WPŁYW WENTYLACJI NA ZAGROŻENIE WYBUCHEM AKUMULATOROWNI

Transkrypt

1 WPŁYW WENTYLACJI NA ZAGROŻENIE WYBUCHEM AKUMULATOROWNI MAREK POLAK ZCh Police S.A.

2 WSTEP W prezentacji chciałbym przybliżyć nieco zapomniane zasady związane z bezpieczeństwem eksploatacji akumulatorowni z bateriami kwasowo ołowianymi. Przedstawiłem w prezentacji poprzedniej ilustracje zagrożeń powodowane przez emitowany podczas ładowania i pracy awaryjnej akumulatorów - wodór. Uzupełnieniem tekstu są praktyczne wyniki analiz zagrożeń wykonanych w akumulatorowniach na terenie jednego z zakładów przemysłowych, w którym sprawy bezpieczeństwa przeciwwybuchowego są realizowane zgodnie z dobrą praktyką inżynierską oraz wymaganiami przepisów prawnych i norm technicznych.

3 PODSTAWY PRAWNE Podstawę opracowania stanowią poniższe rozporządzenia i normy techniczne: Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów. Ustawa Prawo energetyczne. Ustawa Kodeks Pracy. Rozporządzenie Ministra Gospodarki w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy urządzeniach i instalacjach energetycznych. Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej w sprawie rodzajów prac wymagających szczególnej sprawności psychofizycznej. Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej w sprawie rodzajów prac, które powinny być wykonywane przez co najmniej dwie osoby. Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej w sprawie szczegółowych zasad stwierdzania posiadanych kwalifikacji przez osoby zajmujące się eksploatacją urządzeń instalacji i sieci.

4 8. Rozporządzenie Ministra Gospodarki w sprawie zasadniczych wymagań dla urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. 9. Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. 10. PN-EN :2007 Atmosfery wybuchowe. Zapobieganie wybuchowi i ochrona przed wybuchem. Pojęcia podstawowe i metodologia (oryg). 11. PN-EN :2003 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Część 10: Klasyfikacja obszarów niebezpiecznych (oryg). 12. PN-EN :2007 Wymagania dotyczące bezpieczeństwa baterii wtórnych i instalacja baterii. Część 2: Baterie stacjonarne. 13. PN-EN :2003 Baterie ołowiowe stacjonarne. Ogólne wymagania i metody badań. Typy otwarte.

5 14. PN-EN :2003 Akumulatory ołowiowe - Ogniwa i baterie akumulatorowe (typy wyposażone w zawory). Wymagania ogólne, charakterystyki funkcjonalne. Metody badań. 15. PN-EN 14986:2007 Projektowanie wentylatorów stosowanych w przestrzeniach zagrożonych wybuchem (oryg). 16. Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej w sprawie minimalnych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy pracowników zatrudnionych na stanowiskach pracy, na których może wystąpić atmosfera wybuchowa. 17. PN-EN :2001 Atmosfery wybuchowe. Zapobieganie wybuchowi i ochrona przed wybuchem. Pojęcia podstawowe i metodologia:

6 WYBRANE DEFINICJE I TERMINY W celu przybliżenia czytelnikowi zagadnienia związanego z akumulatorowniami podajemy następujące definicje i określenia zgodne z EN Wymagania dotyczące bezpieczeństwa i instalowania baterii wtórnych. Część 2: Baterie stacjonarne Podział wstępny /wyjaśnienie/ Bateria to jedno lub więcej ogniw galwanicznych (elektrochemicznych) połączonych elektrycznie umożliwiających przyłączenie do nich innych urządzeń elektronicznych. Wnętrze baterii to dwa różne metale w elektrolicie, który transportuje energię elektryczną. W baterii mogą się jeszcze znaleźć inne składniki, które pomagają zapanować nad reakcjami chemicznymi w niej zachodzącymi. Wyróżniamy dwie główne grupy baterii: Baterie pierwotne Baterie odnawialne (wtórne, ładowalne i akumulatorowe)

