Kattilalaitosten turvallisuusohjeet Heinäkuu 2007

Transkriptio

1 KLTK Kattilalaitosten turvallisuusohjeet Heinäkuu 2007 Suomessa tapahtuneiden vakavien kattilaräjähdysten seurauksena perustettiin vuonna 1963 Kattilalaitosten Räjähdyksiä Tutkiva Komitea (KRTK). Sen pyrkimys oli luoda käyttäjiä varten turvallisuusohjeisto, joka kattaisi mahdollisimman laajasti tuolloin käytössä olleet polttoaineet ja polttotavat. Komitean asettamien työryhmien aikaansaamat ohjeet julkaistiin KRTK:n turvallisuusohjeina. Koska aloitettua turvallisuustyötä ei haluttu päästää loppumaan, komitea päätti jatkaa toimintaansa ja muutti nimensä Kattilalaitosten Turvallisuuskomiteaksi (KLTK), jona se sittemmin on ollut tunnettu. KLTK on asiantuntijaelin, jossa on edustettuna teollisuus, energiantuotanto, kattilanvalmistus, voimalaitossuunnittelu, vakuutus, viranomainen sekä tarkastus. KLTK on julkaissut turvallisuusohjeita erilaisten polttoaineiden käytöstä kattilalaitoksissa. Lisäksi KLTK on julkaissut muita kattilalaitoksiin liittyviä yleisiä turvallisuusohjeita. Ohjeet on tähän asti julkaistu eri vakuutusyhtiöiden suojeluohjeina ja 1980-luvulle saakka myös Ekonon julkaisusarjassa. Ohjeiden julkaisemisen on kesällä 2007 lupautunut ottamaan vastatakseen Finanssialan Keskusliitto (FKL). Ohjeiden julkaisemisen tavoitteena on antaa kattilalaitosten suunnittelusta, valmistuksesta, toteutuksesta ja käytöstä vastaaville henkilöille tietoa hyväksi koetuista teknisistä ratkaisuista eri polttotekniikoihin ja kattilalaitoksen turvallisuusjärjestelmiin liittyen. Kattilalaitosten turvallisuusohjeet on julkaistu seuraavien polttoaineiden ja polttotekniikoiden osalta (merkintä G2, G3 jne. viittaa Teollisuusvakuutuksen aikanaan käyttämän suojeluohjesarjan numerointiin ja jäljempänä seuraava luku vuotta, jolloin ohje on tehty tai päivitetty): Öljynpoltto (G 2, 1997) Kaasunpoltto (G 3, 1993) Hiilipölynpoltto (G 4, 1997) Turpeen käsittely ja turvepölynpoltto (G 5, 1994) Puupölynpoltto (G 6, 1985) Soodakattilat (G 7, 1993) Karkean polttoaineen poltto (G 8, 1985) Leijupoltto (G 15, 1997) Lisäksi KLTK on julkaissut seuraavat kattilalaitoksia koskevat erikoisohjeet: Rakenneohje (G 9, 1983) Kattilalaitosten turvallisuuteen liittyvä automaatio (G 10, 2000) Höyrykattilan vesi-höyryjärjestelmä (G 11, 1985) Kattilalaitoksen suunnittelu (G 13, 1991) Henkilöturvallisuus (G 19, 1997) Toiminnassa olleen pitkähkön tauon jälkeen KLTK:n tarkoitus on nyt käydä läpi ja päivittää ohjeet. Kattilalaitosten turvallisuuskomitean kokoonpano on heinäkuussa 2007 seuraava: Ohjeet täydentävät kattilalaitoksia koskevia standardeja, määräyksiä ja direktiivejä. On huomattava, että ohjeet ja standardit eivät ole pakollisia. Ne kuvaavat hyviksi koettuja ratkaisuja, joita noudattaen voidaan saavuttaa asiallinen turvallisuustaso. Vastaava turvallisuustaso voidaan tietyissä tapauksissa saavuttaa myös muunlaisilla teknisillä ratkaisuilla, joiden riittävyys arvioidaan tapauskohtaisesti. - Vastuu toteutetuista ratkaisuista ja turvallisuudesta on aina kattilalaitoksen omistajalla. Henrik Sjögrén Risto Borgelin Ari Frantsi Markku Honkila Arto Hotta Jyrki Itkonen Mikko Jokinen Esko Kinanen Jari Niemelä Pauli Särkkä Erkki Topp Jukka Verho Jaakko Tukia Schauman Wood Oy, puh.joht. Fortum Stora Enso Oyj UPM-Kymmene Oyj Foster Wheeler Energia Oy Helsingin Energia Metso Power Oy Pöyry Energy PVO-Yhtiöt Vakuutusosakeyhtiö Pohjola TUKES Inspecta Oy If Vakuutusyhtiö Oy, siht.

2 KLTK 2 Öljynpoltto 1997 Kattilalaitosten turvallisuusohjeet ÖLJYNPOLTTO Suojeluohjeen on laatinut Kattilalaitosten turvallisuuskomitea (KLTK) ja se on julkaistu vuonna 1997 Teollisuusvakuutuksen suojeluohjeena G Yleistä 2. Lait, asetukset, päätökset, ohjeet ja standardit 3. Polttoöljyn varastointi ja käsittely 4. Polttoöljyn esilämmitys 5. Polttoöljyn putkisto 6. Polttoöljyn sulkulaitteet 7. Palamisilman sulkulaitteet 8. Öljypoltinlaitteisto 9. Käynnistys 10. Normaaliajo 11. Käyntihäiriöt 12. Pysäytys 13. Laitoskohtaiset käyttöohjeet Liite 1 Lait, asetukset, päätökset, ohjeet ja standardit 1. YLEISTÄ 1.1 Soveltamisala Öljynpolttoa koskeva kattilalaitosten turvallisuusohje on tarkoitettu käytettäväksi höyry-, kuumavesi-, lämminvesi- ja kuumaöljykattiloille sekä teollisuuden öljynpolttolaitteille. Tämä ohje ei kuitenkaan koske rakennuksen lämmittämiseen tarkoitettuja öljylämmityslaitteistoja Tätä ohjetta sovelletaan öljynpolttoon silloinkin, kun samanaikaisesti käytetään muita polttoaineita. Käynnistys- ja apupolttimille tätä ohjetta suositellaan soveltuvin osin. 1.2 Polttoaine Ohje koskee raakaöljystä jalostettuja tai muita nestemäisiä polttoaineita joko sellaisenaan tai vesiemulsiona, edellyttäen, että poltettavan nesteen leimahduspiste on yli 55 C ja tehollinen lämpöarvo yli 30 MJ/kg. Polttoainetta nimitetään seuraavassa alkuperästä ja viskositeetista riippumatta polttoöljyksi Tätä ohjetta voidaan soveltuvin kohdin noudattaa käytettäessä muita nestemäisiä polttoaineita sekä kiinteiden polttoaineiden öljyja vesiseoksia. Kattilan tai polttolaitteen valmistajan on annettava kunkin polttoaineen edellyttämät erikoisohjeet Tämä ohje koskee ainoastaan sitä lämmitystapaa, jossa polttoöljy sumutettuna syötetään tulipesään Tässä ohjeessa ilmoitetut paineet tarkoittavat ylipainetta. 2. LAIT, ASETUKSET, PÄÄTÖKSET, OHJEET JA STANDARDIT Liitteessä 1 on lueteltu ohjeen painamishetkellä voimassa olevia öljynpolton turvallisuuteen liittyviä määräyksiä ja ohjeita. Määräysten ja 1

3 KLTK 2 Öljynpoltto 1997 ohjeiden muuttumisen ja uusien voimaantulon mahdollisuus on syytä ottaa huomioon. 3. POLTTOÖLJYN VARASTOINTI JA KÄSITTELY 3.1 Säiliö ja varastoalue Varaston, varastoalueen tai säiliön sijoittamisessa on noudatettava, mitä voimassaolevat asetukset niistä määräävät Säiliön sijoittamisessa ja sen perustamisessa on kiinnitettävä erityistä huomiota siihen, ettei polttoöljyä pääse vesistöihin eikä pohjaveteen Erilaisille polttoöljyille on varattava eri säiliöt ja putkistot, elleivät polttoöljyt ole täysin sekoituskelpoisia. 3.2 Säiliön rakenne Säiliöiden rakenteen tulee vastata kulloinkin voimassa olevia asetuksia ja standardeja. 3.3 Säiliön varusteet Säiliön korkeimmasta kohdasta tulee ohjata ulkoilmaan nestelukoton ilmaputki. Se ei saa olla suljettava ja sen tulee olla suojattu vedeltä ja jäätymiseltä sekä vierailta esineiltä. Kaasujen tulee vaaraa aiheuttamatta saada virrata ulkoilmaan. Ilmaputki tulee mitoittaa niin, että sekä vaarallinen yli- että alipaine estyy. Yleisohjeena voidaan pitää sitä, että tuuletusputken sisähalkaisija on sama kuin täyttöputken, kuitenkin vähintään 50 mm. Ilmaputki tulee ulottaa täyttöaukon yläpuolelle ja vähintään 2,5 m maanpinnan yläpuolelle. Useampia säiliöitä saa tuulettaa saman ilmaputken kautta, edellyttäen että niissä on samanlaista polttoöljyä Täyttöputki Täyttöaukko on varustettava kannella, jonka vartioidun alueen ulkopuolella on oltava lukittava. Täyttöputken päättymistä säiliön alimpaan kolmannekseen suositellaan, mikäli on varmistettu, ettei polttoöljy pääse säiliössä jähmettymään. Muussa tapauksessa täyttöputken tulee päättyä polttoöljyn ylimmän pinnan yläpuolelle. Täyttöputken sisähalkaisijan on oltava vähintään 50 mm Tyhjennysputki Säiliön alimmasta kohdasta johdetaan tyhjennysputki vaarattomaan paikkaan (vrt ). Ulkona sijaitsevasta varastosäiliöstä on pohjalle mahdollisesti erottunut vesi laskettava pois säännöllisesti Imuputki Jatkuvassa käytössä olevassa säiliössä, jossa pohjan muoto on sopiva ja jossa kohdan mukainen sekoitusjärjestelmä, imuputki suositellaan otettavaksi säiliön alimmasta kohdasta. Muussa tapauksessa imuputki on sijoitettava niin paljon säiliön pohjapintaa korkeammalle, että polttoöljystä laskeutuneelle lietteelle ja vedelle jää riittävä tila Sekoituslaitteet Polttoöljyn varastosäiliöt tulisi varustaa polttoöljyn sekoitus- ja kierrätysjärjestelmällä, jonka avulla polttoöljy voidaan kauttaaltaan saada samanlaatuiseksi sekä tarvittaessa lämmittää. Polttoöljyyn ei saa sekoittaa varastosäiliössä lisäaineita, jotka sakkautuvat tai alentavat leimahduspisteen alle + 55 C. Varastoinnin aikana mahdollisesti syntyneen metaanin vapautumisen estämiseksi kierrätyksen paluuputki tulisi johtaa nestepinnan alapuolelle. Nesteen kierrätyksen jälkeen on syytä odottaa mahdollisen staattisen sähkövarauksen purkaantumista jonkin aikaa ennen kuin työskentely säiliöllä aloitetaan. 2

