Streszczenie
W artykule przedstawiono analiz zagroe zwizanych z mieszaninami gazowymi w procesie produkcji acetylenu. Analiza objła klasyfikacj stref zagroenia wybuchem i wymagania dla urzdze stosowanych w tych strefach. Ponadto przedstawiono warunki działania systemu sygnalizacji gazowej wraz z analiz wymaganych urzdze systemu detekcji acetylenu. Opisano równie inne techniczne systemy zabezpiecze wymagane przepisami w prowadzeniu procesu produkcji acetylenu. Przedstawiono struktur działa dla bezpieczestwa wewntrznego tego typu Zakładu produkcyjnego.
Słowa kluczowe: monitoring zagroĪenia wybuchem, produkcja acetylenu, czujniki gazowe 1. Wprowadzenie
Acetylen (C2H2) stosowany do celów technicznych to gaz rozpuszczony, bezbarwny i bezwonny, skrajnie łatwo palny. Tworzy z powietrzem lub z tlenem mieszaniny wybuchowe. Acetylen znajduje zastosowanie przede wszystkim w palnikach acetylenowo – tlenowych do spawania i ciĊcia metali, w przemyĞle chemicznym m.in. do produkcji tworzyw sztucznych oraz produkcji chlorku winylu i sadzy. Ze wzglĊdu na zawartoĞü zanieczyszczeĔ, acetylen wystĊpuje w dwóch odmianach: A – oczyszczony (mniej niĪ 1,5 % zanieczyszczeĔ słabo rozpuszczalnych) oraz B – techniczny (mniej niĪ 2 % zanieczyszczeĔ słabo rozpuszczalnych). Acetylen tworzy mieszaniny wybuchowe (pod normalnym ciĞnieniem): z tlenem, z powietrzem i chlorem.
W pewnych warunkach acetylen z miedzią, srebrem i rtĊcią, moĪe tworzyü związki chemiczne – acetylenki. Mają one własnoĞci wybuchowe i wybuchają pod wpływem ciepła lub impulsu mechanicznego. Eksplozja acetylenków moĪe spowodowaü oczywiĞcie rozpad acetylenu. Z tego powodu nie wolno uĪywaü w instalacjach acetylenowych miedzi i stopów zawierających ponad 70% miedzi, podobnie jak srebra i jego stopów. Wyjątek stanowią luty srebrne o ĞciĞle okreĞlonym składzie. Najlepszym materiałem do budowy instalacji acetylenowych jest stal.
Acetylen nie jest toksyczny co oznacza, Īe wdychanie acetylenu nie szkodzi organizmowi ludzkiemu. Nie naleĪy jednak wdychaü go w wysokich stĊĪeniach, gdyĪ działa odurzająco. Acetylen działa dusząco, jeĞli w powietrzu jest ponad 20% acetylenu, to zawartoĞü tlenu spada poniĪej 17%, co powoduje niedobór tlenu i zachodzi niebezpieczeĔstwo uduszenia.
W przemyĞle acetylen otrzymywany jest przez hydrolizĊ wĊglika wapniowego (karbidu) lub syntezĊ z metanu w temperaturze powyĪej 1500°C, przy udziale tlenu, które zachodzą w wytwornicy acetylenu, bĊdącej czĊĞcią tak zwanej acetylenowni. Acetylenownia to
wydzielone pomieszczenie, w którym umieszczone są urządzenia do produkcji acetylenu wchodzące w skład wytwornicy acetylenu stałej, a w szczególnoĞci urządzenia do: oczyszczania, osuszania, sprĊĪania i magazynowania [6]. Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej w sprawie bezpieczeĔstwa i higieny pracy przy produkcji i magazynowaniu gazów, napełnianiu zbiorników gazami oraz uĪywaniu i magazynowaniu karbidu, acetylenownia powinna posiadaü: naturalną lub mechaniczną wentylacjĊ, odpowiednie oĞwietlenie, podłogĊ wykonaną w sposób uniemoĪliwiający gromadzenie siĊ ładunków elektrostatycznych, uziemienie wszystkich metalowych elementów konstrukcyjnych oraz instalacjĊ odgromową.
Opakowanie acetylenu rozpuszczonego stanowią butle stalowe, ciągnione bez szwu, wypełnione masą porowatą nasyconą acetonem. Oznaczenie barwne butli powinno byü zgodne z normą EN-PN-1089:3 Zbiorniki transportowe do gazów. Barwy rozpoznawcze i znakowanie. Butle z acetylenem rozpuszczonym winny byü pomalowane farbą koloru kasztanowego i zaopatrzone w czytelny napis w kolorze czarnym o treĞci „ACETYLEN".
