रासायनिक उद्योग की वेंटिलेशन प्रणाली में चिंगारी-प्रतिरोधी पीछे की ओर झुके हुए पंखे का उपयोग क्यों किया जाता है

एक रासायनिक संयंत्र प्रति सेकंड विलायक-युक्त वायु को गतिमान करता है, और उस गति के केंद्र में एक चिंगारी-प्रतिरोधी पीछे की ओर झुका हुआ पंखा स्थित होता है। जहाँ ज्वलनशील वाष्प एक वेंटिलेशन प्रणाली के माध्यम से प्रवाहित होती हैं, कोई भी मानक पंखे के अंदर धातु-पर-धातु संपर्क एक प्रज्वलन चिंगारी छोड़ सकता है। अतः रासायनिक वेंटिलेशन के लिए ऐसे घटकों की आवश्यकता होती है जो चिंगारी न बना सकें, फिर भी स्थिर वायु प्रवाह प्रदान कर सकें।

रासायनिक वेंटिलेशन में विस्फोट-जोखिम क्षेत्रों को समझना

जहाँ ज्वलनशील वाष्प प्रक्रिया लाइनों में एकत्र होती हैं

एक चिंगारी-प्रतिरोधी पीछे की ओर झुका हुआ पंखा निर्दिष्ट किया गया है, जहाँ कोई प्रक्रिया ज्वलनशील गैस को मुक्त करती है जो निम्न विस्फोटक सीमा तक पहुँच सकती है। एक विशिष्ट रासायनिक प्रक्रिया में, विलायक, मोनोमर और सफाई एजेंट मिश्रण, गर्म करने या स्थानांतरण के दौरान ज्वलनशील गैस मुक्त करते हैं। ये गैसें रिएक्टरों, बफर टैंकों और खुले नमूना लेने के बिंदुओं के निकट सांद्रित हो जाती हैं। निर्देशित निकास के बिना, स्थानीय वाष्प सांद्रता निम्न विस्फोटक सीमा की ओर बढ़ती जाती है। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया वेंटिलेशन प्रणाली दूषित वायु को निकास चिमनी की ओर ले जाकर मिश्रण को उस दहलीज़ के नीचे बनाए रखती है। ऑपरेटर प्रत्येक मुक्ति बिंदु को एक क्षेत्र से सुमेलित करते हैं, ताकि प्रत्येक डक्ट रन के लिए सही उपकरण वर्ग का चयन किया जा सके। पाउडर युक्त योगजों से धूल भी एक ज्वलनशील बादल बना सकती है, इसलिए उन मिश्रणों पर भी यही वेंटिलेशन अनुशासन लागू होता है जहाँ वाष्प और धूल दोनों सह-अस्तित्व में होते हैं।

एक ही चिंगारी कैसे सुरक्षित वेंटिलेशन को विफल कर देती है

ज्वलनशील वाष्प को केवल तीन तत्वों की आवश्यकता होती है: ईंधन, ऑक्सीजन और एक प्रज्वलन स्रोत। एक पारंपरिक अपकेंद्रीय पंखा, जिसमें स्टील का व्हील और हाउसिंग होता है, तब स्पार्क उत्पन्न कर सकता है जब कोई बोल्ट ढीला हो जाता है या कोई कचरा इम्पेलर से टकराता है। यह स्पार्क, विस्फोटक वातावरण के भीतर, डक्ट के माध्यम से पीछे की ओर फ्लैश बैक कर सकता है और पूरी लाइन को प्रज्वलित कर सकता है। स्पार्क को हटाने से सुरक्षा श्रृंखला में सबसे कमजोर कड़ी समाप्त हो जाती है। स्थिर विद्युत और गर्म सतहें अतिरिक्त जोखिम जोड़ती हैं, इसलिए वेंटिलेशन डिज़ाइन को प्रत्येक विश्वसनीय स्रोत पर नियंत्रण रखना आवश्यक है, केवल पंखे पर नहीं।

स्पार्क प्रतिरोधी पंखे का गैर-स्पार्किंग निर्माण

एल्यूमीनियम और कांस्य इम्पेलर सामग्री

डिज़ाइन का मुख्य अंश पहिया है। एक चिंगारी-प्रतिरोधी, पीछे की ओर झुका हुआ पंखा एल्युमीनियम मिश्र धातु के इम्पेलर को कांस्य या एल्युमीनियम के आवरण के साथ जोड़ता है। एल्युमीनियम और कांस्य की कठोरता कम होती है तथा संपर्क में आने पर बहुत कम ऊष्मा उत्पन्न करते हैं, इसलिए आवरण से टकराने पर कोई तप्त कण नहीं निकलता। जहाँ प्रक्रिया माध्यम अधिक क्रियाशील होता है, वहाँ संक्षारण प्रतिरोध के लिए गैर-चिंगारी सतहों के समर्थन में स्टेनलेस स्टील ३०४ या ३१६ का उपयोग किया जा सकता है। चुने गए पदार्थ उन अम्लीय परतों के प्रति भी प्रतिरोधी हैं जो विलायक वाष्पों के ठंडी धातु पर संघनित होने से बनती हैं।