4 KLTK 2 Öljynpoltto Ylivuotoputki Jos säiliössä on ylivuotoputki, tämä on johdettava palo- ja ympäristönsuojelun kannalta turvalliseen paikkaan Sulkulaitteet Kaikkien putkien, joiden kautta polttoöljy saattaa virrata säiliöstä, lukuunottamatta tuuletus- ja ylivuotoputkia, tulee olla välittömästi säiliön vierestä suljettavissa. Sulkulaitteiden tulee sijaita helposti luoksepäästävässä paikassa ja niiden korroosionkestävyyteen tulee kiinnittää erityistä huomiota. Palautuva polttoöljy on johdettava takaisin järjestelmään siten, ettei ylivuoto eikä polttoöljyn lämpötilan liiallinen nousu ole mahdollista. Jos käytössä on erilaisia polttoöljyjä, palautusöljyn pääsy väärään säiliöön on estettävä Polttoöljyn varastointi kattilahuoneen yhteydessä Polttoöljyn varastoimisessa sisätiloihin on otettava huomioon tätä koskevat asetukset. Välisäiliön paloteknillinen eristäminen muista huonetiloista on suositeltavaa. Kattilahuoneessa ei polttoöljyä saa säilyttää irtoastioissa Polttoöljysäiliöiden perustus on tehtävä palamattomasta aineesta. Öljyn pääseminen kuumien pintojen kanssa kosketukseen, viemäriin, maaperään tai vesistöön säiliön vaurioitumisen tai liikatäytön seurauksena on estettävä esim. vuotoaltaan avulla Säiliön tiiviyden toteamisen helpottamiseksi säiliön tulee olla kahdelta taholta irti seinästä vähintään 500 mm ja muilta tahoilta vähintään 100 mm. Pohjan tulee olla vähintään 100 mm lattian yläpuolella Polttoöljysäiliötä ei saa sijoittaa pääsääntöisesti yhtä metriä lähemmäksi tulipesää. Jos säiliön alla on kuumia putkia tai kanavia, ne on suojattava mahdollisesti vuotavan öljyn kosketukselta. Säiliötä ei saa sijoittaa kattilan päälle eikä kiinnittää kattilan rakenteisiin Kattilalaitoksen sisälle sijoitettujen säiliöiden yhteistilavuus ei saa ylittää vuorokauden suurinta polttoöljyn tarvetta. Jos kuitenkin päiväsäiliöiden yhteistilavuus tämän säännön mukaan jäisi alle litran, sallitaan tämä litramäärä. 3.5 Polttoöljyn varastointia ja käsittelyä koskeva instrumentointi Polttoöljysäiliöt on varustettava luotettavalla pinnankorkeuden osoituslaitteella tai hälytyslaitteella, joka hälyttää, ennen kuin polttoöljyn pinta on joko laskenut imuputken tasolle tai ilmeinen liikatäyttö tapahtuu. Pinnankorkeuden osoitukseen ei saa käyttää sellaisia säiliön ulkopuolisia laitteita, joista polttoöljyä pääsee valumaan maahan vuodon tai rikkoutumisen seurauksena. Täytön aikana korkeimman sallitun pinnan saavuttaminen on oltava täyttöpaikalta todettavissa. Ylitäytön estimen käyttöä suositellaan Kattilakohtaisten polttoainepumppujen liittämistä lukitus- ja suojausjärjestelmään sekä hätäpysäytysjärjestelmään suositellaan. Jos kahdella tai useammalla kattilalla on yhteiset polttoainepumput, jokaiselle kattilalle suositellaan pikasulkuventtiiliä, joka liitetään lukitus- ja suojausjärjestelmään sekä hätäpysäytykseen Jos polttoöljyjärjestelmässä on sekä varasto- että välisäiliö, on suositeltavaa varustaa niiden väliset siirtopumput automaattisella käynnistyksellä ja pysäytyksellä välisäiliön pinnankorkeudesta saatavan impulssin avulla Polttoainehuollon varmistamiseksi sekä sen jokahetkiseksi tarkkailemiseksi suositellaan kauko-osoituksia, merkkilamppuja ja hälytyksiä kattilan valvontahenkilökunnan käyttöön. 3

5 KLTK 2 Öljynpoltto POLTTOÖLJYN ESILÄMMITYS 4.1 Tarkoitus ja rajoitukset Polttoöljyä on tarvittaessa lämmitettävä siten, että sen viskositeetti on sopiva pumppuja, putkia ja polttimia varten. Sekä liian korkea että liian alhainen viskositeetti voi aikaansaada häiriöitä pumppujen ja polttimien toiminnassa Liian korkea lämpötila voi aiheuttaa karstaantumisia polttoöljyn esilämmityspinnoilla, putkissa ja polttimissa. Polttoöljyn paineeseen verrattuna liian korkea lämpötila voi aiheuttaa polttoöljyssä olevan veden, ilman tai alhaisessa lämpötilassa kiehuvien hiilivetyjen muodostamia kuplia, jotka tekevät palamisen epätasaiseksi ja voivat jopa sammuttaa liekin. 4.2 Lämmönlähteet Polttoöljyn lämmitykseen saa käyttää mitä tahansa säädettävissä ja suljettavissa olevaa lämmönlähdettä paitsi avotulta. 4.3 Lämpötilarajat Paineettomassa, ilmakehään yhteydessä olevassa polttoöljysäiliössä tai lämmittimessä öljyn lämpötila saa olla korkeintaan 90 C. Säiliö tai lämmitin on varustettava ulkoilmaan johtavalla ilmaputkella, jonka pää suunnataan alaspäin. Sisälle sijoitetun säiliön tai lämmittimen tulee olla huoneilmaan nähden ilmatiiviisti suljettu. Lämmitin suositellaan sijoitettavaksi alimman normaalikäytössä esiintyvän polttoöljyn pinnankorkeuden alapuolelle Paineenalaisessa lämmittimessä polttoöljyn lämpötila saa nousta korkeintaan 10 C päähän veden kiehumapisteestä vallitsevassa paineessa Pumppuun menevän polttoöljyn lämpötilan ja viskositeetin tulee olla pumpputyypille sopiva Polttoöljylaatua vaihdettaessa on esilämmityslämpötila muutettava 4.4 Lämpötilan mittaaminen Paikallinen, osoittava lämpömittari on oltava jokaisessa lämmitettävässä säiliössä, lämmittimessä tai niistä tulevissa putkissa sekä pumppuihin ja polttimille menevissä putkissa Polttoöljyn esilämmitystä käytettäessä valvomossa on oltava polttimille menevän polttoöljyn lämpötilaa tai viskositeettia osoittava mittari Polttoöljyn esilämmitystä käytettäessä polttimille menevän polttoöljyn lämpötilan tai viskositeetin alarajan alittamisesta ja ylärajan ylittämisestä on oltava hälytys Jos esilämmitystä käytetään, polttimille menevän polttoöljyn lämpötila tai viskositeetti on säädettävä automaattisesti, paitsi jos lämmönlähde on sellainen, ettei liian korkeaa lämpötilaa voi muodostua. Jos lämmityslaite palvelee vain polttoöljyn pumpattavuuden saavuttamista ja jos lämpötilan nousu liian korkeaksi ei ole mahdollista, automatiikka voidaan jättää pois Jos on pelättävissä, että lämmittimen pintalämpötila nousee liian korkeaksi polttoöljyn virtauksen loppuessa, on suositeltavaa varustaa laite automaattisella ylilämpötilakatkaisulla. 4.5 Lämmittimen rakenne Paineenalaiset polttoöljysäiliöt ja lämmittimet on rakennettava ottaen huomioon paineastiamääräykset. Paineenalaisen lämmittimen suurimman sallitun käyttöpaineen on oltava vähintään 4 bar. Liitäntälaippojen mitoituksen on oltava vähintään PN 10. 4

6 KLTK 2 Öljynpoltto Varoventtiilien purkausputket on johdettava vaarattomaan paikkaan. Varoventtiilien toiminta on tarvittaessa varmistettava lämmityslaitteella Lämmityskierukat on uutena ja korjausten jälkeen koeponnistettava vedellä paineessa, joka on käyttöpaine kerrottuna kahdella. Lämmityskierukoiden tulee rakenteeltaan olla sellaisia, että ne voidaan jäätymisen estämiseksi tyhjentää vedestä Höyryputkiston ollessa yhteydessä polttoöljyputkistoon, kuten esim. tyhjäksipuhallusta tai höyrysumutusta käytettäessä, on polttoöljyn pääseminen höyryputkistoon estettävä sopivilla laitteilla Polttoöljyn esilämmitysjärjestelmän höyryputki on varustettava takaiskuventtiilillä. Lisäksi on voitava todeta, ettei lauhteessa ole polttoöljyä. Jos lauhde palautetaan, on käytettävä öljyn erotus- ja ilmaisulaitetta. Jos lauhde menee viemäriin, on joko lämmittimen yhteydessä tai viemärijärjestelmässä oltava öljynerotuslaite Sähkölämmitystä käytettäessä saa teho pintayksikköä kohden olla korkeintaan 1,5 W/cm 2. Samalla on varmistauduttava siitä, että lämmittävä osa on kokonaan polttoöljypinnan alapuolella. 4.6 Lämmittimen sijoitus Polttoöljyn esilämmittimien sijoituksessa suositellaan paloteknistä osastointia. 5. POLTTOÖLJYN PUTKISTO 5.1 Polttoöljyn kanssa kosketukseen tulevien putkien, varustimien, tiivisteiden ja muiden putkiston osien täytyy kestää paitsi käyttöpaine ja käyttölämpötila, myös polttoöljyn ja sen joukossa mahdollisesti olevien muiden aineiden kemiallinen vaikutus. Pienin rakennepaine, jota suositellaan käytettäväksi, on PN 10. Putket on tuettava kunnolla värähtelyn estämiseksi. Ulkona olevat, myös eristyksen alla olevat putkistot suositellaan suojamaalattavaksi. 5.2 Letkuja saa käyttää vain kuljetuskaluston ja polttimien liittämiseen putkistoon. Niiden tulee olla mahdollisimman lyhyitä. Kaarevuussäteet on pidettävä mahdollisimman suurina. Letkujen on oltava näkyvässä paikassa niiden kunnon valvomisen helpottamiseksi. Letkujen ja liittimien on kestettävä öljyn ja mahdollisen puhallushöyryn käyttöpaine ja käyttölämpötila. Letkut on tarvittaessa suojattava ylikuumenemiselta. Lämmitetylle polttoöljylle saa käyttää vain punosvahvisteisia metalliletkuja, joiden on kestettävä 1,5 x suurin putkistossa sallittu käyttöpaine. 5.3 Polttoöljyputkisto kaikkine siihen liittyvine paineenalaisine laitteineen on koeponnistettava ennen käyttöönottoa nesteellä, mikäli mahdollista kevyellä polttoöljyllä 5 bar paineessa, paitsi tätä korkeammalle rakennepaineelle tarkoitetut osat paineessa, joka saadaan kertomalla rakennepaine 1,3:lla. 5.4 Polttoöljypumppujen tulee tyypiltään, kooltaan, lukumäärältään ja kunnoltaan vastata polttimien tarpeita. 5.5 Polttoöljy on suodatettava siten, että pumput, mittarit, sulkulaitteet ja polttimet pysyvät toimintakunnossa. 5.6 Paineen liiallinen nousu pumpuissa ja polttoöljyputkistossa on estettävä esim. ylivirtausventtiilin avulla. Ylivirtausventtiilistä, kierrätysputkista tai polttimista palaavan kuuman öljyn johtamista välittömästi pumpun imupuolelle ei suositella, koska tällöin pumppuun tulevan öljyn lämpötila saattaa joissakin käyttötilanteissa nousta liikaa. Jos suljettavissa olevassa polttoöljyputken osassa on saattolämmitys, paineen ja lämpötilan liiallinen nousu sulkemisen yhteydessä on estettävä varolaittein. 5.7 Polttoöljypumput on voitava pysäyttää, paitsi niiden luona tai valvomossa sijaitsevien kytkimien avulla, myös kattilahuoneen ulkopuolella sijaitsevaa hätäpysäytyskytkintä käyttäen. 5

7 KLTK 2 Öljynpoltto Keskenään reagoivien polttoöljyjen putkistot on pidettävä erillisinä polttimille saakka. Polttoainetta vaihdettaessa polttimien öljykanavat on puhallettava tyhjiksi. 5.9 Kattilan läheisyydessä tai valvomossa on oltava nähtävillä polttoöljyputkiston kaavio. Venttiilit ja niiden numerot on merkittävä tähän kaavioon. Polttoöljyputkiston venttiilit on merkittävä kaavion mukaisin numeroin ja virtaussuuntanuolin. Merkinnästä on lisäksi selvittävä käyttötarkoitus, ellei se käy ilmi yksiselitteisesti sijainnista. 6. POLTTOÖLJYN SULKULAITTEET 6.1 Automaattiset sulkulaitteet Pääsääntöisesti jokaiseen polttimeen menevässä polttoöljyputkessa on oltava kaksi peräkkäistä automaattista sulkulaitetta. Samoin, milloin polttimesta on paluuputki, tässä putkessa pitää olla kaksi peräkkäistä automaattista sulkulaitetta. Seuraavassa on näihin vaatimuksiin täsmennyksiä ja poikkeuksia Polttimeen menevässä polttoöljyputkessa olevista automaattisista sulkulaitteista toisen tulee olla pikasulkuventtiili, jonka sulkeutumisaika on enintään 1 s. Toista voidaan käyttää myös säätöön. Sen sulkeutumisaika saa olla enintään 5 s Polttimeen menevän ja siitä palaavan putken automaattiset sulkulaitteet on lukittava toisiinsa siten, että menevän putken ollessa auki palaava putki ei voi olla kiinni Jos paluuputken paine ei polttimen ollessa pysäytettynä voi nousta yli 1 barin, riittää paluuputkessa yksi automaattinen sulkulaite, jonka tällöin on oltava pikasulkuventtiili. Paluu-putki voidaan jättää kokonaan ilman automaattista sulkulaitetta, jos paluuputki polttimen pysäytettynä ollessa on paineeton ja siten sijoitettu, ettei öljy voi virrata siitä takaisin polttimeen Jos polttimessa on täysin sulkeutuva suutinventtiili, tämä korvaa yhden automaattisen sulkulaitteen sekä meno- että paluuputkessa. Näiden polttimien sytyttämisen yhteydessä mahdollisesti tarvittava öljyn kierrätys suoritetaan siten, että tuuletuksen jälkeen putkissa olevat automaattiset sulkulaitteet avataan, ja enintään 45 s kestävän kierrätyksen ajan suutinventtiili on ainoana automaattisena sulkupesässä. Jos pesässä on useita tällaisia polttimia, niitä on ohjattava yhtenäisenä poltinryhmänä Polttimien putkissa olevien automaattisten sulkulaitteiden tulee sulkuasennossaan luotettavasti estää öljyn virtaus polttimeen. Automaattisten sulkulaitteiden sulkemiseen on oltava käytettävissä riittävä ja jatkuvasti saatavissa oleva apuenergia Automaattisten sulkulaitteiden toiminta ei saa aiheuttaa polttoöljyn pääsyä sumutusvälineen tai puhallushöyryn putkistoihin Tässä kohdassa lueteltujen häiriöiden tulee aiheuttaa automaattisten sulkulaitteiden sulkeutuminen siinä polttimessa tai poltinryhmässä, missä häiriö esiintyy: 1 Polttoöljyn sumutuksen huonontuminen vaarallisessa määrin a) höyry- tai ilmasumutuspolttimessa sumutusväliaineen tai polttoöljyn paineen laskiessa b) painesumutuspolttimessa polttoöljyn paineen laskiessa c) pyörivässä polttimessa pyörintänopeuden laskiessa 2 Automatiikan apuenergian loppuminen 3 Palamisilman määrän tai paineen laskeminen alle polttimen tai poltinryhmän vaatiman rajan 4 Liekinvartijan ilmoitus liekin sammumisesta 5 Polttimen oleminen muussa kuin toimintaasennossa 6

