Proteção contra explosão de sistemas de aspiração

Perigo de explosão dos sistemas de aspiração

A ventilação é uma parte obrigatória do processo tecnológico em instalações de produção onde estão presentes poeiras combustíveis: poeiras de cereais, carvão, metal, madeira. A extração de poeiras é necessária para aumentar a proteção contra incêndios e explosões das instalações.

A mesma poeira de grãos pertence à terceira classe em termos de toxicidade e de risco de explosão e de incêndio. O seu limite inferior de concentração explosiva (LECL) depende da dimensão das partículas e do teor de humidade e varia entre 40 e 20 g/m3. Particularmente perigosas são as poeiras finas, para as quais o LEL pode ser ainda mais baixo.

Os ciclones desenvolvidos há mais de 50 anos são frequentemente utilizados para a ventilação nas instalações de armazenamento e transformação de matérias-primas vegetais das antigas repúblicas da URSS. Praticamente não capturam poeiras com uma dispersão inferior a 10 microns, que são as mais explosivas.

Os filtros de mangas mais modernos têm uma eficiência mais elevada, mas podem não fornecer o teor de poeiras residuais necessário. Isto pode dever-se a erros de conceção, instalação incorrecta ou porque as condições reais de funcionamento não foram tidas em conta.

Se os próprios filtros e condutas de ar ficarem "cobertos" de poeiras combustíveis se não forem utilizados ou instalados corretamente. Em contacto com o ar e a fonte de ignição, provoca uma primeira explosão. A onda de choque e as chamas espalham-se rapidamente através das condutas para a mistura poeira-ar não queimada, provocando uma série de explosões secundárias. Os acidentes com o sistema de aspiração podem afetar o equipamento adjacente e as salas onde está instalado.

Fontes de início de explosão

A norma EN 1127-1-2014 classifica 13 fontes de ignição activas que, em contacto com uma mistura de poeiras combustíveis e ar, podem provocar um acidente.

O que pode provocar uma explosão nos sistemas de aspiração:

• faíscas mecânicas por fricção;
• faíscas do motor;
• eletricidade estática;
• ondas electromagnéticas;
• faíscas provocadas por uma cablagem defeituosa;
• partículas incandescentes que entram nas condutas a partir do ambiente exterior;
• combustão espontânea de aglomerados de poeira.

Um sistema de aspiração que não cumpra as condições de funcionamento no local só vem agravar os problemas de risco de explosão na produção. Torna-se, por si só, um fator de emergência adicional.

No entanto, um sistema de aspiração eficiente e em pleno funcionamento também não exclui a possibilidade de uma explosão, uma vez que as poeiras combustíveis estão sempre presentes. Por esta razão, a execução Ex já está prevista no planeamento de sistemas de ventilação a 10 % do NEL. No caso de poeiras de cereais, por exemplo, são necessários sistemas de proteção contra explosões para concentrações de poeiras a partir de 2 g/m3.

Normas de segurança para o proprietário de uma instalação perigosa (HFO)

Devido à presença de poeira combustível, as instalações de armazenamento e processamento de matérias-primas vegetais são classificadas como instalações perigosas. Os requisitos mínimos para a sua proteção contra explosões estão especificados na Diretiva 99/92/CE.

Ao explorar instalações perigosas, é necessário

• Avaliar os riscos tendo em conta a probabilidade de existência de atmosferas explosivas;
• classificar e rotular as zonas perigosas de poeiras combustíveis;
• instalar dispositivos de proteção contra explosões no aparelho.

Os requisitos gerais da Diretiva 99/92/CE são especificados na legislação nacional.

As normas ATEX estipulam uma conceção protegida contra explosões para sistemas de aspiração:

1. A caixa do filtro é reforçada para pressões explosivas.
2. Além disso, a sobrepressão é aliviada por meio de descarregadores de explosão e corta-chamas.
3. As válvulas de retenção são instaladas nas condutas de entrada para cortar a explosão e impedir a propagação dos produtos da explosão para os pontos a aspirar.

Os sistemas de proteção contra explosões são seleccionados com base nas condições de funcionamento e nas características dos materiais a partir dos quais as poeiras são aspiradas.

Soluções técnicas

Em primeiro lugar, realizamos uma análise de risco para determinar a classe de área perigosa e o nível de proteção do equipamento de acordo com a norma IEC 60079-10-2-2011.

