CC BY
36
st. kpt. mgr inz. Rafal POROWSKI, ml. bryg. mgr inz. Daniel MALOZI^C
Zespôl Laboratoriôw Procesôw Spalania i Wybuchowosci Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpozarowej Panstwowy Instytut Badawczy
ZAGROZENIE WYBUCHEM PYLOW PALNYCH ORAZ METODY ZAPOBIEGANIA
Dust explosion hazards and prevention methods
Streszczenie
W artykule tym dokonano analizy zagrozenia wybuchem stwarzanego przez pyly palne stosowane w zakladach przemy-slowych. Opisano rowniez kilka zaistnialych w przemysle wybuchow mieszanin pylowo-powietrznych. Zaprezentowano rowniez podstawowe informacje w zakresie teorii wybuchow mieszanin pylowo-powietrznych. Nastçpnie dokonano opisu metod badawczych umozliwiaj^cych przeprowadzanie testow w zakresie wybuchowosci mieszanin pylowo-powietrznych wraz z zaprezentowaniem stanowisk badawczych, ktorymi dysponuje Zespol Laboratoriow Procesow Spalania i Wybuchowosci w CNBOP-PIB. Artykul konczy opis stosowanych w przemysle metod zapobiegania wybuchom pylow, w tym przede wszystkim tlumienia wybuchow oraz odci^zania wybuchow.
Summary
This paper presents an analysis of dust explosion hazards in the process industries. It includes a case study of several dust explosions in the process industries. We described some fundamental aspects on the theory of dust explosions. We also outlined selected testing methods of dust explosibility, including a presentation of experimental stands used by Combustion Processes and Explosion Laboratory at CNBOP-PIB. We showed well-known dust explosion prevention methods by industry, including explosion suppression and explosion venting.
Slowa kluczowe: wybuchy pylow, zagrozenie wybuchem, metody zapobiegania, wybuchowosc. Keywords: dust explosions, explosion hazard, prevention methods, explosibility.
Wprowadzenie
Pierwszy wybuch pylu, jaki odnotowano w swia-towej literaturze mial miejsce 14 grudnia 1785r. we Wloszech. Turynska Akademia Nauki podala, ze byl to wybuch pylu m^ki w magazynie w centrum Turynu.
1 Wklad obu autorôw w powstanie artykulu rôwny - po 50%
Zgodnie z zapiskami literatury w wyniku wybuchu bu-dynek calkowicie zostal zniszczony. Nastçpnie w ci^gu ponad 100 lat w literaturze przedmiotu zanotowano 4 kolejne przypadki wybuchow pylow, co przedstawia Tabela 1.
Tabela 1. Table 1.
Historyczne przypadki wybuchow pylow [1, 2]. Historic cases of dust explosions [1,2].
Rok Miejsce Instalacja Rodzaj pylu Szkody
1858 Szczecin Mlyn Zboze Zniszczenie mlynu
1860 Milwaukee (USA) Mlyn M^ka Zniszczenie mlynu
1864 Mascoutah (USA) Mlyn M^ka Zniszczenie mlynu
1887 Hameln (Niemcy) Silos Zboze Zniszczenie silosa i kilku budynkôw
Ostatni z wymienionych w Tabeli 1 przypadkow mial miejsce w Niemczech w miejscowosci Hameln w 1887r. Wybuch powstal w silosie zbozowym, w wy-niku ktorego oprocz silosu zniszczeniu uleglo kilka polozonych w okolicy budynkow. Rysunek 1 przed-stawia skutki, jakie spowodowal ten wybuch.
Ryc. 1. Wybuch silosa zbozowego w miejscowosci Hameln w Niemczech w 1887r [1]. Fig. 1. Dust explosion in Hameln (Germany) 1887 [1].
Wybuchy pylow palnych zdarzaly i nadal zdarzaj^. siç obecnych czasach. Jako przyklad drastycznego w skutkach wybuchu posluzyc moze wybuch, ktory powstal 20 sierp-nia 1997r. w miejscowosci Blaye we Francji [3]. W wy-niku wybuchu elewatora zbozowego smierc ponioslo 12 osob oraz jedna zostala ranna. Elewator zbozowy ulegl w wiçkszej czçsci zawaleniu, a budynki administracyjne zlokalizowane w poblizu zostaly calkowicie zniszczone. Rysunek 2 obrazuje czçsciowe skutki tego wybuchu.
Ryc. 2. Skutki wybuchu elewatora zbozowego w Blaye (Francja) w 1997 [3].
Fig. 2. Effects of dust explosion at grain elevator in Blaye (France) 1997 [3].
Kolejnym z przypadkow tragicznych w skutkach wy-buchow pylow palnych, byl incydent w fabryce lekow West Pharmaceutical Services w miejscowosci Kinston w Stanach Zjednoczonych, ktory mial miejsce w dniu 28 stycznia 2003r. [4]. W wyniku wybuchu smierc ponioslo 6 osob, 38 zostalo rannych, a budynek fabryki ulegl calko-witemu zniszczeniu, co przedstawia Rysunek 3.
Ryc. 3. Wybuch w fabryce lekow w Stanach Zjednoczonych w 2003 [4].
Fig. 3. Dust explosion at pharmaceutical plant in US 2003 [4].
Podstawy wybuchowosci pylow palnych
Zjawisko wybuchow pylow jest bardzo podobne do wybuchu gazow, jednakze mimo wszystko istnieje kilka znacz^cych roznic pomi^dzy tymi zjawiskami [7]. Zagro-zenie wybuchem pylow w przemysle pojawic si§ moze praktycznie w kazdym przypadku, gdzie wyst^puje pyl pal-ny. Pyly palne stwarzaj^. zagrozenie wybuchem poprzez:
• tworzenie si§ mieszanin pylowo-powietrznych ze zrodla uwolnienia pylow palnych;
• powstanie warstwy pylu, ktora moze ulec zaplonowi w wyniku samonagrzewania, a nast^pnie zapalona warstwa pylu moze odgrywac rol§ zrodla zaplonu do kolejnych wybuchow.
Pierwszy przypadek b^dzie mial miejsce w momen-cie, gdy rozproszony w powietrzu pyl palny utworzy mie-szanin§ pylowo-powietrzn^ w st^zeniu powyzej dolnej granicy wybuchowosci. Jezeli spalaj^cy si§ pyl zostanie rozproszony, wowczas wytworzy si§ jego zawiesina w po-wietrzu, ktora w obecnosci odpowiedniego zrodla zaplonu ulegnie zapaleniu. W ten sposob powstanie wybuchowa mieszanina pylowo-powietrzna. Ponadto, palace si§ cz^st-ki pylu mog^. stwarzac potencjalne zrodlo zaplonu dla innych materialow latwopalnych znajduj^cych si§ w po-blizu. Proces wybuchu mieszaniny pylowo-powietrznej sklada si§ w uproszczeniu z [5]:
• transportu ciepla do powierzchni cz^stki, przejmowa-nia go przez cz^stk^ i jej nagrzewania;
• rozkladu termicznego powierzchni cz^stki z dalszym jej nagrzewaniem oraz wydzielaniem cz^sci lotnych;
• mieszania si§ wydzielonych cz^sci lotnych z powietrzem wytwarzaj^cego mieszanin^ paln^. i jej zapaleniu;
• transportu ciepla od plomienia do s^siednich cz^stek oraz ich utlenianie i zaplon.
