Emner. »Klassifikation efter DS/EN : Historisk Perspektiv. Gennemgang af metodik vha. eksempel

Transkript

1 »Klassifikation efter DS/EN :2015 ATEX Forum 2. november 2016 Esben Hove, ALECTIA A/S Emner Historisk Perspektiv Gennemgang af metodik vha. eksempel 1

2 Historisk perspektiv 1996 udgaven Selve standarden - info om hvad man skal være opmærksom på. Annex B - begreberne udslipsgrad, ventilationsgrad og ventilationens tilgængelighed indføres samt med enkel systematik til at afgøre hvilke zoner der er tale om. Hypotetisk volumen V z hjælp til ventilationsgrad og zone udstrækning. Min erfaring: V z forekommer for konservativt i flere sammenhænge, bl.a. for stinkskabe Historisk perspektiv 2009 udgaven Selve standarden endnu mere info om hvad man skal huske ved vurdering. Metode til beregning af udslip gennem huller i forskellige sammenhænge (ikke noget om fastlæggelse af hulstørrelse!). Metodik i øvrigt den samme. Følgende note i B fangede min interesse: 2

3 Historisk perspektiv RR 630/2008 Research Report 630 Area Classification for secondary releases from low pressure natural gas systems Sammenligning CFD-beregninger for en række scenarier bruges til at vurdere Vz (V hvor konc. >50% af LEL. Vz beregnet efter EN (V hvor gennemsnitskoncentration = 50% af LEL). Historisk perspektiv RR 630/2008 Rapportens forslag til kriterium for sekundære udslip af naturgas: Forudsætninger er bl.a. Udslipsrate < 1 g/s Homogen ventilation (ingen dårligt ventilerede områder med udslip) V z var reelt mindre end 0,1 m 3 i de tilfælde hvor gennemsnitskoncentrationen i udsugningsluften C 0ut < 10% af LEL 3

4 Luftskifte kontra luftmængde EN : 2009 bruger luftskifte og RR 630 bruger luftmængden. Eksempel Betragt et rum der er 1 m højt og enten 5 x 5 m eller 20 x 20 m. Rummet har et luftskifte på 5 gange i timen og der er indblæsning og udsugning i hver sin ende. Hvordan er ventilationsforholdene i et 1 m bredt område et sted i rummet? Rumdimension 5 x 5 m 20 x 20 m Luftskifte [h -1 ] 5 5 Luftmængde [m 3 /h] Luftmængde der fortynder 1 m bredt spild [m 3 /h] 125/5 = /20 = 100 DS/EN : 2015 Selve standarden endnu mere info om hvad man skal huske ved vurdering. Begrebet fortyndingsgrad er indført som erstatning for ventilationsgrad. V z er erstattet af metode baseret på karakteristisk udslipsrate og lufthastigheden. Guideline for vurdering af hulstørrelser er indført. Formel for beregning af fordampning er indført. 4

5 Fortyndingsgrad (degree of dilution) Fortyndingsgraden afhænger af ventilationsforholdene i kombination med udslippets størrelse og type. Høj fortyndingsgrad Koncentrationen nær udslipskilden reduceres hurtigt og forekomsten vil hurtigt forsvinde når udslippet stopper. Medium fortyndingsgrad Koncentrationen kontrolleres af ventilationen så der opstår et afgrænset område med eksplosiv atmosfære mens udslippet står på og den eksplosive atmosfære vil ikke være til stede i lang tid efter udslippet er stoppet. Lav fortyndingsgrad Der er en signifikant koncentration i rummet mens udslippet står på og/eller der er en signifikant varighed af den eksplosive atmosfære efter udslippet er stoppet. Fastlæggelse af zoner 5

6 Klassifikationsmetodik (afsnit 5.2) Identificer udslipskilder Bestem udslipsraten og udslipsgraden for hver udslipskilde - se annex B Vurder ventilationsforholdene (fortyndingsgrad) og ventilationens pålidelighed - se annex C Bestem zonerne ud fra udslipsgrad, fortyndingsgrad og ventilationens pålidelighed - se annex D Bestem zonernes udstrækning - se annex D Case Rum med pumpe for brandfarlig væske Geometri Rumstørrelse: 10 x 10 x 4 m (b x l x h) Ventilation Luftskifte 10 h -1 (4 x m 3 /h) Indblæsning jævnt ved loft. Rum- og produkttemperatur: 20 C Lufthastighed u w =4 x 1.000/(10 x 4)=100 m/h =0,028 m/s Udslipskilde Pumpe med enkelt pakdåse Placeret i 2 x 2 m område med opkanter. Pumpetryk: Δp = 4 bar = Pa Produkt: Ethanol molvægt M = 46,1 kg/kmol LFL 0,031 vol/vol henholdsvis 0,059 kg/m 3 Damptryk p v = Pa = 5,878 kpa Gasdensitet ρ g = 1,91 kg/m 3 6

7 Udslipskilder Anneks B.5 - Hulstørrelser Primær pakdåse smøres af medie meget lav udslipsrate Sekundær lækage på pakdåse hulstørrelse S=5 mm 2 og C d = 0,75 valgt Udslip væske formel B.1 giver W = 0,094 kg/s (S, Cd, ρ og Δp) Frigivne dampe mens væsken er i luften eks. 2 i annex E, 2 % af væskeudslip, dvs. 0,02 0,094=1, kg/s Frigivne dampe fra fordampning fra 2 x 2 m bassin, hvor u w valgt til 0,1 m/s formel B.6 giver W e =1, kg/s (A, u w, p v, M, R, T) Samlet udslip W g = 1, , =0,002 kg/s Q g = W g / ρ g = 0,002/1,91 =0,00105 m 3 /s Anneks C - ventilationsforhold Vurdering af baggrundskoncentration X b i forhold til X crit f : korrektionsfaktor for forholdet mellem gennemsnitlig baggrundskoncentration i forhold til koncentration ved udsugningspunkter (hvor jævnt er rummet ventileret). Skala 1-5, hvor 1 er bedst. f =1,5 anvendt i case. Q g = 0,00105 m 3 /s (forrige slide) Q 2 = m 3 /h / s/h = 1,28 m 3 /s (frisk luft pr. s) X b = f Q g / Q 2 = 1,5 0,00105 / 1,28 = 0,00124 vol/vol X crit baseres på LEL og en sikkerhedsfaktor, typisk 0,25 0,50 (0,25 er valgt) X crit = 0,25 0,031 = 0,0078 vol / vol X b < X crit (ca. faktor 6) --> Fortyndingsgrad er ikke lav 7

8 Anneks C - ventilationsforhold Fastlæggelse af karakteristisk udslipshastighed k : sikkerhedsfaktor relateret til hvor velbestemt LEL er, typisk 0,5-1,0. Ethanol er velbestemt; k=0,9 er valgt = =,,,, = 0,0375 m 3 /s Anneks C Fastlæggelse af fortyndingsgrad 0,028 0,0375 8

9 Anneks D Fastlæggelse af zoner Anneks D udstrækning af zoner ca. 1,75 m 0,0375 9

10 Case samlet klassifikation Zone 2 indtil 2,0 m (rundet op) vandret fra pumpe samt bassinkanter Zone 2 indtil 1,0 m over pumpens pakdåse valgt ud fra indblæsning ved loft og udsugning ved gulv 10