7 Baterie pierwotne - zbudowane z materiałów używanych w produkcji baterii wtórnych. Konstrukcja i proces produkcji jest zupełnie inny, dlatego też nie należy ładować baterii pierwotnych: Litowe Srebrowe Cynkowo-węglowe Cynkowo-powietrzne Rtęciowe Alkaliczno-manganowe Alkaliczne

8 Prawie 90% sprzedawanych w Polsce baterii to baterie jednorazowe. Baterie alkaliczne i alkaliczno-manganowe nie powinny w Polsce zawierać rtęci, ale dużo baterii trafia do kraju z zagranicy, np. z podróży. Dlatego też zanieczyszczenie rtęcią z baterii to jeszcze ciągle duży problem w Polsce.

9 Baterie odnawialne (wtórne, ładowalne i akumulatorowe) Baterie niklowo-kadmowe Ładowalne baterie alkaliczno-manganowe Baterie niklowo-wodorkowe Baterie litowo-jonowe Baterie ołowiowo-kwasowe

10 Pozostałe definicje pojęć są zamieszczone w materiałach konferencyjnych (wtórne) ogniwo; (akumulatorowe) ogniwo; pojedyncze ogniwo Otwarte (wtórne) ogniwo (wtórne) ogniwo regulowane zaworem (wtórne) ogniwo szczelnie zamknięte bateria wtórna bateria kwasowo-ołowiowa bateria niklowo-kadmowa bateria stacjonarna bateria monoblokowa elektrolit

11 gazowanie; emisja gazu ładowanie; ładowanie (baterii) ładowanie konserwacyjne napięcie ładowania konserwacyjnego prąd ładowania konserwacyjnego ładowanie przyspieszone napięcie ładowania przyspieszonego prąd ładowania przyspieszonego wyładowanie; wyładowanie (baterii) przeładowanie; przeładowywanie (baterii)

12 Definicje i terminy związane z oceną zagrożenia wybuchem akumulatorni. 1. Baterie akumulatorów klasyczne 2. Baterie akumulatorów z ograniczoną obsługą 3. Baterie akumulatorów VRLA 4. Ładowanie wyrównawcze

13 Prostowniki - prostowniki, często zwane zasilaczami, są przeznaczone do ładowania baterii akumulatorów, bądź zasilania odbiorników prądu stałego przy buforowej współpracy z baterią akumulatorów. Znamionowe napięcie wyjściowe prostowników jest dostosowane do znamionowych napięć baterii. W nowszych typach prostowników, jako człony prostownikowe, stosowane są elementy półprzewodnikowe: diody, tranzystory i tyrystory, w starszych - stosy selenowe. Prostowniki oprócz podstawowego układu prostującego posiadają w zależności od typu następujące układy: regulator i stabilizator napięcia wejściowego, regulator i stabilizator prądu stałego, ogranicznik prądu,

14 kompensacji temperatury, separacji galwanicznej obwodów prądu stałego i przemiennego, automatycznej kontroli ciągłości obwodu baterii, wyboru rodzaju pracy: ładowanie buforowe, formujące, szybkie ładowanie, pomiary: -napięcia wyjściowego, -prądów baterii i odbiorów, - temperatury baterii, - doziemienia biegunów, - ładunku dostarczonego i odprowadzonego z baterii, sygnalizacji pracy normalnej i stanów awaryjnych, rejestrator pracy baterii, współpracy z systemem zdalnego sterowania i nadzoru.

15 Rozdzielnica potrzeb własnych prądu stałego -układ zasilającyinstalacje i urządzenia prądu stałego będące na wyposażeniu obiektu elektroenergetycznego, składający się z zasilaczy (prostowników), baterii akumulatorów, szyn zbiorczych, zabezpieczeń obwodów zasilających i odpływowych, pomiarów napięć i prądów, układów kontroli i sygnalizacji stanu pracy.

