Eksplosionssikring i Træpille Industrien

Transkript

1 Eksplosionssikring i Træpille Industrien Præsentation af Gustaf Fagerberg A/S ved Erik Wienke

2 Hvad skal der til for at en eksplosion kan opstå? (koncentration) Ilt Dispersion Lukket volumen Brændstof (koncentration) Tændkilde (tændenergi mj)

3

4 Hvilke tændkilder? (600 registrede tilfælde) % Mekanisk Friktion Ulmende % Statisk Elektricitet Åben Ild Selvopvarmende % 8% 7% 6% 5% Varme overfalder Varmt Arbejde Elektrisk Udstyr 5 4% 4% 4% Ukendt 0 Andet Kilde BIA

5 Hvilken type udstyr i forhold til (top 3) tændkilder? (600 registrede tilfælde) Statisk Elektricitet Ulmende materiale Mekanisk Friktion 0 Kilde BIA

6 I Hvilke Industrier? 40 38% % % % 7% 3% 1% 4% 3% 1% 1% 0 Kilde BIA

7 Eksplosionsbeskyttelse er en 3 trins proces 1. Hvad er risikoen for at en eksplosion kan opstå i vores anlæg? 2. Hvilke muligheder har vi for at forhindre at det sker? 3. Hvordan kan man sikre sig, hvis det sker?

8 1. Hvad er risikoen for at en eksplosion kan opstå i vores anlæg? (Risiko og Konsekvens) Få foretaget en risikovurdering af anlægget og hvad konsekvenserne vil være hvis en eksplosion opstår. Kan mit produkt eksplodere Kst & Pmax? Hvor kan den opstå MIE & MEC, MIT, MAIT, MOC Hvor er den størst (ATEX zone 20,21 & 22)? Hvad vil de sandsynlige konsekvenser være hvis det sker? Personer og udstyr

9 2. Hvilke muligheder har vi for at forhindre at det sker? (Præventive tiltag) Man bør gøre alt hvad der er muligt for at forhindre at en eksplosion kan opstå Sørge for at elektrisk udstyr er godkendt (Zone 20,21 &22) Gnist & Brand detektering (CO) & slukning Gør rent rundt om procesudstyret (fjern støv Sekundær eksplosion) Arbejdsprocedure Vedligeholdelse

10 3. Hvordan kan man sikre sig, hvis det sker? (Installere passivt eller aktivt Eksplosionssikringsudstyr) Trykstødfasthed Inert gas, kontrol af Ilt koncentrationen og procesparametre m.v. Eksplosionsaflastning Eksplosionsundertrykkelse Eksplosionsisolering

11 Grundlæggende viden om Eksplosioner Eksplosion En Sprængning af et lukket Volume forårsaget af trykudviklingen fra en hurtig forbrænding. Tryk udvikling: < bar Tid: Millisekunder, Flamme hastighed: ~ 100 m/s

12 Grundlæggende viden om Eksplosioner Detonation En acceleration af en hurtig forbrænding hvor hastigheden bliver højere end lydens Tryk udvikling: > bar Tid: Mikrosekunder, Flamme hastighed: ~ 2000 m/s

13 Tryk/stødfast udstyr Man kan vælge at gør sit udstyr tryk/stød fast så det kan modstå eksplosionen. Svarende til mellem 7-12 bar normalt for de fleste organiske støv materialer.

14 Hvad skal man være særligt opmærksom på ved trykstødfast udstyr? Man tillader jo eksplosionen at udvikle sig maksimalt og der vil være en meget stor risiko for de meget farligere sekundære eksplosioner i tilsluttet udstyr Kun fysik godkendte afspærringer kan anvendes som isolering af tilsluttede rørforbindelser. Det vil være en relativ dyr løsning

15 Inert gas, kontrol af Ilt og procesparametre m.v. Man kan vælge at tilføre inert gasser så eksplosion eller brand er umulig (N2) dvs. ilt koncentrationen er for lav til mulig forbrænding. Kontrollere at produktkoncentrationen aldrig opnår eksplosivt niveau.

16 Hvad skal man være særligt opmærksom på ved Inert gasser? Det er svært og ofte ret bekosteligt med inert gasser, da de fleste (organiske støv) anlæg ikke er gastætte. Meget overvågningsudstyr er nødvendigt for at sikre sig til alle tider. Det er et aktivt system som fordre løbende vedligeholdelse

17 Eksplosionsaflastning Den billigste og enkleste løsning er Eksplosionsaflastning. Fås i mange udgaver og størrelser Mulige optioner, Atmosfærisk isolering, Brudindikeringer, Vejrbeskyttelser, Flammedræbere, aflastningskanaler til det fri m.m.