8 KLTK 2 Öljynpoltto Tässä kohdassa lueteltujen häiriöiden tai toimenpiteiden tulee aiheuttaa kattilan kaikkien automaattisten polttoöljyn sulkulaitteiden sulkeutumisen: 1 Savukaasun poistumisen vaikeutuminen (esim. savukaasupeltien ollessa liian vähän auki tai savukaasupuhaltimen tehon ollessa riittämätön) tai tulipesän paineen nouseminen sallittua rajaa korkeammaksi. 2 Vaarallinen tilanne vedenkorkeuden tai muun palamiseen suoranaisesti kuulumattoman suureen suhteen, mikäli kattilassa on suojaus näiden häiriöiden varalta. 3 Valvomossa olevan kattilakohtaisen pysäytyskytkimen avulla suoritettu polttoöljyn sulkeminen. 4 Kattilahuoneen ulkopuolella olevan hätäpysäytyskytkimen avulla suoritettu polttoöljyn sulkeminen Polttimen sytytyksessä tulee kohdissa ja lueteltujen häiriöiden lisäksi seuraavien häiriöiden estää polttimen automaattisten sulkulaitteiden avautuminen: 1 Sytytyslaite ei toimi 2 Öljyn lämpötila tai viskositeetti ei ole sopiva 6.2 Automaattisten sulkulaitteiden kaukoohjaus Valvomossa on oltava kattilakohtainen pysäytyskytkin, jolla voidaan sulkea polttoöljyn automaattiset sulkulaitteet kohdan kohta 3 mukaisesti Kattilahuoneen ulkopuolella on oltava hätäpysäytyskytkin, jolla voidaan pysäyttää polttoöljypumput ja sulkea automaattiset sulkulaitteet kohtien 5.7 ja 6.1.9,4 mukaisesti. 6.3 Paikalliset käsikäyttöiset pikasulkulaitteet Jokaisen polttimen tai poltinryhmän ja paluuputkessa täytyy olla käsikäyttöinen pikasulkulaite Käsikäyttöinen pikasulkulaite voi olla: 1 Sulkuhana, sulkuliike 1/4 kierrosta 2 Sulkuventtiili, sulkuliike enintään 2 kierrosta 3 Automaattinen pikasulkuventtiili (kohdan mukainen), jos se voidaan saada käsin venttiilin luota luotettavasti sulkeutumaan 4 Polttimen läheisyydessä sijaitseva sähkökytkin, jos sillä voidaan pysäyttää pelkästään kyseistä poltinta palveleva polttoöljypumppu, edellyttäen, että polttimessa on paineen varmistusventtiili, joka automaattisesti sulkee polttoöljyn virtaustien polttoöljyn paineen laskiessa Käsikäyttöisen polttimen paikallisen käsikäyttöisen polttoöljyn pikasulkulaitteen tulee sijaita sellaisessa paikassa, että sytytystä suorittava henkilö ylettyy siihen. 7. PALAMISILMAN SULKULAITTEET 7.1 Jokaisen polttimen tai poltinryhmän palamisilma täytyy voida säätää joko käsin tai automaattisesti. 7.2 Jos sama puhallin toimittaa palamisilman usealle polttimelle, jokaisessa tällaisessa polttimessa täytyy olla ilmansulkulaite, jonka asennossaan pysyminen on varmistettava ja jonka asento on käyttöhenkilökunnan todettavissa. Ilman paineen tai määrän poltinkohtaista mittausta suositellaan. 7.3 Jokaisella polttimella täytyy olla laite, jolla polttoöljyn automaattisten sulkulaitteiden toimiessa ilman virtaus keskeytetään tai pienennetään ennalta aseteltuun minimiin. 7.4 Polttoöljyn ja palamisilman suhde on jokaisella polttimella tai poltinryhmällä pidettävä 7

9 KLTK 2 Öljynpoltto 1997 turvallisella alueella joko mekaanisen pakkokytkennän tai automatiikan avulla. 8. ÖLJYPOLTINLAITTEISTO 8.1 Öljypolttimet (pääpolttimet) Öljypolttimet jaetaan rakenteen ja varusteiden perusteella kolmeen ryhmään: 1 Automaattiset öljypolttimet Näillä on automaattiset sytytys-, liekinvalvonta- ja ohjauslaitteet, joilla säätösuureen perusteella sytytys, liekinvalvonta, kuormituksen säätö sekä sammuttaminen tapahtuvat hoitohenkilön siihen puuttumatta. Polttimen kehittämä lämpöteho on säädettävissä automaattisesti tai käsin. 2 Puoliautomaattiset öljypolttimet Näillä on samoin itsetoimivat sytytys-, liekinvalvonta- ja ohjauslaitteet. Sytytysautomatiikka voidaan käynnistää vain käsin. Sammunut poltin ei syty automaattisesti uudelleen. Polttimen kehittämä lämpöteho on säädettävissä automaattisesti tai käsin. 3 Käsikäyttöiset öljypolttimet Näillä suoritetaan sytytys käsin. Liekinvalvonta on automaattisesti toimiva ja polttimet ovat lukitus- ja suojauslaitteiden avulla valvottavissa ja sammutettavissa. Polttimen uudelleensytytys on suoritettavissa vain käsin paikallisesti Polttimen rakenteen tulee turvata täydellinen ja stabiili palaminen. Palamatta jäävä tai vaillinaisesti palava polttoöljy voi olla syynä tulipesäräjähdykseen. Polttimen tulee olla mitoitettu, asennettu ja säädetty siten, ettei liekki haitallisessa määrin kosketa tulipesän seinämiä Polttimen pää- sekä sytytysliekin tulee olla nähtävissä polttimessa olevasta tarkkailuaukosta Tulipesän seinämissä tulee olla tarkkailuaukkoja, joista liekkejä, poltinaukkoa sekä tulipesän pohjaa voidaan seurata. On suositeltavaa järjestää valvomosta käsin joko optisesti liekkien värin tai kameran avulla liekkien muodon tarkkailumahdollisuus. Suositeltavaa on myös, että polttimien lähellä ja valvontapaikalla on liekinvartijoihin liittyvät valovirran osoituslaitteet On varmistauduttava siitä, että tulipesän tuuletus voidaan tehokkaasti suorittaa joko poltinten tai tätä varten tehtyjen aukkojen kautta Jos poltin tai sen osa voidaan ilman työkaluja avata tai vetää ulos, on sopivalla lukituksella (vrt kohta 5) estettävä polttoöljyn ja sumutusväliaineen virtaus. 8.2 Ohjaus- ja valvontalaitteet, liekinvartijat Näiden tulee varmistaa palaminen, pitää käyttöhenkilökunta tilanteesta selvillä ja varmistaa polttoöljyn virtauksen loppuminen häiriötilanteen sattuessa Laitoksissa, joissa automatiikan välityksellä kuormitusvaihtelut vaikuttavat poltettuun öljymäärään, on varmistauduttava siitä, että polttoöljyn ja palamisilman suhde pysyy kaikissa kuormitustilanteissa turvallisissa rajoissa Palamisen valvomiseen tarvittava laitteisto riippuu kattilan tai vastaavan koosta ja käyttötavasta: 1 Tulipesän paine on mitattava kaikissa tämän ohjeen tarkoittamissa kattiloissa. Suositellaan savukaasun loppulämpötilan mittaamista. 2 Liekkien väriä tai muotoa on kaikissa kattiloissa voitava valvoa joko silmämääräisesti tai optisin apuvälinein. 3 Savukaasun tummuutta on voitava valvoa joko silmämääräisesti tai mittarin avulla 8

10 KLTK 2 Öljynpoltto 1997 kaikissa kattiloissa, lukuun ottamatta pieniä automaattisesti ohjattuja laitoksia. 4 Savukaasun happipitoisuuden mittausta suositellaan keskikokoisiin ia suuriin kattiloihin. 5 Palamiskelpoisten kaasujen tai pelkän hiilimonoksidin mittausta suositellaan suurehkoihin kattiloihin. 6 Valvontaa voidaan täydentää mittaamalla muita palamiseen liittyviä suureita Kattilan jokainen poltin tulee varustaa liekinvartijalla, joka liekin sammuttua sulkee ko. polttimen polttoöljyn automaattiset sulkulaitteet varmuusajan kuluessa Varmuusaika lasketaan sytytettäessä siitä, kun polttoainetta alkaa virrata tulipesään ja käytön aikana siitä, kun liekki sammuu. Varmuusaika päättyy siihen, kun sulkuventtiilit ovat alkaneet sulkeutua. Varmuusaika on 5 s sytytettäessä käytön aikana. Näistä arvoista voidaan monipoltinjärjestelmässä poiketa, jos on varmistettu, ettei käyttöturvallisuus tästä alene Liekinvalvontajärjestelmän tulee olla tyyppiä, joka itse valvoo toimintaansa siten, että liekinvartijaan tai sen vahvistinosaan tuleva häiriö ei johda turvallisuuden vähenemiseen. Liekinvartijan tulee olla helposti koestettavissa katkaisematta sen sähköisen ohjauksen toimintaa. Kattilan käyttöohjeeseen tulee sisällyttää tätä koskeva ohje Sytytysliekki ei saa häiritä polttimen liekinvalvontalaitteen toimintaa. Sen on oltava mukana liekinvalvonnassa joko erikseen tai yhdessä pääliekin kanssa. 8.3 Käsikäyttö Pakottavissa tilanteissa sallitaan kattilan ajo tilapäisesti lukitus- ja suojalaitteiden ollessa poiskytkettyinä. Tällöin tulee henkilökunnan seurata palamista jatkuvasti ja olla valmiina tarvittaessa lopettamaan polttoöljyn virtaus tulipesään. 9. KÄYNNISTYS 9.1 Ennen öljypolttimen sytyttämistä tulipesässä, missä ei ennestään ole tulta, tulipesää on tuuletettava 2 minuuttia vähintään puolella ilmamäärällä polttimen tai erillisten tuuletusaukkojen kautta, ellei kattilan valmistaja ole määrännyt tehokkaampaa tuuletusta. Ensimmäisen polttimen sytytys on tehtävä 10 minuutin kuluessa tuuletuksen päättymisestä, muuten tuuletus on uusittava. Tämä aika voidaan pidentää aina 30 minuuttiin saakka jos koko ajan on ylläpidetty vähintään 20 % ilmavirtaus savukaasuteiden kautta. 9.2 Ennen öljypolttimen sytyttämistä on varmistauduttava polttimen käyttökunnosta sekä siitä, että palamisilman virtaus ja paine, sumutusvälineen ja tulipesän paineet samoin kuin polttoöljyn viskositeetti ja paine ovat oikeat. Kattilan valmistajan on käyttöohjeessa ilmoitettava nämä arvot. 9.3 Poltinta ei saa sytyttää ilman sytytintä toisen polttimen liekistä tai monipolttoainekäytössä toisen kuormituspolttoaineen liekistä, paitsi milloin kattilan valmistajan antamat ohjeet sen sallivat. 9.4 Kattilan käyttöhenkilökunnan on öljypoltinta sytyttäessään jatkuvasti seurattava, mitä polttimilla tapahtuu. Jos liekki ei syty varmistusajan kuluessa, on polttoöljyn virtauksen ko. polttimeen keskeydyttävä. Kattilan valmistajan tulee määritellä voidaanko peräkkäin suorittaa useampia sytytysyrityksiä kuin yksi ja millä ehdolla näin saa tehdä. Ellei sytytys onnistu, on syy tähän selvitettävä. Tulipesään joutunutta polttoöljyä ei yleensä voi poistaa tuulettamalla. Estämällä polttoöljyn kerääntyminen pesän pohjalle, mistä se voisi myöhemmin höyrystyä, vältetään räjähdysvaarallisen kaasuseoksen muodostuminen. 9

