İş Yeri Havalandırma Sistemlerinin Pkd Etkisi

30 Ocak 2019


İlker Erdoğan

Kimya Mühendisi 
İSGDER-Teknik Koruma

 


Özet

Sanayi tesislerinde patlama riskinin değerlendirilmesi, patlayıcı atmosfer oluşabilecek tehlikeli bölgelerin belirlenip zone durumlarının tespit edilmesi TS EN 60079- 10-1 ve TS EN 60079-10-2 standartlarına göre yapılır. Alevlenebilir maddelerin yükleme-boşaltma yapıldığı veya depo edildiği tesisler, normal veya olağandışı çalışma sırasında, tüm alevlenebilir madde salımları ve sonuçta oluşacak tehlikeli alanların büyüklüğü, salım sıklığı, süresi ve miktarı bakımından en düşük seviyede tutulacak biçimde tasarlanmalı, inşa edilmeli, çalıştırılmalı ve bakımı yapılmalıdır.

Patlayıcı ortamın büyüklüğü salım miktarına, salım yapılan maddenin ortamda kaldığı süreye göre belirlenir. Patlayıcı önlemler alınırken salım miktarının azaltılması ve bölgede Atex ekipman kullanımı başta gelmektedir. Diğer bir önlem ise salım yapılan maddenin ortamdan kaldığı süreyi azaltmak ve patlayıcı özellik yaratan Alt patlama limitlerinin altında bir ortam sağlamaktır.

Proseslerde, gaz ve buharın çalışma ortamına salımda havanın etkisinden faydalanılır. Gaz ve buhar konsantrasyonu kısmen de olsa azaltılabilir, böyle bir durumda konsantrasyon değişiminde difüzyon-yayılma mekanizmasına önemlidir. Uygun havalandırma, patlayıcı gazlı ortamda, oluşan tehlikeli bölgenin ortamda kalıcılığını azaltır. Atmosfere salınan gaz ve buhar difüzyon yoluyla havada seyreltilerek, alt patlama sınır değerinin altına düşürülür. Havalandırma ve hava hareketinin iki temel işlevi vardır. Bunlar; tehlikeli bölge kapsama sınırını azaltmak için seyreltmenin artırılması ile patlayıcı gazlı ortamın kalıcılığını azaltarak tehlikeli bölge türünün düşürülmesi olarak ifade edilebilir.

Uygun havalandırma oranları, patlayıcı gaz ortamının kalıcılık süresini azaltabilir.

Bu durum bölge tipini etkiler. Havalandırma, havanın rüzgarla veya sıcaklık farklıyla veya vantilatör gibi suni yollarla hareket ettirilmesiyle elde edilir.

Bundan dolayı iki temel havalandırma tipi vardır. Doğal havalandırma ve Mekanik (cebri) Havalandırma.

Patlayıcı Gaz Ortamı
Patlayıcı gaz ve toz ortamı, normal atmosfer şartları altında havanın gaz ve buhar veya toz halindeki yanıcı maddelerle yaptığı karışımdır. Ateşleme olduktan sonra patlama yanmamış olan karışımın tamamına yayılır (IEC 60079-10-1).

1. Yanıcı gaz ve buhar veya toz yoğunluğunun az, hava yoğunluğunun fazla olduğu durumlar, çok zayıf karışımlar olarak isimlendirilir ve böyle bir durumda, yanma meydana gelmez, bu nedenle ideal bir güvenlik ortamı oluşur,
2. Yanıcı gaz ve buhar veya toz yoğunluğu arttığında ve belirli bir konsantrasyona ulaştığında, maddenin “Alt Patlama” ve “Üst Patlama” sınır değerlerine ulaşıldığında, bu iki değerin arasındaki herhangi bir değerde patlama ve yanma meydana gelir. Bu durumun engellenmesi için, hava yoğunluğu arttırılarak kimyasal maddeye ait alt patlama sınır değerinin altına düşürülmesi gerekmektedir,
3. Hava yoğunluğunun az, yanıcı gaz ve buhar yoğunluğunun fazla olduğu durumlar çok zengin karışımlardır.