Drugi przypadek dotycz^cy zaplonu warstwy pylu palnego, odnosi si§ glownie do urz^dzen elektrycznych stosowanych w przestrzeniach zagrozonych wybuchem, choc nie tylko, ktorych gor^ce powierzchnie stanowi^. po-
tencjalne zrodlo zaplonu nagromadzonych warstw pylu. Podczas wybuchow pylow palnych procès spalania prze-biega dose gwaltownie. Szybkose rozprzestrzeniania siç plomienia jest wowczas wysoka, porownywalna z szyb-kosci^. wybuchu deflagracyjnego gazow. Maksymalne cis-nienie wybuchu (Pmax) jest czçsto porownywalne do war-tosci teoretycznych (obliczeniowych), w ktorych zaklada siç, ze nie wystçpuj^. straty ciepla podczas wybuchu.
Do tej pory nie okreslono jeszcze jednoznacznie, czy wybuch detonacyjny mieszanin pylowo-powietrznych moze pojawie siç w warunkach przemyslowych. Szybkosc rozprzestrzeniania siç plomienia w mieszaninach pylowo-powietrznych jest stosunkowo duza i w niektorych przy-padkach stwierdzono, ze jest zblizona do wybuchu deto-nacyjnego. Jednakze wiçkszosé tego typu przypadkow zwi^zana jest z zagrozeniem wybuchem pylu wçglowego w kopalniach, gdzie proces ten byl zainicjowany przez silne zrodla zaplonu, a dodatkowo wybuch rozprzestrze-nial siç w przestrzeni ograniczonej [6]. Nie jest jednak na 100% pewne, czy wybuch detonacyjny mieszanin pylo-wo-powietrznych moze bye zapocz^tkowany przy slabym zrodle zaplonu, ktore bardzo czçsto wystçpuje w warunkach przemyslowych.
Sposrod odnotowanych i przeanalizowanych przez ekspertow wybuchow pylowych na calym swiecie [1-2], kolejnose zdarzen odnotowanych podczas zaistnialych wybuchow jest zazwyczaj nastçpuj^ca. Pierwotny wybuch pojawia siç wewn^trz zakladu. Zastosowane tam techniczne systemy zabezpieczen okazuj^. siç niewy-starczaj^ce, aby zapobiec wydostaniu siç plomieni poza zaklad, zarowno podczas rozerwania np. silosu, jak rowniez poprzez zle zaprojektowan^. i wykonan^. wentylacjç. Nastçpuje wowczas coraz wiçkszy przeplyw powietrza do spalaj^cego siç pylu, powoduj^c tym samym wtorny wybuch. Ilose pylu zaangazowanego we wtorny wybuch czçsto przekracza ilose pylu bior^cego udzial w wybuchu pierwotnym. Ponadto budynek, w ktorym powstalo zja-wisko wtornego wybuchu jest czçsto o slabej konstrukcji budowlanej niz np. konstrukcja urz^dzenia, w ktorym pyl byl pierwotnie przechowywany. Nalezy rowniez pa-miçtaé o tym, ze skutki wtornego wybuchu s^. znacznie bardziej destrukcyjne w odniesieniu do wybuchu pier-wotnego.
W niektorych przypadkach pierwotny wybuch moze rowniez pojawie siç w przestrzeniach otwartych, gdzie nagromadzona jest odpowiednia warstwa pylu, co z ko-lei moze siç rowniez znacznie przyczynie do zjawiska wtornego wybuchu. W pozostalych przypadkach pierwotny wybuch zazwyczaj zwi^zany jest z pojedynczym urz^dzeniem technologicznym w zakladzie, a nastçpnie rozprzestrzenia siç wewn^trz zakladu na kolejne urz^-dzenia lub czçsci instalacji technologicznej. Przyklad mechanizmu powstania wtornego wybuchu pylowego obrazuje Rysunek 4. Mozliwose powstania calkowicie destrukcyjnego w skutkach wybuchu wtornego sprawia, ze zagrozenie wybuchem pylow nie moze bye do konca
przewidywalne.
Utormcwana chmura pytu
P rûfln tT'in'.vanie ciepl-e ■jenerwsne poeczss w^buchj pienwtnego powKluJe iapton chmury pyiv.
wybuchu
Wybuch prerwotriy
Wybuch wlómy
Ryc. 4. Przyklad powstania wtórnego wybuchu pylowego [2].
Fig. 4. An example of secondary dust explosion phenomenon [2].
Zjawisko wybuchu pylów moze zaistniec jedynie, gdy pyl zostanie rozproszony w powietrzu, tworz^c miesza-ninç pylowo-powietrzn^. o stçzeniu w zakresie pomiçdzy doln% a górn^ granice wybuchowosci. W ten sposób po-wstanie wybuchowa chmura pylu. Badanie charakterystyk wybuchowosci mieszanin pylowo-powietrznych stanowi fundamentalny aspekt w zakresie projektowania oraz pra-widlowego doboru innowacyjnych systemów zabezpieczen przed wybuchem, w tym przede wszystkim takich metod zapobiegania jak odci^zanie wybuchów, tlumienie wybuchów, czy izolacja wybuchów. Do prawidlowego doboru tych metod zapobiegania konieczne jest poznanie najwazniejszych wlasciwosci wybuchowych pylów pal-nych wystçpuj^cych w zakladach przemyslowych, w tym przede wszystkim:
• maksymalne cisnienie wybuchu - Pmax,
• maksymlany przyrost cisnienia wybuchu
- (dp/dt)max,
• dolna granica wybuchowosci - DGW,
• górna granica wybuchowosci - GGW,
• minimalna temperatura zaplonu warstwy pylu
- MTZw,
• minimalna temperatura zaplonu warstwy pylu
- MTZo,
• minimalna energia zaplonu - MEZ,
• graniczne stçzenie tlenu - GST,
• klasa wybuchowosci pylu - Kst.
Wybuchowosc mieszanin pylowo-powietrznych okre-slana jest poprzez parametry bardzo podobne do tych, które okreslaj^. palnosc mieszanin gazowo-powietrznych. Jednakze istnieje pomiçdzy tymi przypadkami kilka znacz^-cych róznic. Wybuchowosc pylów mozna rozwazyc jako wzrastaj^cy stopien stçzenia wybuchowego, minimalnej temperatury zaplonu, minimalnej energii zaplonu, cisnienia wybuchu oraz maksymalnej szybkosci przyrostu cisnienia wybuchu. Charakterystyka cz^stek pylów jest czynnosci^. niezwykle zlozon^ ale ogólnie rzecz bior^c zwi^zana jest glównie z budow^. cz^stki, gçstosci^, rozmiarem, ksztaltem, powierzchni^, zawartosci^. wilgoci, itp. Przykladowymi
czynnikami wplywaj^cymi na wybuchowosc pylów s^. [2]:
• sklad chemiczny cz^stki,
• rozmiar cz^stki,
• zawartosc wilgoci,
• st^zenie tlenu,
• obecnosc gazu inercyjnego,
• st^zenie pylu.
