|

Bescherming tegen stofexplosie door vlamloze ventilatie

Ondanks een veel groter bewustzijn van de gevaren van stofexplosies, gebeuren er over de hele wereld nog steeds talloze ongelukken, met slachtoffers, materiële schade en bedrijfsonderbrekingen tot gevolg. Preventie vormt de eerste verdedigingslinie en blijft een essentieel onderdeel van de risicobeperking voor stofexplosies; daarnaast moeten explosiebeveiligingstechnieken (zoals insluiting, ontluchting, isolatie en onderdrukking) ook worden geïmplementeerd om de gevolgen en effecten van een explosie op te vangen wanneer deze zich voordoen. Hoewel conventionele ontluchting de meest gebruikte en populaire beschermingsmethode blijft, is de implementatie ervan niet altijd eenvoudig, vooral niet voor apparatuur binnenshuis. Dankzij uitgebreide grootschalige testprogramma's is vlamloze ontluchting ontwikkeld voor stofexplosies. In vergelijking met conventionele ontluchtingsinrichtingen zijn de meest opvallende voordelen van het gebruik van vlamloze ontluchtingsinrichtingen vlamdoving en het vasthouden van stof, wat resulteert in ontploffing, thermische straling en geluidsbeperking buiten de beschermde apparatuur. Een ander duidelijk voordeel is dat het gemakkelijk achteraf kan worden ingebouwd in bestaande installaties, zonder dat het proces ingrijpend moet worden gewijzigd.

Invoering

Stofexplosies hebben de afgelopen decennia geleid tot een veel grotere bewustwording bij het publiek en op hun beurt tot een vraag naar verbeterde veiligheidsprestaties door de toezichthouder in veel industrielanden. In de Verenigde Staten van Amerika heeft de Occupational Safety and Health Administration (OSHA) een nieuw Combustible Dust National Emphasis Program (NEP) uitgevaardigd als reactie op de Imperial Sugar-stofexplosie die plaatsvond in 2008 (14 slachtoffers, 36 gewonden).

Jarenlang is ontluchting de meest gebruikelijke en populaire methode voor bescherming tegen stofexplosies. In zijn eenvoudigste vorm is een ventilatieopening een opening in de boven- of zijkant van een vat die zorgt voor drukontlasting tijdens een explosie. Hoewel conventionele ontluchting behoorlijk efficiënt is en in de meeste gevallen wordt aanbevolen, kan de implementatie ervan zorgen baren bij het omgaan met apparatuur binnenshuis. De ventilatieopening moet inderdaad via geschikte kanalen uit het gebouw worden geleid om mensen in de buurt van het geventileerde vat te beschermen en ook om een secundaire stofexplosie veroorzaakt door stofafzettingen te voorkomen. De verminderde explosiedruk in het geventileerde vat zal echter veel hoger zijn omdat deze leidingen stroombeperking veroorzaken tijdens het ontluchtingsproces. Voor sommige toepassingen zijn lange kanalen nodig, mogelijk ellebogen, die een veel grotere ventilatie vereisen. Soms is ontluchting niet langer een haalbare oplossing en moeten andere beschermingsmethoden worden geëvalueerd. Zelfs wanneer het geventileerde vat buiten wordt geïnstalleerd, zijn de gevaren van overdruk, thermische straling, het vrijkomen van materiaal buiten het vat, evenals geluid (Wirkner-Bott et al., 1992a; Wirkner-Bott et al., 1992b; Wirkner-Bott et al., 1993; Schumann et al., 1995; Crowhurst et al., 1995; Crowhurst en Colwell, 1995; Forcier en Zalosh, 2000; Holbrow et al., 2000; Taveau, 2010). De implicaties van het omgaan met deze gevaren kunnen grote beperkte gebieden vereisen (Bernard et al., 1998), wat voor sommige toepassingen misschien niet gewenst is. Er is een andere technologie voor bescherming tegen stofexplosie ontwikkeld (Going en Chatrathi, 2003) om de bovengenoemde zorgen weg te nemen. Deze technologie, vlamloze ontluchting genaamd, is in richtlijnen overgenomen en door verschillende auteurs beschreven in technische documenten (Barton, 2002; Zalosh, 2005; Grossel, 2012).