Patlayıcı Ortamın Değerlendirilmesi
Kimyasal proseslerde ve iş yerlerinde kullanılan yanıcı ve parlayıcı kimyasal maddelerin;
• Çalışana, çalışma ortamına ve çevresine zarar vermemesi amacıyla,
*patlayıcı ortam oluşmasının önlenmesi ya da,
* prosesin doğası gereği, patlayıcı ortam oluşmasının kaçınılmaz olduğu durumlarda, patlayıcı ortamın tutuşmasını önlemek ve bununla birlikte patlamanın zararlı etkilerini azaltacak önlemler alınmalıdır.

Şekil 1. Gaz konsantrasyonun atmosferde dağılımı

Patlayıcı gazlı atmosferin varlığı açısından tehlikeli alan Zon 0, Zon 1, Zon 20, Zon 21.

Patlayıcı gazlı atmosferin varlığı açısından tehlikesiz alan Zon 2, Zon 22.

Genel Güvenlik Prensipleri
Alevlenebilir ve patlayıcı maddelerin yükleme-boşaltma yapıldığı, depo edildiği tesisler, normal veya olağandışı çalışma sırasında, tüm alevlenebilir madde salımları ve sonuçta oluşacak tehlikeli alanların büyüklüğü, salım sıklığı, süresi ve miktarı bakımından en düşük seviyede tutulacak biçimde tasarımlanmalı, inşa edilmeli, çalıştırılmalı ve bakımı yapılmalıdır.

Tehlikeli Ortamın Etkilerinin Azaltılması
Riskin ortadan kaldırılmasında öncelik sırasına göre uygulanacak kontrol tedbirleri;
• Tehlikeli maddelerin miktarını en aza indirilmelidir,
• Tehlikeli maddelerin yayılımını önlemek veya en aza indirmek,
• Tehlikeli maddelerin tehlikeli bir atmosfer oluşmasını önlemek için havalandırma yoluyla ortamdan uzaklaştırmak ya da ortamdaki tehlikeli atmosferi seyreltmek,
•Tutuşma kaynaklarından kaçınmak,
•Tehlikeye neden olabilecek sıcaklık, basınç ve sıvının taşması risklerini kontrol altında tutulmaktır.

Doküman hazırlamanın en temel prensibi aşağıdaki gibidir: Zon sınıflandırmasının tamamlanmasının ardından patlayıcı ortamın tutuşma sonuçlarının, daha yüksek donanım koruma seviyesine sahip donanımın kullanılmasını gerekli kılıp kılmadığını veya normal olarak ihtiyaç duyulandan daha düşük donanım koruma seviyesine sahip donanımın kullanılması durumunu belirlemektir.

Patlayıcı Ortamda Havalandırmanın Önemi
Gaz ve buhar yayılması, endüstriyel proseslerde düşük hızda yaygın olarak oluşmaktadır.

Açık yüzeyler, drenaj, baskı makinaları ve boya imalatı gibi parlayıcı sıvıların buharlaşması gibi durumlar yayılımın düşük hızda meydana geldiği durumlardır. Basınçlı ekipmanlarda küçük kaçak ve sızıntılar nedeniyle ortama gaz ve buhar boşalması oluşmaktadır.

Salım Biçimleri
•Yükseltilmiş sıcaklık veya basınçta olabilen bir gaz,
•Basınç uygulanarak sıvılaştırılmış bir gaz (örneğin LPG),
•Sadece soğutma ile sıvılaştırılmış bir gaz (örneğin metan),
•Bir sıvı ve bu sıvıyla ilişkili alevlenebilir buhar salımı.

Salım nedeniyle gaz, buhar, mist ve toz bulunduğu kuşakta patlayıcı ortam meydana getirirler. Patlayıcı ortamın büyüklüğü salım miktarına, salım yapılan maddenin ortamda kaldığı süreye göre belirlenir.

