RAD U PROSTORIMA UGROŽENIM EKSPLOZIVNIM

GASOVIMA I PRAŠINAMA

Dr. Đura OrosKatedra za energetsku elektroniku i pretvarače,

FAKULTET TEHNIČKIH NAUKA, UNIVERZITET U NOVOM SADU

Pojam eksplozije

Pod pojmom eksplozije podrazumeva se brza hemijska reakcijaoksidacije i razlaganja eksplozivne materije, praćena značajnimoslobađanjem energije u vrlo kratkom vremenskom periodu, koja izazivaudarni talas u okolnom prostoru.

Deflagraciju - veoma brzo sagorevanje materijala sa površine premaunutrašnjosti. Brzine sagorevanja se kreću u takozvanom subsoničnomopsegu (brzina sagorevanja je manja od brzine zvuka, <340 m/s).

Detonaciju - predstavlja skoro trenutno sagorevanje eksploziva praćenoformiranjem talasa visokog pritiska i temperature. Brzina eksplozije možeiznositi i 10 km/s.

Gasovi, pare zapaljivih tečnosti, magla, prašina i vlakna organskogporekla kao i pojedine vrste prašina organskog i neorganskog porekla,mogu eksplodirati ukoliko se stvore odgovarajući uslovi za eksploziju. Dabi se dogodila eksplozija potrebna je istovremena pojava sledeća trifaktora:

Prisustvo kiseonika iz vazduha, ili kiseonika vezanog u eksplozivnojsupstanci;

Prisustvo materije koja ima eksplozivne karakteristike;

Prisustvo izvora paljenja.

Mehanizam nastajanja požara je potpuno isti, s time što je za požar potrebno prisustvo zapaljive ili gorive supstance.

Integralna protiveksplozivna zaštita

Ukoliko se eliminiše bilo koji od navedenih činioca, do eksplozije ili požara neće doći. Na ovoj činjenici se bazira suština protiveksplozivne zaštite.Protiveksplozivna zaštita je kompleksna oblast koja pored eliminacije jednog od faktora eksplozije podrazumeva i čitav niz primene drugih mera, naročito vezanih za bezbednost, zaštitu na radu i zaštitu od požara. Zbog toga se mere integralne protiveksplozivne zaštite sprovode,prema potrebi u sledeće tri faze:

Primarna protiveksplozivna zaštita;

Sekundarna protiveksplozivna zaštita;

Tercijarna protiveksplozivna zaštita.

Primarna:aktivnosti kojima se sprečava nastanak eksplozivnih atmosfera.

izbegavanjem primene zapaljivih supstanci. Ukoliko to nije moguće,

Deaktivacijom zapaljivih supstanci primenom inertnih gasova (azot, ugljen dioksid itd.);

Kontrolom koncentracija i limitiranjem njihovog nivoa;

Primenom odgovarajuće prirodne ili prinudne ventilacije.

Sekundarna:Ukoliko se opasnost od eksplozije ne može u potpunosti izbeći primenom mera primarne protiveksplozivne zaštite, moraju se preduzeti mere za sprečavanje paljenja eksplozivne atmosfere.

klasifikacija zona opasnosti u skladu sa verovatnoćom nastanka eksplozivnih atmosfera.

Nakon klasifikovanja, u zonama opasnosti se zahteva ugradnja uređaja odgovarajućeg stepena zaštite.

Tercijarna:Ukoliko mere primarne i sekundarne zaštite ne daju odgovarajuće rezultate, procesni uređaji i objekti moraju biti projektovani tako da posledice eventualne eksplozije budu zanemarljive.

