opracowania_zagrozenia_wybuchem.pdf
(
224 KB
)
Pobierz
Microsoft Word - opracowania_zagrozenia_wybuchem.doc
inż. Michał Świerżewski
Stowarzyszenie Elektryków Polskich
Sekcja Instalacji i Urządzeń Elektrycznych
Wybrane zagadnienia dotyczące urządzeń elektrycznych
w przestrzeniach zagrożonych wybuchem
Wprowadzenie
W przestrzeniach, w których produkuje się, użytkuje lub przechowuje ciecze łatwo
zapalne, np. benzynę alkohole, eter, toluen, ksylen, rozcieńczalniki organiczne, gazy palne,
np. propan-butan, wodór, acetylen jest zupełnie oczywiste, że istnieje możliwość przenikania
par tych cieczy do otaczającej przestrzeni i tworzenia z powietrzem (z tlenem z powietrza)
mieszanin. Podobnie w czasie obróbki ciał stałych lub produkcji i transportu materiałów
sypkich mogą do otaczającego powietrza przedostawać się ich pyły i tworzyć z nim
mieszaniny.
Gdy w mieszaninie z powietrzem zawarta jest dostateczna ilość czynnika palnego
(pary cieczy palnej, gazu palnego lub pyłu) o stężeniu powyżej dolnej granicy wybuchowości,
powstaje tzw. mieszanina wybuchowa. Mieszanina wybuchowa pod wpływem dostarczonej
energii cieplnej zapala się. Proces spalania tej mieszaniny przebiega bardzo szybko i
towarzyszy mu gwałtowny wzrost ciśnienia.
Tego rodzaju szybki proces spalania nazywa się wybuchem.
Mieszanina wybuchowa może być zapalona – pobudzona do wybuchu,
najrozmaitszymi czynnikami zewnętrznymi, które dostarczą dostateczną ilość energii do
zapoczątkowania reakcji. Czynników tych może być wiele działających pojedynczo lub
współdziałających, można do nich zaliczyć:
*
nagrzane powierzchnie,
* iskry w obwodach elektrycznych,
* wyładowania atmosferyczne,
* wyładowania elektryczności statycznej,
* otwarty płomień,
* iskry mechaniczne.
* różnego rodzaju promieniowanie
2
Każda iskra wywołana zarówno czynnikami elektrycznymi, jak i mechanicznymi jest
nośnikiem energii cieplnej. Największą zdolność zapalenia mieszanin wybuchowych mają
jednak iskry elektryczne bowiem towarzyszy im szereg dodatkowych zjawisk ułatwiających
zapalenie mieszaniny, np. jonizacja.
Wiele substancji chemicznych w mieszaninie z powietrzem zapalanych przez iskry
elektryczne w ogóle nie reaguje na iskry mechaniczne.
Również nie każda iskra elektryczna jest zdolna do zapalenia mieszaniny
wybuchowej. Aby mogło nastąpić zapalenie mieszaniny wybuchowej, iskra elektryczna musi
mieć pewną minimalną energię, poniżej której zapalenie mieszaniny nie jest możliwe.
Energia wydzielona w iskrze elektrycznej zależy od szeregu parametrów obwodu
elektrycznego, w którym powstaje – od napięcia, natężenia prądu, indukcyjności, pojemności,
szybkości przerywania obwodu, materiału elektrod. Znajomość minimalnej energii iskier
elektrycznych potrzebnej do zapalenia określonej mieszaniny wybuchowej oraz czynników
zwiększających i zmniejszających jej zdolność zapalającą pozwala na konstruowanie
urządzeń i obwodów z bezpieczną iskrą (iskrobezpiecznych). W tablicy 1. Podano
przykładowo energię zapalającą iskier elektrycznych kilku wybranych mieszanin
wybuchowych
Tablica 1. Przykłady minimalnej wartości energii iskier elektrycznych niezbędnej do
zapalenia mieszanin niektórych gazów i par z powietrzem
Nazwa substancji Minimalna energia
iskier mJ
Wodór
0,019
Acetylen
0,19
Benzen
0,20
Propan
0,26
Metan
0,28
Aceton
0,6
Alkohol etylowy
0,65
Zapalenie mieszaniny wybuchowej może również nastąpić pod wpływem
podwyższonej temperatury powierzchni bez udziału płomienia lub iskry, jeżeli ta temperatura
przekroczy tzw. temperaturę samozapalenia (samozapłonu) charakterystyczną dla każdej
substancji.