11 KLTK 2 Öljynpoltto Jos sytytettäessä sattuneen häiriön takia pesästä sammuu kaikki tuli, on sammumisen syy selvitettävä. Kun häiriön aiheuttanut tekijä on poistunut, voidaan tuuletuksen (ks. 9.1) ja pesän pohjalle mahdollisesti joutuneen polttoöljyn poistamisen jälkeen sytyttää polttimet normaalilla tavalla. 9.6 Monipolttoaine- ja soodakattiloissa on muiden polttoaineiden savukaasuilla tapahtuvan tuuletuksen vaikutus selvitettävä yhdessä kattilan valmistajan kanssa. Muista polttoaineista aiheutuva vaaratilanne monipolttoainekattiloissa on niin ikään otettava huomioon öljypoltinta sytytettäessä. 9.7 Polttimen teho syttymishetkellä on syytä rajoittaa siten, ettei tulipesään synny painesysäystä. 10. NORMAALIAJO 10.1 Käyttöturvallisuuden varmistamiseksi hoitohenkilökunnan tulee valvoa, että palamiseen vaikuttavat suureet pysyvät annetuissa rajoissa Palamisilmaa tulee olla riittävästi polttoöljyn täydellistä palamista varten, mutta kattilan jälkipintojen syöpymisvaaran ja haitallisten päästöjen takia ilmaylimäärä on pyrittävä pitämään mahdollisimman pienenä Erityistä varovaisuutta ja valppautta noudatettava pienen kuormituksen ja nuohouksen yhteydessä sekä ajettaessa pienellä ilmaylimäärällä. Nuohousta on vältettävä pienellä kuormituksella Polttoöljyn polttolaitteiden kuntoa on valvottava säännöllisesti huollon ja tarkastuksen avulla. 11. KÄYNTIHÄIRIÖT kuormitusautomatiikan toiminta häiriötilanteessa voi olla toisenlainen kuin tilanteen korjaamiseen vaadittaisiin Jos tuli on sammunut joltakin öljypolttimelta, polttoöljyn tulon tälle polttimelle on keskeydyttävä varmistusajan kuluessa. Sammumisen syy on selvitettävä; vasta tämän jälkeen poltin voidaan sytyttää uudestaan Jos polttoöljyllä lämmitetyssä kattilassa kaikkien polttimien liekit ovat sammuneet, on toimittava niin kuin kohdissa 9.5 ja.9.6 on määrätty Jos monipolttoainekattiloiden öljypolttimiin tulee häiriö, on muiden polttoaineiden palamista tarkkailtava, koska näiden epätäydellisen palamisen johdosta syntyvät palamiskelpoiset kaasut lisäävät räjähdysvaaraa Räjähdysedellytykset syntyvät tulipesässä, kun esim. palamiskelpoiset kaasut riittävään ilmamäärään sekoittuneina kohtaavat hehkuvia noki- tai tuhkakerrostumia. 12. PYSÄYTYS 12.1 Liekit sammutetaan sulkemalla polttoöljyn virtaus polttimiin joko käsin tai automaattisesti. Samalla on varmistettava, että sulkulaitteet todella pitävät. Poltinta puhtaaksi puhallettaessa tulee, mikäli mahdollista, käyttää sytytysliekkiä. Tuuletusilman syöttöä jatketaan tämän jälkeen ainakin 2 min puolella ilmamäärällä. 13. LAITOSKOHTAISET KÄYTTÖOHJEET 13.1 Jokaiselle kattilalle on valmistajan laadittava yksityiskohtaiset käyttöohjeet. Näihin ohjeisiin tulee sisältyä myös toimenpiteet häiriötapauksissa. Ohjeet on pidettävä ajan tasalla ja käyttöhenkilökunnan saatavilla Tulen sammuminen käytön aikana on yleensä vaarallisempaa kuin epäonnistunut sytytys, koska häiriö tulee yllättäen. Syytä häiriöön ei aina varmasti tiedetä ja 10

12 KLTK 2 Öljynpoltto 1997 LIITE 1 (Liitettä ei ole päivitetty vuoden 1997 jälkeen). LAIT, ASETUKSET, PÄÄTÖKSET, OHJEET JA STANDARDIT Polttoaineiden valmistuksesta, kuljetuksesta käytöstä on annettu seuraavat säädökset: Työturvallisuuslaki Asetus vaarallisten kemikaalien teollisesta käsittelystä ja varastoinnista 682/90, muutokset 703/92, 673/93, 674/93, 1173/95 KTM päätös palavista nesteistä 313/85, muutokset 712/93 ja 1198/95 KTMp päätös öljylämmityslaitteistoista 314/85, muutos 1219/95 Asetus öljylämmityslaitteistoista 1211/95 Nestekaasuasetus 711/93, muutos 1170/95 Maakaasuasetus 623/87, muutokset 1058/93 ja 1171/95 Luettelo yleisimmistä palavista nesteistä Palavien nesteiden säiliöstandardit SFS , 2740, 2679, 2770, 3354, 3915, 3916 SFS 3350 Palavien nesteiden varastopaikka ja siellä olevat palavan nesteen käsittelypaikat 2.p SFS 3356 Palavan nesteen putkisto SFS 3357 Palavien nesteiden varaston sammutuskalusto SFS 5685 Öljysäiliön ylitäytön estin. Anturiliitännän kojevaruste ja kojepistoke SFS 5685 Öljysäiliön sähköinen ylitäytön estolaitteisto. Rakenne, koestus ja testaus. Paineastioiden varustelua ja käyttöä koskevista SFSstandardeista mainittakoon erityisesti: SFS 2864 Höyrykattilat, syöttö- ja kiertovesilaitteet SFS 2869 Höyrykattilan varustelu SFS 3206 Höyrykattilan sijoittaminen ja kattilalaitosjärjestelyt SFS 3269 Höyrykattilan tarkastus- ja puhdistusaukot sekä luukut SFS 3280 Virumisasteen arviointi SFS 3323 Putkistot SFS 3329 Höyrykattila. Paine enintään 1 bar SFS 3330 korj. p. Avoin nestekattilalaitos. Lämpötila enintään 120 C SFS 3331 Suljettu nestekattilalaitos. Lämpötila enintään 120 C SFS 3332 korj.p. Nestekattilaitos. Lämpötila enintään 120 C. Teho enintään 120 kw SFS 3335 Kattilaitoksen käyttö SFS 3336 Kattilalaitoksen käyttö miehittämättömänä SFS 3337 Kattilalaitoksen käyttöedellytykset SFS 3338 Höyrykattiloiden käyttöönotto ja määräaikaistarkastukset SFS 3348 Kuumavesikattilalaitos SFS 3349 Kuumaöljykattilalaitos Tiedotteet TTK Tiedote Öljysäiliöonnettomuudet 5325/360/94 Sähkölaitteita koskevat määräyksiä : Sähköturvallisuuslaki (410/96) Sähköturvallisuusasetus (498/96) Kauppa- ja teollisuusministeriön päätös Sähkölaitteiden turvallisuudesta (1694/93), (922/94), (1216/95), (216/96), (216/96), (650/96) Sähköalan töistä (516/96) Sähkölaitteistojen käyttöönotosta ja käytöstä (517/96) Sähköturvallisuusmääräyksistä (205/74), (1397/94), (649/96) Sähköturvallisuuslain soveltamisesta (657/96) Sähköasennusten turvallisuudesta (1396/94), (655/96) KLTK:n julkaisemat ohjeet : Öljynpoltto G 2 Kaasunpoltto G 3 Hiilipölynpoltto G 4 Turpeen käsittely ja turvepölynpoltto G 5 Puupölynpoltto G 6 Soodakattilat G 7 Karkean polttoaineen poltto G 8 Leijupoltto G 15 Rakenneohje G 9 Automaatio ja instrumentointi G 10 Höyrykattilan vesi-höyryjärjestelmä G 11 Kattilalaitoksen suunnittelu G13 Henkilöturvallisuus G19 Teollisuusvakuutuksen suojeluohje: Kivihiilen varastointi G12 11

13 KLTK 3 Kaasunpoltto 1993 Kattilalaitosten turvallisuusohjeet KAASUNPOLTTO Suojeluohjeen on laatinut Kattilalaitosten turvallisuuskomitea (KLTK) ja se on julkaistu vuonna 1993 Teollisuusvakuutuksen suojeluohjeena G Yleistä 2. Lait, asetukset, päätökset, ohjeet ja standardit 3. Putkisto 4. Varusteet 5. Polttimet 6. Lukitus- ja suojausjärjestelmät ja instrumentointi 7. Käyttö 8. Laitoskohtaiset käyttöohjeet Liite 1 Lait, asetukset, päätökset, ohjeet ja standardit Liite 2 Kaasunpolttolaitteiden kaavio, esimerkki 1 YLEISTÄ 1.1 Soveltamisala Kaasunpolttoa koskeva turvallisuusohje on tarkoitettu käytettäväksi teollisuuden ja energialaitoksien höyry-, vesi- ja kuumaöljykattiloille sekä soveltuvin osin kaasuturbiinilaitoksille ja teollisuuden suurehkoille kaasunpolttolaitteille. Ohje ei koske rakennusten lämmityslaitoksia. Ohje antaa suunnitteluperusteet kaasukäyttöisten kattiloiden, tulipesien tai niiden polttoainejärjestelmien suunnittelulle, asennukselle ja käytölle. Kattilalaitoksen miehittämättömän käytön aiheuttamat lisävaatimukset on esitetty standardissa SFS Ohjetta sovelletaan kaasunpoltolle silloinkin, kun samanaikaisesti käytetään muita polttoaineita. Standardissa SFS 5123 on esitetty vähimmäisvaatimukset neste- tai maakaasua käyttävien kaasupolttimien ohjaus-, säätö- ja liekinvalvontalaitteille Polttoaine Ohje koskee maakaasua sekä eri öljy- ja hiililajeista saatuja kaasumaisia polttoaineita. Ohjetta voidaan soveltuvin osin käyttää teollisuuden jäte- tai sivutuotteina syntyville Kaasuille kuten masuuni- tai vesikaasulle. Kun polttoaineena on vetykaasu, ovat erityiset asiantuntijan kanssa sovittavat lisäturvallisuustoimenpiteet välttämättömät. Ohjetta voidaan soveltaa myös turpeesta, biomassasta tai vastaavasta valmistetun polttokaasun polttoon. Talloin tulee ottaa huomioon kaasun erityisominaisuudet kuten lämpötila, pöly- ja tervapitoisuus sekä myrkyllisyys. 1.3 Tulipesäräjähdyksen syyt Tulipesäräjähdyksen perussyy on palamiskelpoisen kaasuseoksen kerääntyminen ja syttyminen tulipesässä tai savukaasukanavissa. Tätä tilaa nimitetään kattilan kaasutilaksi. Räjähdyskelpoinen seos voi syntyä myös kattilan ulkopuolella, esim. kattilahuoneessa vuotojen seurauksena. Tulipesäräjähdys voi tapahtua kun kattilan kaasutilaan muodostuu pitoisuudeltaan sellainen kaasun ja ilman seos. jonka voi 1

14 KLTK 3 Kaasunpoltto 1993 sytyttää korkea lämpötila (itsesyttyminen) tai muu sytytyslähde. Räjähdyksen voimakkuus riippuu seoksen määrästä ja seossuhteesta syttymis-hetkellä. Räjähdykset, mukaanluettuina tulipesätussahdukset, ovat seurauksia virheellisestä käyttötoimenpiteestä, suunnitteluvirheestä tai laitteiden toimintahäiriöistä. Yleisimmät tilanteet, joissa vaaraa esiintyy ovat seuraavat: 1 polttoaineen syötön lyhytaikainen keskeytys, joka johtaa väliaikaiseen liekin sammumiseen, mutta jota seuraa uudelleen syttyminen ja kerääntyneen polttoaineseoksen jälkisyttyminen 2 polttoaineseoksen kerääntyminen tulipesään yhden tai useamman polttimen liekin sammumisen seurauksena ja syttyminen kipinästä, muusta sytytyslähteestä tai yrityksestä sytyttää polttimia 3 polttoaineen vuoto pesään, kun polttimia ei ole käytössä (myös huoltojen aikana) 4 ilman syötön täydellinen tai osittainen keskeytyminen, jolloin syntyy ilman vähyyden vuoksi sammuva seos. 2. LAIT, ASETUKSET, PÄÄTOKSET, OHJEET JA STANDARDIT Liitteessä 1 on lueteltu ohjeen painoonmenohetkellä voimassa olevat kaasunpolton turvallisuuteen liittyvät keskeisimmät viralliset määräykset ja ohjeet. Määräysten ja ohjeiden mahdollinen muuttuminen ja uusien voimaantulo on syytä ottaa huomioon. Lisäksi TLTK-ohjeessa Turbiinilaitosten paloturvallisuus on käsitelty kaasuturbiini- ja kombilaitosten palosuojausta. 3. PUTKISTO 3.1 Putkiston sijoitus ja merkintä Putkisto on sijoitettava niin, että sen tarkastus ja huolto voidaan helposti suorittaa. Putket on sijoitettava siten, etteivät ne voi vaurioitua mekaanisesti. Huomiota on kiinnitettävä suojaukseen korroosiota ja ylilämpötiloja vastaan. Huuhtelu- ja paineenpoistoputket on sijoitettava niin, että purkautuva kaasu voidaan johtaa turvallisesti ulkoilmaan. Niiden tulee yleensä olla erilliset. Mainittuja putkia saa yhdistää vain, jos se ei vähennä turvallisuutta. Jos polttoaineena on ilmaa kevyempi kaasu, on kattilalaitoksen välitasojen ja katon alapuolisista tiloista. joihin voi kerääntyä vuotokaasua, johdettava tuuletusputki ylös ulkoilmaan tai käytettävä riittävää tuuletusta ja/tai hälyttäviä kaasunilmaisimia. Jos polttoaineena on ilmaa raskaampi kaasu, tulee sopivin toimenpitein estää kaasun tai kaasu/ilmaseoksen kerääntyminen kattilalaitoksen alatiloihin. Tällaisia toimenpiteitä ovat esim.: - kattilan sijoittaminen maanpinnan yläpuolelle, - syvennysten, kanavien ja kuilujen välttäminen kattilan läheisyydessä, - riittävä tuuletus ja tuuletusaukko myös lattian korkeudella. Jos sytytyskaasuna on nestekaasu, on nestekaasupullot sijoitettava kattilarakennuksen ulkopuolelle maanpinnan yläpuolelle ja ainakin 3 m etäisyydelle kuopista, kuiluista, kanavista ja sytytyslähteistä. Kaasuputket on maalattava keltaisiksi tai merkittävä putken sisältöä osoittavilla tunnuksilla. Mahdollisia kaasuvuotoja suositellaan valvottavan kaasuvalvontajärjestelmällä, jonka hälytykset johdetaan laitoksen valvomoon. Ilmaisimien sijoittelussa tulee ottaa huomioon kaasun leviämisreitit ja keräytymisalueet sekä ilmaisimien huolto ja koestus. Ilmaisinjärjestelmä voidaan kytkeä ohjaamaan valvonta-alueensa ilmanvaihtoa siten, että se käynnistää tehostetun ilmanvaihdon valvonta- 2