2. Zagroenia zwizane z procesem produkcji acetylenu
W przestrzeniach, w których produkuje siĊ, uĪytkuje lub przechowuje gazy palne, takie jak acetylen istnieje moĪliwoĞü przenikania tych gazów do otaczającej je przestrzeni i tworzenia z powietrzem mieszanin. Gdy w mieszaninie z powietrzem zawarta jest dostateczna iloĞü gazu palnego o stĊĪeniu powyĪej dolnej granicy wybuchowoĞci (DGW: 2,3 % obj. C2H2 w mieszaninie gazowej) i poniĪej górnej granicy wybuchowoĞci (GGW: 82% obj. C2H2 w mieszaninie gazowej) powstaje mieszanina wybuchowa, która pod wpływem dostarczonej energii cieplnej gwałtownie zapala siĊ.
Mieszanina wybuchowa moĪe byü pobudzona do wybuchu, najrozmaitszymi czynnikami zewnĊtrznymi, które dostarczą dostateczną energiĊ do zapoczątkowania reakcji. Czynników tych moĪe byü wiele działających pojedynczo lub współdziałających, moĪna do nich zaliczyü: nagrzane powierzchnie, iskry w obwodach elektrycznych, wyładowania atmosferyczne, wyładowania elektrycznoĞci statycznej, łuk elektryczny, otwarty płomieĔ, iskry mechaniczne, róĪnego rodzaju promieniowanie. KaĪda iskra wywołana zarówno czynnikami elektrycznymi, jak i mechanicznymi jest noĞnikiem energii cieplnej. NajwiĊkszą zdolnoĞü zapalenia mieszanin wybuchowych mają iskry elektryczne. Aby mogło nastąpiü zapalenie mieszaniny wybuchowej, iskra elektryczna musi mieü pewną minimalną energiĊ, poniĪej której zapalenie mieszaniny nie jest moĪliwe [8]. BezpieczeĔstwo przeciwwybuchowe konieczne dla bezpiecznej produkcji acetylenu, wiąĪe siĊ przede wszystkim z:
wyeliminowaniem lub ograniczeniem powstawania mieszanin wybuchowych,
przeprowadzeniem klasyfikacji przestrzeni zagroĪonych wybuchem do odpowiednich stref zagroĪenia, adekwatnych do spodziewanego niebezpieczeĔstwa,
dobraniu urządzeĔ elektrycznych, technologicznych, ochronnych itp. w odpowiednim wykonaniu odpowiadającym wymaganiom dla poszczególnych stref zagroĪenia wybuchem, zabezpieczeniu obiektu przed wyładowaniami atmosferycznymi.
3. Klasyfikacja przestrzeni zagroonych wybuchem mieszanin gazowych oraz stref zagro-enia wybuchowego
Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Spraw WewnĊtrznych i Administracji w sprawie ochrony przeciwpoĪarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów[6], w obiektach i na terenach przyległych, gdzie prowadzone są procesy technologiczne z uĪyciem materiałów mogących wytworzyü mieszaniny wybuchowe lub w których materiały takie są magazynowane, powinna byü dokonana ocena zagroĪenia wybuchem. Ocena ta obejmuje: pomieszczenia zagroĪone wybuchem, strefy zagroĪenia wybuchem oraz wskazanie czynników mogących w nich zainicjowaü zapłon.
