Bản tóm tắt
Nổ bụi là mối nguy hiểm nghiêm trọng trong các cơ sở xử lý bột. Khi bụi dễ cháy bốc cháy bên trong van quay hoặc thiết bị được kết nối, sóng áp suất sinh ra có thể phá hủy van, làm vỡ đường ống và gây nguy hiểm cho nhân viên. Hiểu các nguyên tắc chống cháy nổ, xếp hạng Pstat và tuân thủ ATEX là điều cần thiết đối với bất kỳ ai chỉ định máy cấp liệu khóa khí quay dạng bột trong khu vực nguy hiểm. Hướng dẫn này giải thích tính khoa học đằng sau các vụ nổ bụi, cách van quay được thiết kế để chứa hoặc thông hơi chúng và những chứng nhận cần thiết để vận hành hợp pháp trong môi trường dễ cháy nổ.
Bảo vệ chống cháy nổ đề cập đến các biện pháp kỹ thuật ngăn chặn vụ nổ bụi bắt đầu, lan rộng hoặc gây hư hỏng cấu trúc. Trong van quay bột, việc bảo vệ có ba hình thức: phòng chống nổ bằng cách loại bỏ nguồn đánh lửa, ngăn chặn vụ nổ bằng cách thiết kế thiết bị để chịu được áp suất nổ tối đa và cách ly vụ nổ bằng cách ngăn chặn sự lan truyền ngọn lửa giữa các thiết bị được kết nối.
Xếp hạng Pstat, hay áp suất nổ tối đa cho phép, là áp suất bên trong cao nhất mà thiết bị có thể chịu được một cách an toàn trong vụ nổ bụi mà không bị vỡ. Nó được thể hiện bằng thước đo thanh hoặc xà ngang. Ví dụ, một van có Pstat là 10 barg được chế tạo để tồn tại ở áp suất nổ cao nhất là 10 bar. Đánh giá này phụ thuộc vào độ dày thành vỏ, độ bền kéo của vật liệu, mô-men xoắn bu lông và thiết kế mặt bích.
Dập tắt ngọn lửa là một khái niệm quan trọng khác. Khi ngọn lửa di chuyển qua một khe hình khuyên hẹp giữa đầu rôto và lỗ vỏ, kim loại sẽ hấp thụ nhiệt từ ngọn lửa. Nếu khe hở đủ nhỏ, thường dưới 0,1 đến 0,2 mm tùy thuộc vào giá trị Kst của bụi, ngọn lửa sẽ nguội đi dưới nhiệt độ bắt lửa và tắt trước khi chạm tới phía bên kia. Điều này ngăn chặn vụ nổ lan truyền ngược dòng vào phễu hoặc bộ thu bụi.
Các thiết bị bảo vệ khác bao gồm các tấm thông hơi nổ ở áp suất cài đặt để giải phóng lực nổ một cách an toàn và hệ thống ngăn chặn hóa học phun chất chữa cháy trong vòng một phần nghìn giây sau khi phát hiện áp suất tăng. Van quay thường hoạt động cùng với các hệ thống này như một phần của chiến lược an toàn tích hợp.
Tại sao vấn đề chống cháy nổ
Vụ nổ bụi gây ra thiệt hại thảm khốc, thương tích và tử vong. Hậu quả còn vượt xa sự kiện ban đầu.
Mất khả năng ngăn chặn và thiệt hại về cấu trúc
Khi van quay bị vỡ trong một vụ nổ, ngọn lửa có áp suất và khí nóng sẽ thoát ra khu vực xung quanh. Các mảnh vụn bay ra từ vỏ bị vỡ sẽ trở thành mảnh đạn. Ống dẫn được kết nối có thể bị sập, làm đổ các bệ trên cao và làm hỏng thiết bị lân cận. Chi phí tài chính để xây dựng lại một hệ thống bị hỏng thường vượt quá vài triệu đô la.
Vụ nổ thứ cấp
Vụ nổ sơ cấp đánh bật bụi lắng trên dầm, sàn và bề mặt thiết bị. Điều này tạo ra một đám mây bụi thứ cấp khổng lồ có sức tàn phá mạnh hơn nhiều so với đám mây đầu tiên. Vụ nổ thứ cấp đã phá hủy toàn bộ tòa nhà. Một van quay bị hỏng làm rò rỉ ngọn lửa vào căn phòng đầy bụi có thể gây ra phản ứng dây chuyền này.
