Protokol strana 1
Protokol č. 10 o určení vnějších vlivů a nebezpečných prostorů z hlediska nebezpečí úrazu elektrickým proudem vypracovaný odbornou komisí firmy MONTGAS a.s. U Kyjovky 3953/3, 695 01 Hodonín V Hodoníně dne 27.5.2008 Protokol je zpracován na základě následujících předpisů a norem ČSN ČSN 33 2000-3 Stanovení základních charakteristik ČSN 33 2000-5-51 Všeobecné předpisy ČSN EN 60079-10 Elektrická zařízení pro výbušnou plynnou atmosféru Předpis API (American Petroleum Institute) Název stavby
: Regulační stanice plynu RS 6000 – 10000 m3/hod
Stupeň PD
: Typový projekt
Složení komise
:
předseda
: p. Ivo Jelínek výrobní ředitel
člen
: p. Josef Vláčil projektant technologie
člen
: Ing Karel Klika projektant elektro
Popis objektu : Stavební část Jedná se o volně stojící přízemní montovanou budovu s valbovou střechou určenou pro zařízení regulující tlak plynu. Součástí budovy RS budou je další vestavěná plynotěsně oddělená místnost pro předehřev plynu plynovými kotli, ve které je umístěn i elektrorozvadeč. Přístup pro obsluhu do budovy z venkovního prostoru je řešen dvoukřídlými vraty k technologii RS a dveřmi - do místnosti s kotli. Budova je zhotovena od základu svařovaným ocelovým nosným rámem čtvercového průřezu 100 x 100 mm, na který jsou osazeny nosné prvky (zárubně, rohové stojky, konstrukční díly vnitřních stěn pro samostatné místnosti). Na svislé díly je napojen horní obvodový rám římsy pro osazení ocelové střešní konstrukce a zvedacích ok. Všechny ocelové prvky jsou opatřeny antikorozním základním a vrchním nátěrem. Obvodové stěny jsou zhotoveny z porobetonových panelů o síle 75 mm, armovaných ocelovou výztuží. Horní ocelová konstrukce římsy, propojená rohovými nosníky se spodním rámem, zajišťuje statiku stavby a nese ocelovou konstrukci střechy. Prostor místnosti s kotli je od technologické části RS oddělen požární stěnou o síle 85 mm (75 mm porobeton s kompaktním obkladem Fermacell 10mm), vyvedenou nad úroveň střechy. Tato stěna je zhotovena jako plynotěsná včetně prostupů pro potrubí topné vody a elektrokabely.
Protokol strana 2
Provedení budovy neobsahuje hořlavé hmoty. Na jednotlivých vstupech do objektu budou osazeny výstražné tabulky dle ČSN EN ISO 3864 - „Zákaz kouření a vstupu s otevřeným ohněm“, „Nebezpečí výbuchu ZÓNA 2“ Valbová konstrukce střechy je zhotovena z ocelových tvarovaných profilů svařených do požadovaného tvaru, dělená na díly umožňující přepravu. Prostupy a odvětrání jsou provedeny při montáži krytiny. Větrání skříně RS Větrání budou zajišťovat větrací mřížky v souladu s STN EN 12 186 článek 6.2.6. Přirozené větrání prostoru RS zajišťují otvory do volného ovzduší o vypočtené ploše 1% podlahové plochy. Přívod vzduchu do prostoru RS je zajištěn 6 větracími otvory 300 x 450 mm osazenými nad podlahou RS. Odvod vzduchu zajišťují 2 větrací otvory 300 x 800 mm zhotovené v hřebenu střechy. Na vnitřní straně otvorů bude osazeno větrací síto, z vnější strany pak protidešťová žaluzie. Prostor střechy je v hřebenovém prostoru odvětrán větracími tvarovkami podle druhu krytiny. Přívod vzduchu je zajištěn mezerou mezi střešní konstrukcí a stropním panelem.
