D-6856-2017...Wielkie piece i konwertory znajdują się na otwartym obszarze huty. Wyciek gazu może...

© Drägerwerk AG & Co. KGaA 1

Tlenek węgla to jedna z najniebezpieczniejszych substancji w przemyśle stalowym. Czy ten trujący gaz można skutecznie monitorować? Kadra odpowiadająca za bezpieczeństwo i zakładowa straż pożarna z huty ArcelorMittal w Eisenhüttenstadt na terenie niemieckiej Brandenburgii połączyły siły z firmą Dräger, by opracować całościowy system detekcji gazu dostosowany do specyfiki zakładu.

D-6

856-

2017

Zagrożenia związane z wielkimi piecami


NAJLEPSZE PRAKTYKI DETEKCJI GAZU W PRZEMYŚLE STALOWYM: ARCELORMITTAL W NIEMIECKIM EISENHÜTTENSTADT

W większości krajów istnieje szereg przepisów określających koncepcje systemów monitorowania i wymagania dotyczące technologii pomiaru gazów. W Niemczech są to na przykład regulacje Niemieckiego Zakładu Ubezpieczenia Wypadkowego (DGUV) 109-601 (produkcja surówki żelaza i stali) oraz 113-004 (zbiorniki, silosy i przestrzenie zamknięte).

Skrajnie wysoka temperatura, hałas i ciężka maszyneria – produkcja i obróbka stali odbywa się w niewyobrażalnie trudnych warunkach. Ale największe zagrożenie w przemyśle stalowym, jakim jest tlenek węgla (CO), zakrada się do swoich ofiar w zupełnej ciszy i jest praktycznie niemożliwe do wykrycia dla człowieka. Ten trujący i łatwopalny gaz występuje wszędzie tam, gdzie dochodzi do spalania materiałów zawierających węgiel w warunkach niedoboru tlenu – taka reakcja chemiczna zachodzi bardzo często w przemyśle stalowym, zarówno przy produkcji surówki, jak i uszlachetnianiu powierzchni.

Przykładowo, gaz stosowany do opalania nagrzewnic wielkopiecowych, będący produktem ubocznym wytwarzanym podczas procesów zachodzących wewnątrz wielkiego pieca, składa się w 20–25% z tlenku węgla. Gaz konwertorowy, produkt uboczny produkcji surówki stalowej w konwertorze tlenowym, zawiera około 65% tlenku węgla.

Wielkie piece i konwertory znajdują się na otwartym obszarze huty. Wyciek gazu może w takiej sytuacji wystąpić równie łatwo, jak w przypadku wycieków czy uszkodzeń w systemach zamkniętych, takich jak rurociągi czy zbiorniki gazu. Kwestią najwyższej wagi jest ciągłe monitorowanie powietrza otoczenia przy użyciu stacjonarnych detektorów gazów rozmieszczonych we wszystkich niebezpiecznych obszarach zakładu oraz indywidualnych, przenośnych detektorów wchodzących w skład środków ochrony indywidualnej.

Śmiertelnie groźna trucizna w trudnym środowisku

DLACZEGO TLENEK WĘGLA JEST TAKI NIEBEZPIECZNY?

Wzór chemiczny CO

Opis bezbarwny, bezwonny gaz

Numer identyfikacyjny CAS 630-08-0

Wymagane oznakowanie wysoce łatwopalny, toksyczny

Gęstość 1,25 kg/m³ – nieco mniej gęsty niż powietrze

Granice wybuchowości w % obj. DGW 10,9 / GGW 74,0

Temperatura zapłonu 605°C

Dane o toksyczności Stężenie śmiertelne (LC): 16.000 ppm przez 5 min.

Dopuszczalna wartość narażenia zawodowego 30 ppm (średnia wartość z 8 godz.)

Narażenie chwilowe 60 ppm (średnia wartość z 15 min.)

TLENEK WĘGLA

D-7

241-

2017



Tlenek węgla jest bezbarwny i nie ma smaku ani zapachu, dlatego tak trudno stwierdzić jego wyciek. Wbrew powszechnej opinii substancja ta nie wywołuje duszności. Pierwszymi oznakami lekkiego zatrucia są zawroty i bóle głowy. Ofiary często biorą je za objawy zwykłego przeziębienia lub grypy. W niektórych przypadkach intoksykacja CO może przebiegać niezauważenie aż do momentu, gdy ofiara traci przytomność. Jedynym niezawodnym sposobem stwierdzenia, czy w powietrzu występują groźne stężenia CO, jest użycie specjalnych technik detekcji gazu.