Strefa zagroĪenia wybuchem to przestrzeĔ, w której moĪe wystĊpowaü mieszanina substancji palnych z powietrzem lub innymi gazami utleniającymi, o stĊĪeniu zawartym miĊdzy dolną a górną granicą wybuchowoĞci. Klasyfikacja miejsc potencjalnie zagroĪonych wybuchem do stref zagroĪenia wybuchem ma na celu przede wszystkim okreĞlenie zakresu Ğrodków niezbĊdnych do unikniĊcia efektywnych Ĩródeł zapalenia. Przestrzenie zagroĪone wybuchem mieszanin gazów palnych i par cieczy palnych z powietrzem zgodnie z normą PN-EN 1127-1 [4] klasyfikuje siĊ na strefy: 0, 1 i 2 (Tabela 1) według czĊstoĞci i czasu wystĊpowania gazowej atmosfery wybuchowej. Prawidłowa i bezpieczna praca urządzeĔ elektrycznych w przestrzeniach zagroĪonych wybuchem (niebezpiecznych) wymaga odpowiedniego ich doboru do warunków pracy i montaĪu zgodnie z zasadami obowiązującymi dla poszczególnych stref zagroĪenia wybuchem. W strefach zagroĪonych wybuchem mogą byü instalowane tylko urządzenia elektryczne w wykonaniu przeciwwybuchowym lub innym o odpowiednich parametrach, oznakowane zgodnie z certyfikatem. Na kaĪdym urządzeniu dopuszczonym do pracy w przestrzeniach zagroĪonych wybuchem powinny byü podane parametry przeciwwybuchowe (omówione wyĪej), stopieĔ ochrony IP (Internal Protection – system kodowego oznaczenia stopni ochrony urządzeĔ przed szkodliwymi wpływami Ğrodowiska) oraz logo stacji badawczej i numer certyfikatu [8]
Urządzenia i instalacje elektryczne w strefach zagroĪonych wybuchem powinny odpowiadaü wymaganiom okreĞlonym w rozporządzeniu Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej [5] dotyczącego zasadniczych wymagaĔ dla urządzeĔ i systemów ochronnych przeznaczonych do uĪytku w przestrzeniach zagroĪonych wybuchem. W strefach zagroĪonych wybuchem w celu zapewnienia bezpiecznej eksploatacji urządzenia powinny spełniaü nastĊpujące wymagania:
ich budowa powinna odpowiadaü parametrom mieszaniny wybuchowe (podgrupom wybuchowoĞci, klasom temperaturowym z uwzglĊdnieniem temperatury otoczenia), zabezpieczone przed skutkami zwarü, przeciąĪeĔ, pracą niepełnofazową oraz przed
przepiĊciami atmosferycznymi i łączeniowymi,
chronione przed wpływami zewnĊtrznymi min. wyładowaniami atmosferycznymi, elektrycznoĞcią statyczną, oddziaływaniami mechanicznymi i chemicznymi.
Tabela 1. Strefy zagroenia wybuchem mieszanin gazowych wg PN-EN 60079-10
Strefa Opis Wystpowanie
0
przestrzeĔ, w której gazowa atmosfera wybuchowa (mieszanina wybuchowa) wystĊpuje ciągle, w długich okresach czasu lub czĊsto (ponad 1000 godzin w roku), w czasie normalnych
warunków pracy urządzeĔ
technologicznych
we wnĊtrzach zbiorników z cieczami palnymi, w rurociągach, w reaktorach i innych urządzeniach technologicznych
niekiedy w przestrzeniach nad zbiornikami z dachami pływającymi,
w kanałach, studzienkach pod stropami itp.).
1
przestrzeĔ, w której pojawienie siĊ gazowej atmosfery wybuchowej (mieszaniny wybuchowej) jest prawdopodobne w warunkach normalnej pracy urządzeĔ technologicznych (w czasie od 10 do 1000 godzin w roku)
bezpoĞrednie otoczenie strefy 0,
bezpoĞrednie otoczenie miejsc zasilania surowcami aparatury technologicznej,
bezpoĞrednie otoczenie miejsc napełniania i opróĪniania,
otoczenie wraĪliwych na uszkodzenia urządzeĔ, systemów ochronnych, czĊĞci i podzespołów, wykonanych ze szkła, ceramiki i podobnych materiałów, bezpoĞrednie otoczenie niewłaĞciwie zabezpieczonych uszczelnieĔ, np. w pompach, zaworach.
wokół dystrybutorów paliw i LPG (gazu płynnego), przy zaworach spustowych, zrzutowych i oddechowych, w miejscach i w czasie produkcji lub stosowania cieczy palnych, np. do mycia, czyszczenia, malowania, klejenia, w miejscach i w czasie przelewania, mieszania, suszenia i innych czynnoĞci mogących doprowadziü do wydzielania siĊ gazów palnych, par cieczy palnych, lub aerozoli w iloĞciach, które mogą w sprzyjających warunkach doprowadziü do powstania mieszaniny wybuchowej,
2
przestrzeĔ, w której w warunkach normalnej pracy urządzeĔ technologicznych pojawienie siĊ gazowej atmosfery wybuchowej jest bardzo mało prawdopodobne. JeĪeli jednak mieszanina wybuchowa rzeczywiĞcie powstanie, to tylko na krótki okres czasu (około 10 godzin w roku)
moĪe obejmowaü min. miejsca otaczające strefĊ 0 lub 1 zwykle miejsca w aparaturze, urządzeniach, podzespołach itp. zagroĪonych uszkodzeniem
ħródło: PN-EN 60079-10:2003 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagroĪonych wybu-chem. CzĊĞü 10: Klasyfikacja obszarów niebezpiecznych.
