Nebezpečí výbuchu – petrochemie, čerpací stanice, sklady hořlavých kapalin

Poslední díl našeho miniseriálu o úskalích tvorby Dokumentace o ochraně před výbuchem se zabývá problematikou skladování hořlavých kapalin, čerpacích stanic a manipulací s hořlavými kapalinami.

Výhodou při tvorbě DOPV pro tyto druhy provozů je fakt, že požárně-technické charakteristiky těchto provozů jsou snadno k dispozici, protože parametry paliv, maziv a často používaných hořlavých kapalin, jako je například etanol a organická rozpouštědla, jsou dány laboratorními rozbory a kvalita těchto látek je pečlivě sledována.

Do výbuchu plynů a par nelze účinně zasáhnout

Hořlavé kapaliny v této oblasti zahrnují nejčastěji I. a II. třídu nebezpečnosti, případně III. třídu nebezpečnosti (nafta, lehký topný olej). Oleje a další kapaliny IV. třídy nebezpečnosti nezahrnujeme, protože tyto látky netvoří za běžných okolností (za normálních teplot) páry o výbušné koncentraci. Tyto látky představují samozřejmě vyšší riziko požáru, nicméně nepředstavují eminentní riziko výbuchu.

V případě hořlavých kapalin a plynů platí, že až na specifické výjimky neexistují ochranné systémy, které by byly schopné v případě vzniku výbuchu dostatečně rychle a účinně zasáhnout. (Výbuch par hořlavých kapalin je tak rychlý a razantní, že neexistuje systém, který by byl schopen jej uhasit, na rozdíl od prachů, kde se systémy na uhašení – potlačení – probíhajícího výbuchu běžně používají.) Při tvorbě DOPV je tedy nutné zvážit a spolehlivě vyloučit alespoň jednu ze tří nutných podmínek pro výbuch – výbušnou látku, kyslík nebo iniciační zdroje. Výskytu výbušné látky lze samozřejmě zabránit vhodnými technickými prostředky pouze vně technologie, tj. zajistit odpovídající úroveň ochrany před úniky těchto látek. Páry hořlavých kapalin jsou obecně těžší než vzduch, takže je třeba zvýšenou pozornost věnovat zejména nízko položeným prostorách, jako jsou například šachty, sklepy, kanály apod. Uvnitř technologie lze výskyt výbušné atmosféry někdy vyloučit potlačením výskytu kyslíku, tj. inertizací zařízení, zpravidla ovšem tato metoda naráží na ekonomickou náročnost a také problematickou kontrolu stavu úrovně kyslíku v daném zařízení. Nejjednodušším opatřením tak je zabránit výskytu iniciačních zdrojů.

Nebezpečná je i statická elektřina

Na rozdíl od prachovzdušných atmosfér u plynů a par hořlavých kapalin existuje reálné riziko vznícení výbušné atmosféry vlivem výboje statické elektřiny. Během čerpání nebo stáčení hořlavých kapalin dochází i u nich vlivem tření látky o stěnu potrubí ke vzniku elektrostatického náboje, který je schopen páry vznítit. Připomeňme si případy vzniku požáru na čerpacích stanicích vlivem vybití náboje mezi vozidlem a tankovacím stojanem při kontaktu výdejní pistole s vozidlem nebo řidičem. Z tohoto důvodu jsou zde notoricky známé nápisy o potřebě zasunout výdejní pistoli co nejvíce do hrdla nádrže, aby bylo odsávání par nejúčinnější a nedocházelo ke vzniku oblaku par v okolí hrdla nádrže. U technologických zařízení (stabilních instalací) není problém odpovídající uzemnění zajistit, nicméně je třeba dát pozor na případy, kdy kapalina vytéká z potrubí do nádrže. V takových případech může dojít k přeskoku jiskry mezi nabitou kapalinou a uzemněnou stěnou nádrže, zejména je-li trubka ústící do nádrže opatřena těsněním. V takových případech se doporučuje potrubí zaústit tak, aby kapalina stékala po stěně nádrže, popř. do proudu kapaliny vložit uzemňovací měděné pásky nebo dráty.