Tlenek węgla wnika do organizmu przez drogi oddechowe i szybko przedostaje się do krwiobiegu. Cząsteczki CO wiążą czerwone ciałka krwi, utrudniając transport tlenu. Zniszczenia w organizmie zależą od stężenia CO i czasu ekspozycji. Jeśli dojdzie do wycieku CO i pracownik będzie narażony na działanie stężenia wynoszącego 660 ppm, po 2,5 godz. 50% jego erytrocytów odpowiedzialnych za transport życiodajnego tlenu zostanie zablokowanych.¹ Niedobór tlenu w organizmie powoduje uszkodzenia mózgu i serca, dezorientację, niewydolność serca lub udar. Nawet jeśli ofiara przeżyje etap ostrej intoksykacji, w 10–40% przypadków w ciągu trzech tygodni od zatrucia ujawnią się uszkodzenia serca i układu nerwowego.²

Poważne zagrożenie, długotrwałe skutki.

1 Jessel, Wolfgang: Gase - Dämpfe - Gasmesstechnik: ein Kompendium für die Praxis [Gazy – pary – techniki detekcji gazu: praktyczne kompendium], Lubeka: Dräger Safety AG & Company KGaA, 2001

2 Źródło: zob. powyżej

CO BLOKUJE TRANSPORT TLENU WE KRWI

Skutki działania tlenku węgla na ciało ludzkie

- Zaburzenia widzenia

400 ppm

Ból głowy po jednej lub dwóch godzinach; zagrożenie życia po trzech godzinach

12.800 ppm

Śmierć w ciągu jednej do trzech minut

- Uszkodzenie serca i dróg oddechowych

- Nudności

- Zawroty głowy- Ból głowy

- Dezorientacja- Zaburzenia funkcji mózgu

- Śpiączka

- Osłabienie mięśni- Skurcze mięśni

- Napady drgawkowe

Dopuszczalna wartość narażenia zawodowego w przypadku ciągłej ekspozycji na CO przez osiem godzin

30 ppm



„Zero wypadków”: biorąc pod uwagę rolę tlenku węgla w branży stalowej, to ambitny cel. Nikt w Eisenhüttenstadt nie jest tego bardziej świadomy, niż Uwe Starun, który pracuje w zakładowym zespole ds. BHP od 1984 roku. Od 1991 roku Starun odpowiada za techniki stosowane przez zakładową straż pożarną. To on podjął decyzję o rozwoju i rozbudowie systemu detekcji gazu używanego w ArcelorMittal.

Istnieją różne techniki detekcji tlenku węgla wykorzystujące np. rurki wskaźnikowe do pobierania próbek lub czujniki elektrochemiczne. W przypadku hut stali niezbędne jest stałe monitorowanie przestrzegania dopuszczalnych wartości narażenia zawodowego poprzez wykonywanie dokładnych, stabilnych pomiarów w długim okresie. Czujniki są tutaj lepszym rozwiązaniem niż rurki do poboru próbek, a ich kolejną zaletą są niższe koszty w dłuższej perspektywie czasowej. Wszystkie decyzje dotyczące technik detekcji podejmowane są w oparciu o analizę zagrożeń.

Trzy popularne metody detekcji tlenku węgla:

– osobiste detektory gazu zapewniające ochronę pracownikom oraz członkom zakładowej straży pożarnej;

– monitorowanie powietrza w gazowo-niebezpiecznych strefach zakładu;– pomiary powietrza przed wejściem do przestrzeni zamkniętych

i zbiorników w zakładzie w celu wykonania czynności konserwacyjnych lub napraw.

Warto podkreślić, że CO nie jest jedyną niebezpieczną substancją występującą w procesie produkcji stali. Wiele obszarów należy monitorować pod kątem innych substancji. Standardowo są to dwutlenek węgla (CO₂) i siarkowodór (H₂S), nie wspominając już o stężeniu tlenu i różnych wybuchowych gazów w powietrzu. W rezultacie, zależnie od lokalizacji, konieczne jest także zastosowanie wielogazowych systemów detekcji.