16 PODSTAWY PRAWNE OBLIGUJĄCE WYKONANIE OCENY ZAGROŻENIA WYBUCHEM Rozporządzenia obligatoryjnie podające wymiary stref zagrożenia wybuchem: Rozporządzenie Ministra Gospodarki w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać bazy i stacje paliw płynnych, rurociągi dalekosiężne do transportu ropy naftowej i produktów naftowych i ich usytuowanie. Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Gospodarki żywnościowej w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki rolnicze i ich usytuowanie.

17 Podstawy prawne, obligujące do klasyfikowania stref zagrożenia wybuchem określa rozporządzenie [1] oraz [16]. tj. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz. U. Nr 80, poz. 563). Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej w sprawie minimalnych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy pracowników zatrudnionych na stanowiskach pracy, na których może wystąpić atmosfera wybuchowa (Dz. U. nr 107, poz. 1004).

18 Zgodnie z rozporządzeniem w obiektach i na terenach przyległych, gdzie prowadzone są procesy technologiczne z użyciem substancji palnych mogących wytworzyć mieszaniny wybuchowe lub w których substancje takie są magazynowane, powinna być dokonana ocena zagrożenia wybuchem; obejmuje ona wskazanie pomieszczeń zagrożonych wybuchem, wyznaczenie w pomieszczeniach i przestrzeniach zewnętrznych odpowiednich stref zagrożenia wybuchem oraz wskazanie czynników mogących w nich zainicjować zapłon; oceny tej dokonują inwestor, projektant lub użytkownik decydujący o procesie technologicznym;

19 Klasyfikację stref zagrożenia wybuchem określa - PN-EN :2001 Atmosfery wybuchowe. Zapobieganie wybuchowi i ochrona przed wybuchem. Pojęcia podstawowe i metodologia: wyznaczanie stref zagrożenia wybuchem zaleca się wykonywać zgodnie z normą [10] dotycząca zapobiegania wybuchowi i ochronie przed wybuchem; pomieszczenie w którym może wytworzyć się mieszanina wybuchowa powstała z wydzielającej się takiej ilości palnych gazów, par, mgieł lub pyłów, której wybuch mógłby spowodować przyrost ciśnienia w tym pomieszczeniu przekraczający 5 kpa, określa się jako pomieszczenie zagrożone wybuchem; w pomieszczeniu należy wyznaczać strefę zagrożenia wybuchem, jeżeli może w nim występować mieszanina wybuchowa o objętości co najmniej 0,01m3 w zwartej przestrzeni; strefy zagrożenia wybuchem wyznaczone w pomieszczeniach i przestrzeniach zewnętrznych, klasyfikuje się odpowiednio.

20 Wymagania budowlane dla pomieszczeń zagrożonych wybuchem zgodnie z: Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i usytuowanie. Rozporządzenie wydane na podstawie ustawy Prawo budowlane określa, między innymi, warunki, które przy zachowaniu przepisów Prawa budowlanego oraz odrębnych ustaw i przepisów szczególnych jak również ustaleń Polskich Norm zapewniają: -bezpieczeństwo konstrukcji, -bezpieczeństwo pożarowe i -bezpieczeństwo użytkowania budynków i związanych z nimi urządzeń.

21 -rozporządzenie precyzuje, że pomieszczenie zagrożone wybuchem należy sytuować na najwyższej kondygnacji budynku, chyba że. właściwy organ -komendant wojewódzki Państwowej Straży Pożarnej wyraża na to zgodę. -ponadto nad pomieszczeniem zagrożonym wybuchem należy stosować lekki dach wykonany z materiałów co najmniej trudno zapalnych, o masie nie przekraczającej 75 kg/m2 rzutu (liczonej bez obciążeń od elementów konstrukcji nośnej dachu, takich jak podciągi, wiązary, belki) -jeśli w pomieszczeniu może się wydzielać (lub przenikać doń z zewnątrz) substancja palna w ilościach stwarzających zagrożenie wybuchem, należy w nim zastosować dodatkową, awaryjną wentylację wywiewną, uruchamianą od wewnątrz i z zewnątrz pomieszczenia zapewniającą wymianę powietrza stosownie do przeznaczenia pomieszczenia.