IZVORI OPASNOSTIU opštem slučaju, prema načinu nastajanja i vremenu trajanja eksplozivnih smeša, izvori opasnosti se svrstavaju na sledeći način:

Trajni izvori opasnosti – izvori koji trajno ili periodično sadrže ili ispuštaju zapaljivi medijum u okolni prostor, tako da je u tom prostoru moguće nastajanje eksplozivne smeše tokom perioda ispuštanja;

Primarni izvori opasnosti – izvori koji povremeno ili slučajno, pri normalnom radu sadrže ili ispuštaju zapaljivi medijum u okolni prostor, tako da je u tom prostoru moguće nastajanje eksplozivne smeše tokom perioda ispuštanja;

Sekundarni izvori opasnosti – izvori kod kojih se ne očekuje da u normalnom radu ispuštaju zapaljivi medijum u okolni prostor, ali kod kojih se može očekivati da će neperiodično i u kratkim vremenskim intervalima doći do ispuštanja zapaljiog medijuma u okolni prostor tako da je u tom prostoru moguće nastajanje eksplozivne smeše tokom perioda ispuštanja, ili mesta na kojima je prisutna nataložena prašina koja se može uzvitlati i sa vazduhom stvoriti eksplozivnu atmosferu.

ZONE OPASNOSTI

Zona O Zona 20mesto gde je prisustvo eksplozivne atmosfere u vazduhu prisutno trajno, ili učestalo u dugim periodima.

Ova zona obično obuhvata samo unutrašnjost ugroženih postrojenja koja su ujedno i izvori opasnosti

Zona 1 Zona 21mesto gde se prisustvo eksplozivne atmosfere u vazduhu očekuje povremeno u normalnom radu.Ova zona obično obuhvata prostore u neposrednoj blizini mesta gde je, izvori opasnosti

Zona 2 Zona 22mesto gde se prisustvo eksplozivne atmosfere u vazduhu ne očekuje u normalnom radu, ali, ako se ipak pojavi, trajaće samo kratko vreme.

Ova zona može da obuhvata mesta u neposrednoj blizini postrojenja koji je klasifikovan kao izvor opasnosti pod uslovom da u taj prostor može da dospe ekspolzivnaatmosfera iz izvora opasnosti.

gasovi zapaljive prašine

Izvori paljenjaU raznim tehnološkim postupcima prisutni su različiti izvori paljenja čiji kontakt sa eksplozivnom atmosferom mora biti sprečen. Iizvora paljenja prema definicijama iz standarda EN 1127-1.

Tople površine Mehanički generisane varnice Električne varnice Mehanički generisane varniceStatički elektricitet Lutajuće električne struje i katodna zaštita od korozije Otvoreni plamen, topli gasovi i čestice Zračenja – ne bi smeli da zanemarimo sledeće izvore zračenja:Adijabatska kompresija i udarni talasi Električni uređaji – čak i pri niskim naponima mogu da se pojave električne

varnice i tople površine na električnim uređajima, tako da svi električni uređaji koji se koriste u ugroženim prostorima moraju biti na odgovarajuć način zaštićeni i testirani.

Hemijske reakcije

Električni uređaji mogu biti i potencijalni izvori paljenja. Izvori paljenja koji mogu biti generisani od strane električnih uređaja su:

električne varnice i lukovi;pražnjenje statičkog elektriciteta;tople površine;usijane metalne čestice nastale usled mehaničkog udarca.

Osnovna podela električnih uređaja je podela prema području primene. Prema ovom kriterijumu, električni uređaji se dele na:

Grupu I – za upotrebu u rudnicima;Grupu II – za upotrebu na ostalim mestima (industrija).

Dalje se električni uređaji dele prema temperaturnim klasama. Temperaturna klasa električnog uređaja nam daje informaciju o tome kolika je maksimalna temperatura koja može da nastane na njegovoj površini u normalnom radu ili u naznačenom slučaju kvara.

Temperaturne klase Za grupu II električnih uređaja:Maksimalne temperature površina su date u tabeli

Temperaturne klase

Maksimalne temperature površina električnih uređaja [°C]

T1 ≤ 450

T2 ≤ 300

T3 ≤ 200

T4 ≤ 135

T5 ≤ 100

T6 ≤ 85

Ako je električni uređaj namenjen za upotrebu u drugom temperaturnom području, on se smatra specijalnim, pa takvo temperaturno područje mora da bude označeno na uređaju u navedenom u atestu. Oznaka mora sadržavati ili posebno područje temperature okoline ili, ako je to nepodesno, oznaku X.