V případě velkých nádrží, jako jsou ty pro skladování pohonných hmot nebo jiných hořlavých kapalin, není problém se vznikem iniciačních zdrojů uvnitř nádrže, pokud vyřešíme správným způsobem statickou elektřinu a případná elektrická zařízení, jako např. hladinoměry, teploměry a další. Jediným rizikovým bodem pak zůstává odvětrávací potrubí, které slouží pro vyrovnání tlaku uvnitř nádrže během plnění a vyprazdňování. Toto potrubí je nutné zakončit ochranným systémem – neprůbojnou pojistkou (též zvaná plamenojistka). Zejména v potravinářském, farmaceutickém a chemickém průmyslu je též žádoucí opatřit potrubí ventilem, který se otvírá pouze při určité hodnotě přetlaku nebo podtlaku. Nádrž tak zůstává po většinu času oddělena od atmosféry, což zvyšuje bezpečnost před zavlečením iniciačních zdrojů a také chrání obsah nádrže před vnikáním např. prachu, pylu apod.

Oddělení jednotlivých částí provozu

Zejména v systémech, kde je více zařízení (například stáčecí technologie, různé míchárny hořlavých kapalin, výroba kosmetických a potravinářských směsí a podobně) je také nezbytně nutné oddělit jednotlivá zařízení mezi sebou tak, aby se hlavně propojovacím odvzdušňovacím potrubím nemohl šířit výbuch nebo iniciační zdroje (jiskry, plameny) mezi jednotlivými nádržemi. I zde se používají protiexplozivní pojistky, ovšem v potrubním provedení. Je velmi důležité, aby byly pojistky a zejména jejich umístění správně navrženy. V případě postupu potrubím totiž výbuch prochází určitými stádii (deflagrace, nestabilní detonace, stabilní detonace), kdy se výrazně mění rychlost a tlakové účinky výbuchu. Některé pojistky například nejsou navrženy pro detonaci ale pouze deflagraci a pak velmi záleží na jejich správném umístění (a rozdíl může hrát i vzdálenost 20 cm).

Dimenzování skladů hořlavých kapalin

Pokud jsou hořlavé kapaliny skladovány v uzavřených přepravních obalech (sudy, IBC kontejnery nebo převozné nádrže), musejí být skladovány v odpovídajícím prostoru, který je zkolaudován jako sklad hořlavých kapalin. Z hlediska ochrany před výbuchem je třeba dbát hlavně na správné uložení obalů (nikoliv stohované na sobě, zajištěné proti pádu), ochranu před jejich porušením a použití odpovídajících záchytných jímek. Další věcí, kterou je třeba zkontrolovat, je systém větrání, kde se často vyskytují chyby. Větrací otvory musí být umístěny diagonálně v protilehlých rozích nebo stěnách. Nasávací otvor musí mít velikost volné plochy (napočítají se žaluzie, mříže apod.) o velikosti alespoň 1 % plochy skladu, výfukový otvor pak musí mít nejméně 1,3 % plochy skladu. V případě hořlavých kapalin musí být výfukový otvor níže než nasávací (páry jsou těžší než vzduch). Výfukový otvor musí ústit do atmosféry. Častým prohřeškem je pak zakrývání otvorů, jejich zarovnání materiálem nebo obaly a také rozdělení prostoru například regály nebo příčkami, které neumožňuje plynulé větrání prostoru. Možným řešením je pak také nucené větrání prostoru ventilátory. Bližší požadavky na větrání skladů hořlavých kapalin jsou stanoveny normou ČSN 65 0201.

Provozy s výskytem většího množství hořlavých kapalin představují značná rizika zejména s ohledem na následky případného výbuchu. Vždy zde hrozí nebezpečí rozsáhlých požárů, které se jen velmi obtížně zvládají a vždy představují velké ekonomické ztráty. Dokumentaci o ochraně před výbuchem v takových provozech je třeba proto věnovat velkou pozornost a samotné vypracování DOPV svěřit vždy do rukou odborníků.

Obr. 1 – Protiexplozní pojistky na odvětrání nádrží na čerpací stanici

Obr. 2 – bezpečnostní varování formou nálepky odvádějící statickou elektřinu – k vidění na některých čerpacích stanicích v USA.