22 Wykonując taką instalację, należy zwrócić uwagę na następujące wymagania: -przewody instalacji i klimatyzacji z pomieszczeń zagrożonych wybuchem nie mogą łączyć się z przewodami z innych pomieszczeń, - w pomieszczeniach zagrożonych wybuchem należy stosować oddzielną dla każdego pomieszczenia instalację wyciągową, - w pomieszczeniach zagrożonych wybuchem należy stosować urządzenia wstrzymujące automatycznie pracę wentylatorów w razie powstania pożaru i sygnalizujące ich wyłączenie, jeżeli działanie wentylatorów mogłoby przyczynić się do jego rozprzestrzenienia, - usytuowanie wentylacyjnych otworów wyciągowych powinno uwzględniać gęstość względną par cieczy i gazów występujących w pomieszczeniu w stosunku do powietrza oraz przewidywany kierunek ruchu zanieczyszczonego powietrza,

23 - w pomieszczeniach w których mogą występować pyły, tworzące z powietrzem mieszaniny wybuchowe, otwory wentylacji nawiewnej powinny być usytuowane oraz wykonane tak, aby nie powodowały unoszenia pyłów osiadłych. Ponadto, w obiektach w których znajdują się pomieszczenia zagrożone wybuchem należy: -budynki wyposażyć w instalację chroniącą od wyładowań atmosferycznych zgodnie z PN, - instalację elektryczną wykonać zgodnie z PN odnoszącymi się do instalacji i urządzeń znajdujących się w przestrzeniach zagrożonych wybuchem.

24 Występowanie w obiekcie lub strefie pożarowej zagrożenia wybuchem znacząco wpływa na dopuszczalną wielkość strefy pożarowej. W budynkach jednokondygnacyjnych strefy pożarowe bez pomieszczeń zagrożonych wybuchem mogą mieć 2-2,5 razy większą powierzchnię niż strefy pożarowe z pomieszczeniami zagrożonymi wybuchem. -Ponadto, odległość między budynkiem produkcyjnym lub magazynowym z pomieszczeniem zagrożonym wybuchem a innym budynkiem nie może być mniejsza niż 20 m. -Występowanie w obiekcie zagrożenia wybuchem ma istotny wpływ na wymagania dotyczące dróg ewakuacyjnych.

25 Jeśli powierzchnia pomieszczenia zagrożonego wybuchem przekracza 100 m2, należy zapewnić co najmniej dwa wyjścia ewakuacyjne ( 238), a drzwi stanowiące wyjścia ewakuacyjne powinny się w takim wypadku otwierać na zewnątrz pomieszczenia. Jeśli w niskim budynku produkcyjno-magazynowym znajduje się pomieszczenie zagrożone wybuchem, należy w takim budynku zastosować obudowaną i zamykaną drzwiami klatkę schodową, z urządzeniami zapobiegającymi zadymieniu lub służącymi do usuwania dymu.

26 Zgodnie z rozporządzeniem [16] na stanowiskach pracy, na których może wystąpić atmosfera wybuchowa, pracodawca, nie naruszając innych przepisów z zakresu oceny stopnia zagrożeń dla zdrowia i bezpieczeństwa w miejscu pracy oraz stosowania odpowiednich środków ochronnych, powinien dokonywać, nie rzadziej niż raz w roku, oceny ryzyka, w tym w szczególności dotyczącej: prawdopodobieństwa wystąpienia i trwałości atmosfery wybuchowej; dokumentu zabezpieczenia stanowiska pracy przed wybuchem, który powinien zawierać informacje o identyfikacji atmosfer wybuchowych i ocenę ryzyka wystąpienia wybuchu; miejsca pracy, w których mogą wystąpić atmosfery wybuchowe, powinny być sklasyfikowane z uwzględnieniem podziału na strefy zagrożenia wybuchem, zgodnie z normą [10].