Urządzenia, które mogą byü stosowane w strefie 0 zagroĪenia wybuchem oznaczane są symbolem II 1G EEx, są one zaprojektowane tak, Īe mogą funkcjonowaü zgodnie z parametrami ruchowymi ustalonymi przez producenta zapewniając bardzo wysoki poziom bezpieczeĔstwa. Zapewniają one wymagany poziom zabezpieczenia nawet w przypadku wystąpienia uszkodzenia (awarii) i charakteryzują siĊ takimi Ğrodkami zabezpieczenia, Īe
w przypadku uszkodzenia jednego ze Ğrodków zabezpieczających, przynajmniej drugi, niezaleĪny Ğrodek zapewni wymagany poziom zabezpieczenia albo wymagany poziom zabezpieczenia bĊdzie zapewniony w razie wystąpienia dwóch niezaleĪnych od siebie uszkodzeĔ [8].
W miejscach zagroĪonych wybuchem zaliczonych do strefy 1 (wystĊpowanie mieszanin wybuchowych jest prawdopodobne) mogą byü instalowane urządzenia elektryczne oznaczone symbolem II 2G EEx, w wykonaniu przeciwwybuchowym atestowane do stosowania w strefach 1 zagroĪenia wybuchem, kategorii 2.
Powinny one pracowaü zgodnie z parametrami ustalonymi przez producenta i zapewniaü wysoki poziom zabezpieczenia. Urządzenia przeznaczone do pracy w 1 strefie zagroĪenia wybuchem posiadają takĪe Ğrodki zabezpieczenia przeciwwybuchowego zapewniające wymagany poziom zabezpieczenia nawet w przypadku czĊstych uszkodzeĔ urządzeĔ, jakie bierze siĊ pod uwagĊ. W strefie 1 zagroĪenia wybuchem mogą byü równieĪ instalowane urządzenia atestowane do strefy 0.
W strefach 2 zagroĪenia wybuchem, mogą byü instalowane urządzenia elektryczne w wykonaniu przeciwwybuchowym atestowane do stref 0 i 1, ale przede wszystkim urządzenia kategorii 3 tak zaprojektowane i wykonane, aby mogły funkcjonowaü zgodnie z parametrami ruchowymi ustalonymi przez producenta i zapewniaü normalny poziom zabezpieczenia oraz niekiedy urządzenia w wykonaniu nie przeciwwybuchowym miĊdzy innymi:
urządzenia atestowane do pracy w strefach zagroĪonych wybuchem 0, 1 i 2,
urządzenia elektryczne w wykonaniu nie przeciwwybuchowym, które w normalnych warunkach pracy nie wytwarzają łuków i iskier oraz nie nagrzewają siĊ do temperatur mogących spowodowaü zapalenie mieszaniny wybuchowej,
oprawy oĞwietleniowe przenoĞne przeciwwybuchowe o parametrach dostosowanych do parametrów wystĊpujących w pomieszczeniu mieszanin wybuchowych,
urządzenia w wykonaniu Eex, w których wszystkie zestyki są zanurzone w oleju,
urządzenia grzewcze, pod warunkiem zabezpieczenia przed przekroczeniem temperatury grzejnika temperatur samozapalenia wystĊpujących substancji palnych,
4. System sygnalizacji gazowej
Zasada działania i elementy tworzące system sygnalizacji gazowej są spójne z zasadami działania oraz elementami tworzącymi system sygnalizacji poĪarowej. System sygnalizacji gazowej ma za zadanie przede wszystkim wykrycie i zasygnalizowanie niebezpiecznego stĊĪenia monitorowanego gazu. Pozostałymi zadaniami systemu sygnalizacji gazowej są zaalarmowanie pracowników o groĪącym niebezpieczeĔstwie wybuchowym jak równieĪ poĪarowym (przeciwpoĪarowe urządzenia zabezpieczające), a takĪe uruchomienie Ğrodków zaradczych, mających za zadanie ograniczyü zaistniałe zagroĪenie, jeĪeli system posiada takie moĪliwoĞci techniczne.