15 KLTK 3 Kaasunpoltto 1993 alueella, sekä tapauskohtaisesti keskeyttää kaasun talon valvonta-alueen laitteille. Putkiston kaaviokuva on pidettävä näkyvissä kattilan läheisyydessä tai valvomossa. 3.2 Putkiston rakenne ja tarkastus Putkiston tulee olla kiinteästi asennettu. Joustavia teräsletkuja saa kuitenkin käyttää yhdistämään polttimia putkiston kiinteään osaan. Joustavien letkujen tulee olla mahdollisimman lyhyitä, mutta niiden kaarevuussäteet on pidettävä riittävän suurina taittumisen estämiseksi. Joustavien letkujen mitoituspaineen tulee olla 1,5 kertaa putkiston suurin sallittu käyttöpaine. Putkiliitokset voivat olla kierteillä, laipoilla tai hitsattuja. Nimelliskoon ollessa yli DN 50 tai kaasun paineen ollessa yli 4 bar ylipainetta saa putkia liittää toisiinsa ainoastaan hitsaamalla. Liitännöissä varusteisiin ja laitteisiin sallitaan laippaliitokset kaikissa kokoluokissa ja paineissa. Kierreliitokset sallitaan vain DN 50 saakka ja paineen ollessa korkeintaan 4 bar ylipainetta. Yli 4 bar ylipaineella sallitaan korkeintaan DN 32 kierreliitokset. joissa on metalliset tiivistyspinnat. Putkisto on suunniteltava niin, että se voidaan täydellisesti huuhdella inerttikaasulla ilman tai kaasun poistamiseksi ennen korjausta ja että se voidaan täyttää kaasulla ennen käynnistystä. Putkistolle käyttölaitteineen on ennen ensimmäistä käyttöönottoa suoritettava painekoe standardin SFS 3179 mukaan. Kaikki huuhtelu- ja paineenpoistoputket mitoitetaan vähintään 10 bar ylipaineelle. Putkistolle on suoritettava asennuksen ja korjauksen jälkeen tiiviyskoe. jolla todetaan, ettei vuotoja putkistosta ympäristöön eikä sulkulaitteiden läpi tapahdu. Tiiviyskokeen paine ei saa ylittää suurinta sallittua käyttöpainetta. Putkiston mitoituksessa, mitoituksen hyväksyttämisessä, asennuksessa ja tarkastuksessa on noudatettava, mitä maakaasuasetuksessa sekä muissa laeissa. asetuksissa, päätöksissä, ohjeissa ja standardeissa määrätään. 4. VARUSTEET 4.1 Yleistä Varusteet on merkittävä putkistokaavion mukaisella tunnuksella ja virtaussuuntaa osoittavalla nuolella sekä tärkeimmät varusteet myös käyttötarkoitusta osoittavalla kilvellä. 4.2 Sulkulaitteistot Kaasun tulojohdossa kattilahuoneen ulkopuolella tulee olla sulkulaite (paloventtiili), joka vaaratilanteessa voidaan sulkea. Tämän saavuttamiseksi suositellaan varmistetulla apuenergialla toimivaa kaukokäyttöistä sulkulaitetta. Venttiili on voitava sulkea myös paikallisesti käsin. Ennen jokaista poltinta, poltinryhmiä tai poltinjärjestelmää on oltava pikasulkulaitteisto, jonka minimivaatimukset on esitetty seuraavassa. 1 Yksipoltinjärjestelmä Kaksi peräkkäistä toisistaan riippumatonta automaattista pikasulkuventtiiliä ja automaattinen paineenpoisto niiden välistä. Venttiilit voivat olla yhteenrakennettuja, kunhan niiden toimintaperiaate on edellisen mukainen. Paineenpoistoventtiilin poikkipinnan tulee olla vähintään 5% pikasulkuventtiilin poikkipinnasta ja vähintään kokoa DN15. 2 Monipoltinjärjestelmä Voidaan käyttää seuraavia vaihtoehtoisia ratkaisuja: a) jokaiselle polttimelle kohdan 1 mukainen järjestely b) poltinryhmittäin kohdan 1 mukainen järjestely c) yhteiseen tuloputkeen kohdan 1 mukainen järjestely Pikasulkuventtiilien tulee sulkeutua jousivoimalla ja paineenpoistoventtiilin avautua 3

16 KLTK 3 Kaasunpoltto 1993 jousivoimalla, kun ohjausenergian saanti keskeytyy. Lähinnä poltinta olevan pikasulkuventtiilin sulkeutumisaika ei saa ylittää yhtä sekuntia. Erikoistapauksessa kuten esim. masuunikaasun yhteydessä voidaan käyttää muita vastaavan turvallisuustason tarjoavia venttiiiiratkaisuja. Jokaisella polttimella tulee olla vähintään yksi venttiili, joka on käsin suljettavissa. Se voi olla yksi em. pikasulkuventtiileistä. Itsesulkeutuva pikasulkuventtiili katsotaan käsikäyttöiseksi, jos apuenergian syöttö voidaan keskeyttää käsin polttimen luota. Venttiili on voitava sulkea täysin kiertämällä sitä enintään kaksi kierrosta. Pikasulkulaitteiston tulee estää tai keskeyttää kaasun tulo käynnistyksessä tai käyttötilanteessa seuraavissa tapauksissa: 1 Kaasun paine on sallitun alueen ala- tai yläpuolella. 2 Kaasun virtaus on suurempi kuin sallittu. 3 Ilman tulo tai savukaasujen poistuminen on riittämätön tai estynyt. 4 Ohjausenergian saanti on keskeytynyt. 5 On annettu pysäytyskäsky tai painettu hätäpysäytinkytkintä. 6 Poltin tai poltinputki on siirretty pois käyttöasennosta, mikäli siirto on mahdollista ilman työkaluja. 7 Laitoksen jokin muu lukitus- tai suojausehto, joka estää käytön tai tulien sytyttämisen, ei ole täyttynyt. 8 Liekinvalvonta on antanut siihen käskyn. Jos järjestelmissä on useita polttimia tai poltinryhmiä riittää sen polttimen tai poltinryhmin pikasulkulaitteen sulkeminen, jossa häiriö esiintyy. 4.3 Kaasun paineensäätöventtiili Kaasun syöttöjohdossa tarvitaan normaalisti kaasun paineensäätöventtiili, jonka tehtävänä on pitää paine ennen virtauksen säätöventtiiliä vakiona tämän vaatimalla tarkkuudella. Kaasun paineensäätöventtiiliä ei tarvita, kun paine paineenvähennysaseman jälkeen on säädetty vakioksi riittävällä tarkkuudella ottaen huomioon muiden kaasun kulutuskohteiden aiheuttamat vaihtelut kaasun virtauksessa. Kaasun paineensäätöventtiilin jälkeinen putkiston osa on varustettava varolaitteella. joka estää paineen Iiiallisen nousun. Tämä ei ole kuitenkaan tarpeellista, jos säätöventtiilin jälkeinen putkiston osa on suunniteltu samalle paineelle kuin ennen säätöventtiiliä oleva osa. 4.4 Virtauksen säätöventtiili Virtauksen säätöventtiiliä saa käyttää virtaussuunnassa ensimmäisenä pikasulkuventtiilinä edellyttäen, että venttiili on tiiviisti sulkeutuvaa tyyppiä ja täyttää pikasulkuventtiilille kohdassa 4.2 asetetut vaatimukset sekä sulkeutuu enintään viidessä sekunnissa. 4.5 Varusteet tiiviyskoetta varten Tiiviyskokeen suorittamiseksi putkistossa on oltava yhteet venttiileineen koeaineen syöttöä sekä paineenmittausta varten. 4.6 Suodattimet Putkisto on varustettava yhdellä tai tarvittaessa useammalla suodattimella turvallisuuden kannalta tärkeiden varusteiden suojaamiseksi. Suodattimen jälkeinen putkisto-osuus suositellaan tehtäväksi ruostumattomasta teräksestä. 4.7 Kaasun lämmitys Kondensoitumisen ja toimilaitteiden jäätymisen estämiseksi kaasua esilämmitetään tarvittaessa tai putkisto varustetaan saattolämmityksellä ja/tai eristetään. 5. POLTTIMET 5.1 Kaasupolttimet 4

17 KLTK 3 Kaasunpoltto 1993 Säätö- ja turvallisuuslaitteiden mukaan polttimet jaetaan seuraaviin ryhmiin: 1 Automaattiset polttimet Polttimet, jotka on varustettu automaattisella käynnistyksellä, pysäytyksellä, palamissäädöllä sekä liekinvalvonnalla pikasulkulaitteineen. 2 Puoliautomaattiset polttimet Polttimet, joissa käynnistys- ja pysäytyskäskyt annetaan käsin, mutta muut toiminnat ovat automaattiset kuten kohdassa 1. 3 Käsikäyttöiset polttimet Kaikki toiminnat tapahtuvat käsin polttimen luota paitsi liekinvalvonta pikasulkulaitteineen, jonka on oltava automaattinen. 5.2 Palamisilman säätölaitteet Kaasun ja palamisilman virtausten suhdetta on säädettävä ja valvottava. Valvonnan on oltava riippumaton säädöstä ja sen tulee automaattisesti tai käsitoimisesti johtaa kaasun tulon sulkemiseen, jos kaasu-ilmasuhde on sallitun alueen ulkopuolella. Jos useamman polttimen palamisilmaa säädetään yhteisesti, on polttimet varustettava poltinkohtaisilla ilman sulkulaitteilla niin, ettei yhden tai useamman polttimen sammuminen voi vaikuttaa haitallisesti käyntiin jäävien polttimien toimintaan. 5.3 Sytytyslaitteet Polttimet on varustettava sytytyslaitteistolla. Sytytyslaitteisto voi olla sähköinen tai sähkösytytyksellä varustettu öljy- tai kaasukäyttöinen. Erillisen sytytyspolttimen on sytyttävä varmuusaikansa kuluessa (ks. 5.4). Jos sytytyspoltin ei tässä ajassa syty, on sytytyspolttoaineventtiilin sulkeuduttava eikä pääkaasuventtiili saa avautua. Vasta kun sytytysliekki on havaittu, voidaan pääpolttimen kaasuventtiili avata. Pääliekin on sytyttävä varmuusaikansa kuluessa (ks. 5.4). Jos pääliekki ei syty tässä ajassa, on polttimen kaasuventtiilin sulkeuduttava ja sytytyspolttoaineen venttiilin sulkeuduttava. Tämän jälkeen on tuuletettava tulipesä, ellei muita polttimia tai muuta polttoa ole käytössä. Kattilanvalmistajan tulee määritellä voidaanko peräkkäin tehdä useampia sytytysyrityksiä kuin yksi ja millä ehdolla näin saa tehdä. Sytytyskaasujärjestelmän on periaatteessa oltava samanlainen kuin pääkaasujärjestelmä. Sytytyspolttimille riittää kuitenkin 4.2 kohdasta poiketen yksi automaattinen pikasulkuventtiili, jos sytytyspolttimen teho on enintään 8 % pääpolttimen tehosta. Sytytysöljyjärjestelmän osalta on noudatettava KLTK:n ohjetta Öljynpoltto, suojeluohje G Liekinvalvontalaitteet Liekinvartijat 1 Jokainen poltin on varustettava sytytyspolttimen liekinvartijalla (liekinilmaisimella) sekä pääpolttimen liekinvartijalla. Perustellut poikkeukset ovat kuitenkin mahdollisia. kun yhdistetty poltto tai muut erityisjärjestelyt varmistavat polton ja saavutetaan vastaava turvallisuustaso. 2 Liekinvalvontajärjestelmän tulee itse valvoa toimintaansa siten, että liekinilmaisimeen tai sen vahvistinosaan tuleva häiriö ei johda turvallisuuden vähenemiseen. Häiriön esiintyessä on joko polttimen käynnistys estettävä tai liekki sammutettava varmuusajan kuluessa. 3 On varmistettava, ettei pääpolttimen varmuusaika pitene sytytyspolttimen vaikutuksesta Varmuusajat Sytytettäessä alkaa varmuusaika siitä, kun polttoainetta alkaa virrata tulipesään ja käytön aikana siitä, kun liekki sammuu. Varmuusaika päättyy, kun pikasulkuventtiilit ovat alkaneet sulkeutua. Varmuusajat on esitetty standardin SFS 5123 taulukoissa 2 ja 3. 5