27 WPŁYW WENTYLACJI NA OCENĘ ZAGROZENIA WYBUCHEM Wpływowi wentylacji na ocenę zagrożenia wybuchem poświęcony jest załącznik B (informacyjny) WENTYLACJA PN-EN :2003 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Część 10: Klasyfikacja obszarów niebezpiecznych (oryg). Wprowadzenie Celem tego rozważania jest: oszacowanie stopnia wentylacji i rozszerzenie rozdziału 5 normy PN-EN :2003 przez zdefiniowanie warunków wentylacji, oraz podanie wskazówek do projektowania systemów wentylacji mechanicznej przez wyjaśnienia, przykłady i obliczenia, ponieważ mają one największy wpływ na rozpraszanie wyemitowanych gazów palnych i par palnych.

28 Opracowane metody pozwalają określić rodzaj strefy przez: oszacowanie minimalnej wydajności wentylacji wymaganej do zapobieżenia istotnemu rozprzestrzenianiu się atmosfery wybuchowej i zastosowanie jej do obliczenia hipotetycznej objętości Vz, która wraz z oszacowanym czasem rozpraszania t, pozwala na określenie stopnia wentylacji. Obliczenia te nie są przeznaczone do określania wymiarów przestrzeni zagrożonych; określenie rodzaju strefy na podstawie stopnia i dyspozycyjności wentylacji oraz stopnia emisji. Pomimo, że szacunki te przede wszystkim dotyczą wentylacji wewnątrz obiektów, wyjaśnione rozwiązania mogą pomagać w przypadku lokalizacji w terenie otwartym np. przez zastosowanie ustaleń zestawionych w tablicy B.1. w/w normy.

29 Zalecenia praktyczne Tabela 1. /tablicy B.1./ Wpływ wentylacji na rodzaj strefy. Wentylacja Stopień Stopień Wysoki Średni Niski emisji Dyspozycyjność Dobra Dostate czna Słaba Dobra Dostate czna Słaba Dobra, dostateczn a lub słaba Ciągła (Strefa 0 NE) Niezagr ożona 1) (Strefa 0 NE) Strefa 2 1) (Strefa 0 NE) Strefa 1 1) Strefa 0 Strefa 0 + Strefa 2 Strefa 0 + Strefa 1 Strefa 0 Pierwsz y (Strefa 1 NE) Niezagr ożona 1) (Strefa 1 NE) Strefa 2 1) (Strefa 1 NE) Strefa 2 1) Strefa 1 Strefa 1 + Strefa 2 Strefa 1 + Strefa 2 Strefa 1 lub Strefa 0 3) Drugi 2) (Strefa 2 NE) Niezagr ożona 1) (Strefa 2 NE) Niezagr ożona 1) Strefa 2 Strefa 2 Strefa 2 Strefa 2 Strefa 1 a nawet strefa 0 3) Dla zainteresowanych zalecam zapoznanie się z pełną zawartością załącznika B (informacyjny) WENTYLACJA normy [11]

30 ANALIZA ZAGROŻENIA WYBUCHEM AKUMULATOROWNI Zgodnie z Załącznikiem B (informacyjny) do EN Wymagania dotyczące bezpieczeństwa i instalowania baterii wtórnych. Część 2: Baterie stacjonarne. Obliczanie bezpiecznej odległości d dla ochrony przed niebezpieczeństwem wybuchu W bliskim sąsiedztwie od źródła emisji z ogniwa lub baterii, rozpraszanie wybuchowych gazów nie zawsze jest zapewnione. Dlatego należy przestrzegać bezpiecznej odległości d, mierzonej w powietrzu, w której zabroniona jest obecność otwartego ognia, iskrzenia, łuku elektrycznego lub żarzących narzędzi (maksymalna temperatura powierzchni 300oC).

