Stały wzrost świadomości zagrożeń, które występują w elektrowniach i elektrociepłowniach w przestrzeniach związanych z procesem nawęglania, wymusza szereg działań wpływających na ciągłe podnoszenie bezpieczeństwa pracy w tychże przestrzeniach.
Tomasz Bagiński
Stały wzrost świadomości zagrożeń, które występują w elektrowniach i elektrociepłowniach w przestrzeniach związanych z procesem nawęglania, wymusza szereg działań wpływających na ciągłe podnoszenie bezpieczeństwa pracy w tychże przestrzeniach.
Zagrożenia te dotyczą ochrony przeciwpożarowej budynku, jak również powstawania atmosfery potencjalnie wybuchowej, mogącej doprowadzić do eksplozji. Oprócz tych dwóch ważnych czynników, idących zazwyczaj w parze, można wymienić jeszcze zagrożenia związane z możliwością pojawiania się podwyższonych stężeń tlenku węgla. Problem ten nie dotyczy tylko samych galerii nawęglania, ale całego ciągu technologicznego związanego z transportem paliwa od składowiska do kotła, poprzez galerie skośne do bunkrów paliwowych.
FOT. 1 Zainstalowane przez firmę Bart filtry do odpylania biomasy z panelami eksplozyjnymi
Obecnie tworzy się zintegrowane systemy monitoringu przestrzeni dotyczących procesów nawęglania. Jest to bardzo ważny element bezpieczeństwa, pozwalający wykryć we wczesnym stadium zarzewie ognia, podwyższenie temperatury, wzrost zapylenia oraz wzrost poziomu tlenku węgla. Systemy te bezbłędnie lokalizują zagrożenie, informując o lokalizacji, co daje czas na wycofanie pracujących tam ludzi do bezpiecznych stref. Należy pamiętać, że takie zintegrowane systemy ostrzegania i monitoringu stanowią tylko jeden element układanki, składający się na całościowy system bezpieczeństwa. Drugim elementem jest szeroko rozumiana prewencja, której zadaniem jest nie dopuszczać do powstania zagrożenia w tychże przestrzeniach. Głównymi zagrożeniami mogącymi powstawać w przestrzeni transportu i nawęglania jest możliwość powstawania stref zagrożonych wybuchem oraz stref zagrożonych pożarem. Obydwa te zagadnienia zazwyczaj występują razem i wymagają całościowego podejścia, jednakże w dalszej części opracowania skupiać będziemy się głównie na zagrożeniach związanych z możliwością występowania atmosfery wybuchowej. Oddzielną problematykę stanowią zagadnienia związane z emisją tlenku węgla
Działania prewencyjne w zagrożeniach pyłowych
- Analizy ryzyka
Podczas normalnej eksploatacji (pracy) galerii nawęglania oraz galerii skośnych powstaje wiele punktów emisji pyłu, który stanowi realne zagrożenie mogące tworzyć atmosferę potencjalnie wybuchową. Pierwszym krokiem w celu obniżenia ryzyka związanego z eksploatacją urządzeń w galeriach nawęglania i galeriach skośnych jest wprowadzenie zabezpieczeń przed możliwością powstania pożaru. W tym celu należy przeprowadzić audyt ppoż., polegający na określeniu stref pożarowych, rodzaju przegród pożarowych i minimalnych wymagań technicznych, a także na określeniu dróg ewakuacyjnych, rozmieszczeniu sprzętu gaśniczego, wybraniu rodzaju systemów gaśniczych i opracowaniu procedur bezpieczeństwa dla pracowników. Wszystkie te elementy powinny współgrać z częścią dotyczącą zabezpieczeń przed powstawaniem atmosfery zagrożonej wybuchem. Działania w sferze ochrony ppoż. pozwalają wyeliminować jeden z czynników mogących być przyczyną zapłonu obłoku pyłu. W celu pełnej identyfikacji zagrożeń mogących doprowadzić do zapłonu i w następstwie do eksplozji należy przeprowadzić analizę ryzyka zagrożeń wybuchowych, jakie mogą powstać w przestrzeniach potencjalnie wybuchowych. Analiza ta dotyczy rodzaju urządzeń, jakie mogą być eksploatowane w tych przestrzeniach, oraz metod ochrony i określa kategorię, grupę oraz klasę zabezpieczeń urządzeń, a także warunki, w jakich mogą być one bezpiecznie eksploatowane.