18 KLTK 3 Kaasunpoltto 1993 Taulukoiden arvoista voidaan monipoltinjärjestelmässä poiketa käyttöolosuhteiden niin vaatiessa, jos on varmistettu, ettei käyttöturvallisuus tästä alene. Sammutuksen varmuusaika voidaan tällaisessa tapauksessa pidentää enintään kolmeen sekuntiin. Sytytyksen varmuusaikaa ei saa pidentää taulukoissa annetuista arvoista. 6. LUKITUS- JA SUOJAUSJÄRJESTELMÄT JA INSTRUMENTOINTI Lukitus- ja suojausjärjestelmän tehtävänä on suojata laitos ja sen henkilökunta estämällä vaarat käyttötoimenpiteet tai suorittamalla tarpeelliset pysäytystoimenpiteet, kun käyttötilanne tulee vaaralliseksi. Jos automatiikka ei suorita kaikkia tarpeellisia toimenpiteitä, tulee olla riittävä instrumentointi, jonka avulla laitoksen hoitaja voi täydentää turvallisuustoimenpiteiden suoritusta. Lukitus- ja suojausjärjestelmän mittausviestit on pyrittävä ottamaan mahdollisimman primaarisina. ts. on vältettävä välillisiä mittauksia. Kattilalaitosten automaatiojärjestelmiä koskevat yleiset turvallisuusvaatimukset on esitetty KLTK:n ohjeessa Automaatio ja instrumentointi, suojeluohje G KÄYTTÖ 7.1 Yleistä Kohdissa suositeltuja tai vastaavan varmuuden tarjoavia ohjelmia tulee noudattaa riippumatta siitä, tapahtuuko käyttö käsin vai automaatio-ohjelman avulla. Ohjelman tarkoituksena on varmistaa, että käyttötoimenpiteet tapahtuvat oikeassa järjestyksessä. Ohjelma sallii polttoaineen tulon polttimiin ainoastaan, kun riittävä sytytysenergia on saatavilla ja ilmavirta on sopiva. Sytytysenergian on oltava riittävä ottaen huomioon normaalit vaihtelut ilman ja kaasun määrässä. 7.2 Käynnistys Kattilan käynnistykseen kuuluu kattilan ja kaasujärjestelmän tarkastus. On tarkistettava, että venttiilit ja pellit ovat oikeassa asennossa. Näiden laitteiden toimintakokeilu voidaan suorittaa myös ennen kuin putkisto täytetään kaasulla. Käynnistysohjelma 1 Käynnistetään savukaasupuhaltimet, ilmapuhaltimet, kiertopuhaltimet ja regeneratiiviset luvot (ilmanesilämmittimet). 2 Järjestelmä täytetään kaasulla avaamalla tuuletusventtiilit, pääkaasuventtiili, pääputken pikasulkuventtiili tai sen ohitusventtiili sekä virtauksen säätöventtiili. 3 Kaasutila tuuletetaan ennen sytytyspolttoaineen sytytystä vähintään 2 minuuttia ja vähintään puolta kuormaa vastaavalla ilmavirralla ellei kattilan valmistaja ole määrännyt tehokkaampaa tuuletusta. Mikäli monipolttoainekattilassa jokin muu polttoaine on käytössä noudatetaan kattilanvalmistajan ohjeita. Mahdollinen poltinjärjestelmän tiiviyskoe suositellaan suoritettavaksi tuuletuksen aikana. 4 Suljetaan virtauksen säätöventtiili. 5 Avataan kaasun käynnistyspaineen säätöventtiili. Tämä ylläpitää polttimilla vakiopaineen sytytyksen aikana. Jos on tarpeellista, avataan tuuletusventtiilejä, jotta säätöventtiilin kautta tulisi riittävä virtaus hyvän säädön aikaan saamiseksi. Säätöön voidaan käyttää myös virtauksen säätöventtiiliä. 6 Saatetaan sytytyspoltin käynnistysvalmiuteen. 7 Säädetään ilmavirtaus käyttöohjeen mukaiseen arvoon sytytettävässä polttimessa. 8 Käynnistetään sytytyspoltin. Ensimmäinen sytytysyritys on tehtävä 10 minuutin kuluessa tuuletuksen päättymisestä. Tämä aika voidaan pidentää 30:een minuuttiin, jos koko ajan on ylläpidetty vähintään 20% ilmavirtaus savukaasuteiden kautta. Jos sytytyspoltin ei syty varmuusaikansa 6

19 KLTK 3 Kaasunpoltto 1993 kuluessa, suljetaan polttoaineventtiili ja sähkö kytketään pois. Poistetaan syy epäonnistumiseen. Uusintatuuletus ei ole tarpeellinen. Uusia sytytysyrityksiä saa tehdä viiden minuutin aikana ensimmäisestä sytytysyrityksestä. 9 Kun sytytysliekki palaa vakaasti, käynnistetään pääpoltin. Jos sytytys ei tapahdu varmuusajan kuluessa, on pääpolttimen ja sytytyspolttimen pikasulkuventtiilien sulkeuduttava. Tulipesä tuuletetaan uudestaan ja syy epäonnistuneeseen sytytykseen poistetaan. Jos muita polttimia tai polttoaineita on käytössä. ei tarvitse tuulettaa uudestaan, elleivät kattilan valmistajan ohjeet sitä edellytä. Jos jokin polttimen pikasulkuventtiiliryhman venttiileistä ei toimi oikeaan aikaan, on tästä saatava hälytys ja jokin pikasulkuventtiilin edessä olevista sulkulaitteista on mahdollisimman pian suljettava. 10 Kun liekki palaa vakaasti, säädetään ilmarekisteri tai pelti hitaasti ajoasentoon. 11 Pysäytetään sytytyspoltin. 12 Suljetaan mahdollisesti auki olleet tuuletusventtiilit, kun kaasun virtaus polttimien on riittävä hyvän säädön aikaansaamiseksi. 13 Soveltuvin osin noudatetaan samaa ohjelmaa, kun lisää polttimia otetaan käyttöön. Kaasun ja ilman virtauksen automaattinen säätö on saatava toimintaan niin pian kuin mahdollista käynnistyksen edistyessä. suositellaan myös rakennuksen ulko-ovelle. Hätäpysäytyksen tulee johtaa sekä polttimien pikasulkulaitteiden sulkeutumiseen että mahdollisesti jonkin pääputkessa olevan sulkulaitteen sulkeutumiseen. 8. LAITOSKOHTAISET KÄYTTÖOHJEET Valvomossa tai laitteen lähellä hoitajan käytettävissä tulee olla käyttöohjeet, jotka käsittävät ainakin käynnistyksen, pysäytyksen, normaalikäytön, häiriöt sekä vaaratilanteet. Kattilalaitoksilla tulee olla laitoskohtaiset henkilöturvallisuusohjeet, esim. KLTK:n henkilöturvallisuusohjeen ehdotuksen mukaisesti. Ohjeet on pidettävä ajanmukaisina ja varmistettava, että käyttöhenkilökunta on perehtynyt niihin. 7.3 Normaali pysäytys Kun kattila pysäytetään, on kuorma ensin vähennettävä minimiin. Tämän jälkeen kytketään palamissäätö pois ja polttoaine- sekä ilmasäädöt asetetaan kuten ennen käynnistystä. Pysäytys tehdään pääpiirteittäin käännetyssä käynnistysjärjestyksessä. 7.4 Hätäpysäytys Kaasunpoltto on voitava keskeyttää valvomon ja polttimien läheisyyteen asennetuilla hätäpysäytyskytkimillä. Hätäpysäytyskytkintä 7

20 KLTK 3 Kaasunpoltto 1993 LIITE 1 (Liitettä ei ole päivitetty vuoden 1993 jälkeen). LAIT, ASETUKSET, PÄÄTOKSET, OHJEET JA STANDARDI T Polttoaineiden valmistus, kuljetus ja käyttö: - Laki räjähdysvaarallisista aineista 263/53, muutokset 143/73 ja 89/93 - Työturvallisuuslaki n:o 299/58 16, ja 33 - Kemikaalilaki 744/89. muutos 84/91 - Kemikaaliasetus 620/90, muutos 287/91 - Nestekaasuasetus 316/79. muutos 1107/81 - KTMp nestekaasuasetuksen soveltamisesta 317/79, muutos 715/80 ja 757/81 - Maakaasuasetus 623/87, muutos 686/90 - KTMp maakaasuasetuksen soveltamisesta 624/87 - KTMp maakaasun hajustamisesta 851/73 SFS-standardit: - SFS 3336 Paineastian sijoitus varustelu ja käyttö. Kattilalaitoksen käyttö miehittämättömänä - SFS 5123 Kaasupolttimet. Ohjaus, säätö ja liekinvalvontalaitteet - SFS-käsikirja 15. Paineastiat. Tarkastus. sijoitus, varustelu ja käyttö - SFS-käsikirja 58. Palavat kaasut. Nestekaasu ja maakaasu KLTK:n ja TLTK:n ohjeet: - G2 Öljynpoltto - G10 Automaatio ja instrumentointi - n:o 59 Henkilöturvallisuus - G17 Turbiinilaitosten paloturvallisuus Sähkölaitteita koskevat määräykset: - Sähkölaki 319/79 - Sähköasetus 925/79 - SFS käsikirja n:o 59. Räjähdysvaarallisten tilojen luokittelu. Palavat nesteet ja kaasut 8

21 KLTK 3 Kaasunpoltto 1993 LIITE 2 KAASUNPOLTTOLAITTEIDEN KAAVIO, ESIMERKKI 9

22 KLTK 4 Hiilipölynpoltto 1997 Kattilalaitosten turvallisuusohjeet HIILIPÖLYNPOLTTO Suojeluohjeen on laatinut Kattilalaitosten turvallisuuskomitea (KLTK) ja se on julkaistu vuonna 1997 Teollisuusvakuutuksen suojeluohjeena G Ohjeen soveltamisala 2. Lait, asetukset, päätökset, ohjeet ja standardit 3. Hiilipölyn ominaisuudet 4. Hiilisiilot kuljetinlaitteineen 5. Jauhatuslaitos 6. Hiilipölysiilot 7. Hiilipölyputkisto 8. Ilmakanavisto 9. Polttolaitteet 10. Sytytys 11. Käyttö 12. Pysäytys 13. Laitoskohtaiset ohjeet Liite 1 Lait, asetukset, päätökset, ohjeet ja standardit 1. OHJEEN SOVELTAMISALA 1.1 Hiilipölynpolttoa koskeva turvallisuusohje on tarkoitettu höyry- ja kuumavesikattiloille sekä lämminvesikattiloille, joissa käytetään kivihiilestä tai ruskohiilestä valmistettua pölymäistä polttoainetta. Polttoainepölyä nimitetään seuraavassa hiilipölyksi. 1.2 Ohje koskee laitteita, alkaen hiilen tai hiilipölyn sisääntulosta kattila- tai siilorakennukseen. Ohjetta sovelletaan kattilalaitoksiin, joissa hiilipöly johdetaan suoraan hiilimyllystä polttimille (suora pölypoltto). Ohjetta sovelletaan myös laitoksiin, joissa käytetään hiilipölyn välivarastointia (epäsuora pölypoltto) tai joissa hiilipöly tuodaan laitokselle muualta. 1.3 Tätä ohjetta sovelletaan hiilipölyn polttoon myös silloin, kun samanaikaisesti käytetään muita polttoaineita. Näiden osalta tulee noudattaa asianomaisia ohjeita. 1.4 Höyrykattiloiden ja pölylämmityslaitteiden rakenneohjeissa annetaan tarkempia ohjeita laitteistojen paineenkeston mitoittamiseksi. 2. LAIT, ASETUKSET, PÄÄTÖKSET, OHJEET JA STANDARDIT Liitteessä 1 on lueteltu ohjeen painatushetkellä voimassa olevat hiilipölynpolton turvallisuuteen liittyvät viralliset määräykset ja ohjeet. Määräysten ja ohjeiden muuttumisen ja uusien voimaantulon mahdollisuus on syytä ottaa huomioon. 3. HIILIPÖLYN OMINAISUUDET 3.1 Hiilipöly sinänsä ei ole räjähtävä aine, mutta pölyn ja ilman seos voi tietyissä seossuhteen rajoissa räjähtää, mikäli riittävä sytytysenergia on käytettävissä. Räjähdysherkkyyteen vaikuttavat lisäksi hiilipölyn ominaisuudet ja pöly-ilmaseoksessa vallitsevat olosuhteet. 1

