Bezpieczeństwo wybuchowe silosów i przemysłowych filtrów odpylających
Silosy i filtry odpylające mogą stanowić poważne zagrożenie wybuchowe, jeśli nie zostaną odpowiednio zabezpieczone przed przedostaniem się źródeł zapłonu. Silosy i filtry odpylające mogą stanowić poważne zagrożenie wybuchowe, jeśli nie zostaną odpowiednio zabezpieczone przed przedostaniem się źródeł zapłonu.
Skuteczną ochronę zapewnia kompleksowe podejście do projektowania systemów zabezpieczających przed potencjalnym wybuchem, zgodnych z dyrektywą ATEX, które uwzględniają specyfikę całego procesu technologicznego i techniczne podejście doświadczonego wykonawcy w połączeniu z przygotowaniem właściwej dokumentacji dla obiektu i urządzeń.
Artykuł omawia zagrożenia wybuchowe związane z eksploatacją silosów i przemysłowych filtrów odpylających oraz sposoby ich zabezpieczania zgodnie z wymaganiami dyrektywy ATEX. Choć silosy nie generują własnych źródeł zapłonu, mogą być zagrożone w wyniku przedostania się iskier podczas załadunku. Wymaga to stosowania odpowiednich zabezpieczeń, takich jak klapy eksplozyjne, systemy bezpłomieniowego odprężania lub tłumienia wybuchu.
Z kolei filtry odpylające są szczególnie narażone na wybuchy ze względu na obecność pyłów palnych i możliwość przedostania się gorących cząstek do wnętrza systemu. Kluczowe jest właściwe zabezpieczenie filtrów oraz odpowiednie ukierunkowanie fali wybuchowej, by chronić ludzi i infrastrukturę.
Podkreślono znaczenie kompleksowego, zintegrowanego podejścia do projektowania zabezpieczeń przeciwwybuchowych, uwzględniającego cały proces technologiczny, a nie tylko pojedyncze urządzenia. Ważna jest również poprawna dokumentacja techniczna i współpraca z doświadczonymi projektantami systemów ATEX.
Bezpieczeństwo wybuchowe silosów i przemysłowych filtrów odpylających
Data publikacji: 03.08.2016 – wersja rozszerzona i uaktualniona – lipiec 2025 r.
Autor: Roman Burgiel
Wprowadzenie
W przemyśle przetwórczym, spożywczym, chemicznym, drzewnym czy energetycznym, silosy oraz przemysłowe instalacje odpylające stanowią integralne elementy infrastruktury technologicznej. Choć same w sobie nie zawsze są źródłem zagrożenia, ich eksploatacja wiąże się z ryzykiem wybuchów pyłów. W artykule omówiono główne mechanizmy ryzyka oraz sposoby skutecznego zabezpieczenia instalacji przed skutkami eksplozji.
Bezpieczeństwo wybuchowe silosów
Silosy służące do magazynowania materiałów sypkich (np. zboża, trocin, pyłów węglowych) nie generują zazwyczaj własnych źródeł zapłonu. Istnieją jednak wyjątki – m.in. w przypadku materiałów biologicznie aktywnych, które mają tendencję do samozapłonu, jak np. mokre trociny, osady komunalne, biomasa.
Warunki powstania wybuchu pyłu
Aby doszło do eksplozji pyłu w przestrzeni zamkniętej (np. w silosie), muszą być spełnione wszystkie z poniższych warunków (tzw. pięciokąt wybuchowy):
Pył palny,
Odpowiednie stężenie pyłu w powietrzu,
Obecność tlenu (powietrza),
Źródło zapłonu (iskra, gorąca cząstka, płomień itp.),
Przestrzeń zamknięta lub ograniczona.
Silosy same w sobie nie mają źródeł zapłonu – poza sytuacjami, w których są w nich materiały o tendencjach do samozapłonu, np. biologicznie aktywne ciała stałe. Oznacza to, że w silosach nie występuje znaczące zagrożenie wybuchowe (patrz RYS. 1 – pięć czynników koniecznych do zaistnienia wybuchu pyłu). Niemniej jednak istnieje ryzyko, że źródło zapłonu dostanie się do silosu w trakcie na przykład jego załadunku.