Literatura przedmiotu [1-2] przedstawia duzo dowodów i przykladów wskazuj^cych na oddzialywanie tych czyn-ników na wlasciwosci wybuchowe pylów, szczególnie dla kilku rodzajów pylów. Jest zatem kilka grup chemicznych takich jak COOH, OH, NH2, NO2, C=N, C=N, N=N, które maj^. sklonnosc do wyzszych wlasciwosci wybuchowych, a natomiast pozostale, takie jak Cl, Br czy F maj^. sklon-nosci do nizszych parametrów pod wzgl^dem wybuchowosci. Pyly czystych metali generalnie reaguj^. z powietrzem tworz^c tlenki metali. W tym przypadku przyrost cisnienia wybuchu powodowany poprzez wydzielanie ciepla. W nie-których przypadkach metale gwaltownie reaguj^. z azotem tworz^c azotki metali. Pyly posiadaj^. sklonnosci do zmiany (polepszania) wlasciwosci wybuchowych, nawet do 10%.
Wybuchowosc pylów jest znacznie zwi^zana z roz-miarem cz^stek pylu. Rozmiar cz^stek pylu jest zazwyczaj zamiennie okreslany jako ekwiwalent srednicy cz^stek. Cz^stki pylów o srednicy wi^kszej niz 500 ^m s^. malo prawdopodobnie zdolne do wytworzenia mieszaniny wy-buchowej, chociaz ulegaj^. procesowi spalania. Z drugiej jednak strony ograniczenie (zmniejszenie) rozmiaru cz^stek ponizej ok. 50-74 ^m nie odgrywa znaczenia w zwi^ksze-niu si§ wlasciwosci wybuchowych. Srednica cz^stek pylów wykorzystywana do badan nad wlasciwosciami wybucho-wymi pylów zazwyczaj nie przekracza 75 ^m.
Metody badawcze
W wielu krajach na calym swiecie prowadzone s^. badania w zakresie wybuchowosci pylów. Nalezaloby jednak w tym miejscu rozpocz^c od badan, które prze-prowadzilo Bureau of Mines w Stanach Zjednoczonych, które pózniej w szerokim zakresie wykorzystywano na calym swiecie, równiez w Polsce. Podczas testu pyl zostaje rozproszony przez wtrysk spr^zonego powietrza. Zródlo zaplonu stanowi gor^cy przewód drutowy lub zaplon isk-rowy. Jesli podczas testu zaobserwuje si§ jakiekolwiek rozprzestrzenianie si§ plomieni, to badany pyl uwaza si§ za wybuchowy. Obecnie w Zespole Laboratoriów Proce-sów Spalania i Wybuchowosci CNBOP-PIB do wst^pnej oceny wybuchowosci pylów wykorzystuje si§ zmodyfiko-wane stanowisko Hartmanna, nazwane jako demonstrator wybuchowosci pylów, co przedstawiono na Rysunku 5.
Minimalna temperatura zaplonu obloku pylu badana jest w piecu Godbert-Greenwalda. Zawiesina pylu zostaje wtr^cona do pionowej rury utrzymywanej w stalej tempe-raturze pieca. Podczas tego badania obserwuje si§ pojawie-nie si§ plomienia na otwartym wylocie pieca. Oddzielne oznaczenie minimalnej temperatrny zaplonu stosuje si§ dla warstwy pylu osiadlego, która zasadniczo rózni si§ od
przypadku oznaczenia MTZ obloku pylu. W celu zbadania MTZ dla warstwy pylu osiadlego rowniez wykorzystywany jest piec Godbert-Greenwalda, jednakze w tym przypadku pyl jest zgromadzony w koszu z siatki drucianej o srednicy 1 cala i gl^bokosci 0,5 cala. Inna metody stosowan^ w tym zakresie jest rowniez zaplon warstwy pylu osiadlego od gor^cej plytki, na ktorej pyl ten jest zgromadzony, wedlug wymagan standardu PN-EN 50281-2-1 [8]. Na Rysunku 6 przedstawiono stanowisko badawcze do pomiarow mi-nimalnej temperatury zaplonu warstwy pylu, stosowane w CNBOP-PIB.
Rys. 5. Stanowisko badawcze do wst^pnej oceny wybu-
chowosci pylow, stosowane w CNBOP-PIB. Fig. 5. Experimental stand for preliminary assessment of dust explosibility at CNBOP-PIB.
a m
Ryc. 6. Stanowisko badawcze do pomiarów minimalnej temperatrny zaplonu warstwy pylów wg PN-EN 502812-1 w CNBOP-PIB. Fig. 6. Experimental stand for testing minimum ignition temperature of dust layers according to PN-EN 50281-2-1 at CNBOP-PIB.
Minimalna temperatura zaplonu pylów palnych zmniejsza si§ wraz ze zmniejszeniem rozmiaru cz^stek pylu oraz wraz ze zwi^kszeniem zawartosci cz^sci lot-nych oraz st^zenia tlenu, jak równiez ulega zwi^kszeniu wraz ze wzrostem zawartosci wilgoci. Minimalna energia zaplonu mieszanin pylowo-powietrznych mierzona jest w pionowej rurze Hartmanna [9]. Podczas tego badania pyl jest rozpraszany przez wtrysk spr^zonego powietrza, a zródlem zaplonu jest iskra elektryczna. Nast^pnie obserwuje si§ zaplon mieszaniny pylowo-powietrznej oraz
rozprzestrzenianie siç plomienia przy zadanej wartosci energii wyladowania iskry.
Minimalna energia zaplonu mieszanin pylowo-po-wietrznych zmniejsza siç wraz ze spadkiem rozmiaru cz^-stek pylu oraz wraz ze zwiçkszeniem zawartosci czçsci lotnych i stçzenia tlenu, jak rowniez ulega zwiçkszeniu wraz ze wzrostem zawartosci wilgoci.
Parametry t;Eiie jiK graiiee wLbuchowosci (DGW i GGW), maksymalny przyrost cisnienia wybuchu (Pmax), maksymcdnaszybkoscprcyrostu cismema wybuchu (df/ dt)max orw ncowzzne sOnznnie tSeou(GOT), mizioone t) przy wykorzystaniu stanowiska badawczego wyposazo-neko wkomorç twstow^k pojenmosolnL^heb ahisoac Ownieis1 mnkjszes tlsali, pszy wyko r^stamusfeoyckne -go ebionokekpojnmnodci 20 dmi [10]. Na rysunloi 7. przidstawionostoiowisko bdWwcze dopemiorow wyze/ wipomnianydOpcU-dmktséwotybpcdowosoi mieszaùnpy -lowo-powietrznych, stosowane w CNBOP-PIB.