पीछे की ओर झुके हुए वायुगतिकी और संतुलन

पीछे की ओर झुकी हुई ब्लेड वक्र रोटेशन से दूर की ओर इशारा करता है, इसलिए व्हील धूल को छोड़ देता है बजाय फॉरवर्ड-कर्व्ड डिज़ाइन की तरह उसे लोड करने के। ज्यामिति स्टैटिक दक्षता को बढ़ाती है और एक निश्चित आयतन पर बिजली की खपत को कम करती है, जो उन स्थानों पर महत्वपूर्ण है जहाँ एक पंखा लगातार चलता है। एक स्पार्क-प्रतिरोधी पीछे की ओर झुकी हुई पंखा उस दक्षता को बनाए रखता है जबकि स्पार्क के मार्ग को हटा देता है। व्हील को स्थिर रखने के लिए, प्रत्येक इम्पेलर को शिपमेंट से पहले आईएसओ १९४० ग्रेड के लक्ष्यों के अनुसार संतुलित किया जाता है। एक संतुलित घूर्णन असेंबली कंपन को कम करती है, सटीक बेयरिंग की रक्षा करती है और एक व्यस्त रासायनिक हॉल के अंदर शांत संचालन को बनाए रखती है।

रासायनिक-प्रक्रिया वेंटिलेशन को आकार देने वाले मानक

एनएफपीए ९१ एग्ज़ॉस्ट आवश्यकताएँ

एनएफपीए 91 वाष्प, गैस और कुहासे को निकालने वाली एक्सहॉस्ट प्रणालियों को शामिल करता है, और यह निर्माण, पहुँच और चिंगारी नियंत्रण के लिए नियम तय करता है। विलायक-भारित लाइनों के लिए, यह गतिशील भागों के आवास के निकट गुजरने वाले क्षेत्रों में गैर-लौह या सुरक्षित सतहों की आवश्यकता रखता है। एक चिंगारी-प्रतिरोधी पीछे की ओर झुका हुआ पंखा निर्दिष्ट करना उस गैर-लौह आवश्यकता को पूरा करता है। एनएफपीए 91 का पालन करना वेंटिलेशन लेआउट को समीक्षा पास कराने में भी सहायता करता है और डिज़ाइन से लेकर कमीशनिंग तक चिंगारी नियंत्रण के तर्क को सुसंगत बनाए रखता है। ओएसएचए 29 सीएफआर 1910.94 ऐसी लाइनों का संचालन करने वाले नियोक्ताओं के लिए कार्यस्थल वेंटिलेशन के कर्तव्य को मजबूत करता है।

एटेक्स 2014/34/ईयू और सीई/यूके सीए मार्किंग

यूरोपीय संघ में स्थापित उपकरणों के लिए, एटेक्स 2014/34/ईयू प्रदूषित वातावरण के लिए मशीनों के निर्माण और दस्तावेज़ीकरण के तरीके को परिभाषित करता है। सही श्रेणी के लिए रेट किया गया चिंगारी-प्रतिरोधी पीछे की ओर झुका हुआ पंखा संयंत्र के क्षेत्र और गैस समूह के अनुरूप होता है। सीई और यूके सीए मार्क उत्पाद के यूरोपीय संघ और यूनाइटेड किंगडम के लागू निर्देशों के अनुपालन की पुष्टि करते हैं। यूएल 507 उत्तर अमेरिका के लिए विद्युत पंखों को कवर करता है, जो निर्यात के लिए एक समानांतर सुरक्षा मार्ग प्रदान करता है। रोह्स और रीच यूरोपीय संयंत्रों में बेचे जाने वाले घटकों के लिए सामग्री-अनुपालन की गारंटी जोड़ते हैं, जबकि आईईसी 60034 पहिये के पीछे मोटर दक्षता वर्ग को रूपरेखित करता है।