Trách nhiệm pháp lý và vi phạm quy định
Tại Liên minh Châu Âu, chỉ thị ATEX 2014-34-EU về thiết bị và 1999-92-EC về an toàn tại nơi làm việc có tính ràng buộc về mặt pháp lý. Vận hành thiết bị không tuân thủ trong khu vực Vùng 21 hoặc Vùng 22 là hành vi phạm tội có thể bị truy tố. Các công ty bảo hiểm thường xuyên từ chối yêu cầu bồi thường khi thiết bị thiếu chứng nhận chống cháy nổ phù hợp.
An toàn nhân sự
Kỹ thuật viên bảo trì làm việc gần van quay không được bảo vệ phải đối mặt với nguy hiểm cao độ. Van bị vỡ trong trường hợp đánh lửa bất ngờ có thể gây thương tích nghiêm trọng do áp suất nổ quá cao, bỏng hoặc các mảnh vỡ bay ra. Bảo vệ chống cháy nổ đúng cách cuối cùng là bảo vệ tính mạng con người.
Thời gian ngừng sản xuất
Ngay cả một vụ nổ được ngăn chặn nhưng không làm vỡ van cũng có thể gây ra tình trạng tắt máy khẩn cấp. Việc dọn dẹp, kiểm tra và khởi động lại hệ thống có thể mất vài tuần. Đối với các nhà máy có quy trình liên tục, thời gian ngừng hoạt động này thể hiện doanh thu bị mất rất lớn. Phòng ngừa thông qua đánh giá trang bị phù hợp luôn rẻ hơn so với việc phục hồi.
Cách chỉ định bảo vệ chống cháy nổVan quay
Thông số kỹ thuật chính xác tuân theo phương pháp có cấu trúc dựa trên đặc tính bụi, hình dạng thiết bị và các tiêu chuẩn hiện hành.
Xác định thông số nổ bụi
Mỗi loại bụi dễ cháy đều có đặc tính nổ riêng. Giá trị Kst đo lường bạo lực bùng nổ. Kst dưới 200 bar m/giây được phân loại là St1, loại phổ biến nhất bao gồm đường, ngũ cốc và nhiều hóa chất. Giá trị từ 200 đến 300 là St2, đại diện cho các loại bụi mạnh hơn như nhôm hoặc magie. Giá trị Pmax biểu thị áp suất nổ tối đa theo lý thuyết, thường dao động từ 7 đến 10 bar tuyệt đối đối với hầu hết các loại bụi hữu cơ. Những giá trị này đến từ thử nghiệm trong phòng thí nghiệm theo tiêu chuẩn EN 14034.
Tính toán xếp hạng Pstat cần thiết
Van Pstat phải vượt quá áp suất nổ dự kiến bao gồm cả giới hạn an toàn. Nếu hệ thống có lỗ thông hơi nổ thì Pstat phải cao hơn áp suất kích hoạt lỗ thông hơi. Nếu hệ thống dựa vào khả năng ngăn chặn mà không thông gió thì Pstat phải vượt quá Pmax của bụi. Đối với bụi St1 điển hình có Pmax tuyệt đối là 9 bar, một van định mức ở mức 10 barg sẽ cung cấp khả năng ngăn chặn thích hợp.
Chỉ định khoảng trống dập tắt ngọn lửa
Khe hở hình khuyên giữa đầu rôto và vỏ phải đủ nhỏ để dập tắt ngọn lửa bụi cụ thể. Đối với bụi St1, thông thường cần có khoảng hở từ 0,1 đến 0,15 mm. Điều này đòi hỏi gia công chính xác và rô-to đầu có thể điều chỉnh để duy trì độ hở khi xảy ra mài mòn. Rôto cũng phải được nối đất để tránh hiện tượng phóng tĩnh điện, có thể đóng vai trò là nguồn đánh lửa.
Chọn Danh mục và Vùng ATEX
Thiết bị ATEX được phân loại theo mức độ bảo vệ cần thiết. Thiết bị loại 1 dành cho Vùng 0 hoặc Vùng 20, nơi có bầu không khí dễ nổ liên tục hoặc trong thời gian dài. Loại 2 dành cho Vùng 1 hoặc Vùng 21, nơi thỉnh thoảng có khả năng xảy ra vụ nổ. Loại 3 dành cho Vùng 2 hoặc Vùng 22, nơi khó xảy ra vụ nổ nhưng có thể xảy ra. Hầu hết các van quay trong xử lý bột đều thuộc Loại 2 cho vùng 21 bên trong và Loại 3 cho vùng 22 bên ngoài.
