Le broyage, le mélange, le transport et l'emballage produisent souvent des quantités importantes de poussière dans l'air à l'intérieur des moulins et dans les équipements de traitement. Étant donné que la poussière est une matière hautement combustible, des mesures de sécurité doivent être prises pour garantir que l'installation et ses employés sont entièrement protégés contre les dangers potentiels liés à la poussière inflammable.

Certaines caractéristiques inhérentes rendent les usines particulièrement sensibles aux explosions de poussières.

Premièrement, le processus de mouture consiste à séparer le grain de blé de ses constituants sous la forme d'une poudre fine. Plus la poussière est fine, plus la combustion peut s'enflammer facilement et plus son "taux d'élévation de pression (KST)" est élevé, c'est-à-dire la vitesse à laquelle la pression dans un appareil augmente en cas de combustion. De plus, cette fine poussière a une plus grande tendance à s'accumuler dans les trémies d'entrée et de sortie de l'usine et à se retrouver dans d'autres domaines de production.

Deuxièmement, le broyage du grain nécessite de nombreuses opérations et pièces à rotation rapide, ce qui peut créer des surfaces chaudes et des étincelles en raison de la friction. Ce processus, couplé au transport de poudre fine via des convoyeurs ou des jets d'air, produit diverses sources potentielles d'inflammation qui doivent être prises en compte.

Il est important de se rappeler que même si un incident ne s'est pas produit dans le passé, cela ne signifie pas que le processus est à l'abri d'un risque de poussière combustible.

Solutions recommandées

Un système complet de protection contre les explosions comprend la protection des usines contre une explosion primaire (via une ventilation par déflagration ou une suppression chimique) et l'isolation des conduits, tubes, vis ou tuyaux interconnectés des explosions secondaires (via des dispositifs d'isolation mécanique ou chimique).

Les trémies d'entrée et de sortie des usines sont souvent protégées par ces méthodes traditionnelles de ventilation et de suppression. Cependant, les usines elles-mêmes posent des défis uniques qui doivent être relevés dans la conception du système de protection contre les explosions.

Protection de l'usine (moulin) contre les explosions primaires

Les limites de taille des usines rendent souvent impossibles les méthodes traditionnelles de ventilation et de suppression des déflagrations. Lorsque la ventilation et la suppression ne sont pas possibles, la stratégie souvent recommandée implique un moulin "contenant" la déflagration primaire et l'onde de pression.

En d'autres termes, un récipient avec une pression de service maximale autorisée (MAWP) supérieure au PMAX de la poussière (la pression maximale développée dans une déflagration fermée), sera suffisamment solide pour résister à la pression.

Par conséquent, si le moulin ou tout autre équipement de traitement est construit pour contenir la pression initiale, ce sont les déflagrations secondaires dans l'équipement en amont et en aval qui sont les plus préoccupantes dans le processus de broyage.

Protection des équipements interconnectés contre les explosions secondaires

Bien que l'explosion principale puisse être contenue dans l'usine, les déflagrations doivent être isolées de l'équipement interconnecté où des explosions secondaires sont probables. Les preuves expérimentales et les catastrophes passées ont prouvé que ces explosions secondaires peuvent devenir de plus en plus dommageables en raison de trois phénomènes:

Accélération de la flamme: Le flux de gaz créé par l'explosion primaire dans un récipient étirera la flamme qui se propage dans les tuyaux, augmentant sa surface et son taux de combustion, entraînant ainsi des vitesses et une pression de flamme plus élevées. Finalement, la déflagration initiale peut devenir une détonation, entraînant des pressions d'explosion beaucoup plus élevées

Allumage par flamme: Lorsque la flamme initiale atteint l'enceinte secondaire, elle enflammera plus violemment le matériau non brûlé restant et entraînera des pressions d'explosion et des taux d'augmentation de pression plus élevés

Accumulation de pression: L'expansion du gaz de l'explosion primaire augmentera la pression dans les tuyaux et l'enceinte secondaire avant le passage de la flamme, conduisant à une explosion plus violente que dans les conditions ambiantes

Un système d'isolation contre les explosions robuste peut empêcher les déflagrations d'atteindre les équipements interconnectés et de provoquer des explosions secondaires. Deux types de systèmes d'isolement peuvent être utilisés: actif et passif.

Un système de protection contre les explosions actif atténue ou empêche les effets d'une déflagration à l'aide d'une pression et/ou d'un détecteur infrarouge pour informer un panneau de commande d'activer les dispositifs de protection contre les explosions respectifs, qui peuvent comprendre des vannes d'isolement contre les explosions ou des unités d'isolement chimique.

Les avantages des systèmes actifs comprennent:

•    Le coût des conteneurs supplémentaires peut être minime (si le système de suppression est déjà installé)

•    Capable d'isoler des conduits plus grands

•    Peut être utilisé pour bloquer la propagation des étincelles

•    Chute de pression sur les appareils actifs

•    Possibilité de visualiser la courbe de pression d'un événement de déflagration

•    Peut supporter une KST plus élevée (gravité relative d'explosion par rapport à d'autres poussières) et Pred (pression maximale admissible pour éviter la déformation d'une enceinte)

 

Un système passif de protection contre les explosions atténue ou empêche les effets d'une déflagration dans laquelle les vannes d'isolement d'explosion sont activées en réponse à la pression de déflagration. Les avantages des systèmes passifs comprennent:

•    Fonctionne dans des conditions normales et s'active lorsque la pression augmente

•    Élimine le besoin d'un système de surveillance électronique pour activer l'appareil

•    Élimine la maintenance par un technicien certifié requise avec les systèmes actifs

•    Peut être inspecté et réinitialisé sans temps d'arrêt significatif

•    Option plus rentable, si la protection de déflagration primaire n'est pas conçue avec une surveillance électronique, par ex. avec ventilation par explosion ou confinement

 

L'expert en protection contre les poussières combustibles Fike peut effectuer une étude de site de votre installation, qui déterminera ensuite les meilleures solutions pour vous aider à atteindre la conformité ATEX et protéger les personnes, les produits et les processus contre les risques de poussières combustibles.

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