Protokol strana
1
Protokol č. 11 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 9.8.2007 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 STL RS 1000 m3/hod – 1bar
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 Regulační stanice je prostorový prvek sestavený z pěti stěnových dílců a z jednoho dílu stropního. Stěnové díly jsou tloušťky 60 nebo 80mm, stropní díl je panel o tloušťce 120mm, který je uložen na stěnových dílech. Díly jsou vyrobeny z betonu B20, který je vyztužen ocelí 10 425. Spojení všech dílů je svařením zabudovaných kotevních prvků. Spára mezi vnitřní příčkou oddělující prostor regulační stanice od prostoru s rozvaděči, obvodovými stěnami a střešním dílem je provedena jako plynotěsná. Vstup do prostoru RS je zajištěn vraty, vstup do místnosti s rozvaděči je zajištěn kovovými dveřmi. Na objektu je osazena valbová střecha s ocelovým krovem. Prostup odfukové trubky z prostoru RS do půdního prostoru je utěsněn přivařeným ocelovým klenutým dnem, které je přivařeno k chráničce zabetonované do stropního panelu a k vlastní odfukové trubce. Z vnitřní strany RS je chránička a dno opatřeno protipožárním nástřikem. Prostup kabelů z místnosti s rozvaděči do prostoru RS je zajištěn ocelovou deskou osazenou do stěny při její výrobě. V desce jsou instalovány nevýbušné průchodky.
Protokol strana
2
Větrání skříně RS Přívod vzduchu do prostoru RS je zajištěn dvěma větracími otvory 150x300 mm osazenými nad podlahou po straně vstupních vrat. Odvod vzduchu zajišťují dva větrací otvory 300x300 mm zhotovené pod stropem na štítové stěně RS. Na vnitřní straně otvorů je osazena větrací mřížka, z vnější strany je 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. Rozměry objektu půdorysné rozměry
5,6 x 2,7
místnost s rozvaděči 0,5 x 2,7
objekt [m]
5,1 x 2,7
půdní prostor 5,6 x 2,7
reg.stanice
zastavěná plocha
[m2]
15
1,35
13,8
15
obestavěný prostor
[m3]
36
3,2
33,2
18
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 rozvaděči
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
2. Místnost s rozvaděči 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
Protokol strana
dle ČSN 33 2000-3 tabulka 32-NM2 je celý vnitřní prostor místnosti s rozvaděči 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
4
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
Příloha č.1
6
– 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. 10-8 kg/s tj. 5,62. 10-8 kg/s tj. 1,51. 10-8 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
172
2,00.10-8
3,44.10-6
Armatury
32
5,58.10-7
1,79.10-5
Ostatní
18
1,51.10-6
2,72.10-5
Zdroje úniku
4,85.10-5
Celkem
Celková rychlost úniku:
dG -5 = 4,85.10 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)
1
5,62.10-8
5,62.108
dG -8 = 5,62.10 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
Příloha č.2
8
– 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 instalovány 2 ks spodních otvorů o rozměrech 0,15 x 0,30 m a 2 ks horních větracích otvorů o rozměrech 0,3 x 0,3 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)
0,045 m2 0,7 2 0,5 m/s 33,2 m3
Celková rychlost průtoku čerstvého vzduchu:
dVc −2 3 = S ⋅ k1 ⋅ v ⋅ n = 0,045 ⋅ 0,7 ⋅ 0,5 ⋅ 2 =& 3,15 ⋅ 10 m / s dt Počet výměn čerstvého vzduchu za jednotku času:
dVc dt 3,15 ⋅10 − 2 C= = = 9,49 ⋅10 −4 / s =& 3,4 / h
V
0
33,2
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 4,85.10-5 kg/s
Protokol strana
9
Charakteristiky větrání 3,4/h (9,49.10-43/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 4,85 ⋅ 10− 5 313 dt max T = ⋅ = ⋅ =& 1,48 ⋅ 10− 3 m3 / s LEL 293 0,035 293
Hodnocení hypotetického objemu:
Vz = Doba přetrvávání:
t=
dV dt min
f ⋅
k ⋅C
=
4 ⋅1,48 ⋅10 −3 0,5 ⋅ 9,49 ⋅10
−4
=& 12,5 m 3
−f LEL ⋅ k −4 5 ⋅ 0,5 ⋅ ln = ⋅ ln = 15552 s =& 4,32 h −4 C X0 9,49 ⋅ 10 100
Vyhodnocení : Větraný objem regulační stanice je dle základních rozměrů Vo = 5,1 x 2,7 x 2,4 = 32,2 m3 a to je větší než vypočtený hypotetický objem 10 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 instalovány 2 ks spodních otvorů o rozměrech 0,15 x 0,30 m a 2 ks horních větracích otvorů o rozměrech 0,3 x 0,3 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
1,12.10-7 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 1,12 ⋅ 10 − 7 313 dt max T = ⋅ = ⋅ =& 3, 42 ⋅ 10 − 6 m 3 / s LEL 293 0,035 293
Hodnocení hypotetického objemu:
Vz = Doba přetrvávání:
t=
dV −6 dt min = 1 ⋅ 3,42 ⋅ 10 = 2,28 ⋅ 10− 4 m3 &
f ⋅
k ⋅C
0,5 ⋅ 0,03
− f LEL ⋅ k −1 5 ⋅ 0,5 ⋅ 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 12
Příloha č.3 Výkres rozsahu nebezpečných zón
PŮDORYS
VENKOVNÍ PROSTOR
BNV HRANICE ZÓNY
200
Z2 OD FUK D N 4 0
BNV MÍSTNOST ROZVADĚČŮ
A
RRS
Z2 REGULAČNÍ STANICE
A
4 DN
ŘEZ : A - A
PŮDNÍ PROSTOR
Z2 REGULAČNÍ STANICE
TERÉN
BNV
MÍSTNOST ROZVADĚČŮ
BNV
