Proteção contra explosão para coleta de poeira

Estratégias de prevenção e proteção contra explosões sonoras são críticas nas áreas mais suscetíveis de uma planta de pelotas. Um recipiente de processo especialmente propenso a uma explosão de poeira é o separador de material de ar, devido à poeira fina e muito seca que aspira.

Por David Grandaw |

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  Extintor de isolamento de explosão em uma linha de coleta de poeira em uma planta de pelotas DRAX.
  FOTO: IEP TECHNOLOGIES

Explosões de poeira e incêndios na indústria de biomassa, incluindo fábricas de pelotas, não são ocorrências incomuns. Os elementos necessários para uma explosão, geralmente várias coisas trabalhando juntas - combustível, oxigênio, confinamento e dispersão de poeira - podem se originar em várias áreas de equipamentos dentro da instalação: moinhos de martelo, transportadores, secadores, refrigeradores ou recipientes de armazenamento. Depois disso, o único ingrediente que faltava para uma explosão potencialmente devastadora é uma fonte de ignição. Um vaso de processo mais propenso a explosões de poeira é o separador de material de ar (AMS), que em uma planta de pelotas pode ser um coletor de pó / casa de sacos ou ciclone.

O objetivo do AMS é separar as multas da corrente de ar, o que torna essas embarcações entre as mais suscetíveis a explosões em todo o processo. O pó mais seco e fino dentro do fluxo do processo geralmente é encontrado nesses vasos - quanto menor e mais seca a partícula, menor a energia de ignição necessária para iniciar um evento. Adicionando a essa ameaça, quanto menor o tamanho de partícula para um determinado produto, maior a área de superfície em volume disponível para absorção de calor, resultando em uma explosão mais dinâmica com um maior índice de deflagração. Outro risco significativo é que muitos processos de pellets usam um coletor de pó central, aspirando vários vasos. Uma explosão no coletor de pó pode se propagar através do duto de entrada para vários navios a montante, causando explosões secundárias com resultados devastadores.

Para qualquer instalação, a primeira linha de defesa deve ser a prevenção. Isso deve incluir muitas das seguintes práticas:

• Aterramento e ligação adequados para controle estático

• Separadores magnéticos ou outros meios para identificar e
remover tramp metal

• Monitoramento da temperatura do rolamento ou detecção linear de calor

• Equipamento elétrico classificado para a área de risco

• Manutenção para minimizar o acúmulo de poeira residual

• Detecção e supressão de faíscas em transportadores e linhas de poeira

• Treinamento de conscientização sobre perigosos

Uma análise de perigo de poeira (DHA) deve ser realizada para identificar áreas de risco dentro da instalação e indicar estratégias para minimizar o potencial de uma explosão durante condições normais de operação e transtorno. Como podem ocorrer condições anormais, o NFPA 652 (Fundamentos da poeira combustível) e o NFPA 664 (Instalações de processamento de madeira) exigem que o AMS esteja equipado com proteção contra explosão. As formas mais comuns de proteção encontradas nas plantas de pellets são: ventilação de explosão, ventilação sem chama, supressão e isolamento.

Aberturas de explosão são painéis estrategicamente localizados nas laterais da casa de sacos ou na parte superior do ciclone. Esses painéis se rompem com as pressões de deflagração, criando uma abertura que libera uma bola de fogo, além de poeira queimada e não queimada. A ventilação foi projetada para reduzir o acúmulo de pressão dentro do vaso protegido para abaixo do que causaria a ruptura do vaso. Normalmente, os respiradouros são de dois estilos: planos (normais para baghouses) ou abobadados (uma opção para embarcações de ciclo de pressão). 

Ao considerar as saídas de explosão, o fator mais importante deve ser se a bola de fogo ventilada pode ser direcionada para uma área externa segura, onde nenhum equipamento, edifícios ou pessoal possa estar presente. A bola de fogo de uma explosão exalada pode ejetar 15 metros ou mais. As fórmulas de cálculo de ejeção de chama são encontradas na NFPA 68 (ventilação por deflagração). 

A ventilação sem chama combina uma ventilação de alívio de explosão com uma armadilha de malha de metal. Como um respiradouro de alívio de explosão padrão, a membrana do respiradouro sem chama, instalada no vaso de processo, abre durante uma deflagração. Porém, diferentemente de uma ventilação de alívio padrão, a chama e a maior parte do calor da deflagração são absorvidas pela armadilha de malha, com a sobrepressão da deflagração descarregada para fora do navio. Observe que ainda deve ser estabelecido um perímetro de segurança ao redor da ventilação sem chama para proteger os trabalhadores da descarga.

Um sistema de supressão de explosão detecta a deflagração incipiente e, em milissegundos, injeta um agente extintor químico seco no recipiente protegido para suprimir a explosão antes que ocorra um acúmulo de pressão prejudicial. Esses sistemas geralmente usam sensores de pressão como um meio de detecção. Os detectores estáticos com uma configuração de pressão definida foram comumente usados ??no passado, mas os detectores de taxa de aumento de pressão estão se tornando muito mais prevalentes devido à sua alta imunidade contra operação inadvertida devido a flutuações normais da pressão operacional.

Independentemente da solução de proteção usada, a propagação da chama nos vasos conectados continua sendo uma grande ameaça, a menos que o isolamento de explosão esteja instalado. As soluções passivas podem incluir uma válvula de gaveta rotativa que atenda aos requisitos da NFPA 69 (Prevenção de Explosão) ou uma válvula de isolamento do tipo aba na entrada do AMS. As válvulas de retalho são fechadas pela onda de pressão que precede a chama que se propaga através do duto, para impedir que a bola de fogo se mova mais a montante. Ao considerar as válvulas de isolamento do tipo aba, deve-se tomar cuidado para garantir que a válvula seja projetada e aprovada para a aplicação específica.

Duas técnicas ativas de isolamento de explosão também são opções. O isolamento de explosão química é normalmente usado em conjunto com sistemas de supressão de explosão ou em embarcações equipadas com ventilação de explosão onde as válvulas de retalho não podem ser empregadas, como em dutos verticais. As válvulas de gaveta de alta velocidade também podem ser usadas para isolamento, embora, devido ao seu custo, essas válvulas sejam empregadas com menos frequência em plantas de pelotização do que outras técnicas de isolamento.

Embora o AMS seja crítico para manter uma boa limpeza e reduzir o risco de uma explosão secundária dentro da instalação, é um dos navios mais suscetíveis a uma explosão na planta. O desenvolvimento de estratégias de prevenção de explosões sonoras, combinadas com proteção adequada contra explosões, ajudará a limitar o risco de explosão para os operadores e as instalações.