Wymagania dotyczące wentylacji pomieszczeń z akumulatorami stosowanymi w układach zasilania gwarantowanego

Ilość wydzielanego wodoru zależy od typu baterii oraz wartości prądu ładowania lub rozładowania. Wbrew powszechnym opiniom, że baterie z zaworem VRLA są bateriami bezobsługowymi, wydzielają one również wodór, który w określonych warunkach może tworzyć z powietrzem mieszaninę wybuchową. Do zainicjowania wybuchu tej mieszaniny wymagane jest dostarczenie określonej energii.

Wybuch to gwałtowna reakcja utleniania lub rozkładu, wywołująca wzrost temperatury lub ciśnienia. Zjawisko zobrazowano na rysunku 1.

Może on powstać w określonych warunkach, a dokładnie wtedy, gdy stężenie składnika palnego znajduje się w ściśle określonym przedziale. Przedział ten nazywamy granicą wybuchowości. Poza tymi granicami stężenia składników palnych w mieszaninie z utleniaczem zapłon mieszaniny nie nastąpi nawet wtedy, jeśli źródło zapłonu będzie miało nieskończenie wielką energię. Wyznaczając granicę, w której może nastąpić wybuch, operujemy pojęciem dolnej i górnej granicy wybuchowości.

Dolna granica wybuchowości (DGW) jest to najniższe stężenie paliwa w mieszaninie palnej, poniżej której nie jest możliwy zapłon mieszaniny pod wpływem czynnika inicjującego i dalsze samoczynne rozprzestrzenianie płomienia w określonych warunkach badania.

Górna granica wybuchowości (GGW) jest to najwyższe stężenie paliwa w mieszaninie palnej, powyżej której nie jest możliwy zapłon mieszaniny pod wpływem czynnika inicjującego i dalsze samoczynne rozprzestrzenianie płomienia w określonych warunkach badania.

Samo stężenie składnika palnego w określonym przedziale wybuchowości nie powoduje wybuchu. Do powstania wybuchu potrzebna jest jeszcze pewna energia, której inicjatorami mogą być takie czynniki jak iskry powstałe podczas pracy urządzeń i instalacji elektrycznych, elementy instalacji rozgrzane do niebezpiecznie wysokiej temperatury, wyładowania atmosferyczne i elektrostatyczne. Energia ta zwana jest minimalną energią zapłonu Emin i definiowana jako najmniejsza energia kondensatora w obwodzie elektrycznym, którego wyładowanie powoduje zapłon mieszaniny i rozprzestrzenianie się płomienia w określonych warunkach badania. Dla gazów i par minimalną energię zapłonu oznacza się dla składników stechiometrycznych, zaś dla pyłów – dla mieszanin bogatych w paliwo (powyżej składu stechiometrycznego) są to warunki optymalne pod względem składu mieszaniny.

Wartość minimalnej energii zapłonu jest parametrem, który pozwala na ocenę zagrożenia wybuchem pochodzącego od istniejących w rozpatrywanym obszarze źródeł, takich jak iskry elektryczne, elektrostatyczne, iskry pochodzące od pojemnościowych lub indukcyjnych obwodów elektrycznych, a także iskry mechaniczne. Zależność energii zapłonowej od składu mieszaniny wodoru z powietrzem przedstawia rysunek 2.

Przy stężeniu przekraczającym 4,1% wodoru w powietrzu do wybuchu wystarczy energia o wartości zaledwie 0,19 mJ. Jest to bardzo mała energia, która może powstać przy iskrzeniu powstającym przy tarciu lub wskutek przepływu ładunku elektrostatycznego.

klasyfikacja przestrzeni zagrożonych wybuchem

Ocena zagrożenia wybuchem obejmuje wskazanie pomieszczeń zagrożonych wybuchem, wyznaczenie w pomieszczeniach i przestrzeniach zewnętrznych odpowiednich stref zagrożenia wybuchem oraz wskazanie czynników mogących w nich zainicjować zapłon.

Ocenę zagrożenia wybuchem należy przeprowadzić komisyjnie zgodnie z wymaganiami Rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (DzU nr 109/2010, poz. 719) [1].

Ocena zagrożenia oraz wyznaczenie stref zagrożenia wybuchem mają decydujące znaczenie dla bezpieczeństwa funkcjonowania obiektu, kosztu inwestycji i eksploatacji danej inwestycji. Ma również wpływ na rodzaj przyjętych rozwiązań: instalacji i urządzeń elektrycznych, ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej, wentylacji, wielkości powierzchni odciążających itp. Zasięg stref zagrożonych wybuchem zależy od:

• parametrów czynnika (źródła emisji) powodującego zagrożenie (DGW, emisyjność, geometria, lotność, stężenie itp.),
• warunków otoczenia (temperatura, wentylacja, ciśnienie itp.),
• przeszkody, zapory, ściany, sufitu, podłogi, które mogą ograniczyć zasięg strefy,
• gęstości względnej pary/gazu (wpływa na kierunek przemieszczania).

W pomieszczeniach należy wyznaczyć strefę zagrożenia wybuchem, jeżeli może w nim wystąpić mieszanina wybuchowa o objętości co najmniej 0,01 m³ w zawartej przestrzeni.

Pomieszczenie, w którym może wytworzyć się mieszanina wybuchowa, powstała z wydzielającej się takiej ilości palnych gazów, par, mgieł lub pyłów, której wybuch mógłby spowodować przyrost ciśnienia w tym pomieszczeniu przekraczający 5 kPa, określa się jako pomieszczenie zagrożone wybuchem [1].