Efectuamos testes, incluindo os que envolvem um laboratório acreditado. Com base nos seus resultados, os nossos peritos determinarão os parâmetros de risco de explosão da produção:

• concentração mínima de explosão / LIE
• pressão máxima de explosão / Pmax
• taxa máxima de aumento da pressão de explosão / (dp/dt)max
• classe de explosão / Kst
• temperatura mínima de explosão / MIT
• temperatura mínima de ignição / GT
• energia explosiva mínima / MIE
• Limite de concentração de oxigénio / LOC.

Estes dados permitirão selecionar o equipamento específico de proteção contra explosões em função das condições de funcionamento.

Para a proteção de dispositivos de aspiração, oferecemos quatro soluções técnicas típicas em cooperação com a RSBP: supressão e corte de explosão; alívio de sobrepressão de explosão (descarregadores de explosão); libertação de explosão sem chama; corte de explosão.

O sistema HRD detecta rapidamente uma explosão primária num ciclone, num filtro de mangas ou numa conduta e extingue-a na fase de nucleação. Para o efeito, são utilizados supressores de explosão. O sistema de supressão de explosões HRD reduz a pressão da explosão para valores seguros, nos quais o recipiente não é destruído. A barreira HRD corta eficazmente uma explosão em condutas. Funciona da mesma forma que o sistema HRD, mas pulveriza o agente extintor numa pluma plana. Desta forma, é coberta uma maior área de superfície do equipamento a ser protegido

• detectam um aumento de pressão no equipamento protegido no espaço de 1 ms;
• O sinal do centro de controlo para os activadores fornece um comando quase instantâneo para ativar os cilindros HRD com o agente extintor;
• a sensibilidade do sistema permite suprimir uma explosão com uma pressão inferior a 0,2 bar, ou seja, na fase de nucleação;
• Os bicos dos cilindros de barreira HRD atomizam a substância num ventilador, o que permite cortar a explosão em todo o diâmetro da conduta;
• O sistema é montado em apenas dois passos, de acordo com os desenhos prontos - instalação dos elementos e ajuste das ligações eléctricas;
• não exige a alteração do projeto do equipamento;
• a manutenção do sistema consiste apenas na inspeção visual da limpeza e na verificação da pressão dos cilindros;
• tem um longo intervalo de manutenção - de 6 meses a 10 anos.

As garrafas HRD que expiraram são simplesmente substituídas. O sistema de supressão de explosões inerte, ao contrário dos supressores de explosões normais, é seguro para utilização em locais onde trabalham pessoas. Também cumpre os rigorosos requisitos sanitários para as indústrias alimentar e farmacêutica. Por exemplo, a água pode ser utilizada como agente de arrefecimento

O complexo HRD em sistemas de aspiração é utilizado como uma solução técnica independente ou em conjunto com descarregadores de explosão VMP, corta-chamas FLEX.

Descarregadores de explosão para descarga de sobrepressão de explosão

Oferecemos discos de rutura VMP certificados de acordo com a norma EN 14797.

Os descarregadores de explosão são instalados na caixa do ciclone, nos filtros de mangas e nas tremonhas de recolha de poeiras. São feitos orifícios especiais nas paredes do equipamento para libertar a onda de choque e a chama durante uma explosão. Em condições normais de funcionamento, são fechados por discos de rutura com uma determinada dimensão e forma. Em caso de acidente, estes abrem-se e libertam os produtos da explosão para o exterior. Como resultado, a pressão no recipiente cai para valores seguros e não ocorrem danos estruturais.

• baixa rapidamente a tensão arterial para níveis seguros;
• não exige custos elevados de instalação e funcionamento;
• é aplicável aos equipamentos já em funcionamento;
• a zona de descarga da chama é de até 30 metros, por isso só liberte a explosão através de painéis VMP em áreas sem pessoas;
• Os descarregadores de explosão são instalados no exterior;
• a pressão estática de abertura pode ser ajustada;
• Os painéis existem em diferentes formas e tamanhos;
• o sistema é eficaz mesmo em classes de elevado risco de explosão.

As membranas VMP são simples de instalar e fáceis de manter durante o funcionamento. São fáceis de substituir após uma avaria. As membranas são também resistentes a danos mecânicos e a condições climatéricas desfavoráveis.

A libertação da explosão sem chama

Este método é utilizado para a proteção adicional de sistemas de aspiração em espaços fechados. Os corta-chamas FLEX certificados segundo a norma EN 16009 são utilizados na proteção contra explosões sem chama. Eles são utilizados em conjunto com descarregadores de explosão e supressores de explosão.