31 Rozpraszanie wybuchowych gazów zależy od szybkości emisji gazy oraz charakterystyki wentylacji w pobliżu źródła emisji. Minimalną bezpieczną odległość d można oszacować: - obliczając rozmiary hipotetycznej objętości Vz potencjalnie wybuchowego gazu dookoła źródła emisji, gdzie koncentracja wodoru znajduje się poniżej bezpiecznej koncentracji dolnej granicy wybuchowości (LEL) Obliczanie bezpiecznej odległości d. Oszacowanie objętości Vz - hipotetyczna objętość atmosfery potencjalnie wybuchowej wokół źródła emisji

32 ANALIZA ŹRODEŁ ZAPŁONU Zgodnie z normą [10] podczas analizy zagrożenia wybuchem należy rozpatrzyć wymienione w tabeli potencjalne źródła zapłonu. 1. Gorące powierzchnie. 8. Uderzenie pioruna. 2. Płomienie i gazy gorące. 9. Fale elektromagnetyczne. 3. Iskry wytwarzane mechanicznie. 10. Promieniowanie jonizujące. 4. Urządzenia elektryczne. 11. Ultradźwięki. 5. Prądy błądzące. 12. Sprężenie adiabatyczne i fale uderzeniowe. 6. Ochrona katodowa przed korozją. 13. Reakcje egzotermiczne włącznie z samozapaleniem gazów. 7. Elektryczność statyczna. 14 Dodatkowo promieniowanie optyczne W akumulatorowniach ewentualnymi źródłami zapłonu mogą być źródła wymienione w Tabeli2 w pozycjach 1, 3, 4, 7,8.

33 Parametry wodoru związane z oceną zagrożenia wybuchem: Wzór chemiczny H2; Masa cząsteczkowa 2,016; Ciężar względem powietrza 0,068; Temperatura samozapłonu 580oC; Klasa temperaturowa T1; DGW 4%; / 3,4g/m3; GGW 75%;/ 63g/m3; Grupa wybuchowości IIC; MIE 0,011mJ; Maksymalny przyrost ciśnienia przy wybuchu w mieszaninie z powietrzem Pmax = 625 kpa.

34 OPIS TECHNICZNY ANALIZOWANYCH AKUMULATOROWNI Tabela 3. Informacje o akumulatorniach i bateriach. L.p. Rodzaj wentyl acji Kubatura pomieszc zenia [m 3 ] Ilość ogniw w baterii Pojem ność ogniw [Ah] Wydajność wentylacji [m 3 /h] Krotność wymiany powietrza 1. W 174, ,24 2. W 201, ,09 3. W 139, ,72 4. W ,62 5. NW ,7 6. NW ,6

35 Koncentracja wodoru w pomieszczeniach akumulatorowi jest ograniczona poprzez zastosowanie wentylacji. Pomieszczenia akumulatorni zostały wybudowane i wyposażone w latach 80-tych. W związku z powyższym nie zachowała się dokumentacja techniczna dotycząca wentylacji poszczególnych akumulatorni tj. -krotności wymian powietrza; -wydajności wentylatorów; -przekrojów przewodów wentylacyjnych. Konieczne więc było wykonanie inwentaryzacji pomieszczeń oraz pomiarów wentylacji wzorowanym anemometrem i ocena na tej podstawie wydajności wentylacji.

