분진방폭

분진폭발과 분진방폭

분진방폭은 분진폭발을 막기 위한 설계와 관리 기술이다.

분진폭발은 공중에 흩어진 가연성 분진이 점화원을 만나 순간적으로 타며 압력이 급격히 오르는 현상이다.

쌓여 있는 분진도 화재 위험은 있지만, 폭발은 주로 부유 상태에서 일어난다.

폭발 성립 5요소

분진폭발이 일어나려면 다섯 가지 요소가 모두 갖춰져야 한다.

가연성 분진, 산소, 분산 상태, 점화원, 밀폐 공간이 그 다섯 가지다.

이 중 하나라도 없으면 폭발은 일어나지 않는다.

그래서 방폭은 쌓임과 비산을 줄이고 점화원을 차단하는 방향으로 설계한다.

직접 풀어 보자.

정답은 일어나지 않는다. 산소가 빠지면 성립하지 않는다.

위험장소 20·21·22종

분진 위험장소는 분진운이 존재하는 빈도와 상태에 따라 20, 21, 22종으로 나눈다.

20종은 분진운이 상시 또는 장기간 존재하는 곳이라 가장 엄격한 구조를 요구한다.

21종은 정상 운전 중 간헐적으로, 22종은 이상 상태에서 분진운이 생기는 곳이다.

22종에서도 분진 쌓임은 따로 관리해야 한다. 장소 구분에 맞춰 기기를 고른다.

방폭구조의 원리

방폭구조는 용기로 보호하는 방식과 회로 에너지를 제한하는 방식으로 나뉜다.

방진방폭구조 tD는 분진침투를 막고 표면온도를 제한해 분진층과 분진운의 점화를 막는다.

본질안전 방폭구조 iD는 회로 에너지를 점화에너지 이하로 낮춰 고장 시에도 점화를 막는다.

밀봉 방폭구조 mD는 점화부를 수지 등으로 밀봉해 내부 분진과 가스 접촉을 차단한다.

답안에는 두 원리를 구분해 써야 한다. 용기형은 유입 차단, 본질안전형은 에너지 제한이다.

2차 폭발과 청소

분진폭발은 한 번 일어나면 2차, 3차 폭발로 번지기 쉽다.

첫 폭발이 설비 주변에 쌓인 분진을 날려 올리고, 그 분진이 다시 폭발한다.

그래서 2차 폭발의 피해는 더 커진다. 퇴적 분진의 청소가 방폭 성능의 전제가 된다.

청소는 비산이 없는 진공 흡입으로 하고, 주기를 정해 분진 쌓임을 관리한다.

표면온도와 발화온도

분진방폭 기기는 표면온도를 분진층 발화온도보다 낮게 제한하는 것이 원칙이다.

예를 들어 분진층의 발화온도가 165℃라면 기기 최고표면온도는 그보다 낮아야 한다.

여기서 여유 값은 관련 기준이 정한 값을 따른다. 그 여유를 두고 상한을 구한다.

이 수치는 가상의 예다. 답안에는 공식과 대입 과정을 함께 쓴다.

정답은 낮다. 표면온도는 발화온도 미만으로 제한된다.

시험 정리

분진방폭의 핵심은 분진운과 분진층의 점화를 모두 막는 것이다.

장소는 20·21·22종으로 구분하고, 기기는 그 장소에 맞는 방폭구조로 고른다.

방진방폭구조 tD는 분진침투방지와 표면온도제한으로 점화를 막는다.

가스 기준을 분진에 그대로 적용하지 않는 것이 가장 흔한 실수다.