Ryc. 7. Stanowisko badawcze do pomiarow parametrow wybuchowosci mieszanin pylowo-powietrznych (Pmax, DGW, GGW, GST, dp/dtmax) wg serii norm PN-EN 14034
wCNBOP-PIB. Fig.7. Experimentalstandfortesting dustexplosion parameters (Pmax, DGW, GGW, GST, dp/dtmax) according toPN-EN 14034 at CNBOP-PIB.
W badaniu tym pyl jest wprowadzany do sferycznego zbiornika z podajnika pylu. Zrodlo zaplonu ulokowane jest w centrum urz^dzenia i jest to zazwyczaj 2 zapalniki che-miczne, zazwyczaj kazdy o energii zaplonu 5 kJ. Pomiçdzy wprowadzeniem pylu, a zaplonem stosuje siç standardowe opoznienie wynosz^ce 60 ms. Badanie to wykorzystywane jest zarowno do okreslen jakosciowych, jak i ilosciowych. Wynikiem takiego badania jest standardowy wykres przyro-stu cisnienia w czasie, z zaznaczeniem wartosci maksymal-nego cisnienia wybuchu oraz szybkosci przyrostu w czasie. Analiza przeprowadzonych wynikow na tym stanowisku badawczym jest bardzo podobna do analizy przeprowadza-nej przy wybuchach gazow w stalej objçtosci.
Na Rysunkach 8 i 9 przedstawiono zbiorcze zestawie-nie zaleznosci maksymalnego cisnienia wybuchu (Pmax) oraz maksymalnej szybkosci przyrostu cisnienia wybuchu (dp/dt)max od gçstosci pylu. Badania wykonano dla trzech rodzajow pylow, tj. m^ki ziemniaczanej, wçgla aktywne-go oraz likopodium.
Makaymaine clin ¡»me wybuchu vs. s titan re ? yhi
750 fïDO 1250 1500
ilçltHilu pylu | : ' ■ "I
1750 2000 22W
Ryc. 8. Zaleznose maksymalnego cisnienia wybuchu od stçzenia pylu dla 3 wybranych mieszanin pylowo-powietrznych, uzyskane podczas pomiarow na stanowisku
badawczym wg PN-EN 14034 w CNBOP-PIB. Fig. 8. Maximum explosion pressure vs. dust concentration for 3 selected dust-air mixtures measured according to PN-EN 14034 at CNBOP-PIB.
Ryc. 9. Zaleznose maksymalnej szybkosci przyrostu cisnienia wybuchu od stçzenia pylu dla 3 wybranych mieszanin pylowo-powietrznych, uzyskane podczas pomiarow na stanowisku badawczym wg PN-EN 14034 w CNBOP-PIB. Fig. 9. Maximum rate explosion pressure rise vs. dust concentration for 3 selected dust-air mixtures measured according to PN-EN 14034 at CNBOP-PIB.
Zaleznose maksymalnej szybkosci przyrostu cisnie-nia wybuchu od pojemnosci zbiornika testowego zostala zapisana w postaci wzoru:
( ^ ) ydtK
V1/3 = Kt
gdzie:
Kst - stala wybuchowosci pylow (wspolczynnik Kst) p - cisnienie calkowite t - czas
V - objçtosé zbiornika
Wspolczynnik Kst stanowi podstawç klasyfikacji wybuchowosci pylow oraz jest miarç maksymalnej szybkosci przyrostu cisnienia. Wspolczynnik Kst jest odzwierciedle-niem wspolczynnika KG dla gazow. Zasadniczo, wyroznia siç 4 klasy wybuchowosci pylow, pocz^wszy od St. 0 (pyl niewybuchowy) do St. 3 (pyl bardzo silnie wybuchowy), co przedstawiono w szczegolach w Tabeli 2.
Tabela 2.
Klasyfikacja wybuchowosci pylow wedlug wspolczynnika Kt [11].
Dust explosibility classification according to Kst value [11].
Table 2.
Klasa wybuchowosci Kst (bar m/s) Nazwa
St. 0 0 niewybuchowy
St. 1 1- 200 slabo wybuchowy
St. 2 201 - 300 silnie wybuchowy
St. 3 > 300 bardzo silnie wybuchowy
Pozostalym parametrem w zakresie wybuchowosci pylow palnych jest szybkosc spalania. Niestety do tej pory nie opracowano jeszcze standardowej metody badawczej, ktora umozliwilaby dokonywanie pomiarow tego parame-tru. Wiedza na temat tego parametru pozwolilaby na opra-cowanie potrzebnych w praktyce modeli numerycznych, ktore zostaly rozwiniçte w zakresie wybuchow gazow.
Metody zapobiegania wybuchom pylow
Odci^zanie wybuchow
Slabe konstrukcyjnie miejsca w sciankach aparatow i urz^dzen procesowych, czy w konstrukcji budynkow po-winny byc tak zaprojektowane, aby otworzyly siç we wczes-nym stadium rozwoju zjawiska wybuchu. W wyniku czego material palny oraz produkty spalania zostaj^. uwolnione do otoczenia, a nadcisnienie powstale wewn^trz aparatu zosta-je zredukowane do odpowiedniego poziomu. Wartosc tego cisnienia nazywana jest zredukowanym cisnieniem wybu-chu Pred. Rysunek 10 przedstawia standardowy wykres za-leznosci przyrostu cisnienia w czasie dla zjawiska wybuchu w zamkniçtej przestrzeni. Krzywa A przedstawia przyrost cisnienia dla typowego wybuchu w zbiorniku, gdzie cisnie-nie wzrasta do wartosci rzçdu 15-20 bar, zazwyczaj warto-sci cisnienia wiçkszej niz standardowe urz^dzenia i aparaty procesowe s^. w stanie wytrzymac [12]. Podczas odci^zania przyrost cisnienia zostaje ograniczony do wartosci zredu-kowanego cisnienia wybuchu Pred (krzywa C). Wartosc tego cisnienia zalezy przede wszystkim od rozmiarow i miejsca lokalizacji otworow odci^zaj^cych, jak rowniez od wartosci cisnienia otwieraj^cego urz^dzenie odci^zaj^ce. Odpo-wiednie zaprojektowanie powierzchni odci^zaj^cej powin-no zapewniac zredukowanie cisnienia wybuchu do wartosci ponizej wytrzymalosci konstrukcyjnej chronionego urz^-
dzenia. Na etapie projektowania, podczas szacowania wytrzymalosci aparatu nalezy szczegolnie wzi^c pod uwag§ te wszystkie cz^sci, ktore s^. najbardziej narazone na oddzia-lywanie cisnienia wybuchu, np. drzwiczki rewizyjne, czy zawory suwakowe. Dlatego tez wytrzymalosc najslabszej cz^sci urz^dzenia procesowego powinna byc potraktowana jako wytrzymalosc obliczeniowa calego urz^dzenia. Obli-czenia wytrzymalosciowe konstrukcji aparatow proceso-wych szczegolnie, gdy s^. one stare i dawno nie wymieniane (co niestety cz^sto zdarza si§ w przemysle), nie nalezy do najlatwiejszych. W tym zakresie pomocny moze byc porad-nik opracowany i wydany przez ICHEME [13]. Metodyka obliczeniowa zawarta w tym poradniku oparta jest o tzw. „metody elementow skonczonych"2 stosowan^. dla wybra-nych cz^sci urz^dzenia procesowego.