23 KLTK 4 Hiilipölynpoltto Huoneenlämpötilassa olevan pölyilmaseoksen alempi räjähdysraja on laboratoriotutkimuksen mukaan n g/m 3 n ja ylempi räjähdysraja n g/m 3 n. Teoreettisella palamisilmamäärällä pölypitoisuus on tavallisella kivihiilellä, jonka lämpöarvo on n. 25 MJ/kg, n. 150 g/m 3 n. Syttymiseen vaaditaan yli 450 C lämpötila tai riittävän voimakas kipinä. 3.3 Hiilen sisältämien haihtuvien aineiden määrän (yleensä % palavasta aineesta) lisääntyminen siirtää alempaa räjähdysrajaa alaspäin. Sellaisen hiilen pöly, jonka haihtuva-ainepitoisuus on yli 20 % vedettömästä ja tuhkattomasta tilasta, voi muodostaa ilman kanssa räjähtävän seoksen. 3.4 Hiilen kosteuden ja tuhkapitoisuuden kasvu vähentävät pölyn räjähdysherkkyyttä. 3.5 Pölyn hiukkaskoon pieneneminen laajentaa räjähdysrajojen välistä aluetta kumpaankin suuntaan. Samalla syttymislämpötila alenee ja reaktionopeus kasvaa. 3.6 Hiilipöly-ilmaseoksen happipitoisuuden pienentäminen inerttikaasuja käyttämällä vähentää räjähdysherkkyyttä. lnertit olosuhteet vallitsevat räjähdyssuojauksen kannalta, kun happipitoisuus ei ylitä ruskohiilellä 12 til.- % ja kivihiilellä 14 til.-%. Sopivia inerttikaasuja ovat lähinnä typpi, hiilidioksidi, vesihöyry ja savukaasu. 3.7 Hiilipölyn palaessa vaihtelee liekkirintaman etenemisnopeus välillä m/s. Pölyilmaseoksen räjähtäessä tulipesässä ylipaine saattaa nousta n. 3,5 baariin. 3.8 Räjähdyksenestotoimenpiteet ovat täytetyt, kun räjähdysaltista laitososaa käytetään inertissä tilassa. 4. HIILISIILOT KULJETINLAITTEINEEN 4.1 Jauhatuslaitteistoa mahdollisesti vahingoittavat tai sitä tukkivat suuret hiilikappaleet ja vieraat esineet on poistettava. 4.2 Perättäiset kuljettimet on lukittava toisiinsa siten, että edellisen kuljettimen käyttö on mahdollista vain, jos sen jäljessä oleva kuljetin on käynnissä. 4.3 Ensisijaisesti hiilisiilot tulee valmistaa muodoltaan ja rakenteeltaan sellaisiksi, että varmistetaan riittävän tasainen hiilensyöttö. Hiilensyötön tasaisuutta voidaan parantaa myös tarkoitukseen sopivalla varustelulla. 4.4 Kuumien kuivauskaasujen pääsy hiilisiiloon tai ilman tulo jauhatuslaitteistoon tulee estää sopivin toimenpitein esim. pitämällä minimipinta siilossa tai sulkulaitteiden käytöllä. 4.5 Terveysvaaraa aiheuttavien kaasupitoisuuksien valvonta ja tehokas tuuletus tulee suunnitella siten, että henkilöturvallisuus varmistetaan. Valvonta suositellaan toteutettavaksi säännöllisin mittauksin, joista tehdään kirjaus käyttöpäiväkirjaan. 4.6 Hiilipalon hallitsemiseksi laitteet tulee varustaa riittävin sammutusyhtein, jos muulla tavoin ei palopesäkkeeseen päästä käsiksi. Hiilivintti ja teräksisten hiilisiilojen ulkopuoli suositellaan varustettavaksi vesisprinklauksella. Siilorakennus tulee suunnitella helposti siivottavaksi. 4.7 Räjähdyspainetta voidaan alentaa paineenkevennysaukkojen avulla. Jos siilo joudutaan sijoittamaan rakennukseen, ulospurkautuvat kaasut tulee johtaa vaarattomasti ulkoilmaan. 4.8 Kivihiilen pitkäaikaista varastointia hiilisiiloissa ei suositella hiilen lämpenemisen ja holvausongelmien takia. 5. JAUHATUSLAITOS 5.1 Jauhatuslaitoksen tulee olla rakenteeltaan selväpiirteinen, helposti luoksepäästävä, kaasu- ja pölytiivis. Ne käyttötilat, joissa hiilipölylaitteet ovat, on pidettävä puhtaina 2

24 KLTK 4 Hiilipölynpoltto 1997 hiilipölystä. Puhdistuksessa on varottava, ettei kerrostunut pöly pääse leijailemaan. 5.2 Syöttimien on oltava käyttöpaineella tiiviit. Syöttimien ja pudotusputkien rakenteen tulee olla sellainen, että riittävän tasainen hiilen virtaus on mahdollista. Hiilen virtausta tulee valvoa sopivin laittein. Syöttimet varustetaan paineenpurkausluukuilla, joista räjähdyspaine voidaan ohjata ulos. 5.3 Myllyn tai sihdin jälkeistä hiilipölyn ja kantokaasun lämpötilaa on valvottava. Sallitun käyttölämpötilan ylityksestä on tultava hälytys. Ylemmän rajalämpötilan ylitys on estettävä sopivalla itsetoimivalla laitteistolla (esim. höyrytyksellä tai käytön keskeyttämisellä). Edellä mainitut lämpötilat ovat laitteiden rakenteesta, käyttötavasta ja hiilen laadusta riippuvaisia. Valmistajan tulee määrittää ne yhteisymmärryksessä käyttäjän kanssa. 5.4 Myllyt on voitava inertisoida. Inertisointiin sopii esim. höyry tai savukaasu. Sammutustarkoitukseen myllyn sisällä saa käyttää vettä vain sumutettuna. Korjaustarkoituksia varten on myllyn molemmin puolin oltava sulkulaitteet, jos korjaustöitä suoritetaan kattilan käydessä. 6. HIILIPÖLYSIILOT 6.1 Hiilipölyä saa varastoida ainoastaan suljetussa siilossa, joka olisi pyrittävä sijoittamaan ulos. Syöttö- ja purkauslaitteistossa tulee olla sulkusyötin. 6.2 Mahdollisen pölyräjähdyksen rajoitustoimenpiteet ovat täytetyt, kun rakenteet ovat paineen tai paineiskun kestäviä. 7. HIILIPÖLYPUTKISTO 7.1 Hiilipölyputket tulee rakentaa siten, että pölyn keräytyminen estetään tarkoituksenmukaisen rakenteen ja riittävän virtausnopeuden avulla. 7.2 Polttimille menevissä pölyputkissa ei hiilipölyn ja kantokaasun seoksen nopeus saa olla alle 18 m/s. 8. ILMAKANAVISTO 8.1 Laitoksissa, joissa on useita polttimia ja yhteinen palamisilmasäätö, tulee kukin poltin tai yhden myllyn poltinryhmä varustaa ilman sulkulaitteella. Polttimille tulevan hiilipölyvirran katketessa tulee sulkuläpän sulkeutua minimiaukolle. Sulkulaitteen asennon on oltava havaittavissa. 9. POLTTOLAITTEET 9.1 Pölyjärjestelmän tulee olla käytettävälle hiililaadulle sopiva. Jos hiilen laatu olennaisesti muuttuu, on selvitettävä valmistajan kanssa, sopivatko laitteet uudelle laadulle. 9.2 Hiilipölypoltinten minimikuormarajaa ei saa alittaa. Minimikuorma määräytyy lähinnä hiilipöly-ilmaseoksen nopeudesta ja pölypitoisuudesta. Miniminopeuden säilyminen on varmistettava luotettavalla tavalla liekin takaisinlyömisen estämiseksi. 9.3 Polttoainetta ja palamisilmaa tulee säätää toisistaan riippuen. Vaaditun polttoaineilmasuhteen pysymistä on valvottava esim. savukaasuanalyysein. Jos ilman ja polttoaineen suhde alittaa normaalin minimiarvon, on oltava hälytys. Jos alitus on niin suuri, että turvallisuus vaarantuu, tulee poltto lopettaa. 9.4 Liekin tarkkailua varten on tulipesä varustettava sopivilla luukuilla. Myös valvomosta tulisi olla mahdollisuus jatkuvasti seurata tulipesän olosuhteita. 9.5 Hiilipölynpoltto tulee ensisijaisesti taata varmistamalla minimipolttoteho. Polttimien liekkiä voidaan myös valvoa tarkoitukseen sopivilla laitteilla, mutta on muistettava, että herkät liekinvalvojat voivat virheellisesti tulkita hehkuvan kuonan liekiksi. 3

25 KLTK 4 Hiilipölynpoltto Jos tulipesässä on useita polttimia, niin liekinvalvonta voidaan toteuttaa joko poltinkohtaisena, poltinryhmäkohtaisena tai koko tulipesää koskevana. Käytettäessä poltinryhmäkohtaista tai tulipesävalvontaa on varmistettava kaikkien poltinten varma syttyminen kaikissa sallituissa olosuhteissa. 9.7 Liekinvalvontalaitteiden tulee käytön aikana valvoa itse itseään, tai erikoistoimenpitein tulee huolehtia vastaavasta käyttöturvallisuudesta. Laitteiden tulee olla sellaiset, että koestus on kaikkina aikoina helposti mahdollista. Toiminta on voitava kokeilla puuttumatta sähköiseen ohjaukseen. Käyttöohjeessa on mainittava, miten kokeilu tulee suorittaa. 9.8 Hiilipölyn polttojärjestelmät on varustettava lukituksilla ja suojauksilla, jotka estävät laitteiden käynnistyksen ja pysäyttämisen väärässä järjestyksessä ja jotka häiriön sattuessa automaattisesti kytkevät laitteet pois käytöstä turvallisessa järjestyksessä. Järjestelmään sisällytetään ainakin seuraavat laitteet: savukaasupuhaltimet palamisilmapuhaltimet kantokaasupuhaltimet (mikäli on) hiilimyllyt hiilimyllyjen syöttölaitteet Edellisessä laitteessa tapahtuneen häiriön tulee laukaista jälkimmäiset, mutta ei päinvastoin. 9.9 Ne laitteet, jotka voivat aiheuttaa hiilipölyliekin sammumisen, on pidettävä moitteettomassa kunnossa riittävän usein suoritetuilla tarkastuksilla ja huolloilla. Ennen laitteiden käyttöönottoa huoltotöiden tai pitkien seisokkien jälkeen on tarkistettava niiden moitteeton kunto ja toiminta Mikäli savukaasupuhaltimien ominaiskäyrä on epästabiili, voi joissakin käyttötilanteissa esim. rinnakkaista puhallinta käynnistettäessä tai puhallinta ylikuormitettaessa esiintyä vaara, että puhallin sakkaa. Tämän seurauksena nousee tulipesän paine ja hiilipölyseoksen nopeus pölyputkistossa pienenee, jolloin pölyä jää putkiin. Tilanteen tasaantuessa saattaa putkiin kertynyt pöly tulipesään päästessään räjähtää. Tämän välttämiseksi tulisi savukaasupuhaltimiin asentaa hälyttävät sakkausvaroittimet, mikäli sakkausta ei ole rakenteellisesti estetty. Myös vastaavanlaiset ilmanpuhaltimet tulisi varustaa sakkausvaroittimilla. 10. SYTYTYS 10.1 Huomattava osa tapahtuneista hiilipölykattiloiden tulipesäräjähdyksistä on aiheutunut hiilipölyn epäonnistuneesta sytyttämisestä. Hiilipölypolttimien sytyttämiseen on siis kiinnitettävä erityistä huomiota Ennen poltinryhmän käyttöönottoa on sen kuormitusautomatiikka asetettava siten, ettei kuormitusautomatiikka häiritse pölypolttimien sytyttämistä Hiilipölypolttimien sytyttämiseen on yleensä aina käytettävä erityistä sytytysliekkiä, tavallisimmin öljypoltinta, jolla tulee olla riittävä teho ja jonka tulee palaa vakaasti myös hiilipölypolttimesta tulevassa ilmavirrassa. Valmistajan on ilmoitettava sytytyspolttimien suuruus Sytytys on suoritettava välittömästi tuuletuksen jälkeen. Sytytyspolton täytyy sytyttää hiilipölyilmaseos varmasti. Sytytettäessä täytyy hiilipölypoltinten käynnistysteho rajoittaa sellaiseksi, ettei pääse syntymään painesysäyksiä tulipesään Sytytyspoltto on pidettävä käytössä, kunnes hiilipölyn palaminen on vakaata. Sytytyspoltto tulee lopettaa asteittain. Ennen sytytyspolton lopettamista on kohdassa 9.5 mainitun liekinvalvonnan oltava toiminnassa Kattilan ollessa jatkuvuustilassa lähellä täyttä kuormaa saa hiilipölypolttimen sytyttää toisen polttimen liekistä ilman sytytyspoltinta, 4

