Как подобрать и разместить взрыворазрядители на аспирационном оборудовании: 6 шагов

Взрыворазрядитель не предотвращает взрыв. Он делает так, чтобы вспышка внутри нории, циклона, фильтра или бункера вышла наружу в заданном направлении раньше, чем давление разорвёт корпус аппарата и выбросит пламя и продукт в цех. Из этого следует всё остальное: устройство подбирается под конкретный аппарат и конкретную пыль, ставится в конкретное место и обслуживается по регламенту. Взрыворазрядитель, купленный «по диаметру» и приваренный туда, где удобно монтажнику, защиты не даёт.

Ниже — порядок действий, по которому эта задача решается от исходных данных до эксплуатации.

1. Определить защищаемые аппараты и объёмы.
2. Получить показатели взрывоопасности конкретной пыли.
3. Рассчитать требуемую площадь сброса по методике.
4. Выбрать тип устройства: мембрана, клапан или огнепреграждающий разрядитель.
5. Задать направление сброса и безопасную зону.
6. Смонтировать, заземлить и назначить порядок осмотров и замены мембран.

Шаг 1. Определить, что защищаем, и посчитать объёмы

Сначала — перечень аппаратов, а не каталог устройств. На пылящих производствах защите обычно подлежат нории, дробилки и молотковые мельницы, циклоны и батарейные установки, рукавные фильтры, бункеры и силосы, шнековые и цепные конвейеры замкнутого сечения, а также соединяющие их участки воздуховодов и самотёков.

По каждому аппарату нужны: внутренний свободный объём, геометрия и соотношение длины к сечению, расчётная прочность корпуса на избыточное давление, расположение в здании и относительно рабочих мест. Для нории объём считается по всей высоте кожуха вместе с головкой и башмаком — это вытянутый канал, и одно устройство сверху его не закрывает.

Здесь же определяется, распространяется ли на объект 116-ФЗ. Взрывоопасность пыли — физическое свойство вещества; отнесение объекта к опасным производственным определяется признаками приложения 1 к Федеральному закону № 116-ФЗ. Это разные вопросы: защита нужна по требованиям проектирования и пожарной безопасности в любом случае, а вот регистрация, производственный контроль и экспертиза технических устройств — только если объект идентифицирован как ОПО.

Шаг 2. Получить показатели взрывоопасности пыли

Расчёт невозможен без характеристик вещества. Нужны: нижний концентрационный предел распространения пламени, максимальное давление взрыва, максимальная скорость нарастания давления, минимальная энергия зажигания, температура самовоспламенения аэровзвеси и осевшего слоя, а также дисперсность и влажность продукта.

Эти значения берутся из протоколов испытаний конкретного продукта или из справочных данных на вещество той же дисперсности и влажности. Подчеркнём: подставлять в расчёт чужие цифры «для древесной пыли вообще» или «для мучной пыли» нельзя. Мука грубого помола и шлифовальная пыль МДФ ведут себя по-разному, влажное зерно и подсушенное зерно — тоже. Конкретных числовых значений мы здесь сознательно не приводим — исходные данные должны быть документированы, а не взяты из статьи.

Шаг 3. Рассчитать требуемую площадь сброса

Площадь сброса определяется расчётом по применимой методике и зависит от защищаемого объёма, геометрии аппарата, показателей взрывоопасности пыли, расчётного давления, которое корпус обязан выдержать, и давления срабатывания устройства. Результат распределяется на одно или несколько устройств: длинные аппараты — нории, конвейеры, протяжённые воздуховоды — требуют нескольких разрядителей по длине, потому что пламя в вытянутом канале разгоняется и одного сброса на конце не хватает.

Расчёт — проектная работа. Формулы, коэффициенты и допущения берите из действующей методики, применимой к вашему типу объекта, а не из чужого проекта десятилетней давности: требования пересматривались, и перечень действующих федеральных норм и правил стоит сверять на сайте Ростехнадзора. Типовая ошибка на этом шаге — поставить устройство той площади, которая «влезла» в свободное место на корпусе, и считать задачу закрытой.

Шаг 4. Выбрать тип устройства

Принципиально различаются три решения.