System sygnalizacji gazowej tworzą nastĊpujące elementy: czujki gazowe (sensory chemiczne), centrala sygnalizacji, rĊczne przyciski alarmowe, sygnalizatory alarmowe oraz linie dozorowe. Wszystkie elementy tworzące system sygnalizacji podlegają obowiązkowej certyfikacji.
Sensor chemiczny według IUPAC (MiĊdzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej – International Union of Pure and Applied Chemistry) jest urządzeniem, które przetwarza informacjĊ chemiczną (stĊĪenie okreĞlonego składnika próbki) na sygnał uĪyteczny analitycznie. Sensor chemiczny zawiera dwa podstawowe elementy: chemicznie selektywną warstwĊ detektorową i element przetwornikowy. W czĊĞci receptorowej sensora informacja jest przekształcana w formĊ energii, która moĪe byü mierzona przez przetwornik. Głównym zadaniem przetwornika jest przetworzenie mierzonego parametru na sygnał elektryczny, optyczny lub akustyczny (rys. 1).
Rysunek 1. Schemat sensora chemicznego według IUPAC
ħródło: Brzózka Z., Wróblewski W. „Sensory chemiczne” Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. Warszawa 1999.
NajwiĊkszą i najstarszą grupą sensorów chemicznych są sensory elektrochemiczne, które ze wzglĊdu na mierzony sygnał elektryczny moĪna podzieliü na: potencjometryczne (pomiar napiĊcia), amperometryczne (pomiar natĊĪenia) oraz konduktometryczne (pomiar przewodnictwa).
Wzrastająca popularnoĞü sensorów chemicznych wynika głównie z moĪliwoĞci wyboru optymalnej metody pomiaru i optymalnego rozwiązania konstrukcyjnego sensora, dopasowanego do potrzeb uĪytkownika. Znając typ próbki, oczekiwany pomiarowy zakres stĊĪenia gazu oraz moĪliwoĞci sprzĊtowe, moĪna wybraü optymalny typ sensora.
Centrala sygnalizacji gazowo-poĪarowej jest urządzeniem decyzyjnym, które koordynuje pracĊ całego systemu sygnalizacji. Głównymi zadaniami współczesnych centrali sygnalizacji są:
odbieranie sygnałów od dołączonych czujek i rĊcznych ostrzegaczy poĪarowych,
decydowanie, które z odebranych sygnałów odpowiadają kryteriom alarmu oraz powiadamianie w sposób optyczny i akustyczny o niebezpieczeĔstwie najbliĪszego otoczenia a takĪe przez urządzania transmisyjne przekazywanie sygnału alarmowego do systemu monitoringu lub do straĪy poĪarnej,
wskazanie miejsca powstania zagroĪenia,
w zaleĪnoĞci od funkcjonalnoĞci uruchomienie urządzeĔ neutralizujących zagroĪenie, nadzorowanie sprawnoĞci funkcjonowania całej instalacji, w tym kontrolowanie współpracujących urządzeĔ automatyki przeciwpoĪarowej i sygnalizowanie uszkodzeĔ, rejestrowanie zachodzących w systemie zdarzeĔ.
Włączenie sygnalizacji alarmu centrala powinna zainicjowaü w ciągu maksymalnie 10 s od uruchomienia rĊcznego ostrzegacza poĪarowego lub od momentu zadziałania czujki. Czas ten jest niezbĊdny na wymianĊ informacji miĊdzy centralą a ostrzegaczami poĪarowymi na linii dozorowej, czyli na skanowanie, przepytywanie lub inne przetwarzanie otrzymanych sygnałów [9].
Funkcją centrali sygnalizacji jest takĪe uruchamianie zewnĊtrznych sygnalizatorów alar-mowych. Funkcja nie jest obligatoryjna, moĪna wykorzystaü w tym celu dĨwiĊkowy system ostrzegawczy. Jednak jeĪeli producent wyposaĪy centralĊ w wyjĞcie do sygnalizatorów alarmowych, to według normy poza sygnalizowaniem optycznie tego faktu w centrali, powinna byü moĪliwoĞü wyłączania i ponownego włączania tych sygnalizatorów z poziomu centrali. Wszystkie inne wyjĞcia centrali załączone w trakcie alarmu pozostają w tym stanie aĪ do momentu "zresetowania" centrali, czyli skasowania sygnalizacji optycznej. Funkcje związane z wykrywaniem i wskazywaniem miejsca zagroĪenia oraz funkcje związane z niezawodnoĞcią systemu (wykrywanie i zgłaszanie uszkodzeĔ) są w centrali sygnalizacji obowiązkowe. Powoduje to, Īe nawet centrala przewidziana do współpracy z niewielką liczbą czujek wyposaĪona jest w wiele elementów sygnalizacyjnych i manipulacyjnych.