„Droga do zera” to hasło wybrane przez zespół ds. zarządzania bezpieczeństwem w ArcelorMittal, największej na świecie spółce w branży stalowej. Drugi pod względem wielkości zakład przedsiębiorstwa mieści się w Eisenhüttenstadt w niemieckiej Brandenburgii. Na rozległym terenie zakładu mieszczą się: wielki piec, stalownia, walcownia zimna i walcownia gorąca. Każdego roku produkuje się tutaj niemal dwa miliony ton surówki służącej do produkcji różnego rodzaju wyrobów stalowych. W zakładzie zatrudnionych jest 2.500 pracowników spółki plus prawie drugie tyle osób z szeregu firm zewnętrznych, współpracujących z ArcelorMittal.

Do czego służą techniki detekcji gazów?

Wysokie standardy w Eisenhüttenstadt

Dopuszcz-alna wartość narażenia zawodowego

30 ppm 50 ppm 35 ppm 25 ppm

60 ppm 200 ppm 200 ppm 400 ppm

OSHA(dopuszcz-alna wartość narażenia)

NIOSH(zalecana wartość narażenia)

ACGIH®(TLV®)

MIĘDZYNARODOWE DOPUSZCZALNE WARTOŚCI NARAŻENIA ZAWODOWEGO OKREŚLONE DLA TLENKU WĘGLA

STEL

STEL/CEIL(C) (15 min.)

ACGIH® i TLV® to zastrzeżone znaki handlowe Amerykańskiej Konferencji Rządowych Higienistów Przemysłowych. STEL/CEIL(C) = najwyższe dopuszczalne stężenie chwilowe / TLV-C (= najwyższa wartość).

Odpowiedzialny za ochronę przeciwpożarową w zakładzie od ponad 30 lat:Uwe Starun.

D-7

282-

2017



jeśli chodzi o stężenie gazów w powietrzu, dzięki czemu mogliśmy miesiącami eksploatować wymagający remontu piec”.

Od tego się wszystko zaczęło. Spółka ArcelorMittal zaczęła inwestować w kolejne systemy detekcji gazu w zakładzie w Eisenhüttenstadt. Już wkrótce zainstalowano pierwsze stacjonarne systemy detekcji CO w odsłoniętych obszarach wielkiego pieca i stalowniach konwertorowych. Jednocześnie firma zainwestowała w dodatkowe przenośne detektory gazu, pozwalające pracownikom monitorować stan powietrza. Od samego początku ArcelorMittal zaufał urządzeniom Dräger.

Potężnym sercem zakładu jest wielki piec 5A, który działa od 1997 roku i produkuje średnio około 5.000 ton surówki w ramach trzech spustów każdego dnia. W trakcie każdej godziny trwania całego procesu powstaje 300.000 metrów sześciennych gazu zawierającego CO. Jest on uwalniany, oczyszczany i tymczasowo magazynowany w dużym zbiorniku gazowym.

W związku z powyższym wielki piec stanowi główny obiekt monitorowany pod kątem stężenia tlenku węgla w zakładzie. Oprócz otworu spustowego innym punktem, w którym może dojść do wycieku gazu w ramach wielkiego pieca, jest szyb. Znajdujące się w nim rury z zimną wodą penetrują stalowy płaszcz pieca. Do uwolnienia gazów może także dojść przy dmuchawie, nadmiarowym palniku gazu lub nieszczelnych zaworach na nagrzewnicach wielkopiecowych. Innym krytycznym punktem jest rura rozprowadzająca gorące powietrze w nieszczelnych chłodnicach i iniektorach. Do wycieku dojść może również w garze wielkiego pieca.

Starun przekonał się na własną rękę, jak niebezpieczny może być tlenek węgla. Pod koniec lat 80. ubiegłego wieku, w czasach NRD, w zakładzie używany był wielki piec 1, który emitował duże ilości CO z powodu rozległych pęknięć w zewnętrznej powłoce. Do kolejnego remontu zostało jeszcze kilka miesięcy, ale piec nie został wycofany z eksploatacji i nadal produkował surówkę. „To było naprawdę stresujące przeżycie, ale miało też pozytywne strony” – wspomina Starun. Przedtem powietrze otoczenia było monitorowane pod kątem wycieków gazu wyłącznie okresowo i przy użyciu rurek wskaźnikowych do pobierania próbek. „Ta nadzwyczajna sytuacja uświadomiła nam ważną rzecz” – mówi Starun. „Bezpieczna praca możliwa jest tylko i wyłącznie wtedy, gdy zadbamy o to, by każdy pracownik zakładu mógł stale monitorować skład powietrza otoczenia”. Następnie wspomina: „Na konferencji w Lipsku w Niemczech odwiedziliśmy stoisko Dräger i okazało się, że firma opracowała już niewielkie, przenośne detektory gazu odpowiednie do użytku indywidualnego. Zdecydowaliśmy się na zakup pięciu sztuk. Urządzenia te pozwoliły nam zapewnić bezpieczeństwo,