Ontluchting zonder vlammen

Een vlamloos ontluchtingsapparaat is een passief element dat typisch een explosieontluchtingspaneel en een vlamdovende eenheid omvat die zich in een van een flens voorzien metalen frame bevindt; het frame bevestigt het element aan de procesapparatuur, zoals een stofafscheider (Snoeys, 2008; Snoeys and Going, 2010; Snoeys, 2012). Het frame van de vlamdovende eenheid omsluit lagen van deeltjesvasthoudend gaas van roestvrij staal of koolstofstaal. De vlamdovende eenheid kan cilindrisch, rechthoekig of vierkant zijn om in de vorm van de ventilatieopening te passen. Andere soorten vlamdovende eenheden worden gegeven in bijlage A van EN16009 (2011).

Tijdens de vroege stadia van een explosie in de procesapparatuur gaat het explosieontluchtingspaneel open. Terwijl de explosie zich uitbreidt, komen vlammen, verbrand en onverbrand stof via de open ventilatieopening in het vlamdovende element. Het meeste stof wordt vastgehouden in het element en de energie (warmte) verdwijnt terwijl het erdoorheen reist en wordt geabsorbeerd door het stalen gaas in het element. Dit verlaagt de temperatuur van de brandende brandstof tot onder de ontstekingstemperatuur van de brandstof, waardoor de vlam dooft en de vlamverspreiding buiten het apparaat wordt voorkomen. Slechts een kleine hoeveelheid stof passeert het vlamdovende element en naverbrandingsgassen van de explosie worden veilig door het apparaat afgevoerd naar de externe atmosfeer eromheen.

Het vlamloze ontluchtingsapparaat dooft niet alleen de vlam en houdt stof vast, maar elimineert de noodzaak van explosieontluchtingskanalen volledig en minimaliseert het ontluchtingsgebied dat nodig is voor ontluchting binnenshuis. Vlamloze ontluchtingsinrichtingen zijn ontworpen voor specifieke opslag- en procesapparatuur zoals silo's, bakken, trechters, drogers, mixers, stofafscheiders, cyclonen, maar ook transportapparatuur zoals transportbanden, schroeftransporteurs en emmerelevatoren.

Gevolgtrekking

Jarenlang is ontluchting de meest gebruikelijke en populaire methode voor bescherming tegen stofexplosies. Hoewel conventionele ontluchting tamelijk efficiënt is en in de meeste gevallen wordt aanbevolen, is de implementatie ervan niet altijd eenvoudig, vooral niet voor apparatuur binnenshuis. Dankzij uitgebreide grootschalige testprogramma's is vlamloze ontluchting ontwikkeld voor stofexplosies.

In vergelijking met conventionele ontluchtingsinrichtingen zijn de meest opvallende voordelen van het gebruik van vlamloze ontluchtingsinrichtingen vlamdoving en het vasthouden van stof, wat resulteert in ontploffing, thermische straling en geluidsbeperking buiten de beschermde apparatuur. Een ander duidelijk voordeel is dat het gemakkelijk achteraf kan worden ingebouwd in bestaande installaties, zonder dat het proces ingrijpend moet worden gewijzigd.

Bij het overwegen van ontluchting zonder vlammen, moet men rekening houden met het volgende:

  • De algehele efficiëntie van de vlamloze ontluchtingsinrichting moet worden bepaald door testen om het vereiste ontluchtingsoppervlak te berekenen.
  • Er moet speciale aandacht worden besteed aan stof dat het vlamdovende element kan verstoppen (grof of vezelachtig stof).
  • Hoewel vlamloze ontluchtingsinrichtingen de overdruk buiten de beschermde apparatuur sterk beperken, moet worden nagegaan of het gebouw bestand is tegen deze drukeffecten.

Het wordt daarom aanbevolen om nauw samen te werken met een fabrikant van explosiebeveiliging die de juiste aanbevelingen en geschikte apparatuur voor de betreffende toepassing kan geven.

Lees voor meer informatie het volledig wit papier.

Hulp nodig
0032 14 21 00 31

Dutch
English Portuguese Spanish Dutch