Analizy tego typu są punktem wyjścia do projektowania dalszych instalacji, które wpisują się w działania pozwalające na obniżenie ryzyka związanego z eksploatacją i prowadzeniem procesu nawęglania w elektrowniach i elektrociepłowniach.
FOT. 2 Część instalacji wewnętrznej z ssawami oraz przepustnicami regulacyjnymi-
Odpylanie
Tak jak wspominałem już wcześniej, główną przyczyną powstawania atmosfery wybuchowej w pomieszczeniach galerii skośnych i galerii nawęglania jest pylenie paliwa stałego, które jest transportowane za pomocą transporterów taśmowych ze składowiska do bunkrów paliwowych w galeriach nawęglania. Zjawisko to spotęgowało się w momencie wprowadzenia do spalania w kotłach czystej biomasy lub też biomasy współspalanej z paliwem stałym, typu węgiel kamienny lub brunatny. Jest to związane z niewspółmiernie zwiększonym pyleniem w pomieszczeniach, w których używa się nadal starych urządzeń przeładunkowych, niekoniecznie zaprojektowanych do pracy w nowych warunkach o podwyższonym ryzyku wybuchu. W przypadku nowo budowanych bloków do spalania biomasy większość problemów związanych z nadmiernym pyleniem jest rozwiązywana już na etapie projektu budowlano-wykonawczego poprzez zastosowanie odpowiednich układów transportowych oraz systemów zabezpieczenia przed powstaniem koncentracji wybuchowych.
Aby efektywnie zmniejszyć poziom ryzyka, projektuje się instalacje obniżające zapylenie, a co za tym idzie – obniżające ryzyko wystąpienia atmosfery wybuchowej. W tej materii można wyróżnić dwa kierunki działań. Ogólnie nazywane są one rozwiązaniem mokrym i odpylaniem suchym. W skrócie: rozwiązanie mokre polega na wiązaniu pyłu w powietrzu przez rozpylone cząsteczki wody z dysz zraszających, a odpylanie suche – na odciąganiu powietrza zapylonego z punktu emisji. W celu prawidłowego prowadzenia procesu projektowania obydwu typu instalacji należy przeprowadzić identyfikację źródeł pylenia i określić ich lokalizację oraz wielkość emisji. Pozwoli to na prawidłowy dobór wydajności instalacji odpylającej i zraszającej. Tylko prawidłowo dobrane parametry strumienia powietrza wyciągowego, które służy do transportu pyłu do filtra, gwarantują uzyskanie końcowego efektu, pozwalającego na obniżenie poziomu zapylenia, a co za tym idzie – zmniejszenie zagrożenia pyłowego. To samo dotyczy instalacji zraszania, w przypadku których należy dobrać rodzaj i wydajność urządzeń rozpylających wodę, jak i zaprojektować ich lokalizację, np. w przesypie. Obydwa rodzaje odpylania charakteryzują się różnymi cechami, mają szereg zalet i wad, i to, jaki system powinien być zastosowany, zależy od wielu uwarunkowań. Należy wspomnieć, że w wielu przypadkach stosowanie kombinacji odpylania mokrego i suchego daje bardzo dobre efekty i pozwala na ograniczenie emisji do poziomów pozwalających na wyznaczanie stref wokół urządzeń przeładunkowych i transportowych na poziomie strefy 22.
- Systemy centralnego odkurzania
Kolejnym zagrożeniem, jakie występuje w galeriach nawęglania, jest zalegająca warstwa pyłu na wszystkich powierzchniach poziomych. Odkładanie się takiej warstwy na posadzce może powodować wzniecanie obłoków pyłu, które mogą być bezpośrednim zagrożeniem. To samo dotyczy zalegania pyłów na konstrukcji budynku i bezpośrednio na maszynach i urządzeniach pracujących w galeriach nawęglania. Poruszenie takiej warstwy może spowodować powstawanie strefy zagrożenia w miejscu, w którym nikt jej nie przewidział. W przypadku zaistnienia wybuchu może doprowadzić do wzbicia zalegającego pyłu i zainicjowania reakcji kolejno następujących po sobie wybuchów. Jednocześnie zalegająca warstwa pyłu może być źródłem zapłonu i zarzewia ognia.
