 3 se refiere a la zona 2 o la zona 22, donde las explosiones son poco probables pero posibles.La mayoría de las válvulas giratorias en el manejo de polvo caen en la categoría 2 para la zona 21 interna y la categoría 3 para la zona 22 externa.
Integrar los dispositivos de aislamiento
Incluso una válvula protegida no puede detener una llama que viaja a través de las tuberías conectadas.Las válvulas de aislamiento de explosión o las esclusas de aire rotativas con capacidad de aislamiento certificada deberán instalarse aguas abajo para evitar la propagación de la llama a otros equipos.La propia válvula giratoria puede contribuir al aislamiento si mantiene un sello lo suficientemente firme como para bloquear el paso de la llama.
Ejemplo de aplicación
Una planta de transformación de harina de madera en Alemania experimentó una explosión de polvo que se originó en un receptor de filtros y se propagó a través de la válvula giratoria en el silo,causando una explosión secundaria que destruyó el techo del edificioLa investigación reveló que la válvula giratoria tenía una clasificación Pstat de sólo 3 barras y un espacio libre de 0,5 milímetros, muy por encima de los límites de seguridad.Doebritz reemplazó la válvula con una unidad certificada ATEX con una calificación Pstat 10 barg con 0La nueva válvula fue integrada con una válvula de aislamiento de explosión en la línea de descarga.Las pruebas de presión posteriores confirmaron que el sistema podría contener con seguridad una explosión en el peor de los casos St1 sin ruptura o propagación de la llama.
Preguntas frecuentes
¿Qué significa ATEX?
ATEX proviene de la frase francesa Atmosphères Explosibles, que se refiere a las directivas de la Unión Europea que rigen el equipo y la seguridad en el lugar de trabajo en atmósferas explosivas.
¿Puede actualizarse una válvula rotativa estándar a la conformidad con ATEX?
Generalmente no. El cumplimiento de ATEX requiere características de diseño específicas, incluidas las franjas de extinción de llamas, la conexión a tierra y los materiales certificados.Se necesita una nueva válvula certificada.
¿Con qué frecuencia deben inspeccionarse las válvulas ATEX?
Las directrices ATEX recomiendan una inspección al menos una vez al año.las puntas del rotor deben ajustarse o reemplazarse antes de que la válvula vuelva a funcionar..
¿Doebritz proporciona válvulas giratorias certificadas ATEX?
Doebritz fabrica alimentadores rotativos de esclusas de aire certificados para la categoría ATEX 2 para la zona 21 interna y categoría 3 para la zona 22 externa,con posiciones de Pstat de hasta 10 barg y tolerancias de extinción de llamas para polvos St1 y St2.
¿Se acepta la certificación ATEX fuera de Europa?
La certificación ATEX es reconocida a nivel mundial como una marca de calidad.Doebritz puede proporcionar equipos con doble certificación bajo petición..
Conclusión
La protección contra explosiones no es opcional en el manejo de polvo combustible.y certificación ATEX de una válvula rotativa de polvo determinar si su planta sobrevive a una explosión de polvo o se convierte en una estadísticaUna especificación adecuada basada en los valores Kst y Pmax de polvo, combinada con sistemas de aislamiento integrados, proporciona el más alto nivel de seguridad.No se debe correr el riesgo de reducir la protección contra explosiones..
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