Niezawodne monitorowanie wszystkich krytycznych punktów wielkiego pieca

Wyjątkowo wysokie emisje CO bodźcem do wprowadzenia zmian

D-7

978-

2017



Łatwa obsługaObsługa urządzeń powinna być tak intuicyjna, jak to tylko możliwe. „Urządzenia nie mogą mieć zbyt wielu przycisków ani być zbyt skomplikowane” – tłumaczy Starun. „W przeciwnym razie szanse popełnienia błędu są po prostu zbyt wysokie. Osobiste detektory gazu są wydawane także zewnętrznym wykonawcom pracującym w naszym zakładzie, którzy mogą nie być obeznani z ich obsługą. Dlatego urządzenia muszą być łatwe w obsłudze, nawet w stresujących sytuacjach”.

Wsparcie dokumentacjiUrządzenia powinny umożliwiać zapis i przesyłanie danych pomiarowych. Detektor Dräger Pac® 7000 jest wyposażony w rejestrator danych spełniający rosnące wymagania branży w zakresie prowadzenia dokumentacji. Urządzenie ułatwia także wykonywanie wszechstronnych analiz wyników pomiarów, łącząc w sobie funkcje zarządzania bezpieczeństwem i systemu gromadzenia wiedzy.

Od tego czasu system jest stale rozbudowywany. „Dla ArcelorMittal bezpieczeństwo jest najważniejsze” – tłumaczy Starun. „Na przykład prace prowadzone w gazowo-niebezpiecznych strefach podlegają pod specjalną dyrektywę obowiązującą we wszystkich zakładach należących do spółki. W wielu obszarach nasza dyrektywa wykracza poza istniejące normy prawne. Na przykład wartość graniczna dla stężenia tlenu w powietrzu w przypadku naszej funkcji ostrzegawczej to 19,5–22,5% obj. – wymogi prawa są tu mniej restrykcyjne”.

ArcelorMittal kładzie także duży nacisk na stosowaną przez siebie technikę detekcji gazu. „Uważamy, że Dräger oferuje rozwiązania najlepiej dobrane do naszych potrzeb, jeśli chodzi o problemy związane z CO” – mówi Starun.

Solidne urządzeniaTrudne warunki panujące w stalowni wymagają zastosowania trwałych urządzeń. Osobiste detektory gazu ulegają zużyciu, podczas gdy zewnętrzne urządzenia stacjonarne są narażone na działanie różnych czynników.

Czujniki muszą być odporne na działanie szerokiego zakresu temperatury i zapewniać dokładne, wiarygodne wskazania zarówno w -25°C, jak i w +50°C.

Czujniki z kompensacją H²Większość elektrochemicznych czujników CO wykazuje czułość skrośną na wodór (H₂) i generuje fałszywe alarmy nawet w przypadku niskich stężeń. Czujnik CO firmy Dräger kompensuje wpływ H₂ niemalże w całości, wypadając zdecydowanie najlepiej w testach na tle produktów innych marek.

Trwałe czujnikiCzujniki DrägerSensor® są wyjątkowo trwałe. Pozwala to ograniczyć nakłady pracy związanej z konserwacją i koszty eksploatacyjne.

Jednoznaczne i wyraźne alarmyGdy stężenie tlenku węgla w powietrzu przekracza bezpieczne wartości, wszyscy pracujący w danym obszarze muszą zostać natychmiast ostrzeżeni. Urządzenia Dräger są wyposażone w wyraźne alarmy świetlne, dźwiękowe oraz wibracyjne.

Skuteczne monitorowanie stężenia CO – bezpieczna praca

Imponująca flota: ponad 2.200 przenośnych detektorów gazów chroni zdrowie i życie pracowników.

D-7

891-

2017



Uniwersalne urządzenia

Każdorazowo w przypadku wykonywania napraw lub innych czynności konserwacyjnych w tych częściach zakładu, gdzie produkowany jest CO, istnieje możliwość skorzystania z ośmiu przenośnych urządzeń Dräger X-zone® do monitorowania stref.