Patlayıcı önlemler alınırken salım miktarının azaltılması ve bölgede Atex ekipman kullanımı başta gelmektedir. Diğer bir önlem ise salım yapılan maddenin ortamda kaldığı süreyi azaltmak ve patlayıcı özellik yaratan alt patlama limitlerinin altında bir ortam sağlamaktır.

Havalandırma ve Seyreltme
Proseslerde, hava hareketleri gaz ve buharın veya tozun çalışma ortamına salımında etkilidir. Havalandırma, gaz ve toz konsantrasyonu kısmen de olsa azaltılabilir, böyle bir durumda konsantrasyon değişiminde havalandırma karakteri önemlidir. Uygun havalandırma, patlayıcı gaz ve toz ortamında, oluşan tehlikeli bölgenin ortamdaki kalıcılığını azaltır. Atmosfere salınan gaz ve buhar difüzyon yoluyla havada seyreltilerek, alt patlama sınır değerinin altına düşürülür.

Havalandırma ve Seyreltmenin Karşılaştırılması
Havalandırma, kapalı alanda havanın giriş ve çıkışını mekanik olarak sağlar. Seyreltme ise, gaz ve buhar bulutunun mekanik olarak dağıtılmasıdır. Kapalı mekânlarda tehlikeli gaz, buhar ve sıvı ile yapılan çalışmalarda tehlike havalandırma ile ters orantılıdır. Yayılma kaynağından yayılan gazın yoğunluğu ve yayılma hızı tehlike oluşturup oluşturmayacağı havalandırmanın hassasiyetine bağlıdır.

Havalandırma Hızı Değerlendirilmesi
Patlayıcı ortamın alandan uzaklaştırılması, hava akışı, doğal havalandırma ve mekanik havalandırma sistemleri ile sağlanmaktadır. En iyi durum havanın homojen olarak ve düşük hızda ortama verilmesidir. Kapalı alanlarda tasarlanan havalandırma sistemi aynı zamanda çalışanların konforunu da etkilememelidir.

Doğal Havalandırmada rüzgâr hızı 0,5 m/s alınmıştır. Dünya karasal alanları yıllık ortalama rüzgâr hızı 5.1 m/s’dir.
0,1 m/s’den düşük olan hava hızı algılanmaz ve havasızlık hissi oluşturur,
0,25 m/s ile 0,50 m/s arasındaki hız yetersizdir.
1,5 m/s ve daha üstü hava hızı hava akımı oluşturur ve etkilidir.

Havalandırma Tipleri
Havalandırma, havanın rüzgarla veya sıcaklık farklıyla veya vantilatör gibi suni yollarla hareket ettirilmesiyle elde edilir. Bundan dolayı iki temel havalandırma tipi vardır.
•Doğal havalandırma,
•Mekanik (Cebri) Havalandırma (Genel ve Lokal Havalandırma).

Mekanik (Cebri) Havalandırma
a) Mekanik havalandırma ile; patlayıcı atmosfer bölge tipi ve bölge kapsamı azaltılabilir,
b) Patlayıcı gaz atmosferinin kalıcılık süresinin azaltılması sağlanabilir,
c) Patlayıcı gaz ortamın oluşması önlenebilir.

Tavsiye Edilen Havalandırma Örnekleri

Tavsiye Edilmeyen Havalandırma Örneği

 

Lokal Egzoz Sisteminin Temel Bileşenleri

İyi Bir Havalandırma Sisteminde
1.Ortama gerekli taze hava sağlanmalı,
2.Ortamda rahatsızlık oluşturacak hava akımı (cereyan) olmamalı,
3.Havalandırma sistemi, ortam havasını üniform bir şekilde dağıtıp toplamalı,
4.Varsa vantilatörler sessiz çalışmalıdır.

Yakalama hızlarının çoğu yaklaşık 0,5 m/s civarındadır.

Bazı Kimyasal Maddelerin Alt ve Üst Patlama Limitleri

Toz Püskürtme Kabinleri