W celu uniknięcia tego typu zagrożeń należy w sposób ciągły i planowy usuwać zalegające warstwy pyłu z konstrukcji budowlanych, posadzek, maszyn itp. miejsc. W tym celu idealnym rozwianiem są centralne systemy odkurzania, mogące swym zasięgiem objąć całe galerie nawęglania oraz galerie skośne. Systemy te pozwalają na efektywne odkurzanie w wydajny sposób. Usuwają one zalegający pył i pozwalają na utrzymanie porządku w galeriach. Dodatkowo centralne odkurzanie może być instalacją pomocniczą podczas konserwacji przenośników taśmowych i prac dotyczących utrzymania ruchu wzdłuż taśmociągów, co w znaczny sposób ogranicza zagrożenia pożarowe w rejonie samych przenośników.
- Emisja tlenku węgla
W wielu przypadkach dodatkowym ryzykiem, jakie może wystąpić w galerii nawęglania, jest możliwość wzrostu stężenia tlenku węgla w jej atmosferze. Przyczyna takiego zjawiska jest termomodernizacja budynków elektrowni i doszczelnianie pomieszczeń w celu zmniejszenia start ciepła. Efektem końcowym może być zwiększenie stężenia tlenku węgla ze względu na zmniejszoną wentylację (infiltrację). Zjawisko to jest szczególnie niebezpieczne w przypadku zapłonu młyna i wstecznego wydostawania się gazów poprzez przewody pyłowe do bunkra, który jest zlokalizowany w galerii nawęglania.
W celu obniżenia ryzyka wystąpienia podwyższonych poziomów stężenia tlenku węgla projektuje się wentylację ogólną w przestrzeniach nawęglania. Wentylacja ma za zadanie wymianę powietrza w pomieszczeniu. Proces ten realizować można na wiele sposobów. Najczęściej przepływ zorganizowany jest na zasadzie poprzecznego przedmuchiwania całej kubatury pomieszczenia. Należy pamiętać o tym, że wyciągane powietrze może nadal zawierać dużą koncentracje pyłu i przed skierowaniem do sekcji odzysku ciepła należy je oczyścić w kolumnie filtra. System powinien być zintegrowany z układem monitoringu śledzącego w sposób ciągły poziom tlenku węgla. Dodatkowo projektuje się wentylację awaryjną, która powinna być uruchamiana w przypadku przekroczenia poziomu tlenku węgla w pomieszczeniach galerii.
FOT. 3 Jednostka filtracyjna zabezpieczona układem aktywnym z butlami HRD
Podsumowanie
Reasumując, żeby stworzyć pełny system bezpieczeństwa w procesach nawęglania, należy nie tylko prowadzić monitoring przestrzeni galerii nawęglania i galerii skośnych, ale również podejmować szereg działań prewencyjnych, które bezpośrednio mają wpływ na obniżenie skali zagrożenia w zakresie dotyczącym ryzyka powstania zarówno pożaru, jak i wybuchu. Dodatkowo należy pamiętać o tym, że systemy odpylania suchego oraz systemy centralnego odkurzania powinny być budowane na podstawie projektów, które zostały wykonane zgodnie z zasadami europejskiej dyrektywy ATEX.
Obecnie firma Bart Sp. z o.o. jest w trakcie realizacji wielu zadań związanych z poprawą bezpieczeństwa w zamkniętych przestrzeniach, w których prowadzony jest transport węgla oraz biomasy. W tym celu firma Bart wykorzystuje potencjał i wiedzę działu projektowego oraz doświadczenie działu realizacji, który bezpośrednio prowadzi inwestycje związane z budową systemów wentylacji, odpylania mokrego, odpylania suchego czy systemów centralnego odkurzania. Mając na uwadze fakt, że eliminacja zagrożeń na stanowisku pracy jest jednym z obowiązków pracodawcy, firma Bart swoją wiedzą i doświadczeniem wspiera działania inwestorów w zakresie poprawy bezpieczeństwa i warunków pracy.
Dzięki rozproszonej strukturze firmy (biura w Sosnowcu, Wrocławiu, Gdańsku i Warszawie) firma Bart jest zawsze blisko swojego klienta, co pozwoliło jej na wykonanie układów odpylań oraz wentylacji przemysłowej m.in. w takich zakładach, jak Elektrownia Bełchatów, Elektrownia Dolna Odra, Elektrownia Jaworzno, Elektrownia Turów, elektrociepłownia Veolia Energia Łódź (dawniej Dalkia) czy elektrociepłownie w Krakowie, Wrocławiu, Białymstoku i Tychach.
www.bart-vent.pl