36 W akumulatorniach zastosowano następujące zabezpieczenia przed gromadzeniem się wodoru: - mechaniczna wentylacja wyciągowa. - wentylacja nawiewno-wywiewna - zawory regulacyjne systemu zewnętrznej rekombinacji gazów

37 Sprawdzenia i pomiarów obecności wodoru w akumulatorniach podczas pracy układów wentylacji dokonano dwukrotnie. Otrzymano następujące wyniki: 1) Pomiar obecności wodoru za pomocą wzorcowanego miernika MX2100 produkcji OLDHAM o zakresie od 0 do 100% dolnej granicy wybuchowości (DGW) nie stwierdzono obecności wodoru. 2) Pomiar obecności wodoru za pomocą wzorcowanego miernika MX21 produkcji OLDHAM o zakresie od 0 do 2200 ppm - nie stwierdzono obecności wodoru. W akumulatorniach w czasie ładowania baterii wydziela się wodór, który dzięki zastosowaniu skutecznej wentylacji (w tym przypadku) nie jest w stanie utworzyć 0,01m3 mieszaniny wybuchowej w zwartej przestrzeni. W związku z powyższym, biorąc pod uwagę zapisy w 33.7 rozporządzenia [1] nie ma potrzeby wyznaczania stref zagrożenia wybuchem w akumulatorniach.

38 obliczeń teoretycznych sprawdzających maksymalną objętość V wydzielającego się wodoru w trakcie ładowania baterii: Objętość V wydzielającego się wodoru w trakcie ładowania baterii obliczamy ze wzoru: V= 0, x E x n [m3/h] E pojemność baterii [Ah] N ilość ogniw w baterii szt. Obliczenie sprawdzające przyrost ciśnienia ΔP w poszczególnych pomieszczeniach akumulatorowi. Przyrost ciśnienia w pomieszczeniu ΔP (w Pa), spowodowany przez wybuch z udziałem jednorodnych palnych gazów lub par o cząsteczkach zbudowanych z atomów węgla, wodoru, tlenu, azotu i chlorowców, jest określany za pomocą równania: ΔP = m max ΔP V C st max ρ W

39 Tabela podsumowująca L.p. Pojemn ość ogniwa [Ah] Objętość wydzielającego się wodoru w trakcie ładowania baterii V [m 3 /h] ΔP [kpa] ΔP [kpa] po uwzględnien iu wentylacji Maksymaln y prąd ładowania [A] ,17 13,6 6, ,50 10,02 4, ,97 18,27 2, ,97 17,86 2, ,97 14,72 1, ,12 12,86 0, Współczynnik zmniejszający k: k = 1+n x t n ilość wymian powietrza w pomieszczeniu przy działaniu wentylacji. [h-1] t przewidywany czas wydzielania gazów. [h]

40 ZAGROŻENIA PODCZAS WYKONYWANIA PRAC PRZY BATERIACH AKUMULATORÓW Personel obsługi w trakcie wykonywania prac przy bateriach akumulatorów jest narażony na niebezpieczeństwa: porażenia prądem elektrycznym, zatrucia oparami kwasu siarkowego, zatrucia ołowiem, poparzenia kwasem lub jego roztworami.

41 UWAGI i ZALECENIA W celu podniesienia bezpieczeństwa i higieny pracy należy zachować szczególne środki ostrożności i wykonać zaproponowane poniżej modyfikacje techniczne. Wymienić oprawy oświetleniowe w akumulatorniach na wykonanie przeciwwybuchowe Ex. Rozważyć zakup zaworów regulujących systemu zewnętrznej rekombinacji gazów (30 zł/szt.), co pozwoli ograniczyć emisję wodoru o połowę i ułatwi eksploatację baterii Rozważyć zastosowanie czujników stężenia wodoru z sygnalizacją przekroczenia np. 20 % dolnej granicy wybuchowości wodoru w akumulatorniach do pomieszczeń nadzorowanych np.głównego Inżyniera Ruchu. Wymienić wentylatory wyciągowe na w wykonaniu przeciwwybuchowym Ex odpowiednie dla: klasy temperaturowej T1; grupy wybuchowości IIC;