18 Hvad skal man være særligt opmærksom på ved Eksplosionsaflastning? Aflastningen skal foretages til et sikkert sted uden for bygningen Det er ikke tilladt at aflast indendørs (brug kanaler eller flammedræbere efterfølgende) Man tillader eksplosionen at udvikle sig optimalt så vær opmærksom på isolering af tilsluttede rørforbindelser. Vær opmærksom på at standarder og beregningerne fordre at man vælger placering og type af plade allerede i beregningen for L/D (vertikal og horisontal flammeudvikling) og effektiviteten Miljøhensyn (giftige og miljø skadelige produkter bør ikke aflastes til omgivelserne)

19 Aflast altid til et sikkert sted Tryk, flammer og partikler

20

21

22 Flammedræber

23 Hvad skal man være særligt opmærksom på ved Flammefri Eksplosionsaflastning? Sikkerhedsafstand til andet udstyr 0,7 meter og ca.1 meter til personer dog afhængigt af dimension og type. Rummet skal være større end det beskyttede volumen 1/9 for armerede bygninger og 1/15 for svagere konstruktioner Medie /Tryk bliver aflastet i rummet kun flammerne holdes tilbage Man tillader eksplosionen at udvikle sig optimalt så vær opmærksom på isolering af tilsluttede rørforbindelser.

24

25 Eksplosionsundertrykkelse En optimal eksplosionsundertrykkelse opnås ved at en tryk eller optiske detektor, opdager eksplosionen i en meget tidlig fase og via det tilhørende styresystem aktiverer en gaspatron i undertrykkelsesbeholderen, som via en rørføring får de 62,5 bar Nitrogen, til at åbne sprængpladen helt og fordele tilstrækkeligt (1,8kg pr. m3) med undertrykkelsespulver (SBC) ind i processen som derved omgående slukker eksplosionen. Flamme fronten bliver nedkølet (energien absorberes) af undertrykkelsesmidlet (SBC) De specielle dysser sørger for en fuldstændig fordeling af undertrykkelsespulveret uden hensyntagen til hvor eksplosionen måtte opstå i det beskyttede volumen. Flere beskyttelsesbeholdere kan være nødvendige for at beskytte et stort volumen. Flammen, trykket og de uforbrændte produkter forbliver inde i procesbeholderen Man kan arbejde tæt på udstyret uden risiko.

26 Antændelsen Eksplosion starter i et lukket volumen udstyret med trykdetektor, Kontrol panel og undertrykkelses beholder Fike

27 Fike Detektering En trykdetektor opfanger trykbølgerne og giver signal til Kontrol panelet Tid : MINDRE END 1 Millisekund

28 Aktivering Kontrol Panelet sender en elektriks impuls til undertrykkelses beholderens detonator som åbner sprængpladen. Tid: MINDRE END 1 Millisekund Fike

29 Fike Indblæsning Undertrykkelses middel indblæses og fordeles via specielle dysser.

30 Eksplosions undertrykkelsen Undertrykkelsesbeholderen fortsætter med fordele undertrykkelses middel via dysserne. Eksplosionen er slukket. Tid: Mindre end Millisekunder Fike

31

32

33

34 Eksplosions-Undertrykkelse Fordelingsprofil af slukningspulver Millisekunder Millisekunder Millisekunder Afstand 0

35 EPACO systemet EPACO : Explosion Protection Active Controlled Operation

36 EPACO Modulerne Fike RS232 EPC Fike RS232 PSU Fike RS232 AM Fike RC8 Explosion Protection Controller (EPC) Power Supply Unit (PSU) Annunciator Module (AM) Relay Card (RC8)

37

38

39

40 50L HRD beholder

41 Vented Propan gas

42 Suppression af Propan gas

43

44 30L HRD Magnesium

45 Hvad skal man være særligt opmærksom på ved Eksplosionsundertrykkelse? Sikre sig ved procedurer for fysisk adgang til udstyret, hvorpå aktive systemer er monteret, så dette ikke er muligt når systemet er aktivt (dørkontakter, nøgler, automatisk armering/de-armering, afspærringer, etc.) Det er et aktivt system som fordre løbende vedligeholdelse Det skal genfyldes efter aktivering af en specialist

46 Hvorfor Eksplosions-Isolering? Eksplosionens Tryk og Flamme kan og vil brede sig til andet procesudstyr gennem de tilsluttede rørinstallationer. Eksplosioner der vandre fra en procesbeholder til en anden gennem rørinstallationerne, har en tendens til at blive meget voldsommere end eksplosioner i enkeltstående beholdere uden rørtilslutninger, grundet kompression og Flame Jet-Ignition. Eksplosionen kan risikere at accelerere over i en Detonation i rørsystemet.

47 Formålet med Eksplosions - isolering? Forhindre en eksplosion i at vandre gennem rørforbindelser til andre dele af processen = undgå at der opstår sekundære eksplosioner eller detonationer.

48 5 m3 træstøv eksplosion DN 400 rør

49

50

51 Hvad skal man være særligt opmærksom på ved Eksplosionsisolering? Man kan ikke nøjes med kun at eksplosionsisolere. Det respektive procesudstyr som man vil begrænse eksplosion til, skal være behørigt beskyttet selv. Ved tryk/stød fast udstyr skal man bruge isolering der er godkendt og egent til dette formål (FAV) De oplyste Maks./ Min. Placeringer i tegningerne skal overholdes, da det er en forudsætning for at udstyret vil stoppe eksplosionen som tiltænkt. Noget isoleringsudstyr er en del af et aktivt system som fordre løbende vedligeholdelse

52 Beregninger, ATEX, SIL, Europæiske Standarder, Eksplosions- Simuleringer

53

54

55

56

57

58 Eksplosions-Simulering

59

60

61

62

63 The US Chemical Safety Board

64 ?