Os pára-chamas são constituídos por um painel de descarga da explosão e por um invólucro exterior com uma superfície de dissipação. Evitam a propagação de chamas abertas e reduzem rapidamente a pressão e a temperatura da explosão.

A onda de choque e os produtos de combustão passam através de um sistema de malhas especiais. Devido ao efeito de dissipação, a temperatura de explosão é reduzida de 2600 °C para valores seguros e as chamas abertas são impedidas de entrar no pavilhão com pessoas a trabalhar. Ao mesmo tempo, a sobrepressão desce para valores a que a estrutura do elevador é resistente. É importante salientar que o processo é automático - não é necessário qualquer operador para que o corta-chamas funcione corretamente.

Características:

• pode ser instalado no interior;
• a zona de risco de fumo não ultrapassa 1,5 m, o que permite organizar as zonas próximas das entradas de ar em condições de segurança para o trabalho;
• Os corta-chamas são certificados para poeiras explosivas com valores muito baixos de energia mínima de ignição (MIE) e temperatura mínima de ignição (MIT).

O sistema de extinção de explosões sem chama é simples de instalar e manter em funcionamento. Não requer obras de construção dispendiosas nem a modernização do equipamento existente. Mais importante ainda, o sistema protege de forma fiável os ciclones e os filtros dos efeitos devastadores de uma explosão e localiza as consequências de um acidente.

Válvulas de retenção para corte de explosão

Oferecemos dispositivos B-FLAP I. Trata-se de amortecedores mecânicos passivos protegidos contra explosões que são accionados por uma onda de choque, fechando as condutas e impedindo a propagação de uma explosão para o equipamento aspirado.

Durante o fluxo normal do processo, a aba b da válvula de retenção está aberta e bloqueada pelo mecanismo RPD. No caso de uma explosão, devido a uma onda de choque de ar, a aba é fechada e bloqueada na posição fechada. Desta forma, a válvula de retenção mecânica corta a explosão, localizando-a na conduta.

Características:

• adequado para condutas de DN 100 a DN 800;
• não depende da fonte de alimentação;
• A manutenção consiste apenas na limpeza da sujidade da válvula;
• pode ser utilizado a temperaturas ambiente de -40 °C a 80 °C;
• O desempenho é independente da concentração de poeiras combustíveis na conduta, desde que os intervalos de manutenção sejam respeitados.

A válvula de retenção de aba b é praticamente universal. É adequada para condutas verticais e horizontais, sistemas sobrepressurizados ou subpressurizados. A válvula pode ser instalada tanto na entrada como na saída de sistemas de aspiração.

Fases do trabalho

• Passo 1. Avaliar o risco de explosão do processo tendo em conta as condições de funcionamento da instalação de aspiração.
• Etapa 2. Acordar os termos de referência com o cliente.
• Etapa 3. Selecionar uma solução de proteção contra explosões de acordo com a legislação de segurança industrial aplicável, os desejos do cliente e as recomendações do fabricante.
• Passo 4. Preparar o projeto e coordená-lo com as autoridades de supervisão.
• Etapa 5. Entregamos os dispositivos de proteção em qualquer ponto do país.
• Etapa 6. Instalar o equipamento ou controlar a qualidade do trabalho de instalação efectuado por terceiros.
• Etapa 7.Colocação em funcionamento dos sistemas de proteção contra explosões.
• Etapa 8.Prestar assistência técnica e apoio em garantia.

ATEX.CENTER encarrega-se da proteção eficaz contra explosões para a sua produção.

Garantias

ATEX.CENTRE é um distribuidor oficial da RSBP spol. s r.o., o principal comerciante europeu de equipamento de proteção contra explosões. Os nossos especialistas confirmam periodicamente a sua qualificação na sua comissão de testes de conhecimentos.

Em colaboração com a RSPB, realizámos mais de 20 projectos de proteção contra explosões em grande escala. Graças a soluções bem pensadas, evitámos mais de 1.260.000 euros de danos e salvámos a vida de mais de 600 empregados em 5 empresas.

Damos a todos os clientes a oportunidade de visitar o local de testes do RSBP na República Checa para ver os sistemas de proteção contra explosões em ação.

A marca de proteção contra explosões RSBP no seu equipamento é uma garantia para a segurança da sua empresa