Ryc. 10. Standardowy wykres zaleznosci cisnienia w czasie podczas wybuchu przy zastosowaniu systemow odci^zania [12].
Fig. 10. Standard profile of explosion pressure vs. time regarding to venting systems [12].
Poprawnie obliczona powierzchnia odci^zaj^ca ma decyduj^cy wplyw na wartosc cisnienia Pred. W tym zakresie dostçpnych jest w swiatowej literaturze technicznej kilka metod. Do obliczenia powierzchni odci^zaj^cej nie-zbçdnych jest kilka podstawowych danych, takich jak:
• Wartosc Pred, ktora w zadnym przypadku nie moze byc przekroczona. Wartosc zredukowanego cisnienia wybuchu zalezy od wytrzymalosci konstrukcyjnej aparatu procesowego;
• Wartosci charakteryzuj^ce wybuchowosc pylow palnych, ze szczegolnym uwzglçdnieniem wartosci
2 Finite Element Analysis - inzynierska metoda analizy po-szczegôlnych elementôw konstrukcji, wykorzystuj^ca glôw-nie technikç CFD (Computational Fluid Dynamics - nume-ryczn^. dynamikç plynôw), stosowana zazwyczaj do obliczen wytrzymalosciowych.
wspolczynnika Kst oraz maksymalnego cisnienia wy-buchu Pmax. Obydwie te warto^c^irrn^e zzoneza ^(^mo-c^. standardowych metod laboratoryjnych. W Polsce badania takie na zlecenie wykomije MUoa osrodkow badawczych;
• Charakterystyka urz^dzenia procesowe^snccego1-nie wartosc V i L/D. V jest to objjtoic ur/ydzeWo (c^Ze warta przestrzen wewn^trz urznd^t^iuaZ.^^zykladowo w filtrach zawieraj^cych pyl pWsyme whzze sipe ho tego obj§tosci workow filtracyjnych. WoEooc zaiaz-nosci L/D stanowi stosunek wysokosci urz^dzenia do jego srednicy. W zwartych airz^st^;iei^z^nn^ro5^-przestrzenianie si§ plomieni nie mawpfywug-zenfy'w osiowy. Szybkosc rozprzestrzeniania si§ plzoiiyci jcsl zazwyczaj wolna, a maksymajw zseieiue zEbueM dla wi^kszosci pylow palnychjzoook. io mgwioorze niz cisnienie pocz^tkowe. W wdilocte^pnl-zooych przeplyw osiowy powoduje, zc PeakoH rpzyrzz-strzeniania si§ plomieni jest bardzo wysoka. Wyso-kie wartosci Pmax mog^. zatem powstac, gdyzelczneSe L/D jest stosunkowo duza. Dlzlego tnP wzrtooZ dcZO odgrywa znacz^cy wplyw na obliczenia powierzchni odci^zaj^cych;
• Charakterystyka urz^dzenia odc^^^jece^^o. Do obliczenia odpowiedniej powierzchni odciazas^n- niezti^c na jest wartosc cisnienia powo Wiczgouruchomieme urz^dzenia odci^zaj^cego, okryslona jakaPs0t. Zazy obliczeniach powierzchni odciwhpcycli dla aparatow i urz^dzen procesowych nalezy rowniez wzi^c pod uwag§ maksymaln^ wartosc zakresu tolerancji Pstat oraz kilka innych czynnikow.
Odci^zanie skutkow wybuchu ogranicza wzrost cisnienia w aparatach, ale nalezy pami^tac o tym, ze nie chroni przed wybuchem. W tym celu nalezy zastosowac inne systemy ochrony przed wybuztem, jak na przyklad system tlumienia. Podczas uzywama urz^dzen odciitka-j^cych w postaci drzwi eksplozyjnyct( zi^z^3^kaj;+ powierzchni^ odci^zaj^c^. po wybucOht wowczas procezoy chlodzenia gor^cych produktow spalania mog^. spowodo-wac prozni^ wewn^trz chronionego uroi^a/^e^rda, cco w kcnn. sekwencji moze doprowadzic do Cga deformaczc Ol^. Wazn^ rowniez kwesti^. jest sposob otwierania si§ drzwi eksplozyjnych oraz ich polozenie, co zasadniczo wplywa na efektywnosc procesu odci^zania 0rC). l^c^dnaic^n^^r^ct^t sji pylow w chronionym urz^dzeniu procesowym lokali-zacja drzwi eksplozyjnych, a takze sposob ich otwierania moze skutkowac zwi^kszeniem w^o^te ^^sj^n^ailz^j^o cisnienia wybuchu. Skutecznosc odci^zania oraz efektywnosc powierzchni odci^zaj^cej dla drrwi pksptoco'jnych jest mniejsza niz w przypadku paneHroziywajpjych otot samej powierzchni odcipzania.
Podczas odcipzania wybuchowmCzszimio pylowo-powietrznych powierzchnie odcipzajpce, wyrzocajpce na zewnptrz chronionego aparatu jeyo zzwortosC orcz produkty spalania, powinny byc skierowane w bezpiecz-
ne miejsce, aby ograniczyc straty wsrod personelu oraz snkooy mo-erinne.Jes1ize woulodnwSecZnoiosecanych nie ma mozliwosci lokalizacji urzpdzen chronionych przez ^stemy odainerrua cvyguc-iu wan/oari budenku, gowonas nolazy z£^i^Zoi^^ipac(ee^.nenayy^dp]^z^^Zeeipee, lrtoee uaeozliwi^trdesprrt proditomzs^a^orze ^ \oet)bctcu naozwnnorb -5]. oesH nhcepioueuryychinme miesci si§ wewnptrz budynku, nalezy zatem zlokalizowac iz eaknajbCizej apy kana^h^o-
wwyzaji-cy WylcZonWsUZ/nn il5p ZS^yaSt odanwcdzpjee ce wplywaj^. znacz^co na zwi^kszanie wartosci cisnienia peolezasprecesnofogzamawytachu. K;mpfyedpeowa-dzajuce i^uszon^ieZc^^najnmiW takn samusae dnow^/f^wiz-oro] cop^,^iep^cdmp(^s^zCd^h^i^,^^akcdmuwi^coh-pomz w wtroat tzj ztimrj weitpgzj citniznia, ao chrzmoze uw-ywenie procesawe.