Tích hợp các thiết bị cách ly
Ngay cả một van được bảo vệ cũng không thể ngăn được ngọn lửa truyền qua đường ống được kết nối. Van cách ly cháy nổ hoặc khóa gió quay có khả năng cách ly đã được chứng nhận phải được lắp đặt ở phía hạ lưu để ngăn lửa lan sang các thiết bị khác. Bản thân van quay có thể góp phần cách ly nếu nó duy trì độ kín đủ chặt để chặn ngọn lửa đi qua.
Ví dụ ứng dụng
Một nhà máy chế biến bột gỗ ở Đức xảy ra vụ nổ bụi bắt nguồn từ máy thu lọc và lan truyền qua van quay vào silo, gây ra vụ nổ thứ cấp phá hủy mái tòa nhà. Cuộc điều tra cho thấy van quay có chỉ số Pstat chỉ 3 bar và độ hở đầu tip là 0,5 mm, vượt xa giới hạn an toàn. Doebritz đã thay thế van bằng van được chứng nhận ATEX được xếp hạng ở mức Pstat 10 barg với khoảng cách dập tắt ngọn lửa 0,12 mm. Van mới được tích hợp van cách ly nổ trên đường xả. Thử nghiệm áp suất sau đó đã xác nhận hệ thống có thể ngăn chặn vụ nổ St1 trong trường hợp xấu nhất một cách an toàn mà không bị vỡ hoặc lan truyền ngọn lửa.
Câu hỏi thường gặp
ATEX có nghĩa là gì
ATEX xuất phát từ cụm từ tiếng Pháp Khí quyển nổ. Nó đề cập đến các chỉ thị của Liên minh Châu Âu quản lý thiết bị và an toàn nơi làm việc trong môi trường dễ cháy nổ.
Van quay tiêu chuẩn có thể được nâng cấp để tuân thủ ATEX không
Nói chung là không. Việc tuân thủ ATEX yêu cầu các tính năng thiết kế cụ thể bao gồm khoảng cách dập tắt ngọn lửa, nối đất và vật liệu được chứng nhận. Trang bị thêm một van tiêu chuẩn hiếm khi đạt được chứng nhận. Cần có một van được chứng nhận mới.
Bao lâu phải kiểm tra van ATEX
Hướng dẫn của ATEX khuyến nghị kiểm tra ít nhất mỗi năm một lần. Độ hở của đầu tip phải được kiểm tra bằng thước đo cảm biến. Nếu khe hở vượt quá mức tối đa được chứng nhận thì các đầu rôto phải được điều chỉnh hoặc thay thế trước khi van hoạt động trở lại.
Doebritz có cung cấp van quay được chứng nhận ATEX không
Đúng. Doebritz sản xuất máy cấp liệu khóa khí quay được chứng nhận ATEX Loại 2 cho khu vực bên trong Vùng 21 và Loại 3 cho khu vực bên ngoài Khu 22, với xếp hạng Pstat lên đến 10 barg và khoảng cách dập tắt ngọn lửa đối với bụi St1 và St2.
Chứng nhận ATEX có được chấp nhận bên ngoài Châu Âu không
Chứng nhận ATEX được công nhận trên toàn cầu như một dấu hiệu về chất lượng. Nhiều quốc gia chấp nhận ATEX tương đương với tiêu chuẩn địa phương. Đối với các thị trường yêu cầu IECEx, Doebritz có thể cung cấp thiết bị được chứng nhận kép theo yêu cầu.
Phần kết luận
Chống cháy nổ không phải là tùy chọn trong việc xử lý bụi dễ cháy. Xếp hạng Pstat, khả năng dập tắt ngọn lửa và chứng nhận ATEX của van quay bột xác định xem nhà máy của bạn có sống sót sau vụ nổ bụi hay trở thành một thống kê. Thông số kỹ thuật phù hợp dựa trên giá trị bụi Kst và Pmax, kết hợp với hệ thống cách ly tích hợp, mang lại mức độ an toàn cao nhất. Việc cắt giảm khả năng chống cháy nổ là một rủi ro mà người quản lý nhà máy có trách nhiệm không nên chấp nhận.
Bảo vệ cơ sở và nhân viên của bạn bằng thiết bị an toàn được chứng nhận. Hãy liên hệ với Doebritz Shanghai Co., Ltd. ngay hôm nay để thảo luận về các thông số nổ bụi của bạn, yêu cầu tài liệu chứng nhận ATEX hoặc nhận báo giá cho máy cấp liệu khóa khí quay chống cháy nổ được thiết kế theo tiêu chuẩn an toàn cao nhất.