Z kolei, wyposażony w specjalne urządzenia pomiarowe zestaw Dräger CSE pozwala bezpiecznie przeprowadzić pomiary powietrza przed wejściem do przestrzeni zamkniętych i zbiorników, w tym także rurociągów i szybów.

Obecnie zakład ArcelorMittal w Eisenhüttenstadt może się pochwalić zaawansowanym systemem detekcji gazu. Zapewnia on maksymalne bezpieczeństwo, a jednocześnie nie przysparza problemów, jeśli chodzi o zarządzanie czy koszty. W sumie 57 stacjonarnych systemów detekcji gazu Dräger Polytron® monitoruje stan powietrza we wszystkich nieosłoniętych obszarach zakładu. Dziewięćdziesiąt pięć procent z ponad 250 głowic detektorów jest wyposażone w czujniki CO.

Ponadto pracownicy zakładu korzystają z 2.200 przenośnych detektorów jednogazowych Dräger Pac® 7000 i 300 detektorów wielogazowych Dräger X-am® (od typu 2000 do 5600). W różnych centrach kontroli zainstalowano lokalnie 70 stacji do testów funkcjonalnych, dzięki czemu każdy pracownik może wykonywać swoją pracę, mając pewność, że jego urządzenie przetestowano zgodnie z obowiązującymi przepisami.

D-6

918-

2017



Bezpieczeństwo jako kompleksowy system

Zawarcie umowy z serwisem produktów Dräger na wykonanie pełnego zakresu czynności konserwacyjnych gwarantuje, że w zakładzie będzie zawsze wystarczająca liczba urządzeń gotowych do użycia dzięki bezproblemowemu, prostemu procesowi konserwacji.

Technicy warsztatowi korzystają z oprogramowania Drägerware do zarządzania rozbudowaną flotą urządzeń. Oprogramowanie umożliwia wygenerowanie raportu dotyczącego tego, które urządzenia wymagają kontroli, a także na życzenie wyświetla pełną historię dotyczącą konserwacji dla poszczególnych urządzeń.

Na wypadek sytuacji nadzwyczajnych (takich jak przestój technologiczny), gdy potrzebne są dodatkowe urządzenia, istnieje możliwość skorzystania z usług wynajmu oferowanych przez Dräger, w ramach których szybko można uzyskać wystarczającą ilość sprzętu.

Pozwala to nie tylko zyskać spokój ducha, lecz także zmniejszyć koszty. Wszystkie sytuacje kryzysowe lub fałszywe alarmy, których uda się uniknąć, to oszczędność czasu i pieniędzy. Firma Dräger myśli o bezpieczeństwie jako o całym systemie, zwracając również uwagę na kwestie finansowe.

Na bezpieczeństwo wpływa z jednej strony jakość sprzętu, a z drugiej – oprogramowanie oraz obsługa. Połączenie tych dwóch aspektów pozwala uzyskać prawdziwą wartość dodaną.

Zakład ArcelorMittal w Eisenhüttenstadt posiada w pełni wyposażony warsztat urządzeń do detekcji gazu stworzony we współpracy z firmą Dräger. Tutaj przeprowadzane są wszystkie niezbędne kalibracje i testy. Technicy odpowiadający za serwis urządzeń odbyli szkolenia w Akademii Dräger. Kursy szkoleniowe spełniają wymagania standardów 213-056 (T021) i 213-057 (T023) Niemieckiego Zakładu Ubezpieczenia Wypadkowego (DGUV).

DRUKDräger Safety AG & Co. KGaARevalstrasse 123560 Lubeka, Niemcy

www.draeger.comCo dwadzieścia minut we wnętrzu konwertora pojawia się ogień. Dziesięć systemów detekcji gazu wyposażonych łącznie w 33 przetworniki niezwłocznie ostrzega pracowników zakładu o wszelkich zmianach w stężeniu gazów.

Odkryj pełną ofertę naszych przenośnych detektorów gazu i znajdź rozwiązania dobrane do codziennych wyzwań występujących w Twoim zakładzie: www.draeger.com/portable-gas-detection

http://www.draeger.com/portable-gas-detection

D-6856-2017...Wielkie piece i konwertory znajdują się na otwartym obszarze huty. Wyciek gazu może...

Documents

Transcript of D-6856-2017...Wielkie piece i konwertory znajdują się na otwartym obszarze huty. Wyciek gazu może...