Wedjg sSdcdardu PN-EN 14d91 zletyc z^cs^sy-tleoww oo]]iznnncz]o oddqiaajzzych sor'Iiunh^ py^etw, wymiarowanie powierzchni odci^zaj^cych zalezy od
hC-z. wmouakzw dy^j^itessi ggSu istz;^(ineo, inrtizl^yweSz) -ran oeomezriC dlb0c^0I]^eg0 urz^dzenia procesowego. W celu poprawnego okreslenia ^(pw^s^r^cjun1 ooai;p:yj e-c;eC srlbd;psjj z]^ttra- skn91 w^ maga znajomosci obj^tosci chronionego urz^dzenia oraz u^cPoscrseoinn^^cplgys^c^I a^or^)^^doib^^1cc^^wzc:i./D.
Sak w VanWa^c^5^iyVDj^(^73-0 ^ma-jjiih^je^i^tzrajc^mosc zredukowanego cisnienia wybuchu (Pred) charakterystycznego dla kazdego urz^dzenia procesowego. Dla roznych zakresow wartosci Pred powierzchni^ odci^zaj^c^. (AV) wedlug ww. PN-EN 14491 oblicza si§
T&V^XOTOW'.
Dla Pred w zakresie od 0,1 do 1,5 bar:
Av = B • (1 + C ■ Opg -^a 2 D Sww2]
gs^ ie:
B = [3,264 x 10-5 x Pmax x K,t x Pred -0569 + 0,27 x (Pstat — 0,1) x Pred -0,5] x V °,753 ce = 1-4,305 X log Pred + 0,758)
Dla Pred w zakresie od 1,5 do 2,0 bar:
A = B [a2]
W przypadku odci^zania pomieszczen i budynkow a norma PN-EN 14491 zaleca stosowanie wartosci Pred co najmniej o 0,02 bar wi^kszej niz Pstat. Przy obliczaniu po-wierzchni odci^zaj^cych dla budynkow nalezy rowniez pami^tac o ich symetrycznym rozmieszczeniu na scianach zewn^trznych oraz na konstrukcji dachu. Przebieg zjawi-ska wybuchu w pomieszczeniu lub budynku zalezy od kil-ku zasadniczych parametrow, do ktorych nalezy zaliczyc:
• geometric pomieszczenia lub budynku;
• obecnosc wyposazenia i elementow konstrukcyjnych;
• mozliwosc przenoszenia si? wybuchu z pomieszcze-nia do pomieszczenia;
• zalegenie pylu pdnegona elrmentac hN^j^o^az enia.
B aorA pod uwagpr>owyegzeeewierdzenia normgPN-EN 14491 zaleca obliczanie powierzchni odci^zaj^cych tAV) dla pomieszczen oraz budynkow przy wykorzysta-niu nast?puj^cego rownania:
Ay = C-
AS ■ P
red
[m2]
gdzie:
C to stala rownania obci^zenia w zaleznosci od wspol-czynnika Kst:
KstodOdo 100,C = 0,01805 bar
Kst od 100 do 200, C = 0,02605 bar
Kst od200 do 300, C = 0,03005 bar
AS to wewn?trzna powierzchnia pomieszczenia lub bu-
dynku [m2].
Wartosc AS obejmuje dach lub sufit, podlog?, sciany oraz powierzchnie odci^zaj^ce. Powierzchnie jakichkolwiek pomieszczen towarzysz^cych nalezy rowniez wliczyc do calkowitej wartosci AS. W obliczaniach tych pomija si? powierzchnie wyposazenia pomieszczenia lub budynku oraz powierzchnie zajmowane przez wewn?trzne elemen-ty konstrukcji.
Nalezy szczegolnie pami?tac o tym, ze efektywne za-stosowanie systemow odci^zania skutkow wybuchu nie polega tylko i wyl^cznie na zaprojektowaniu i oblicze-niu odpowiednich powierzchni. Najistotniejsz^ kwesti^ jest opanowanie skutkow wybuchu, ktore mog^. stwarzac ogromne zagrozenie dla zycia i zdrowia ludzi oraz srodo-wiska. W tymprzypadkudotychzagrozennalez^.:
• plomienie i toksyczne produkty spalania;
• fala cisnienia;
• pyl i produkty emisji.
W praktyce inzynierskiej przyjmuje si?, ze poszcze-golne elementy skladowe instalacji przemyslowych (pomieszczenia), w ktorych wyst?puj^. substancje palne w roznych stanach skupienia (gazy, ciecze, pyly) powinny byc od siebie odpowiednio wydzielone, tak aby ewentu-alne skutki wybuchu nie mogly si? rozprzestrzeniac. Jak juz wczesniej stwierdzono urz^dzenia procesowe, w ktorych zainstalowano systemy odci^zania skutkow wybuchu nalezy sytuowac w takich miejscach, w ktorych po zadzialaniu urz^dzen odci^zaj^cych skutki wybuchu zo-stan^. odprowadzone w bezpieczne miejsce, zazwyczaj na zewn^trz pomieszczen. W zadnym przypadku nie mozna kierowac powierzchni odci^zaj^cych na zewn^trz budynkow w miejsca, gdzie mog^. przebywac ludzie (np. na wewn^trz zakladowe drogi komunikacji, itp.). Chmura pylu oraz plomien powstale po wybuchu mieszanin pylo-wo-powietrznych, odprowadzone za pomoc^. urz^dzenia odci^zaj^cego mog^. miec bardzo duzy zasi?g. Dlatego tez projektuj^c takie zabezpieczenia nie mozna lekcewazyc
tych kwestii. W swiatowej literaturze technicznej dost?p-nych jest szereg metodologii dotycz^cych obliczania tzw. „bezpiecznych odleglosci", dla urz^dzen procesowych na-razonych na zjawisko wybuchu, rowniez w przypadku py-low palnych [16]. Oprocz plomienia podczas odci^zania wybuchu do atmosfery wydostaje si? rowniez niespalony pyl z aparatu, ktory utworzyc moze z powietrzem miesza-nin? pylowo-powietrzn^. W momencie, gdy mieszanina ta zostanie zapalona przez strumien ciepla z wydostaj^cego si? plomienia moze dojsc do wybuchu i utworzenia si? zjawiska Fireball [17] o okreslonych skutkach promienio-wania cieplnego. Strumien ciepla generowany przez Fireball oraz jego odleglosc rowniez nalezy wzi^c pod uwag? przy projektowaniu systemow odci^zania.
Podstawowym urz^dzeniem stosowanym w nowo-czesnych systemach ochrony przed wybuchem s^. tzw. plytki lub membrany bezpieczenstwa3, klapy oraz drzwi odci^zaj^ce. Zasada dzialania tych urz^dzen przedstawia si? nast?puj^co:
• rozerwanie membrany po przekroczeniu zadanej wartosci cisnienia ponizej wytrzymalosci chronione-go aparatu;
• szybkie odpowietrzenie wybuchu w bezpieczne miejsce (zazwyczaj do atmosfery).