3
Klasyfikacja przestrzeni zagrożonych wybuchem
Podstawowymi warunkami bezpieczeństwa w przestrzeniach potencjalnie
zagrożonych wybuchem jest zastosowanie środków przeciwdziałających powstawaniu
mieszanin wybuchowych. Może to być osiągnięte przez zastosowanie podstawowych
środków ochrony:
•
eliminację substancji palnych – zmianę technologii,
•
zobojętnienie – dodanie gazu niepalnego – azotu, tlenku węgla,
•
ograniczenie stężenia substancji palnej,
•
wentylację naturalną lub sztuczną.
Jeżeli tych środków nie można zastosować lub użyte nie dają oczekiwanych
rezultatów i zagrożenie wybuchem może nadal wystąpić trzeba zastosować środki wtórne
polegające na użyciu urządzeń, które mogą bezpiecznie pracować w obecności mieszanin
wybuchowych.
Byłoby nieekonomiczne, a czasami wręcz niemożliwe instalowanie we wszystkich
przestrzeniach zagrożonych wybuchem urządzeń o najwyższym stopniu zabezpieczenia. Dlatego,
w celu umożliwienia doboru urządzeń elektrycznych o konstrukcji – stopniu zabezpieczenia,
adekwatnej do stopnia zagrożenia wybuchem wszystkie pomieszczenia i przestrzenie zewnętrzne
potencjalnie zagrożone wybuchem dzieli się na strefy zagrożenia, w zależności od warunków
występowania i czasu utrzymywania się mieszanin wybuchowych.
Dotychczas klasyfikację przestrzeni zagrożonych wybuchem przeprowadzało się
w oparciu o postanowienia rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych z dnia 3 listopada
1992r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych
i terenów. W ostatnim czasie, w ramach przystosowywania naszego prawa do przepisów Unii
Europejskiej, nastąpiła zmiana podstawy prawnej klasyfikacji przestrzeni zagrożonych
wybuchem. W nowym rozporządzeniu Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia
16 czerwca 2003 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów
budowlanych i terenów stwierdza się, że „klasyfikację stref zagrożenia wybuchem określa
Polska Norma dotycząca zapobiegania wybuchowi i ochrony przed wybuchem”. Normą tą
jest ustanowiona w roku 2002 norma PN-EN 60079-10:2002 Urządzenia elektryczne
w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Część 10: Klasyfikacja przestrzeni zagrożonych
wybuchem.
Norma ta jest tłumaczeniem normy europejskiej EN 60079-10 i jest zharmonizowana
z dyrektywą Unii Europejskiej 94/9/EC, nazywaną dyrektywą ATEX 100. Dyrektywa ta nie
4
jest jeszcze wprowadzona do polskiego prawa odpowiednim rozporządzeniem ministra.
Należy się spodziewać tego w najbliższym czasie.
Odnośnie do urządzeń elektrycznych norma stanowi podstawę właściwego doboru
i instalowania urządzeń przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem
Podstawą uznania przestrzeni za potencjalnie zagrożoną wybuchem jest stopień emisji
czynników tworzących z powietrzem mieszaniny wybuchowe i wentylacja.
Przestrzenie zagrożone wybuchem mieszanin gazów palnych i par cieczy palnych z
powietrzem klasyfikuje się na strefy według częstości i czasu występowania gazowej
atmosfery wybuchowej w następujący sposób:
-
strefa 0 – jest to przestrzeń, w której gazowa atmosfera wybuchowa
występuje ciągle lub w dłuższych okresach czasu,
-
strefa 1 – jest to przestrzeń, w której pojawienie się gazowej atmosfery wybuchowej
jest prawdopodobne w warunkach normalnej pracy (urządzeń technologicznych),
-
strefa 2 – jest to przestrzeń, w której w warunkach normalnej pracy
pojawienie się gazowej atmosfery wybuchowej jest bardzo mało prawdopodobne.
Jeżeli jednak gazowa atmosfera wybuchowa pojawi się rzeczywiście, to tylko na
krótki okres czasu.