Silosy, które są zamontowane na zewnątrz pomieszczeń, wymagają wyposażenia w układy zabezpieczające w postaci klap eksplozyjnych, natomiast te, które są wewnątrz pomieszczeń, należy wyposażyć w układy bezpłomieniowego odprężania silosów lub systemy tłumienia wybuchu.
W zależności od typu materiału, który jest transportowany do silosu, można również zastosować środki zapobiegające dostaniu się źródła zapłonu.
Jednym z rozwiązań jest np. zastosowanie detektorów iskier wraz z układami ich gaszenia lub też zaworów odcinających, niepozwalających na przedostanie się iskier do układu.
Równocześnie jednak zastosowanie jednego z rozwiązań musi być gruntownie przeanalizowane i skonsultowane z ekspertami z zakresu zabezpieczeń przeciwwybuchowych.
Zabezpieczenia techniczne silosów
Aby zapobiec skutkom ewentualnej eksplozji, silosy powinny być wyposażone w odpowiednie systemy zabezpieczeń:
Silosy zlokalizowane na zewnątrz budynków – należy wyposażyć w:
klapy eksplozyjne (panele dekompresyjne), które umożliwiają bezpieczne rozprężenie fali ciśnieniowej na zewnątrz.
Silosy wewnętrzne (w pomieszczeniach) – powinny posiadać:
systemy bezpłomieniowego odprężania, które eliminują ryzyko pojawienia się płomienia poza urządzeniem,
systemy tłumienia wybuchu, które wykrywają i gaszą wybuch we wczesnej fazie.
Dodatkowo warto stosować:
detektory iskier wraz z systemami ich gaszenia,
zawory odcinające, które uniemożliwiają propagację płomienia i iskier w instalacjach transportowych.
Każdorazowe zastosowanie danego systemu powinno być skonsultowane z ekspertami ATEX i poprzedzone analizą ryzyka.
Zewnętrzne źródła zapłonu
Najczęstszym mechanizmem ryzyka w silosach jest przedostanie się źródła zapłonu z zewnętrznych procesów technologicznych – np. w czasie załadunku materiału do silosu. Wówczas iskry, rozżarzone cząstki lub nawet gorące gazy mogą dostać się do wnętrza zbiornika.
Odpylanie przemysłowe a ryzyko wybuchu
Systemy filtracji powietrza wyposażone w urządzenia filtracyjne służące do odpylania (tzw. odpylacze) są urządzeniami o podwyższonym ryzyku wybuchu pyłu, szczególnie gdy odciągają cząstki z procesów generujących gorące materiały (np. szlifowanie, spalanie, cięcie, suszenie).
Przemysłowe filtry odpylające
Z kolei prawdopodobieństwo wybuchu w przemysłowych filtrach odpylających jest znaczne, dlatego też w trakcie doboru urządzenia należy gruntownie przeanalizować, czy proces podlegający odpylaniu nie jest wybuchowy, a tym samym, czy wymaga zastosowania systemów zabezpieczających przed wybuchem.
Głównymi przyczynami zwiększonego ryzyka wybuchu w filtrze jest fakt, że iskry oraz inne ciepłe cząstki stałe mogą dostać się do systemu wraz z odciąganym pyłem z procesu.
Najbardziej krytycznym momentem działania instalacji odpylającej jest proces samooczyszczania filtra poprzez rewersyjny przepływ sprężonego powietrza lub powietrza wprowadzonego do filtra przez dodatkowy wentylator. Proces ten ma na celu otrzepanie wkładów filtracyjnych (worków lub nabojów) i umieszczenie pyłu w leju filtra, a następnie usunięcie go na zewnątrz. Ten proces prowadzi do znaczącego wzrostu koncentracji pyłu wewnątrz filtra.
Filtry odpylające (odpylacze) pracujące z pyłami o charakterze wybuchowym, co opisuje współczynnik Kst, muszą być wewnątrz pomieszczeń zabezpieczone przed ryzykiem wybuchu za pomocą bezpłomieniowego odprężania filtrów lub systemów tłumienia wybuchu. Filtry usytuowane na zewnątrz pomieszczeń – zabezpieczone są przy pomocy paneli eksplozyjnych.