Sygnalizatory alarmowe są waĪnym elementem systemu sygnalizacji gdyĪ pozawalają na szybkie powiadomienie ludzi znajdujących siĊ w pobliĪu zaistniałego zagroĪenia a takĪe na przyspieszenie podjĊcia interwencji w celu niedopuszczenia lub zminimalizowania strat w ludziach i mieniu. Sygnalizatorami alarmowymi najczĊĞciej stosowanymi są tonowe sygnalizatory akustyczne (wymagania zawarte są w normie PN-EN 54-3:2003), a takĪe sygnalizatory optyczno-akustyczne, w których element optyczny jest jedynie uzupełniającym elementem sygnalizacyjnym. Poziom dĨwiĊku wyzwalany z sygnalizatora akustycznego
powinien byü taki, alby alarm wyraĨnie róĪnił siĊ od hałasu w otoczeniu, zaleca siĊ aby alarm był podawany dĨwiĊkiem ciągłym, moĪna takĪe stosowaü dĨwiĊki okresowe lub o zmiennej czĊstotliwoĞci i amplitudzie pod warunkiem, Īe takie alarmy zostały okreĞlone w instrukcji alarmowania i rozpoznane przez uĪytkowników i goĞci.
Najpopularniejszą formą rĊcznych przycisków alarmowych są rĊczne ostrzegacze poĪarowe – ROP, które pozwalają kaĪdemu, kto zauwaĪył poĪar zaalarmowaü za pomocą takiego przycisku właĞciwe osoby w celu podjĊcia odpowiednich działaĔ. Istnieją dwa typy rĊcznych ostrzegaczy poĪarowych. Pierwszy typ A, gdzie aby zainicjowaü alarm wystarczy tylko zbiü szybkĊ oraz drugi, typu B, w którym naleĪy najpierw zbiü szybkĊ a nastĊpnie wcisnąü przycisk. RĊczne ostrzegacze poĪarowe instaluje siĊ na wysokoĞci 1,2–1,6 m od podłogi. Rozmieszcza siĊ je w odległoĞciach nie przekraczających 40 m. Zaleca siĊ, aby wszystkie rĊczne ostrzegacze w obiekcie były tego samego typu w zakresie uruchamiania tzn. typu A lub typu B. Miejsca ich instalowania powinny byü dobrze widoczne i łatwo dostĊpne. Powinno siĊ je instalowaü na drogach ewakuacyjnych:
przy kaĪdym wejĞciu na schody ewakuacyjne (wewnątrz lub na zewnątrz),
przy wyjĞciu na otwartą przestrzeĔ; a takĪe w pobliĪu miejsc szczególnego zagroĪenia, w pobliĪu centrali sygnalizacji, aby umoĪliwiü szybkie wywołanie alarmu
i przekazanie go przez system monitoringu do straĪy poĪarnej.
JeĪeli centrala sygnalizacji ma przewidziane alarmowanie dwustopniowe – alarm I stopnia i alarm II stopnia, wówczas rĊczne ostrzegacze zaprogramowane są na wywoływanie bezpoĞrednio alarmu II stopnia, przesyłanego na zewnątrz do straĪy poĪarnej.
5. Elementy systemu detekcji gazu
System detekcji acetylenu tworzą detektory gazu, centralki monitoringu, przewody pomiarowe i kolumny sygnalizacyjne. Detektory acetylenu takie jak Xgard, DG-71 lub DEX-71-C to serie stacjonarnych wykrywaczy gazu, które spełniają wymagania w zakresie detekcji gazów toksycznych i wybuchowych. Czujniki te dostĊpne są w wersji ognioszczelnej, iskrobezpiecznej lub do obszarów bezpiecznych, do uĪytku we wszystkich Ğrodowiskach niezaleĪnie od klasyfikacji. Czujniki te wykonane są z bardzo wytrzymałego morskiego stopu aluminium z trwałą powłoką poliestrową, dziĊki czemu mogą pracowaü w najbardziej surowych warunkach.