10 x 4
místnost s kotli 1,6 x 3,8
2
40
6,08
31,54
3
126
14,6
100,6
Rozměry objektu půdorysné rozměry zastavěná plocha obestavěný prostor
objekt [m] [m ] [m ]
reg.stanice 8,3 x 3,8
Technologie regulační stanice je dvouřadá jednostupňová s teplovodním ohřevem plynu. Pro ohřev jsou použity dva závěsné plynové kotle. Zařízení technologie i zařízení elektročásti RS nevyžaduje stálou obsluhu, pouze občasnou kontrolu. Osoby určené k obsluze (osoby poučené) musí být náležitě a prokazatelně proškoleny a obeznámeny s provozním zařízením – ČSN 34 3100. Práce elektro v rozvaděči a práce na elektrickém zařízení smí provádět pouze osoba znalá, přezkoušená ze základních elektrotechnických a bezpečnostních předpisů dle vyhlášky 50/1978 §6 skupina B.
Protokol strana 3
Rozhodnutí komise : Na základě shora uvedených charakteristik objektu s přihlédnutím k fyzikálním vlastnostem zemního plynu jsou stanoveny vnější vlivy v jednotlivých prostorech následovně:
1. Regulační stanice dle ČSN 33 2000-3 článek 321 – Prostředí , se stanovuje vnější činitel prostředí AB4, AG2, AH2, AQ2 dle ČSN 33 2000-3 článek 322 – Využití , se stanovuje využití BA4, BC3, BE3N2 v celém prostoru místnosti regulační stanice Všechny ostatní vnější vlivy jsou dle ČSN 33 2000-5-51 čl.512.2.4 považovány za normální dle ČSN 33 2000-3 tabulka 32-NM2 je celý vnitřní prostor místnosti regulační stanice považován za PROSTOR NEBEZPEČNÝ Klasifikace nebezpečných prostorů dle ČSN EN 60079-10 V celém prostoru místnosti regulační stanice je prostředí s nebezpečím výbuchu hořlavých plynů a par ZÓNA 2 (stanovení viz výpočet v příloze) Klasifikace otvorů jako možného jako zdroje úniku dle ČSN EN 60079-10 čl. A.2.1 : typ otvoru A - otvory, nevyhovující charakteristikám B,C,D větrací otvory ve stěnách typ otvoru B
- otvory do venkovního prostoru s nízkou četností otevírání vrata do prostoru regulační stanice
typ otvoru D
- otvory účinně utěsněné prostupové desky pro průchod potrubí a pro průchod kabelů osazené v dělicí stěně mezi regulační stanicí a místností s kotli
Vliv otvorů na stupeň úniku ČSN EN 60079-10 tab. A1 pro zónu před otvorem Z2 typ otvoru A – sekundární typ otvoru B – bez úniku typ otvoru D – bez úniku
Protokol strana 4
2. Místnost s kotli dle ČSN 33 2000-3 článek 321 – Prostředí , se stanovuje vnější činitel prostředí AB4, AG2, AH2, AQ2 dle ČSN 33 2000-3 článek 322 – Využití , se stanovuje využití BA4, BC3, Všechny ostatní vnější vlivy jsou dle ČSN 33 2000-5-51 čl.512.2.4 považovány za normální dle ČSN 33 2000-3 tabulka 32-NM2 je celý vnitřní prostor místnosti s kotli považován za PROSTOR NEBEZPEČNÝ
3. Půdní prostor dle ČSN 33 2000-3 článek 321 – Prostředí , se stanovuje vnější činitel prostředí AB4, AG2, AH2, AQ2 dle ČSN 33 2000-3 článek 322 – Využití , se stanovuje využití BA4, BC3, Všechny ostatní vnější vlivy jsou dle ČSN 33 2000-5-51 čl.512.2.4 považovány za normální dle ČSN 33 2000-3 tabulka 32-NM2 je celý půdní prostor považován za PROSTOR NEBEZPEČNÝ
