Çimento Fabrikası Kömür-Petcoke Toz Riski: NFPA 664 ve Patlama Paneli

Çimento fabrikasında klinker fırını 1450 C civarında çalışır; yakıt olarak kömür, petcoke veya alternatif yakıt (RDF) kullanıyoruz. Kömür değirmeni (coal mill), klinker soğutucusu (clinker cooler) ve by-pass toz toplayıcısı hepsi yanıcı-patlayıcı toz içeren noktalar. Sahada bu bölgeleri kağıt üzerinde "tehlikeli alan" diye geçip gerekli önlemleri atlayan çok proje gördüm. Referans olarak NFPA 664 (aslında ahşap işleme için yazılmış ama toz patlaması metodolojisi ortak), NFPA 652 toz tehlike analizi (DHA) ve NFPA 68 patlama paneli tasarımı birlikte ele alınmalı.

Risk Noktaları

• Kömür değirmeni (coal mill): iç sıcaklık 70-90 C; bu bant kendiliğinden tutuşma (self-ignition) için kritik
• Kömür silosu (coal bin): 20 ton stok; CO izleme olmadan yaklaşmam
• Klinker soğutucu toz filtresi: 450 C toz birikimi, periyodik temizlik şart
• By-pass toz silosu: alkali tuzlar + içe hava karışması - nem ile birlikte tehlike katlaniyor
• RDF bunkeri: plastik, tekstil, karışık alternatif yakıt; yabancı cisim riski yüksek

Coal Mill Toz Özellikleri

• Kst (kömür): 50-150 bar·m/s - St1 sınıfı
• Pmax: 6-8 bar (kapalı hacim patlama basıncı)
• Minimum patlayıcı konsantrasyon (MEC): 60 g/m³
• Minimum ateşleme enerjisi (MIE): 50-100 mJ - statik elektrik bile tetikler
• Petcoke daha agresif: Kst 200 bar·m/s, MEC 30 g/m³ - kömürden yaklaşık iki kat riskli

NFPA 68 Venting

50 m³ hacimli bir kömür değirmeni için hesap su şekilde gidiyor:

• Av = Kst × V^0.75 / (Pred × 1000)
• Av = 150 × 50^0.75 / (0.5 × 1000) = 5.6 m²
• Patlama paneli personelin bulunmadığı bir yöne - genelde çatıya veya dış cepheye - açık olmalı
• Panel arkasına tahliye kanalı (vent duct) eklenirse gerekli alan 1.5-2 kat büyüyor; bunu hesap dışı bırakan proje sayısı az değil

CO Izleme ve Inertleme

• Kömür silosu CO eşikleri: 50 ppm alarm, 200 ppm seviyesinde N₂ inertleme devreye
• Azot (N₂) inertleme: silo içi O₂ yüzde 8'in altında tutulur
• CO₂ inertleme: alternatif yöntem, maliyeti daha düşük; baca gazından geri kazanım yapilabiliyor
• Sıcaklık izleme: bunker içine yerleştirilen termokupl (thermocouple) ile süreki takip
• Yatak (bearing) izleme: değirmen yatak sıcaklığı 70 C'yi geçince alarm - mekanik arizanin ilk habercisi

Kömür Mill Venting MEP Calc ile

MEP Calc çimento fabrikası coal mill için NFPA 68 venting Av panel alanı, N2 inerting debi ve CO izleme setpointlerini hesaplar.

MEP Calc'i App Store'dan indir