Detektor Xgard Typ 5 to ognioodporny detektor przeznaczony do wykrywania gazu palnego w powietrzu o stĊĪeniach nie przekraczających dolnej granicy wybuchowoĞci (DGW). Xgard Typ 5 jest zasilany prądem stałym 24 V DC (nominalnym). Detektory Xgard naleĪy montowaü czujnikiem skierowanym w dół (co daje pewnoĞü, Īe kurz i woda nie zablokują dostĊpu gazu) w miejscu, gdzie obecnoĞü gazu jest najbardziej prawdopodobna.
Zalecane jest stosowanie przewodów w ekranie stalowym oraz dławików w wykonaniu przeciwwybuchowym. Alternatywnie dopuszcza siĊ prowadzenie przewodów np. w korytkach stalowych, o ile spełniają one wymagania odpowiednich norm i przepisów. ĩywotnoĞü czujników zaleĪy od zastosowania, czĊstotliwoĞci ich uĪywania i stĊĪenia gazów.
W normalnych warunkach (kalibracja wykonywana co 6 miesiĊcy z okresową ekspozycją na gaz kalibracyjny) ĪywotnoĞü czujników wynosi od 3 do 5 lat [10]. W praktyce ĪywotnoĞü czujników zaleĪy od czĊstotliwoĞci ich kalibracji.
6. Inne techniczne systemy zabezpiecze i stosowane urzdzenia
W celu zapewnienia bezpieczeĔstwa i niedopuszczenia do powstania na terenie Zakładu powaĪnej awarii przemysłowej oraz do ograniczenia skutków po jej zaistnieniu, zastosowane są nastĊpujące techniczne systemy zabezpieczeĔ:
instalacja zraszaczowa w hali napełniania acetylenu do butli,
sieü wodociągowa przeciwpoĪarowa z hydrantami wodnymi – naziemnymi, instalacja sygnalizacji poĪaru oraz odgromowa i elektrycznoĞci statycznej zawory bezpieczeĔstwa na instalacjach gazów technicznych,
przyciski alarmowe wstrzymujące procesy technologiczne oraz gaĞnice, podwójne zasilanie wytwornicy w wodĊ oraz energiĊ elektryczną, instalacja azotowa słuĪąca do celów bezpieczeĔstwa i gaĞniczych
wyłączniki ciĞnieniowe pomp oraz podrĊczne analizatory tlenu na wyposaĪeniu obsługi.
Ogólne wymagania bezpieczeĔstwa i przeciwpoĪarowe przy produkcji acetylenu obejmują sprzĊt poĪarowy, który musi znajdowaü siĊ na oznaczonych, zawsze łatwo dostĊpnych dla obsługi miejscach. Palenie tytoniu i uĪywanie otwartego ognia oraz przedmiotów rozĪarzonych, dozwolone jest tylko w miejscach i pomieszczeniach ĞciĞle okreĞlonych. KaĪdy członek załogi jest zobowiązany do skutecznego udziału w akcji ratowniczej w przypadku zapłonu, poĪaru, wybuchu oraz nieszczĊĞliwego wypadku z ludĨmi.
Obok technicznych systemów zabezpieczeĔ, funkcjonuje takĪe w Zakładzie szereg znaków i sygnałów ostrzegawczych, których głównym zadaniem jest informowanie pracowników o wystĊpujących w pracy zagroĪeniach. Wszystkie miejsca zakładu, w których wystĊpują zagroĪenia powinny byü oznakowane widocznymi znakami lub barwami bezpieczeĔstwa zgodnie z ogólnymi przepisami bezpieczeĔstwa i higieny pracy. Dodatkowym zabezpieczeniem, poza znakami bezpieczeĔstwa, są sygnały dĨwiĊkowe i Ğwietlne, które zlokalizowane są na zewnątrz obiektów.