42 Zapewnić niezawodność zasilania układów wentylacji wraz z sygnalizacją braku ich pracy. Zwiększyć intensywność wentylacji w wybranych akumulatorowniach. Zapewnienie rozmieszczenia otworów wentylacji wyciągowej i nawiewnej zgodnie z następującymi zasadami: - otwory nawiewne nisko, jak najbliżej posadzki; - otwory wywiewne w najwyższym punkcie pomieszczenia jak najbliżej stropu; - rozmieszczenie otworów wywiewnych i nawiewnych w przeciwległych punktach pomieszczenia.

43 PODSUMOWANIE Z uwagi na złożoność zagadnienia prosta zdawałoby się ocena zagrożenia wybuchem w akumulatorowi wymaga znajomości szeregu zapisów normatywnych i prawnych. Istnieje cały zestaw norm i przepisów których wymagania w tym szczególnym wypadku powinny być spełnione dla poprawnej / bezpiecznej/ pracy obiektu. Dlatego powierzenie zadania analiz bezpieczeństwa osobom nie posiadającym odpowiednio szerokiego doświadczenia w ocenie ryzyka i określenia zagrożeń oraz stosowania właściwych środków ochrony nie jest wskazane. Analiza pracy akumulatorowni pod względem zagrożenia wybuchowego wskazuje na to, że może wystąpić taka sytuacja, w której zastosowanie jednego z czynników technicznych pozwala np. ograniczyć ogólne zagrożenie wybuchem, a co za tym idzie również zmniejszyć koszty jakie należałoby ponieść na zabezpieczenie danego obiektu. W tym przypadku istotnym i oczywistym czynnikiem jest właściwie zrealizowany system wentylacji.

44 Lp Norma Wymagana wentylacja w akumulatorowni Uwagi 1 NFPA 76 Wydajność wentylacji wywiewnej mierzona w stopach sześciennych na minutę powinna być nie mniejsza niż powierzchnia pomieszczenia w stopach kwadratowych. 2 Tamil Nadu Faktory Rulet, 2002 Powinna być zapewniona sześciokrotna wymiana powietrza w ciągu godziny. Jest to zalecenie z dot. zdrowia. 3 ASHRAR E 62 1 CFM na ładujący amper lecz nie mniej niż 6 wymian powietrza na godzinę. 4 IS : wymian powietrza na godzinę dla akumulatorni; - wymuszony napływ powietrza i sprawny system wywiewny; - urzywanie ognioszczelnego wyposażenia; - wlot powietrza zlokalizowany przy podłodze; - wylot powietrza w najwyższym punkcie pomieszczenia Ta norma jest do stosowania w przemyśle a zalecenia mogą być rozszerzone na akumulatornie.

45 Lp Norma Wymagana wentylacja w akumulatorowni Uwagi 5 DIN VDE 0510 cz.2 par.7. Minimalny strumień powietrza Q musi wynosić: Q(m 3 /h)=0,05 x n x I(A) x f1 x f2 gdzie: Q - strumień powietrza w m3 na godzinę n - liczba cel w baterii (108 dla 220V) I - prąd ładowania w A (1A na 100Ah) f1 i f2 - współczynnik redukcyjny 0,5 6 Załącznikiem B (informacyjny) do EN Wymagania dotyczące bezpieczeństwa i instalowania baterii wtórnych. Część 2: Baterie stacjonarne Ilość wymian powietrza na godzinę. Kalkulacja według następującej formuly: Q = O,O5xnxI Q - Ilość wymian powietrza na godzinę [m 3 /h]. n ilość cel baterii I - prąd ładowania w A (1A na 100Ah) zgodnie z tabelą z EN Minimalne powierzchnie wlotu i wylotu powietrza dla wentylacji naturalnej A powinna być większa lub równa A = 28 x Q gdzie: Q - Ilość wymian powietrza na godzinę [m 3 /h].

46