रासायनिक-प्रक्रिया वेंटिलेशन का मामला अध्ययन

पृष्ठभूमि और समस्या

एक विशेषता-रासायनिक कार्यशाला में खुले-शीर्ष टैंकों में विलायकों को मिलाया जाता था और वाष्प को एक साझा स्टील डक्ट के माध्यम से निकाला जाता था। मूल अग्र-वक्रित पंखा एक स्टील व्हील का उपयोग करता था, जिससे पहले ही एक बोल्ट गिर चुका था, जिससे हाउसिंग पर खरोंच आ गई थी। इंजीनियरिंग ने इस लाइन को एक संभावित ज्वलन पथ के रूप में चिह्नित किया क्योंकि बैच स्थानांतरण के दौरान टैंकों के निकट वाष्प सांद्रता निम्न विस्फोटक सीमा के करीब पहुँच जाती थी। मौजूदा यूनिट एक चिंगारी-प्रतिरोधी पीछे की ओर झुका हुआ पंखा नहीं था, इसलिए चिंगारी का जोखिम डिज़ाइन में बना रहा, बजाय इसे इंजीनियरिंग द्वारा समाप्त किए जाने के।

समाधान, प्रभाव और रखरखाव

टीम ने पहिए को एक एल्युमीनियम और कांस्य के गैर-चिंगारीदार संयोजन से बदल दिया और नए कार्य के लिए पीछे की ओर झुके हुए प्रोफ़ाइल को निर्दिष्ट किया। नया चिंगारी-प्रतिरोधी, पीछे की ओर झुका हुआ पंखा ज्वलन पथ को समाप्त कर देता है और विस्फोटक सीमा के नीचे सुरक्षा मार्जिन को बहाल कर देता है। स्थापना से पहले वायु प्रदर्शन की पुष्टि AMCA 210 और ISO 5801 के अनुसार की गई। सुरक्षा शुरू करने के बाद, खराब हाउसिंग का जोखिम समाप्त हो गया और डक्ट पूर्ण बैचों के दौरान सुरक्षित बना रहा। अब नियमित निरीक्षण में ब्लेड क्लीयरेंस, बेयरिंग का तापमान और इम्पेलर का संतुलन एक निश्चित अनुसूची के अनुसार जाँचा जाता है, और मोटर एन्क्लोज़र की रेटिंग को क्षेत्र वर्गीकरण के अनुसार पुष्टि किया जाता है। स्पेयर पहिए साफ़ रखे जाते हैं और सामग्री के आधार पर टैग किए जाते हैं, ताकि कोई भी क्षेत्र में स्वैप लाइन में फेरस भाग को वापस न लाए।

एक सुरक्षित रासायनिक वेंटिलेशन पंखा का चयन और रखरखाव करना

सही मशीन का चयन करने की प्रक्रिया खतरा समीक्षा और क्षेत्र मानचित्र से शुरू होती है। केवल तभी एक चिंगारी-प्रतिरोधी पीछे की ओर झुका हुआ पंखा चुना जाना चाहिए जब वाष्प समूह, तापमान वर्ग और डक्ट प्रतिरोध के बारे में जानकारी प्राप्त हो जाए। खरीदारों को एल्यूमीनियम या कांस्य के व्हील के लिए सामग्री प्रमाणपत्र अनुरोध करने चाहिए और मोटर की ओर IP रेटिंग की पुष्टि IEC 60529 के अनुसार करनी चाहिए। स्थल पर, प्रत्येक माह ब्लेड के बीच की दूरी और बेयरिंग के तापमान का निरीक्षण करें, और यदि कंपन बढ़ जाए तो इम्पेलर को ISO 1940 के अनुसार पुनः संतुलित करें। पंखे को उसके कार्य के अनुरूप चुनना रासायनिक वेंटिलेशन प्रणाली को उसके सेवा जीवन के दौरान सुरक्षित और कुशल बनाए रखता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न

विस्फोटक वातावरण में गैर-चिंगारी पंखे को सुरक्षित क्यों माना जाता है?

उत्तर: पहिया और निकटस्थ सतहें एल्यूमीनियम या कांस्य का उपयोग करती हैं, जो धातुएँ हैं जो टकराने पर बहुत कम ऊष्मा और कोई दीप्तिमान कण नहीं छोड़ती हैं। एक स्टील की वस्तु का कवच से टकराना वाष्प को प्रज्वलित नहीं कर सकता क्योंकि संपर्क स्व-प्रज्वलन ऊर्जा से नीचे रहता है। पीछे की ओर झुकी हुई ब्लेड प्रोफ़ाइल भी मलबे के प्रभाव के जोखिम को कम करती है। सामग्री प्रमाणपत्र और कठोरता जाँच इस गैर-चिंगारी दावे की पुष्टि करती हैं, जिसके बाद इकाई खतरनाक क्षेत्र में प्रवेश करती है।

प्रश्न

रासायनिक वेंटिलेशन के लिए गैर-चिंगारी पंखा क्यों आवश्यक है?