• Разрывная мембрана. Простое и дешёвое устройство: при достижении давления срабатывания мембрана разрушается и открывает проём. Расходный элемент — после срабатывания подлежит замене. Подходит для аппаратов с открытым сбросом наружу.
• Откидной клапан. Открывается при срабатывании и возвращается в закрытое положение, ограничивая подсос воздуха внутрь аппарата после вспышки. Дороже мембраны, требует контроля механизма и уплотнения, но не требует замены после каждого срабатывания.
• Огнепреграждающий разрядитель. Сбрасывает давление, гася при этом пламя и задерживая горящие частицы. Применяется там, где вывести сброс наружу невозможно — например, для аппарата, расположенного внутри здания. Требует строгого соблюдения условий применимости по типу и характеристикам пыли.

Выбор диктуется местом установки: если аппарат стоит внутри здания и вывести патрубок на улицу нельзя, обычная мембрана с открытым сбросом задачу не решает — она просто выбросит пламя в помещение.

Шаг 5. Задать направление сброса и безопасную зону

Это шаг, на котором чаще всего появляются неисправимые ошибки, потому что переделка означает вмешательство в строительные конструкции.

• Сброс направляется наружу здания, в сторону, свободную от людей и оборудования.
• В зоне выброса не должно быть рабочих мест, проходов, площадок обслуживания, лестниц, окон, дверей, воздухозаборов и соседних аппаратов.
• Отводящий патрубок должен быть как можно короче и прямее: каждый поворот и каждый метр длины увеличивают сопротивление и снижают эффективность сброса. Если длина патрубка превышает допустимую по методике, требуемая площадь сброса пересчитывается.
• Патрубок рассчитывается на реактивную нагрузку при срабатывании, а узел прохода через стену или кровлю — на герметичность и огнестойкость.
• Опасная зона обозначается знаками и учитывается при планировке территории: под сбросом нельзя со временем поставить стоянку, бытовку или склад тары.

Шаг 6. Смонтировать, заземлить и назначить регламент

Монтаж и эксплуатация выполняются по документации изготовителя устройства и проекту. Минимальный набор позиций, которые должны быть закрыты:

• Крепёж затянут равномерно по всей окружности с предписанным усилием, уплотнения на месте, перекос мембраны исключён.
• Корпус устройства и отводящий патрубок заземлены, металлосвязь с аппаратом непрерывна.
• Приёмочная документация оформлена: паспорта устройств, акты монтажа, исполнительная схема размещения с привязкой к аппаратам.
• Назначен ответственный и установлена периодичность осмотров — она берётся из документации изготовителя и закрепляется в инструкции по эксплуатации предприятия.
• Заведён журнал осмотров взрыворазрядных устройств: дата, аппарат, состояние мембраны, выявленные замечания, подпись.
• Мембраны заменяются после каждого срабатывания и планово по ресурсу, установленному изготовителем; на складе поддерживается запас.
• Персонал проинструктирован: мембрану нельзя красить, заваривать, усиливать накладкой, а патрубок нельзя использовать как полку или опору.

Что проверить на действующем объекте прямо сейчас

Если установка уже работает, начните не с расчёта, а с ревизии фактического состояния. Сверьте по исполнительной схеме, на всех ли аппаратах устройства стоят физически. Проверьте, не закрашены ли мембраны при последней покраске оборудования — это самая частая находка. Посмотрите, что находится в зоне выброса сегодня, а не на момент проектирования. Поднимите журнал осмотров и убедитесь, что записи делаются, а не заполняются задним числом перед проверкой.

Отдельно проверьте, менялся ли состав оборудования: если после проектирования добавили норию, силос или ветвь аспирации, расчёт устарел и защита по новым аппаратам, скорее всего, отсутствует. Работы с изменением конструкции технических устройств, применяемых на ОПО, дают основание для экспертизы промышленной безопасности по статье 7 116-ФЗ, и состояние взрыворазрядителей эксперт оценивает вместе с защищаемым аппаратом.

НПИ «Недра» выполняет обследование систем аспирации, техническое диагностирование циклонов, фильтров, нориев и воздуховодов силами собственной лаборатории неразрушающего контроля и экспертизу промышленной безопасности по результатам обследования. Когда заключение нужно срочно — срок службы аппарата уже истёк, а останавливать линию нельзя, — работает сервис «Блиц-эксперт»: заявку сразу видят все эксперты, аттестованные по нужной области, первый свободный берёт её в работу, срок от одного дня, цена берётся из тарифа института и видна до регистрации, оплата двумя частями по 50%, рекомендации и исправленная документация ходят внутри заявки, а готовое заключение приходит подписанным электронной подписью. Опишите состав оборудования и характеристики пыли в форме заявки — инженер скажет, где защита отсутствует и что нужно пересчитать.

Фото: TheBusyBrain, Flickr, CC BY 2.0