Jeżeli drogi komunikacyjne w zakładzie znajdują się w zasięgu energii wybuchu pochodzącego z odpowietrzania filtra poprzez panele wybuchowe, to należy zastosować dodatkowe moduły powodujące odchylenie fali wybuchowej w taki sposób, aby drogi komunikacyjne były niezagrożone (RYS. 2).
Dotyczy to również innych przestrzeni, w których mogą znajdować się ludzie.
Mechanizm ryzyka
Największe zagrożenie stanowią:
Iskry i gorące cząstki dostające się do wnętrza filtra wraz z pyłem,
Proces samooczyszczania filtrów, realizowany zazwyczaj przez impulsowy nadmuch sprężonego powietrza – prowadzi to do krótkotrwałego wzrostu stężenia pyłu i zwiększenia ryzyka wybuchu.
Klasyfikacja pyłów – Kst
Pyły należy klasyfikować zgodnie z ich parametrem wybuchowości Kst.
Jeżeli materiał posiada Kst > 0, to urządzenie musi być zabezpieczone przeciwwybuchowo zgodnie z wytycznymi dyrektywy ATEX.
Systemy zabezpieczające dla odpylaczy
Na zewnątrz budynków:
Panele dekompresyjne skierowane w bezpiecznym kierunku,
Wewnątrz budynków:
Systemy bezpłomieniowego odprężania (np. flameless venting),
Systemy tłumienia wybuchu (np. z wykorzystaniem proszków gaśniczych).
Kierowanie falą wybuchową – bezpieczeństwo ludzi
Jeśli w bezpośrednim sąsiedztwie odpylacza znajdują się:
ciągi komunikacyjne,
stanowiska pracy,
inne przestrzenie przebywania ludzi,
…wówczas należy zastosować deflektory kierunkowe, które zmieniają tor fali wybuchowej i chronią personel (Rys. 2).
Podejście kompleksowe do zabezpieczeń przeciwwybuchowych
Wdrożenie zabezpieczeń powinno odbywać się w sposób systemowy – z uwzględnieniem wszystkich interakcji w procesie przemysłowym.
Kompleksowość w podejściu do zabezpieczenia przed wybuchem
Wszystkie procesy, w których występuje ryzyko wybuchu, mogą być zabezpieczane oddzielnie. Najbardziej jednak ekonomiczne jest podejście kompleksowe, obejmujące wszystkie interakcje występujące w procesie produkcyjnym z uwzględnieniem najbardziej zagrożonych miejsc i momentów.
Profesjonalne i kompleksowe rozwiązania mają swoją cenę – ale oczywiście często są tańsze od rozwiązań proponowanych przez niektórych oferentów stosujących metodę maksymalnie kosztownych projektów nawet tam, gdzie nie są one konieczne.
Trzeba również mieć na uwadze, że na koszt całkowity zastosowanych rozwiązań składa się zarówno koszt inwestycyjny, jak i koszt eksploatacyjny, który w wielu przypadkach jest znaczący.
Zastosowanie zabezpieczeń przeciwwybuchowych w poszczególnych procesach i instalacjach jest niezbędne i powinno być oferowane przez doświadczonych projektantów i dostawców kompleksowych systemów. Podczas montowania tych zabezpieczeń należy uwzględniać nawet ewentualną modyfikację samego procesu – w celu osiągnięcia maksymalnego bezpieczeństwa i optymalnych kosztów.
Analiza całego procesu
Izolowane podejście do zabezpieczenia pojedynczych urządzeń jest kosztowne i często nieskuteczne. Znacznie bardziej efektywne jest:
kompleksowe zaprojektowanie zabezpieczeń przeciwwybuchowych dla całej linii technologicznej,
uwzględnienie ewentualnych modyfikacji procesu,
optymalizacja zarówno kosztów inwestycyjnych, jak i eksploatacyjnych.