Nowe oznakowanie stref zagrożonych wybuchem w stosunku do oznakowania
dotychczasowego przedstawia się następująco:
strefa Z0 strefa 0
strefa Z1 strefa 1
strefa Z2 strefa 2
Nie są jeszcze opublikowane zasady klasyfikacji przestrzeni zagrożonych wybuchem
mieszanin pyłów z powietrzem. Muszą one jednak odpowiadać ściśle zasadom wynikającym
z dyrektywy Unii Europejskiej 94/9/EC. Według tej dyrektywy dotychczasowe strefy
zagrożenia wybuchem mieszanin pyłów z powietrzem oraz wg rozporządzenia Ministra
Infrastruktury (porównanie dotychczasowego i nowego oznakowania stref zagrożonych
wybuchem) powinny być oznaczone: strefa 20, strefa 21 i strefa 22, co w porównaniu
z oznaczeniami dotychczasowymi przedstawia się następująco:
strefa Z10 strefa 20
strefa Z11 strefa 21
- strefa 22
Definicje stopnia zagrożenia poszczególnych stref są identyczne, jak w
przypadku zagrożenia wybuchem mieszanin gazów i par z powietrzem.
5
Przeniesienie zasad klasyfikacji zagrożenia wybuchem z rozporządzenia Ministra
Spraw Wewnętrznych i Administracji do Polskiej Normy w zasadzie nie zmienia procedur
określania i definicji poszczególnych stref zagrożenia wybuchem.
Zasady doboru urządzeń elektrycznych oraz zasady projektowania i wykonania
instalacji elektrycznych wynikają z norm:
-
PN-EN 50014U Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych
wybuchem. Wymagania ogólne i metody badań,
-
PN-EN 60079 – 14U Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych
wybuchem. Elektryczne instalacje w przestrzeniach zagrożonych wybuchem
innych niż w kopalniach.
Normy te zostały przyjęte przez Polski Komitet Normalizacyjny w drodze uznania
(oznacza to, że uznano daną normę EN za normę polską) i są, do czasu przetłumaczenia,
dostępne tylko w języku angielskim.
Przy klasyfikacji przestrzeni do odpowiedniej strefy zagrożenia wybuchem oraz przy
doborze urządzeń w wykonaniu przeciwwybuchowym trzeba brać pod uwagę:
*właściwości fizyko-chemiczne czynników palnych występujących w danej
przestrzeni;
*charakter procesu technologicznego;
*możliwości przedostawania się czynników palnych do otaczającej przestrzeni;
*wentylację danej przestrzeni;
*przewidywany czas utrzymywania się mieszaniny wybuchowej.
Pomieszczenia i przestrzenie zewnętrzne określa się jako zagrożone wybuchem, jeżeli
może się w nich utworzyć mieszanina wybuchowa powstała z wydzielającej się takiej ilości:
gazów palnych, par, mgieł, aerozoli lub pyłów, której wybuch mógłby spowodować przyrost
ciśnienia przekraczający 5 kPa.
W pomieszczeniach o dużych powierzchniach i na zewnątrz budynków należy
wyznaczać strefy zagrożenia wybuchem, jeżeli mogą wystąpić mieszaniny wybuchowe o
objętości co najmniej 0,01 m
3
w wolnej przestrzeni.
Istnieje szereg prac, przy których a priori zakłada się wystąpienie zagrożenia
wybuchem, np. przy malowaniu, lakierowaniu, klejeniu, myciu, suszeniu przy użyciu
materiałów, których pary mogą tworzyć z powietrzem mieszaniny wybuchowe.
Plik z chomika:
solkaner22
Inne pliki z tego folderu:
Poradnik elektryka na CD .rar
(323130 KB)
z.bajorek,j.rodzinski-maszyny_elektryczne-cwiczenia_rachunkowe.pdf
(42408 KB)
Instalacje elektryczne.pdf
(83 KB)
Układy elektroniczne. Obwody elektryczne - 5 książek [PL] [.pdf].rar
(25698 KB)
Zbigniew Hanzelka - Jakość Energii Elektrycznej [PL] [.pdf].rar
(6206 KB)
Inne foldery tego chomika:
!!!
☺Nikita Tajemnica Skarbu Piratow
Autodesk AutoCAD 2021
Autodesk AutoCAD 2022
Automatyka
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin