[Tisk] [Poslat e-mailem] [Hledat v článcích] Bezpečnostní výstroj tlakových a energetických zařízení Datum: 20.4.2009Autor: Ing. Roman Váleček Přednáška ze semináře TLAK 2009. Osnova 1. Úvod2. Základní pojmy 3. Druhy bezpečnostní výstroje - konstrukce základních prvků. 4. Základní požadavky na bezpečnostní výstroj. 5. Seznam důležitých norem vztahujících se k bezpečnostní výstroji. 6. Bezpečnostní systémy pro netopená tlaková zařízení dle ČSN EN 764-7 7. Posouzení rizika a požadavky na sestavy 8. Omezovač 9. Požadavky na zabezpečovací zařízení proti přetlaku 1O.Požadavky na bezpečnostní výstroj válcových a vodotrubných kotlů. 11.Požadavky na omezovací zařízení podle ČSN EN 12952-11 12.Posuzování shody bezpečnostní výstroje 13.Sestavy tlakových zařízení - požadavky na zabezpečení ( obecně) 14.Provoz - kontrola funkce bezpečnostní výstroje 15.Požadavky na zabezpečení ohříváků TUV 1. Úvod NV 26/2003 Sb. v pl. znění uvádí:"Jestliže by za rozumně předvídatelných podmínek výplývajících z analýzy rizik mohlo dojít k překročení dovolených mezí, musí být tlakové zařízení vybaveno vhodným ochranným zařízením nebo musí být učiněna opatření pro jeho instalaci, pokud se nepředpokládá ochrana jiným ochranným zařízením v rámci sestavy. Za vhodná ochranná zařízení a jejich kombinace se považují: a) bezpečnostní výstroj jsou zařízení určená k ochraně tlakového zařízení před překročením nejvyšších pracovních mezí; zahrnují zařízení jak pro přímé omezení tlaku, jako jsou pojistné ventily, membránová průtržná pojistná zařízení, vzpěrné tyče, řízené pojistné systémy, tak omezující zařízení, která buď uvádějí v činnost regulační zařízení nebo zabezpečují odstavení nebo odstavení a blokování, jako jsou tlakové spínače, teplotní spínače nebo hladinové spínače a bezpečnostní měřicí, řídicí a regulační systémy související s bezpečností,b) popřípadě vhodná kontrolní zařízení, jako jsou indikátory nebo výstražná zařízení, která umožňují, aby byl automaticky nebo manuálně proveden vhodný zásah, pomocí něhož se tlakové zařízení udrží v dovolených mezích." 2. Základní pojmy Tlaková výstroj jsou zařízení, která mají provozní funkci a jejichž těleso je vystaveno tlaku. Zde patří všechny ostatní armatury ( jemná armatura) mimo bezpečnostní výstroj. Tlak - přetlak - Pojem přetlak je definován ve starších ČSN, udává se v MPa. Je to hodnota tlaku přesahující atmosférický tlak. V nařízení vlády 26/2003 Sb. (směrnice PED 97/23/ES) a v novějších ČSN EN 13445 pro nádoby, ČSN EN 12952 pro kotle a v ČSN 13480 pro potrubí) se uvádí pojem "tlak" a uvádí se v bar. Tlak je tlak vztažený k atmosférickému tlaku - je to tedy přetlak ve smyslu starších norem. Podtlak se vyjadřuje zápornou hodnotou.Nejvyšší dovolený tlak (bar) - dříve nejvyšší pracovní přetlak popř. konstrukční přetlak Nejvyšší dovolený tlak (PS) je nejvyšší tlak udávaný výrobcem, pro který je tlakové zařízení navrženo; je definován pro určité místo udané výrobcem, kde jsou připojena ochranná a omezující zařízení, popřípadě ochranná nebo omezující zařízení, anebo nejvyšší bod tlakového zařízení, popřípadě kterékoli jiné stanovené místo. Hodnota je povinně a štítku. Nejvyšší ( nejnižší) dovolená teplota (°C) Nejvyšší (nejnižšř) dovolená teplota (TS) je nejvyšší (nejnižší) teplota udávaná výrobcem, pro který je tlakové ařízení navrženo. Hodnota je povinně a štítku. Pracovní tlak - tlak, který se v tlakovém zařízení zpravidla udržuje. 3. Druhy bezpečnostní výstroje
Součástí těchto systémů jsou pak např. řízené pojistné ventily, omezovače jako Snímače hladiny, snímače tlaku, snímače teploty, atd. Příklady výstroje: Pojistný ventil 4. Základní požadavky na bezpečnostní výstroj Bezpečnostní výstroj
Zařízení omezující tlak Tato zařízení musí být navržena tak, aby nedocházelo k trvalému překračování nejvyššího dovoleného tlaku PS. Případné krátkodobé zvýšení tlaku při zapůsobení bezpečnostní výstroje je však přípustné. Nesmí přesáhnout 10 % hodnoty nejvyššího dovoleného tlaku. Zařízení na kontrolu teplotyTato zařízení musí mít z bezpečnostních důvodů vhodnou dobu prodlevy v souladu s měřicí funkcí. Shrnutí všeobecných požadavků:
6. Bezpečnostní systémy pro netopená tlaková zařízení dle ČSN EN 764-7 Pro netopená tlaková zařízení platí ustanovení - ČSN EN 764-7 Tato evropská norma stanoví požadavky na bezpečnostní systémy ochraňující nádobu, sestavu nádob, potrubí nebo příslušenství před překročením provozních podmínek. Rovněž pokrývá indikátory a poplašnou výstroj vztahující se k bezpečnosti, signalizační a výstražná zařízení používaná v bezpečnostním systému.Sestava netopených tlakových zařízení podle ČSN EN 764-7 musí být vybavena:
Jak poznáme, že se jedná o bezpečnostní výstroj a ne pouze o regulaci. Ke každé sestavě musí být vypracována analýza rizik s určením bezpečnostní výstroje. Ne každá tlaková výstroj, která má nastavené limity musí být nutně bezpečnostní. Všechny regulace mají nastavené limity. Omezovače mají limity zpravidla nastavené tak, aby všechny obvyklé stavy pokryla regulace a neuváděly se do chodu. Pouze za mimořádných stavů, kdy regulace již nestačí nebo selže, uvedou se do chodu a ochrání tlakové zařízení před překročením nejvyšších dovolených parametrů ( tlak, teplota ). Je nutné si uvědomit rovněž fakt, že požadavky omezovače dle následujících norem platí pouze pro omezovače chránící tlaková zařízení ( ne strojní např. čerpadla, kompresory apod.)7. Posouzení rizika a požadavky na sestavy - Součástí posouzení musí být analýza rizik. Bezpečnostní systém musí být konstruován tak, aby pracoval dostatečně spolehlivě při všech provozních podmínkách uvedených v analýze rizik, včetně najíždění, sjíždění a během údržby a oprav. Při navrhování sestavy tlakových zařízení a zejména při dimezování bezpečnostní výstroje se vypracovává analýza rizik. Při posuzování sestavy notifikovaná osoba kontroluje podle požadavků NV 26/2003 Sb. v pl. znění následující požadavky:
Aby požadavky na sestavu tlakových zařízení mohly být splněny, musí být splněny technické požadavky na bezpečnostní výstroj. Jedná se zjména o: Požadavky na konstrukci
qbecné požadavky na elektrické příslušenství
Omezovače musí být navrženy tak, že když jednou zareagují a vyšlou příslušné signály pro odpojení dodávky energie, vyžadují manuální znovunastavení po vrácení parametrů do bezpečných mezí a po odstranění příčiny poruchy. 8. Omezovač Omezovač (Iimiter) - omezující zařízení, které po dosažení předem stanovené mezní hodnoty (např. tlaku, teploty, průtoku, úrovně hladiny vody) přerušuje a uzavírá přívod energie. Poznámka: Omezující zařízení se sestává z:- měřící nebo detekční funkce a aktivační funkce pro korekci, odstavení nebo odstavení a blokování, která se pouztve pro provádění funkcí souvisejících s bezpečností, jak je definováno v PED (směrnice pro tlaková zařízeni), a to buď samostatně, nebo jako součást bezpečnostního (ochranného) systému (např. snímače, omezovače). Jestliže se toho dosáhne prostřednictvím vícekanálových systémů, pak všechny položky nebo omezovače pro bezpečnostní účely jsou součástí bezpečnostního ochranného systému. Analýza rizik sestavy podle ČSN EN 764-7 musí uvážit rovněž následující: Požadavky pro provoz tlakových zařízení
Pokud se v nádobě vyskytuje kapalina, je třeba vzít v úvahu její teplotní roztažnost
Působení vakua
V sestavách netopených tlakových zařízení podle ČSN EN 764-7 je možné místo zařízení uvolňujících tlak používat SRCMR tj. "Měřící, ovládací a regulační systémy související s bezpečností". Jedná se o soubor přístrojů, který chrání provozní parametry před překročením přípustných mezí a vytvářením provozních nebo ekologických nebezpečí, obvykle vyloučením zdroje provozních odchylek. Je alternativním řešením tam, kde zařízení pro uvolňování tlaku je buď technicky nebo ekonomicky neproveditelné. Typické aplikace použití SRCMR ( sestavy bez pojistných ventilů v sestavě ):
Základní požadavky na SRMCR - ČSN EN 61508 - Funkční bezpečnost elektrických programovatelných elektronických systémů souvisejících s bezpečnostními systémy - ČSN EN 954-1 Bezpečnost strojních zařízení - Bezpečnost řídících systémů - Všeobecné zásady pro konstrukci Systémy SRMCR musí:
Tlakové zařízení ( sestava podle ČSN EN 764-7 ) musí být chráněno proti nebezpečí:
Pokud jsou v sestavě netopených tlakových zařízení podle podle ČSN EN 764-7 použity zařízení pro uvolňování tlaku ( např. pojistné ventily) musí být splněno:
Obecné požadavky na indikátory a výstražná zařízení dle ČSN EN 764-7
Tlakoměry
Ukazatele teploty
Ukazatele hladiny
Signální a výstražná zařízení
Obecné požadavky na omezovače v sestavách podle ČSN EN 764-7 Plováková zařízení
Elektrodové zařízení pro kontrolu hladiny
I!! Musí být vždy za provozu proveditelná funkční zkouška. 9. Požadavky na zabezpečovací zařízení proti přetlaku V následujících technických normách jsou uvedeny podrobné technické požadavky na pojistné ventily a pojistné membrány, které se uplatňují v sestavách tlakových zařízení:
Kombinace pojistných ventilů a bezpečnostních zařízení s průtržnou membránou ČSN EN ISO 4126-3
10. Požadavky na bezpečnostní výstroj u kotlů Vodotrubné kotle: ČSN EN 12952-7, -10 a -11Válcové kotle: ČSN EN 12953-6, -8 a -9 ČSN EN 12952-7 Požadavky na výstroj vodotrubného kotle Požadavky na omezovače
Doplňující požadavky na zařízení bez trvalého provozu ČSN EN 12952-10 Požadavky na zabezpečovací zařízení proti přetlaku Požadavky pro parní vodotrubný kotelZa vhodné se považuje nejméně jedno z těchto zabezpečovacích zařízení:
Vidíme, že u sestavy "kotel" je vždy povinné zařízení k uvolňování tlaku ( nejčastěji klasický pojistný ventil ). Je to zejména z toho důvodu, ža se jedná o spolehlivé zařízení a uvolňované médium - vodní pára - nepředstavuje pro životní prostředí žádné riziko. Zařízení musí být schopno provozu i v případě, že je k dispozici pouze signál z jednoho měřícího obvodu. Velikost a umístění tlakových měřících obvodů musí zajistit, aby riziko ztráty funkce bylo sníženo co nejvíce Mechanické a elektrické části pomocných řídících jednotek, které se používají pro uvedení hlavních ventilů do činnosti, musí být i v případě předpokládané jediné poruchy funkční. Bezporuchovost zabezpečovacího zařízení pro snížení přetlaku musí být možno prověřit funkční zkouškou v provozu. 11. ČSN EN 12952-11 - Požadavky na omezovací zařízení pro vodotrubné kotle a příslušenství Znovu se připonememe, z čeho se skládá omezovač: Omezovač musí být v takovém provedení, které zajistí, že porucha kterékoli související části nevyvolá ztrátu bezpečnostní funkce. Toto musí být provedeno na základě metod, které zabrání poruchovému stavu např. samokontrolou, se zálohováním. Schéma vyhodnocení poruchy musí rovněž platit v případě poruch hydraulických, pneumatických a mechanických součástí. U omezovačů využívající komplexní elektroniku se musí zabránit systematickým chybám a musí se kontrolovat náhodné poruchy ( jako je např. samokontrola se zálohováním, záměnností nebo kombinace těchto metod. Návrh software a hartware musí vycházet z funkčního rozboru omezovače. Software musí být navržen s využitím ČSN EN 61508-3 (Funkční bezpečnost programovatelných elektronických systému - Požadavky na software) pro úroveň SIL (Safety Integrity Level) stanovenou na základě rozboru podle EN 50156-1 (Elektrická zařízení pro kotle a pomocná zařízení - Požadavky na návrh, používání a instalace). Vlastní elektrické/elektronické zařízení a instalace musí být chráneno proti pronikání vlhkosti (krytí min. IP54 podle ČSN EN 60529, účinkům teploty do výše 70 °C pokud je přímo na kotli a 55 °C pokud není přímo ve styku s kotlem. Části, které jsou přímo ve styku s povrchem kotle nebo médiem, musí odolávat teplotám této příslušné části kotle/média. Zařízení musí být odolné (EMC) - nesmí být ovlivněno jinými el. obvody. Požadavky na EMC jsou podrobně uvedeny v Příloze O norny. ( Pozor - el. pohony na kotlích jsou dnes často řízeny měniči frekvence, které jsou zdrojem významného rušením, zejména při poruše stíměných připojovacích kabelů) Pro provedení správné analýzy rizik je nutno definovat možné poruchy el. zařízení:
12. Posuzování shody bezpečnostní výstroje Bezpečnostní výstroj je zařazena v kategorii IV. Výjimečně však může být bezpečnostní výstroj vyrobená pro zvláštní zařízení zařazena do stejné kategorie jako zařízení, které chrání. Pro kategorii IV:
13. Sestavy tlakových zařízení - požadavky na zabezpečení Obecně Ochrana proti překročení dovolených mezí tlakových zařízení Jestliže by za rozumně předvídatelných podmínek mohlo dojít k překročení dovolených mezí, musí být tlakové zařízení vybaveno vhodným ochranným zařízením nebo musí být učiněna opatření pro jeho instalaci, pokud se nepředpokládá ochrana jiným ochranným zařízením v rámci sestavy. Vhodné ochranné zařízení nebo kombinaci takových zařízení je nutné navrhnout se zřetelem ke specifickým vlastnostem příslušného tlakového zařízení nebo sestavy. Za vhodná ochranná zařízení a jejich kombinace se považují
Sestavy podle NV 26/2003 Sb. v pl. znění se podrobují celkovému postupu posuzování shody, který zahrnuje:
Ochrana proti překročení dovolených mezí tlakových zařízení Jestliže by za rozumně předvídatelných podmínek mohlo dojít k překročení dovolených mezí, musí být tlakové zařízení vybaveno vhodným ochranným zařízením nebo musí být učiněna opatření pro jeho instalaci, pokud se nepředpokládá ochrana jiným ochranným zařízením v rámci sestavy. Vhodné ochranné zařízení nebo kombinaci takových zařízení je nutné navrhnout se zřetelem ke specifickým vlastnostem příslušného tlakového zařízení nebo sestavy. Za vhodná ochranná zařízení a jejich kombinace se považují
Kontrola bezpečnostní výstroje U sestav musí konečné posouzení zahrnovat rovněž kontrolu bezpečnostní výstroje k ověření plné shody s požadavky podle bodu 2.10. 14. Provoz - kontrola funkce výstroje včetně bezpečnostní Tlakové nádoby ČSN 690012
Nádrže LPG - přezkoušení výstroje
Kotle podle ČSN 070710
Ohříváky TUV
15. Požadavky na zabezpečení ohříváků TUV Tuto problematiku stanoví ČSN 060830 (09/1999)
|