4. Venkovní prostor dle ČSN 33 2000-3 článek 321 – Prostředí , se stanovuje vnější činitel prostředí AB3, AB8, AD2, AE4, AF2, AN2, AQ2, AR2, AS2 dle ČSN 33 2000-3 článek 322 – Využití , se stanovuje využití BA4, BE3N2 Všechny ostatní vnější vlivy jsou dle ČSN 33 2000-5-51 čl.512.2.4 považovány za normální Klasifikace nebezpečných prostorů dle ČSN EN 60079-10 V prostoru kolem odfukového potrubí je ve tvaru koule o průměru 0,2m prostředí s nebezpečím výbuchu hořlavých plynů a par ZÓNA 2 (stanovení viz výpočet v příloze)
5. Konstrukce objektu skelet střecha
C1 C2
Protokol strana 5
FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI PLYNU název měrná hmotnost obsah metanu obsah inertů (N2 + CO2) obsah veškeré síry horní mez výbušnosti dolní mez výbušnosti bod vznícení zápalná teplota obsah etanu a vyšších uhlovodíků obsah sirovodíku výhřevnost teplotní třída skupina výbušnosti
: zemní plyn ( ČSN 38 6110) : 0,717 – 0,804 kg/m3 : min 85% objemu : 7 % objemu : max. 100 mg/m3 : 15 % :5% : 640°C : 540°C : max 9,1 % objemu : max 6 mg /m3 : min 33,84 MJ/m3 : T1 (nad 450°C) : II podskupina A
Charakteristika : Zemní plyn je plynná látka lehčí než vzduch proto při úniku stoupá do prostoru pod strop regulační stanice. Ve směsi se vzduchem (v odpovídajícím poměru) vzniká výbušná směs. Zemní plyn není jedovatý, je nedýchatelný . Pro snadné objevení případného úniku je plyn doplňován odorantem (zapáchající látka).
Přílohy : č.1 č.2 č3.
Stanovení max.rychlosti úniku plynu Určení nebezpečných prostorů dle ČSN EN 60079-10 Výkres rozsahu nebezpečných zón
Protokol strana 6
Příloha č.1
– Stanovení maximální rychlosti úniku zemního plynu z technologického zařízení a odfukového potrubí RS
Pro výpočet maximální rychlosti sekundárních úniků byly použity údaje z publikace API č. 4589 (American Petroleum Institute), která dle výsledků opakovaných měření stanovuje zdroje a množství úniku zemního plynu na plynárenských technologických zařízeních. Zdroje úniku: Zdroje úniku jsou stanoveny pro technologické zařízení s využitím shora uvedeného předpisu API. Pro výpočty jsou uvažovány 4 typy možných zdrojů úniku. spoje armatury potrubí s otevřeným koncem ostatní
: přírubové a závitové spoje, šroubení, O – kroužky atd. : armatury s otočným vřetenem : ukončení armatur, které je otevřeno do atmosféry : pojistné ventily, páky bezpečnostních rychlouzávěrů, poklopy, víka apod.
Průměrný emisní faktor : Je stanoven s využitím API následovně : spoje : 0,0038 lb/den armatury : 0,1063 lb/den potrubí s otevřeným koncem : 0,0107 lb/den ostatní : 0,2870 lb/den
tj. 2,00. 10-8 kg/s tj. 5,58. 10-7 kg/s tj. 5,62. 10-8 kg/s tj. 1,51. 10-6 kg/s
Tabulka možných zdrojů úniku technologického zařízení v místnosti regulační stanice Počet zdrojů úniku
Průměrný emisní faktor (kg/s)
Celkový únik (kg/s)
Spoje
280
2,00.10-8
5,60.10-6
Armatury
36
5,58.10-7
2,01.10-5
Ostatní
27
1,51.10-6
4,08.10-5
Zdroje úniku
6,65.10-5
Celkem
Celková rychlost úniku:
⎛ dG ⎞ ⎜ ⎟ = 6,65.10-5 kg/s ⎝ dt ⎠ max
Protokol strana 7
Odfukové potrubí RS Zdroje úniku Potrubí s otevřeným koncem
Celková rychlost úniku:
Počet zdrojů úniku
Průměrný emisní faktor (kg/s)
Celkový únik (kg/s)
3
5,62.10-8
1,68.10-7
⎛ dG ⎞ ⎜ ⎟ = 1,68.10-7 kg/s dt ⎝ ⎠ max
Upozornění: Celkové rychlosti úniku plynu byly stanoveny pro normální provozní podmínky dle ČSN EN 600 79 – 10, čl.2.8. To znamená, že výše uvedené hodnoty neplatí pro neobvyklé a havarijní stavy a pro vypouštění tlakového systému.