7. Podsumowanie
Przeanalizowane sposoby postĊpowania w przypadku pojawienia siĊ zagroĪenia, pozwalają na stwierdzenie, Īe bezpieczeĔstwo wewnĊtrzne w Zakładzie, to przede wszystkim efekt działaĔ i reakcji czynnika ludzkiego. Rola dostĊpnych w Zakładzie Ğrodków technicznych, mających za zadanie wspomaganie bezpieczeĔstwa, bez odpowiedniego zadziałania człowieka, jest mocno ograniczona. Obserwacja czynnoĞci, które wykonywane są w sytuacjach awaryjnych w Zakładzie, pozwala nakreĞliü grupy pracowników odpowiedzialnych za szereg czynnoĞci, zmierzających do skutecznego zwalczenia zaistniałej sytuacji zagraĪającej bezpieczeĔstwu. Działania kaĪdej z grup stanowią o innym wewnĊtrznym stopniu bezpieczeĔstwa w zakładzie: • pierwszy stopieĔ bezpieczeĔstwa – stanowią działania pracowników obsługi, którzy biorą
bezpoĞredni udział w procesach produkcyjnych,
alarmowanie odpowiednich komórek Zakładu o zaistniałym zagroĪeniu (głównie Zakładową DruĪynĊ Ratowniczą – ZDR, Kierownictwo, OchronĊ),
• trzeci stopieĔ bezpieczeĔstwa – stanowią czynnoĞci wykonywane przez ZDR, Kierownika oraz OchronĊ.
Innym aspektem zapewnienia bezpieczeĔstwa zewnĊtrznego jest ochrona Zakładu przed nieĞwiadomym i niewłaĞciwym postĊpowaniem osób, które wchodzą na jego teren. Osoby z zewnątrz mogą wejĞü na teren tylko po wczeĞniejszej rejestracji, w specjalnym obuwiu ochronnym, kamizelce odblaskowej i okularach ochronnych. Zadaniem Ochrony jest informowanie osób wchodzących na teren Zakładu o podstawowych zasadach bezpieczeĔstwa, których naleĪy przestrzegaü. NaleĪy przestrzegaü zakazu uĪywania otwartego ognia i wszystkich urządzeĔ mogących wytwarzaü iskry, oraz telefonów komórkowych itp. Poruszanie siĊ po terenie Zakładu moĪe odbywaü siĊ tylko po wyznaczonych i oznaczonych na podłoĪu trasach.
%LEOLRJUDILD
[1] Brzózka Z., Wróblewski W., Sensory chemiczne, Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1999: s. 27.
[2] Linde Gaz Polska, Instrukcja bezpieczestwa.Postpowanie z acetylenem, Warszawa 2002.
[3] PN-EN 1127-1, Atmosfery wybuchowe. Zapobieganie wybuchowi i ochrona przed wybuchem. Pojecia podstawowe i metodologia, 2001.
[4] PN-EN 60079-10, Urzdzenia elektryczne w przestrzeniach zagroonych wybuchem. Cz 10: Klasyfikacja obszarów niebezpiecznych, 2003.
[5] Rozporządzenie Ministra Gospodarki 22 grudnia 2005 r. w sprawie zasadniczych wymagaĔ dla urządzeĔ i systemów ochronnych przeznaczonych do uĪytku w przestrzeniach zagroĪonych wybuchem (Dz.U.05.263.2203).
[6] Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 23 grudnia 2003 r. w sprawie bezpieczestwa i higieny pracy przy produkcji i magazynowaniu gazów, napełnianiu zbiorników gazamii magazynowaniu karbidu (Dz.U. z dnia 19stycznia 2004r.).
[7] Rozporządzenie Ministra Spraw WewnĊtrznych i Administracji z dnia 16 czerwca 2003 r. w sprawie ochrony przeciwpoarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz. U. 2003 Nr 121, poz. 1138).
[8] ĝwierĪewski M., Urzdzenia elektryczne w przestrzeniach zagroonych wybuchem, MiesiĊcznik elektro.info nr 9/10, 2007, 8–12
[9] Wójcika A., Mechaniczne i elektroniczne systemy zabezpiecze. Literatura fachowa dla firm i instytucji, Wydawnictwo Verlag Dashofer, 2004.
[10] Xgard Gas Detectors. Installation, operating and maintenance instructions, katalog firmy CROWCON
MONITORING OF GASEOUS MIXTURE FOR SAFETY IN THE ACETYLENE PRODUCTION PROCESS
Summary
This article presents analysis of hazard related to gaseous mixture in the acetylene production process. The analysis comprises zone classification of ex-plosive conditions and requirements for installations used in this zones. Additionally it is presented operation conditions of gas signaling system with analysis of devices required for acetylene detection system. There are also re-counted other technical security systems for acetylene production process according to corresponding regulations. Code of practice for interior security of this type factory was also presented.
Keywords: monitoring explosive conditions, acetylene production process, gas sensors
Jolanta Iganc-Nowicka Instytut InĪynierii Produkcji Wydział Organizacji i Zarządzania Politechnika ĝląska
ul. Roosevelta 26, 41-800 Zabrze e-mail: jolanta.ignac@polsl.pl