Oczywiscie urz^dzenia odci^zaj^ce w postaci plytek lub membran bezpieczenstwa maj^. rowniez pewne ogra-niczenia. Nalezy donich:
• koniecznosc odprowadzania skutkow wybuchu na zewn^trz pomieszczen;
• zakaz stosowania dla substancji toksycznych;
• mozliwosc pojawienia si? w aparacie podcisnienia (zagrozenie implozj^);
• niezb?dne jest okreslenie stref ochronnych (bezpiecznych odleglosci), a co si? z tym wi^ze szczegolnych wymagan dotycz^cych przebywania i dost?pu ludzi do zagrozonego obszaru.
Istnieje rowniez mozliwosc ograniczenia zasi?gu wspomnianych wyzej stref ochronnych, przy zastosowa-niu tzw. plytek odbijaj^cych (Patrz Rysunek 11). Zasada dzialania tego urz^dzenia polega na skierowaniu fali cisnienia i plomienia do gory (pionowo), zmniejszaj^c tym samym zasi?g w poziomie. Na podstawie serii badan po-ligonowych przeprowadzonych przez angielsk^. organiza-cj? Health and Safety Executive4 opracowano wytyczne w zakresie stosowania tych zabezpieczen.
Powierzchnia plytki odbijaj^cej powinna byc co naj-mniej 3 razy wi?ksza niz powierzchnia otworu odci^zaj^-cego. Plytk? t^. nalezy zainstalowac pod k^tem przy naj-mniej 450 (w praktyce zazwyczaj stasuje si? 600) w celu jak najbardziej efektywnego odbicia skutkow wybuchu. Ponadto plytka odbijaj^ca powinna byc zainstalowana w odpowiedniej odleglosci od powierzchni odci^zaj^cej
3 z ang. bursting discs.
4 Health and Safety Executive, www.hse.gov.uk
-0.5
- przewaznie powinno siç przyjmowac odleglosc rown^. 1,5 x D, gdzie D to srednica otworu odcgzaj^cego.
Ryc. 11. Schemat zastosowania plytki odbijaj^cej [12].
Fig. 11. Application of venting deflector [12].
Pierwszy patent systemu tlumienia wybuchu pocho-dzi z 1912 r. i przypisuje si? go pewnej niemieckiej firmie. Okreslano go jako „szybki suchy proszkowy srodek gasz^-cy". II wojna swiatowa przyspieszyla rozwoj tej metody walki z wybuchami. Brytyjskie sily powietrzne odkryly, ze 80% calkowitych strat samolotow bojowych powstalo z powodu pozarow. W oparciu o ten dowod, wymagania wojskowe okreslily lekki system o wysokiej skutecznosci gaszenia do ochrony silnikow samolotow i ich systemow paliwowych.
Podobna sytuacja powstala w Niemczech. W rezulta-cie, szybko rozwijaj^ca si? technologia spowodowala, ze systemy tlumienia wybuchu oparte byly na trzech glow-nych zasadach:
• srodek gasniczy znajduje si? trwale pod cisnieniem w butli;
• w instalacji chronionej musi byc zapewniona duza srednica otworu wlotowego;
• zastosowanie tzw. zaworu natychmiastowej reakcji w celu gwaltownego uwolnienia srodka tlumgcego za pomoc^. ladunku pirotechnicznego.
Zasady te, w pogczeniu z systemem detekcji plomienia lub wzrostu cisnienia tworz^. podstaw? wspolczesnych au-tomatycznych systemow tlumienia wybuchu stosowanych w urz^dzeniach i aparatach procesowych stosowanych w przemysle.
Tlumienie wybuchu polega, zatem na wykryciu zja-wiska w pocz^tkowym stadium jego rozwoju, zaraz po zaplonie, a nast?pnie na natychmiastowym wyladowaniu srodka tlumgcego z tak^. szybkoscg aby ugasic plomie-nie zanim zd^zy powstac duzy przyrost cisnienia. Przy dzisiejszej technologii szybkosc wyladowania srodka tlu-mgcego do chronionego urz^dzenia procesowego wynosi okolo 75 - 300 ms [12]. Rozwi^zanie to zapobiega za-rowno powstawaniu wysokich cisnien w wyniku wybu-chu, jak rowniez chroni przed przedostaniem si? plomieni
do zbiornikow i urz^dzen procesowych stanowgcych za-mkni?te uklady technologiczne. Warunkiem podstawo-wym jest zaprojektowanie urz^dzen procesowych w taki sposob, aby byly one odporne na maksymalne zalozone cisnienie wybuchu, charakterystyczne dla danej substan-cji palnej. Podstawowe dane niezb?dne do wlasciwego zaprojektowania systemu tlumienia wybuchu przedsta-wiono za pomoc^. standardowej krzywej wzrostu cisnienia wybuchu w zaleznosci od czasu (Rysunek 12). Za pomoc^. tego wykresu okresla si? wymagany czas reakcji czujnika cisnienia oraz czas wyladowania butli ze srodkiem tlumg-cym w celu jak najszybszej minimalizacji wzrostu cisnienia do zalozonej wartosci. Na Rysunku 12 Pmax oznacza maksymalne cisnienie wybuchu, Pred najwyzsz^. wartosc nadcisnienia, ktora wysgpic moze po zadzialaniu systemu tlumienia wybuchu, a Pa to cisnienie powoduj^ce ak-tywacj? systemu tlumienia. Wartosc cisnienia Pa musi byc mniejsza niz zaprojektowana wytrzymalosc konstrukcji chronionego urz^dzenia procesowego.
W przypadku zastosowania systemu tlumienia na urz^dzeniach i aparatach procesowych maksymalne cisnienie mog^ce powstac podczas zjawiska wybuchu zosta-je ograniczone do wartosci zredukowanego cisnienia Pred, a tym samym nie pozwala na rozerwanie konstrukcji tych urz^dzen. W praktyce przyjmuje siç, ze zalozona wartosc zredukowanego cisnienia wybuchu Pred wynosi zazwyczaj okolo 0,1 MPa [11].
Ryc. 12. Krzywa przedstawiaj^ca wzrost cisnienia wybuchu dla sytuacji: a) bez tlumienia wybuchu b) z systemem tlumienia wybuchu. Fig. 12. Dust explosion pressure profile, including: a) no explosion suppression, b) explosion suppression.