Protokol strana 8
Příloha č.2
– Určení nebezpečných prostorů dle ČSN EN 60079 - 10
Místnost regulační stanice Stupeň úniku na technologickém zařízení sekundární čl.2.6.3 (za normálního provozu je vznik úniku nepravděpodobný) Typ větrání přirozené čl.B.1 v obvodovém zdivu místnosti regulace tlaku plynu instalováno 6 ks spodních otvorů o rozměrech 0,3 x 0,45 m a 2 ks horních větracích otvorů o rozměrech 0,3 x 0,8 m . Spolehlivost větrání dobrá čl. B.5 Výpočet počtu výměn vzduchu za hodinu (C) Plocha spodního větracího otvoru (S) Koeficient snížení plochy mřížkou (k1) Počet větracích otvorů (n) Předpokládaná rychlost proudění (v) Celkový větratelný objem (V0)
0,135 m2 0,7 6 0,5 m/s 100,6 m3
Celková rychlost průtoku čerstvého vzduchu:
⎛ dVc ⎞ −1 3 ⎜ ⎟ = S ⋅ k1 ⋅ v ⋅ n = 0,135 ⋅ 0,7 ⋅ 0,5 ⋅ 6 =& 2,83 ⋅ 10 m / s ⎝ dt ⎠ Počet výměn čerstvého vzduchu za jednotku času:
⎛ dVc ⎞ ⎜ ⎟ −1 dt ⎠ 2,83 ⋅10 ⎝ C= = = 2,81 ⋅10− 3 / s =& 10,14 / h
V
0
100,6
Výpočet pro zjištění stupně větrání Pro odhad stupně větrání použijeme výpočtu dle čl.B.3 ČSN EN 60079-10. Dle tohoto výpočtu stanovíme hypotetický objem Vz a dobu přetrvávání výbušné atmosféry t. Charakteristiky úniku Hořlavá látka Dolní mez výbušnosti (LEL) Stupeň úniku Bezpečnostní koeficient (k)
⎛ ⎛ dG ⎞ ⎞ ⎟ ⎟⎟ dt ⎝ ⎠ max ⎠ ⎝
Rychlost úniku ⎜⎜ ⎜
Počáteční koncentrace hořlavé látky100%
zemní plyn 0,035 kg/m3 (5 % obj.) sekundární 0,5 6,65.10-5 kg/s
Protokol strana 9
Charakteristiky větrání 10,14/h (2,81.10-3/s) 4 313 K (40°C)
Počet výměn vzduchu (C) Koeficient jakosti (f) Okolní teplota (T)
Minimální objemová rychlost průtoku čerstvého vzduchu:
⎛ dV ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ dt ⎠ min
⎛ dG ⎞ ⎜ ⎟ 6,65 ⋅ 10 −5 313 ⎝ dt ⎠ max T = ⋅ = ⋅ =& 2,03 ⋅ 10 −3 m 3 / s 293 0,035 293 LEL
Hodnocení hypotetického objemu:
⎛ dV ⎞ ⎟ −3 ⎝ dt ⎠ min = 4 ⋅ 2,03 ⋅10 =& 5,76 m3
f ⋅⎜ Vz = Doba přetrvávání:
t=
k ⋅C
0,5 ⋅ 2,81 ⋅10− 3
5 ⋅ 0,5 LEL ⋅ k −f −4 ⋅ ln = ⋅ ln = 5236 s =& 1,45 h −3 2,81 ⋅ 10 100 C X0
Vyhodnocení : Větraný objem regulační stanice je dle základních rozměrů Vo = 100,6 m3 a to je větší než vypočtený hypotetický objem 5,76 m3. Stupeň větrání dle ČSN 60079-10 B.3.2 Stupeň větrání je dle shora uvedeného článku stanoven jako střední - může ovlivňovat koncentraci tak, že dojde ke stabilní situaci, při které je koncentrace za hranicí zóny pod dolní mezí výbušnosti, je-li zdroj úniku v činnosti a při kterém nemůže výbušná atmosféra přetrvávat po delší dobu po zastavení úniku ze zdroje. Pro místnost regulační stanice se v celém prostoru stanovuje nebezpečný prostor ZÓNA 2