Projektowanie zgodne z ATEX
Skuteczna ochrona przeciwwybuchowa musi spełniać wymagania dyrektywy ATEX (2014/34/UE) oraz krajowych przepisów BHP. Projektanci i wykonawcy powinni:
analizować strefy zagrożenia wybuchem (ATEX zone classification),
projektować układy jako kompletne urządzenia techniczne, a nie zestawienie gotowych komponentów,
zadbać o pełną dokumentację techniczną i powykonawczą, potwierdzającą zgodność systemu z wymaganiami formalnymi.
Na rynku polskim działają tylko nieliczne firmy mające doświadczenie w projektowaniu instalacji zgodnej z dyrektywą ATEX i umiejące poprawnie zaprojektować system pod kątem procesu, któremu ma służyć, a równocześnie proponujące optymalne sposoby zabezpieczenia przeciwwybuchowego takiego systemu. Należy mieć na uwadze, że zabezpieczenie systemu to nie tylko filtr wyposażony w jakieś rozwiązanie (nawet najbardziej renomowanej firmy), to przede wszystkim właściwie przemyślany proces – wszystkie elementy składowe systemu wraz z analizą miejsc montażu elementów i wynikające z tego konsekwencje.
Innym, nie mniej istotnym elementem jest sprawa dokumentacji. Zastosowane do takich instalacji urządzenia są w myśl norm tzw. urządzeniami nieskończonymi, a na projektancie i wykonawcy spoczywa obowiązek zaprojektowania i zmontowania układów w taki sposób, aby z tego powstało nowe, kompletne i bezpieczne urządzenie – instalacja.
Całość tych działań projektowo-wykonawczych oraz uruchomieniowo-regulacyjnych musi następnie być właściwie udokumentowana, a całość dokumentacji przekazana inwestorowi.
Podsumowanie
Bezpieczeństwo przeciwwybuchowe w zakładach przemysłowych nie jest opcją – to obowiązek wynikający z przepisów, a przede wszystkim troski o życie ludzi i bezpieczeństwo infrastruktury.
Aby skutecznie chronić instalacje takie jak silosy czy filtry odpylające, niezbędna jest wiedza, doświadczenie i indywidualne podejście projektowe. Warto współpracować wyłącznie z renomowanymi dostawcami rozwiązań ATEX, którzy potrafią nie tylko dobrać właściwe urządzenia, ale też zadbać o cały proces: od analizy zagrożeń, przez projekt, po dokumentację i uruchomienie.
Źródło:
na podstawie artykułu Roman Burgiel, 2016 (z aktualizacjami 2025)
BART SP. Z O.O. – ROZWIĄZANIA DLA CZYSTEGO POWIETRZA
Instalacje odpylania realizowane przez firmę BART w standardzie zgodnym z Dyrektywą ATEX pracują już od wielu lat w szerokim zakresie zastosowań i cechuje je właściwy dobór urządzeń w wykonaniu EX oraz poprawnie wykonane projektowanie pod względem rozwiązań ssaw odciągowych i prędkości w rurociągach, a także sprawnie i właściwie zrealizowany montaż instalacji.
BART oferuje objęcie swoich instalacji serwisem w okresie gwarancyjnym i pogwarancyjnym, który może być rozszerzony również na inne instalacje i urządzenia klienta.
Firma BART oferuje szeroki zakres usług przy kompleksowej obsłudze nowych inwestycji i modernizacji zakładów przemysłowych z wielu branż. Zakres usług obejmuje engineering i projektowanie, dobór technologii oraz kompleksowe wykonawstwo inwestycji w formule „zaprojektuj i wybuduj”. Firma specjalizuje się w szczególności w rozwiązaniach dla czystego powietrza, obejmujących systemy odpylania procesowego i układy filtrowentylacyjne stanowisk pracy, systemy wentylacji przemysłowej, centralne systemy odkurzania, odciągi spalin, instalacje transportu pneumatycznego, dopalanie gazów i lotnych związków organicznych.
BART posiada własne biura projektowe i handlowe w Sosnowcu, Warszawie, Wrocławiu i Gdańsku oraz wyspecjalizowaną jednostkę odpowiedzialną za montaż, uruchomienie oraz serwis wykonywanych instalacji.
Przykłady realizacji i szczegóły rozwiązań związanych z uzdatnianiem powietrza można znaleźć również na naszej stronie.
