대부분의 제조 업체 및 package 조립업체에서는 공정 과정에서 dust를 발생시킨다. 이러한 dust는 가연성과 폭발성이 있어서 dust로 인한 화재 폭발을 방지하기 위해 작업장으로부터 제거해야 한다. 보고서에 따르면 매년 유럽에서 거의 2,000건의 dust explosion이 일어나며 대부분 minor하지만 이중 일부는 매우 심각한 정도의 파괴력이었다고 한다.
분진 집진시스템의 폭발 방지를 위해 여러 종류의 device나 system이 적용되고 있으며 이들은 크게 2개의 카테고리로 분류할 수 있다. passive system은 완화에 초점을 두고 폭발을 control하여 작업자가 안전하고 설비 손상을 최소화하도록 하며, active system은 투자비용이 더 크고 예방의 초점을 두고 빈번하게 유지 관리를 해야 한다.
passive device로는 explosion venting, Flamesless venting, explosion isolation, safety monitoring filter, Back draft damper 등이 있다.
Explosion venting
explosion venting은 dust collector의 가장 약한 link가 되도록 설계되며 매우 낮은 압력에서 운전되는 collector 내부의 압력이 미리 설정된 압력에 도달시 explosion vent가 열리며 excess pressure와 flame front가 안전한 지역으로 배출되도록 하여 collector를 과압으로부터 보호한다.
Flamesless venting
flameless venting은 standard explosion vent에 설치되며 venting area로 나갈 때 flame을 소멸시켜 device로부터 flame이 외부로 나가지 않도록 한다. flameless venting 설치와 함께 conventional venting은 venting 방향이 안전한 zone이라면 indoor에 설치될 수 있다.
mechanical back draft damper는 dust collector의 후단 ducting에 설치되며 이 mechanical barrier는 열린 상태로 유지하며, 폭발시 과압에 의해 닫히게 닫히며 ducting을 통해 upstream방향으로 화염이 전파되지 않도록 한다.
Active devices로는 Chemical isolation, Chemical suppression, Fast acting valve 등이 있다.
Chemical isolation
폭발을 매우 짧은 시간내 감지하며 구성 요소로는 폭발압력 감지기, 화염 감지기, 억제제, control panel이 있다. 화염이나 압력을 감지후 chemical barrier를 형성하여 폭발을 ducting내에 억제하거나 화염이 더이상 전파되지 않도록 한다.
Chemical suppression
chemical isolation이 ducting내에 폭발을 감지 및 억제하고 duct collector를 보호하지만 이는 주로 폭발을 안전하게 vent할 수 없거나 dust가 매우 해롭거나 toxic할 때 적용한다. chemical suppression 시스템은 폭발위험을 매우 짧은 시간안에 감지하여 폭발이 일어나기 전에 flame을 끄기 위해 chemical agent를 방출한다.
Fast acting valve는 폭발을 매우 짧은 시간내에 감지하여 닫히도록 설계된다. 이 밸브를 통해 ducting내 mechanical barrier를 만들어 효과적으로 압력과 화염을 양방향으로 isolation시켜 더 이상 전파되지 않도록 작동한다.
공정이나 설비의 운전 특성에 따라 shock resistant housing이 설치되어 추가적인 venting이나 suppression없이 valve를 통해 분진폭발로부터 ductwork를 보호할 수도 있다.
분진폭발이 일어나기 위해서는 인화성 분진, 점화원, 산소, 충분한 농도를 분진의 확산, 밀폐공간에서 분진운 형성이 동시에 존재해야 한다.
dust collector의 경우 점화원이 존재할 경우 폭발에 대한 완벽한 시나리오를 만들 수 있으며, pulse cleaning이 작동시 부유 상태의 분진운이 collector내 높은 농도로 존재할 수 있어서 여기에 점화원만 있다면 폭발의 가능성이 매우 높게 된다.
연쇄 폭발은 첫번째 폭발에 이어 다른 분진 폭발을 야기하여 중대재해를 일으키게 된다. 잠재적인 점화원으로는 spark, 정전기, 마찰, 속도 급감으로 인한 배관내 분진퇴적등이 있다.
그래서 폭발방산구 같은 폭발 방지 설비를 설치하여 폭발을 control하므로서 운전원을 안전하게 보호하고 설비 손상을 최소화할 수 있다.
폭발방산구는 silo, hopper, filter, cyclone등에 설치될 수 있으며, 관련 code는 EN 14797 (European Standard for Explosion Venting Devices), NFPA 68 standard가 있다.
이러한 방산구는 가스, Powder, 분진, 기타 혼합물 등이 점화원에 의한 발화로 인해 폭굉 (Detonation)으로 확산되기 전인 폭연 (Deflagration) 과정에서 내부에 발생한 압력과 화염 등을 순간적으로 방출시켜 설비의 손상을 방지하기 위한 안전장치이다.
NFPA 68
제품 특징
- 적용설비: Silo, Bag Filter, RTO, Bucket Elevator, Duct, Hopper, etc.
- 사용유체: Dust, Gas, Powder, Mixture
- 저압에서의 즉각적인 작동 및 압력 경감
- 팽창가스에 의한 손상을 최소화하기 위한 빠른 개방
- 누설방지 및 파편 조각이 발생하지 않는 설계
- 용이한 교체작업 및 저렴한 유지비용
- 용기의 사이즈와 내용물의 종류에 따라 제품의 수량 및 설치 위치를 임의로 선정 가능
폭발방산구는 reseat type이 아니므로 대기중 open될 경우 교체해야 한다.
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