Venkovní prostor v okolí odfuku z technologie RS Stupeň úniku na technologickém zařízení sekundární čl.2.6.3 (za normálního provozu je vznik úniku nepravděpodobný) Typ větrání přirozené čl.B.1 v obvodovém zdivu místnosti regulace tlaku plynu instalováno 6 ks spodních otvorů o rozměrech 0,3 x 0,45 m a 2 ks horních větracích otvorů o rozměrech 0,3 x 0,8 m . Spolehlivost větrání dobrá čl. B.5
Protokol strana 10
Výpočet pro zjištění stupně větrání Pro odhad stupně větrání použijeme výpočtu dle čl.B.3 ČSN EN 60079-10. Dle tohoto výpočtu stanovíme hypotetický objem Vz a dobu přetrvávání výbušné atmosféry t. Charakteristiky úniku Hořlavá látka Dolní mez výbušnosti (LEL) Stupeň úniku Bezpečnostní koeficient (k)
zemní plyn 0,035 kg/m3 (5 % obj.) sekundární 0,5
⎛ ⎛ dG ⎞ ⎞ ⎟ ⎟⎟ dt ⎝ ⎠ max ⎠ ⎝
Rychlost úniku ⎜⎜ ⎜
1,68.10-7 kg/s
Počáteční koncentrace hořlavé látky100% Charakteristiky větrání Minimální rychlost větru Počet výměn vzduchu (C) Koeficient jakosti (f) Okolní teplota (T)
0,5 m/s 100/h (0,03/s) 1 313 K (40°C)
Minimální objemová rychlost průtoku čerstvého vzduchu:
⎛ dV ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ dt ⎠ min
⎛ dG ⎞ ⎜ ⎟ 1,68 ⋅ 10− 7 313 ⎝ dt ⎠ max T = ⋅ = ⋅ =& 5,12 ⋅ 10− 6 m 3 / s LEL 293 0,035 293
Hodnocení hypotetického objemu:
⎛ dV ⎞ ⎟ −6 ⎝ dt ⎠ min = 1 ⋅ 5,12 ⋅10 = 3,41 ⋅10− 4 m3 &
f ⋅⎜ Vz = Doba přetrvávání:
t=
k ⋅C
0,5 ⋅ 0,03
− f LEL ⋅ k 5 ⋅ 0,5 −1 ⋅ ln = ⋅ ln = 123 s =& 2 min C X0 0,03 100
Vyhodnocení : Stupeň větrání dle ČSN 60079-10 B.3.1 Stupeň větrání je dle shora uvedeného článku stanoven jako vysoký V prostoru kolem vyústění odfukového potrubí stanovuje nebezpečný prostor ZÓNA 2 ve tvaru koule o průměru 0,2m
Protokol strana 11
Příloha č.3
Výkres rozsahu nebezpečných zón
PŮDORYS
VENKOVNÍ PROSTOR
200
200
HRANICE ZÓNY Z2
200
HRANICE ZÓNY Z2
B
BNV
MÍSTNOST S KOTLI
OKNO PEVNÉ
REGULAČNÍ STANICE Z2
A
A
BNV
B
2400 2400
RRS
ŘEZ : A - A REGULAČNÍ STANICE Z2 MÍSTNOST S KOTLI
BNV TERÉN
TERÉN
ŘEZ : B - B 200
200
HRANICE ZÓNY Z2
REGULAČNÍ STANICE Z2 TERÉN
TERÉN