Systemy tlumienia wybuch stosowane s^. zazwyczaj wtedy, gdy nie mozliwa jest ochrona urz^dzen i aparatow procesowych za pomoc^. wzmocnienia ich konstrukcji na maksymalne cisnienie wybuchu Pmax lub odpowietrzania skutkow wybuchu np. przy zastosowaniu plytek bezpie-czenstwa lub klap eksplozyjnych samozamykaj^cych. Zastosowanie tlumienia wybuchu jest szczegolnie istotne w przypadkach, gdy uszkodzenie konstrukcji urz^dzen (utrata zalozonej wytrzymalosci) moze doprowadzic do emisji substancji toksycznych szkodliwych dla ludzi lub otoczenia. Czasami tlumienie wybuchu uzywane jest
w pol^czeniu z systemami odpowietrzania skutków wy-buchu do ochrony niektórych linii produkcyjnych. Za-stosowanie tego rodzaju pol^czen zabezpieczen dotyczy glównie sytuacji, w których nie mozliwe jest zapewnie-nie wystarczaj^cej powierzchni dekompresyjnej lub, gdy skutki wybuchu nie mog^. byc odprowadzane na zewn^trz pomieszczenia, z powodów konstrukcyjnych. Nowoczes-ne systemy automatycznego tlumienia skladaj^. siç nastç-puj^cych elementów [12]:
• czujniki cisnienia i/lub plomienia;
• butle ze srodkiem tlumi^cym;
• centrala steruj^ca;
• przetworniki sygnalów z czujników do centrali.
Do zadzialania systemu tlumienia wybuchu niezbçdne s^. detektory, sluz^ce albo do wykrycia powstalego nadcis-nienia albo plomienia powstalego w wyniku pocz^tkowej fazy wybuchu. Czujniki cisnienia powinny byc instalo-wane na zamkniçtych aparatach i urz^dzeniach proceso-wych. Czujniki progowe generuj^. sygnal elektryczny, gdy zostanie przekroczona ustalona wartosc cisnienia. Wów-czas sensory dynamiczne wysylaj^. sygnal elektryczny do centrali steruj^cej. Zwykle stosuje siç zarówno czujniki wartosci progowych cisnienia, jak i szybkosci przyrostu cisnienia, co pozwala na odpowiednie dostosowanie do warunków technologicznych charakterystycznych dla da-nej linii produkcyjnej.
Podsumowanie
Badanie charakterystyk wybuchowosci pylów pal-nych stanowi zespól precyzyjnie okreslonych metod pomiarowych, do których zaprojektowane i skonstruo-wane powinny byc odpowiednie stanowiska badawcze. Zarówno zakres metod pomiarowych, jak równiez tech-nologia wykonania przedmiotowych stanowisk badaw-czych ulegala i nadal ulega ci^glym udoskonaleniom, aby parametry wybuchowosci pylów palnych okreslane byly w sposób najbardziej adekwatny do rzeczywistego zagrozenia w warunkach przemyslowych. Zespól Labo-ratoriów Procesów Spalania i Wybuchowosci CNBOP-PIB posiadaj^c wykwalifikowany personel badawczy prowadzi okreslanie charakterystyk wybuchowosci pylów palnych w oparciu o opisane w tym artykule metody i stanowiska badawcze. Uzyskane w badaniach doswiad-czalnych wyniki pomiarowe w zakresie parametrów wybuchowosci mieszanin pylowo-powietrznych stanowi^. fundamentalny aspekt wiedzy technicznej, niezbçdnej do projektowania i doboru wlasciwych systemów zabezpieczen przed wybuchem, w tym przede wszystkim systemów odci^zania wybuchów, czy tez systemów tlumienia wybuchów.
Literatura
1. Bartknecht W., Explosions - Course, Prevention, Protection, Springer-Verlag, 1981;
2. Eckhoff R.K., Dust explosions in the process industries, Elsevier, 2003;
3. Summary report on explosion of grain silo in Blaye, INERIS, 1998;
4. Investigation report on dust explosion in West Pharmaceutical Services in Kinston, U.S. Chemical Safety and Hazard Investigation Board, 2004;
5. Teodorczyk A., Podstawy modelowania matematycz-nego wybuchu mieszaniny pylowo-gazowej, III Mi§-dzynarodowa Szkola Wybuchowosci Pylow Przemyslowych, 1987;
6. Lebecki K., Zagrozenia pyiowe w gornictwie, GIG, 2004;
7. Eckhoff R.K., Differences and similarities of dust and gas explosions: A critical evaluation of the European ATEX directives in relation to dust, Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 19, 2006;
8. PN-EN 50281-2-1, Urz^dzenia elektryczne do sto-sowania w obecnosci pylow palnych. Cz^sc 2-1: Metody oznaczania minimalnej temperatury zaplonu pylow, PKN, 2002;
9. PN-EN 13821, Przestrzenie zagrozone wybuchem. Zapobieganie wybuchowi i ochrona przed wybuchem. Oznaczanie minimalnej energii zaplonu mie-szanin pylowo-powietrznych, PKN, 2004;
10.PN-EN 14034, Cz^sci od 1 do 4. Oznaczanie charakterystyk wybuchowosci oblokow pylu, 2011;
11.Mannan S., Lees' Loss Prevention in the Process Industries, Elsevier, 2005;
12.Barton J., Dust Explosion - Protection and Prevention: A practical guide, ICHEME, 2002;
13.Pilkington S., Process vessels subject to explosion risk: design guidelines for the pressure rating ofweak vessels subject to explosion risk, ICHEME, 2000;
14.Siwek R., Explosion venting technology, Journal of Loss Prevention in the Process Industries 9/1996;
15.Tamanini F., Valiulis J.V., Improved guidelines for the sizing of vents in dust explosions, Journal of Loss Prevention in the Process Industries 9/1996;
16.Wingerden K., Prediction of pressure and flame effects in the direct surroundings of installations protected by dust explosion venting, Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 6/1993;
17.Holbrow P., Hawksworth S.J., Tyldesley A., Thermal radiation from vented dust explosions, Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 13/2000;
18.Hattwig M., Handbook of explosion protection and prevention, Elsevier, 2006;
mgr inz. Ratal Porowski
w 2002r. ukonczyl studia w Szkole Glownej Sluzby Pozar-niczej w Warszawie. W roku 2010 ukonczyl studia dokto-ranckie na Wydziale Mechanicznym Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej. Temat rozprawy doktorskiej dotyczy badan doswiadczalnych i symulacji numerycznych przejscia do detonacji w mieszaninach gazowych. Pelni
funkcjç kierownika Zespolu Laboratoriów Procesów Spa-lania i Wybuchowosci w Centrum Naukowo-Badawczym Ochrony Przeciwpozarowej PIB w Józefowie.
ml. bryg. mgr inz. Daniel Maloziçc
w 1999r. ukonczyl studia w Szkole Glównej Sluzby Po-zarniczej w Warszawie. Obecnie pelni funkcjç zastçpcy
kierownika Zespolu Laboratoriów Procesów Spalania i Wybuchowosci w Centrum Naukowo-Badawczym Ochrony Przeciwpozarowej Panstwowym Instytucie Badawczym w Józefowie. Specjalnosc - badania w za-kresie reakcji na ogien wyrobów budowlanych. Oficer PSP.