उत्तर: रासायनिक लाइनें टैंकों और रिएक्टरों के पास निचली विस्फोटक सीमा तक पहुँचने वाले विलायक वाष्प को ले जाती हैं। एक सामान्य स्टील का पंखा ढीले बोल्ट या फँसे हुए मलबे से चिंगारी उत्पन्न कर सकता है, जिससे वाष्प को उसका तीसरा प्रज्वलन तत्व मिल जाता है। चिंगारी के स्रोत को हटाने से यह अंतराल समाप्त हो जाता है। NFPA 91 और ATEX 2014/34/EU जैसे मानक ऐसी निकास प्रणालियों पर चिंगारी नियंत्रण की अपेक्षा करते हैं, इसलिए गैर-चिंगारी पंखा एक अनिवार्य अनुपालन और सुरक्षा उपाय है, विकल्प नहीं।

प्रश्न

ATEX के अंतर्गत गैर-चिंगारी पंखे का वर्गीकरण कैसे किया जाता है?

उत्तर: एटेक्स 2014/34/ईयू के अंतर्गत, एक स्पार्क प्रतिरोधी बैकवर्ड इन्क्लाइंड फैन को साइट के ज़ोन और गैस ग्रुप के आधार पर एक श्रेणी दी जाती है। ज़ोन 1 सॉल्वेंट क्षेत्र के लिए एक यूनिट पर नामपट्टिका पर संबंधित उपकरण श्रेणी और तापमान वर्ग अंकित होता है। सीई और यूके सीए मार्क्स यह दर्शाते हैं कि निर्देश का पालन किया गया है। घोषित श्रेणी निर्धारित करती है कि एल्युमीनियम या कांस्य निर्माण और मोटर एन्क्लोज़र को कैसे दस्तावेज़ित किया जाए, अतः खरीदारों को खरीद से पूर्व प्रमाणपत्र को संयंत्र के ज़ोन के साथ मिलाकर पढ़ना चाहिए।

प्रश्न

क्या एक ही फैन वाष्प और ज्वलनशील धूल दोनों को संभाल सकता है?

उत्तर: यदि किसी मशीन की रेटिंग गैस समूह और मौजूदा कोई भी धूल वर्ग दोनों को कवर करती है, तो वह एकल मशीन संकरित जोखिमों की सेवा कर सकती है। पीछे की ओर झुके हुए ब्लेड चूर्ण को अच्छी तरह से छोड़ते हैं, जो उन जगहों पर सहायक होता है जहाँ योजक ज्वलनशील बादल बनाते हैं। क्षेत्र वर्गीकरण में प्रत्येक खतरे को सूचीबद्ध करना आवश्यक है, और निर्माण—जिसमें एल्यूमीनियम या कांस्य का व्हील शामिल है—सबसे कठोर स्थिति के अनुकूल होना चाहिए। जहाँ धूल और वाष्प दोनों सह-अस्तित्व में होते हैं, वहाँ वेंटिलेशन समीक्षा को यह पुष्टि करनी चाहिए कि एक इकाई संयुक्त ATEX श्रेणी को पूरा करती है, न कि कार्य को विभाजित करना।

प्रश्न

क्या रासायनिक संयंत्रों को इन पंखों के लिए तृतीय-पक्ष प्रमाणन की आवश्यकता होती है?

उत्तर: यूरोपीय संघ और यूके की साइटों के लिए, सीई और यूके सीए मार्क आवश्यक हैं तथा ये एटेक्स 2014/34/ईयू और संबंधित निर्देशों के खिलाफ निर्माता के घोषणापत्र पर आधारित हैं। दहन या विस्फोट-परीक्षण अभिलेख और सामग्री प्रमाणपत्र उस घोषणा का समर्थन करते हैं। कुछ संचालक गैर-चिंगारी वाले पहिए के स्वतंत्र सत्यापन की भी मांग करते हैं। जबकि कानून घोषित मार्क पर केंद्रित है, खरीद टीमें संतुलन रिपोर्ट्स (आईएसओ 1940 के अनुसार) और प्रदर्शन परीक्षणों (एएमसीए 210 के अनुसार) सहित पूर्ण प्रलेखन पैकेज की समीक्षा करके आत्मविश्वास प्राप्त करती हैं।