Dozvoljene mere protiveksplozivne zaštite električnih uređaja

Vrsta zaštite

SRPS N.S8.090

primena oznaka

Oklopljavanje - tD EN 61241-1

Nepropaljivo kućište d IEC 60079-1

Povećana sigurnost e IEC 60079-7

Punjenje peskom q IEC 60079-5

Svojstvena bezbednost i IEC 60079-11

Inkapsulacija m IEC 60079-18

Povećani pritisak p IEC 60079-2

Povećana sigurnost

se može primeniti samo na one električne uređaje ili njihove delove koji u normalnom radu ne iskre, ne stvaraju električne lukove niti se zagrevaju iznad granične temperature i kod kojih nazivni napon ne prelazi 11 kV. Tehnički uslovi za ovu vrstu zaštite su definisane u našim standardima SRPS N.S8.2xx. Prema ovim standardima, povećana sigurnost je zaštita u kojoj su primenjene dodatne mere radi povećanja sigurnosti protiv mogućeg povećanja temperature i nastajanja luka ili iskri u električnom uređaju koji u normalnom pogonu ne stvara luk ni iskru. Slične definicijie postoje i u standardu EN 60079-7. Oznaka za ovu vrstu zaštite je e.

Pokazala se kao pogodna za izvedbupriključki, asinhronih motora, svetiljki,solenoidnih ventila, transformatora.

izvedba mora biti izvedena u kućištu minimalno IP 54priključci moraju biti izvedeni sa dodatnom mehaničkom zaštitom radi

sprečava naprezanja priključakanapojni vodovi fiksirani sa mehaničkom zaštitomograničenje temperature namotaja u normalnom radu i kratkom spojukontrola temperature

strujno zavisnim uređajemneposredno, strujnim indikatorima stavljenim direktno u namotaje

vreme tE

PRIMER UGRADNJA VENTILATORA U POGONU EKSTRAKCIJE U SOJAPROTEIN AD BEČEJ

•Ugradnja novog ventilatora PILLER tip 47481 KKX 30710 GL360Ventilator je projektovan za rad u Ex zoni 1, kat. 2.

Pogonski motor:

ABB tipa M2JA 400 Exd II B T4 predviđеn jе zа rad u zoni eksplozivnih para heksan sa temperaturom paljenja 235 °C.

- Nominalnа snаgа 500 kW- Nominalnа brzinа 1489 o/min- Nominalnа struja 845 A- Nominalni napon 400 V- Koeficijent korisnog dejstva 96,8% - Polazna struja motora 7xInominalno

Zbog podešavanja brzine odabran frekventni regulator:

ACS800-07-0610-3 proizvođača ABBima dva poluupravljiva ispravljačka modula i dva invertorska modula.Napon napajanja 400 V.Nominalna ulazne struje 790 A.Maksimalna dozvoljena struja kratkog spoja na mestu priključenja pretvarača 65 kA.Učestanost napona napajanja 48 do 63 Hz.Prekidačka učestanost 3 kHz.Rezolucija podešavanja učestanosti 0,01Hz.Faktor snage osnovne komponente 0,98.Koeficijent korisnog dejstva 98%.Snaga gubitaka pri nominalnom radu 13 kW.Temperatura ambijenta od -15 do +50°C.

Napojni kabel:

Kabl XP00 3x120+70 0,6/1kV

PrekidačISOMAX S7 1250, In = 1000A

Napojni kabel motora:EpN55 3x240/120 0,6/1kV

-ograničenje momenta-postavljanje kabla-kablovski uvodnici-striktno ograničenje brzine-izolovani ležaj-davači temperature-mehaničke vibracije-ekvipotencijalizacija