26 KLTK 4 Hiilipölynpoltto 1997 jos tämä voi tapahtua turvallisuutta vaarantamatta Hiilen syöttöä ei saa aloittaa kattilaa käynnistettäessä ja se tulee pysäyttää käytön aikana seuraavissa tapauksissa: (1) syöttimen minimisyöttöteho alitetaan paitsi käynnistettäessä, toiminto mahdollisesti viiveellä (2) turvallisuuslaitteiden ohjausenergia katoaa (3) palamisilman tulo lakkaa (4) minimipolttoteho alittuu, eikä sytytys- tai tukipoltto ole käytössä (5) kyseessä olevan järjestelmän myllyn jälkeisen pölyputken sulkulaite on suljettuna (6) savukaasupelti ei ole riittävästi auki tai savukaasupuhallin pysähtyy Kun kohtien (1) - (6) syyt ovat poistuneet, saa uudelleenkäynnistys tapahtua myös automaattisesti käynnistysohjelman mukaisesti. Lisäksi seuraavissa häiriötapauksissa ei saa aloittaa hiilipölyn syöttöä käynnistyksessä ja se täytyy keskeyttää ja lukita käytön aikana: (7) rajoittimien toimiessa (esim. vedenpinta, lämpötila) (8) liekinvalvontalaitteen reagoidessa silloin, kun sytytyspoltto ei ole käytössä ja valvottuna tai liekinvalvontalaitteen reagoidessa, kun minimipolttoteho on alitettuna (9) hätäkytkimen toimiessa. Jos usean myllyn laitoksessa kohdissa (1) - (5) mainitut häiriösyyt koskevat vain yhtä poltinta tai poltinryhmää, riittää, kun toimenpiteet kohdistuvat vain polttimeen tai poltinryhmään Kattilaa käyttöön otettaessa ennen sytytyspolttoaineen sytytystä on tulipesää tuuletettava tehokkaasti vähintään 2 minuuttia ja vähintään puolta kuormaa vastaavalla ilmamäärällä, ellei kattilan valmistaja ole määrännyt tehokkaampaa tuuletusta Kohdassa 10.8 mainittua tuuletusta ei tarvitse käyttää, jos vastaavin toimenpitein on varmistettu, ettei lämmityksen lopettamisen jälkeen ole jäänyt tai päässyt polttoainetta tulipesään tai savukanaviin. Epäonnistuneiden sytytysyritysten ja häiriöpysäytysten jälkeen on kuitenkin tuuletettava edellä mainitulla tavalia Kattilan käyttöhenkilökunnan on hiilipölypolttimia sytyttäessään jatkuvasti seurattava, mitä polttimilla tapahtuu. Jos poltin ei syty normaalisti tai palaa epävakaasti, on pölyn syöttö tähän polttimeen keskeytettävä, mutta sytytyspoltin ja muut kunnolla palavat polttimet on jätettävä palamaan. Ennen seuraavaa sytytysyritystä tulee epäonnistumisen syy poistaa ja odottaa, että muiden polttimien savukaasut ovat huuhdelleet tulipesän palamattomasta hiilipölystä Jos sytyttämisen yhteydessä sammuu kaikki tuli, sytytyspolttimia ehkä lukuunottamatta, on kaikkien polttoaineiden syöttö heti keskeytettävä ja tulipesää tuuletettava kohdassa 10.8 mainitulla tavalla. Kun häiriön syy on poistettu, saadaan polttimet tuuletuksen jälkeen sytyttää normaalilla tavalla Jos hiilipölykattilassa poltetaan muita polttoaineita, on näiden vaikutus hiilipölyliekin sammumisesta aiheutuviin toimenpiteisiin selvitettävä kussakin tapauksessa erikseen. 11. KÄYTTÖ 11.1 Tulen sammuminen käytön aikana on yleensä vaarallisempaa kuin epäonnistunut sytytys, koska häiriö tulee yllättävästi. Syytä häiriöön ei yleensä heti varmasti tiedetä ja kuormitusautomatiikan toiminta häiriötilanteessa voi olla toisenlainen kuin tilanteen korjaamiseen vaadittaisiin. Uudelleen sytytys kohdan 10 mukaisesti Liekin sammuessa tulee hiilen tai hiilipölyn syöttölaitteet pysäyttää. Polttoaineen syöttö tulipesään tulee lopettaa 30 s kuluessa esim. sulkemalla kantokaasun tulo Käyttöturvallisuuden varmistamiseksi tulee hoitohenkilökunnan valvoa, että palamiseen vaikuttavat suureet pysyvät 5

27 KLTK 4 Hiilipölynpoltto 1997 annetuissa rajoissa, polttolaitteet pysyvät kunnossa ja että palaminen on vakaata. Kattilalle tulee määrittää minimi- ja maksimitehot kullakin polttoaineella ja polttoaineyhdistelmällä Polttimien käyttämistä jatkuvasti lähellä minimikuormaa tulisi välttää. Käytössä olevien polttimien lukumäärä tulee valita siten, että palaminen pysyy vakaana ottaen huomioon eri hiililaadut Pienillä tai vaihtelevilla kuormituksilla samoin kuin palamisen ollessa epävakaata esimerkiksi huonon polttoainelaadun takia on pidettävä käytössä riittävä määrä sytytys- tai muita palamista tukevia polttimia Nuohousta pienellä kuormalla on vältettävä. Suositeltavaa on pitää käytössä nuohouksen aikana suurillakin kuormilla riittävä määrä sytytys- tai muita palamista tukevia polttimia Mikäli hiilipölykattilassa poltetaan muita polttoaineita, on myös näiden polttoaineiden palamisen täydellisyyttä valvottava. Epätäydellisessä palamisessa syntyneet palamattomat kaasut lisäävät räjähdysvaaraa, jos pölynpoltossa sattuu häiriö. 12. PYSÄYTYS 12.1 Kun hiilimylly otetaan suunnitellusti pois käytöstä, lopetetaan hiilen syöttö myllyyn, ajetaan mylly tyhjäksi polttoaineesta ja säädetään myllyyn menevän kaasun lämpötila sellaiseksi, ettei myllyn jälkeen ylitetä valmistajan ilmoittamaa maksimilämpötilaa. Tarvittaessa on käytettävä sytytys- tai tukipolttoa. Kun mylly ja pölyputkisto on huuhdeltu vapaaksi hiilipölystä, voidaan mylly pysäyttää. uudelleen käyttöön, tulee laitteiston osat suojata tulipalon tai räjähdyksen varalta esim. puhdistamalla, höyryn käytöllä tai inertisoimalla Jos mylly pysähtyy tai on jouduttu pysäyttämään nopeasti ilman kohdassa 12.1 mainittua tyhjentämistä ja mikäli pysähdys on lyhytaikainen, ei myllyä tarvitse tyhjentää, jos myllyn käynnistys kuormitettuna on käyttöohjeiden mukaan mahdollista Ennen kuin myllyn saa avata, se on eristettävä tulipesästä ja kuuman ilman syötöstä sulkupellein ja annettava jäähtyä tai erikoistoimenpitein jäähdytettävä alle valmistajan ilmoittaman ylimmän sallitun lämpötilan. Kun mylly on avattu, on ensimmäiseksi poistettava sinne mahdollisesti jäänyt hiili ja pöly Kun kattila otetaan kokonaan pois käytöstä, suljetaan ilman virtaus polttimelle vasta, kun tulipesä on tuulettunut. 13. LAITOSKOHTAISET OHJEET 13.1 Koska hiilipölyn poltossa sattuvat häiriöt ja huomioonotettavat seikat ovat erilaisia polttolaitteiden erilaisuudesta ja polttolaitteen laadusta johtuen, tulee valmistajan laatia kullekin kattilalaitokselle erikseen yksityiskohtaiset käyttöohjeet. Näihin ohjeisiin tulee sisältyä myös toimenpideohjeet tavallisimmissa häiriötilanteissa. Ohjeet on pidettävä ajan tasalla ja käyttöhenkilökunnan saatavilla Laitoksessa työskentelevää muuta kuin varsinaista käyttöhenkilökuntaa on myös varoitettava hiilipölylaitokseen liittyvistä vaaroista ja sille on annettava ohjeet onnettomuustapauksien välttämiseksi Jos jauhatus- tai polttolaitteistoa ei oteta häiriöstä aiheutuneen pysäytyksen jälkeen pian 6

28 KLTK 4 Hiilipölynpoltto 1997 LIITE 1 (Liitettä ei ole päivitetty vuoden 1997 jälkeen.) LAIT, ASETUKSET, PÄÄTÖKSET, OHJEET JA STANDARDIT Polttoaineiden valmistuksesta, kuljetuksesta käytöstä on annettu seuraavat säädökset: Työturvallisuuslaki Asetus vaarallisten kemikaalien teollisesta käsittelystä ja varastoinnista 682/90, muutokset 703/92, 673/93, 674/93, 1173/95 KTMp päätös palavista nesteistä 313/85, muutokset712/93 ja 1198/95 KTMp päätös öljylämmityslaitteistoista 314/85, muutos 1219/95 Asetus öljylämmityslaitteistoista 1211/95 Nestekaasuasetus 711/93, muutos1170/95 Maakaasuasetus 623/87, muutokset 1058/93 ja 1171/95 Luettelo yleisimmistä palavista nesteistä Palavien nesteiden säiliöstandardit SFS , 2740, 2679, 2770, 3354, 3915, 3916 SFS 3350 Palavien nesteiden varastopaikka ja siellä olevat palavan nesteen käsittelypaikat 2.p SFS 3356 Palavan nesteen putkisto SFS 3357 Palavien nesteiden varaston sammutuskalusto SFS 5685 Öljysäiliön ylitäytön estin. Anturiliitännän kojevaruste ja kojepistoke SFS 5685 Öljysäiliön sähköinen ylitäytön estolaitteisto. Rakenne, koestus ja testaus. TTK Tiedote Öljysäiliöonnettomuudet 5325/360/94 Sähkölaitteita koskevat määräyksiä : Sähköturvallisuuslaki (410/96) Sähköturvallisuusasetus (498/96) Kauppa- ja teollisuusministeriön päätös Sähkölaitteiden turvallisuudesta (1694/93), (922/94), (1216/95), (216/96), (216/96), (650/96) Sähköalan töistä (516/96) Sähkölaitteistojen käyttöönotosta ja käytöstä (517/96) Sähköturvallisuusmääräyksistä (205/74), (1397/94), (649/96) Sähköturvallisuuslain soveltamisesta (657/96) Sähköasennusten turvallisuudesta (1396/94), (655/96) KLTK:n julkaisemat ohjeet : Öljynpoltto G 2 Kaasunpoltto G 3 Hiilipölynpoltto G 4 Turpeen käsittely ja turvepölynpoltto G 5 Puupölynpoltto G 6 Soodakattilat G 7 Karkean polttoaineen poltto G 8 Leijupoltto G 15 Rakenneohje G 9 Automaatio ja instrumentointi G 10 Höyrykattilan vesi-höyryjärjestelmä G 11 Kattilalaitoksen suunnittelu G13 Henkilöturvallisuus G19 Teollisuusvakuutuksen suojeluohje: Kivihiilen varastointi G12 Paineastioiden varustelua ja käyttöä koskevista SFSstandardeista mainittakoon erityisesti: SFS 2864 Höyrykattilat, syöttö- ja kiertovesilaitteet SFS 2869 Höyrykattilan varustelu SFS 3206 Höyrykattilan sijoittaminen ja kattilalaitosjärjestelyt SFS 3269 Höyrykattilan tarkastus- ja puhdistusaukot sekä luukut SFS 3280 Virumisasteen arviointi SFS 3323 Putkistot SFS 3329 Höyrykattila. Paine enintään 1 bar SFS 3330 korj. p. Avoin nestekattilalaitos. Lämpötila enintään 120 C SFS 3331 Suljettu nestekattilalaitos. Lämpötila enintään 120 C SFS 3332 korj.p. Nestekattilaitos. Lämpötila enintään 120 C. Teho enintään 120 kw SFS 3335 Kattilaitoksen käyttö SFS 3336 Kattilalaitoksen käyttö miehittämättömänä SFS 3337 Kattilalaitoksen käyttöedellytykset SFS 3338 Höyrykattiloiden käyttöönotto ja määräaikaistarkastukset SFS 3348 Kuumavesikattilalaitos SFS 3349 Kuumaöljykattilalaitos Tiedotteet 7

29 Kattilalaitosten turvallisuusohjeet TURPEEN KÄSITTELY JA TURVEPÖLYNPOLTTO KLTK 5 Turpeen käsittely 1994 ja turvepölynpoltto Suojeluohjeen on laatinut Kattilalaitosten turvallisuuskomitea (KLTK) ja se on julkaistu vuonna 1994 Teollisuusvakuutuksen suojeluohjeena G Ohjeen soveltamisala 2. Polttoturpeen ominaisuudet 3. Polttoturpeen vastaanotto ja käyttövarastot 4. Polttoturpeen siirto- ja käsittelylaitteet 5. Pölynvalmistusjärjestelmät 6. Polttolaitteet 7. Tuhkankeräilylaitteet 8. Automaatio ja instrumentointi 9. Sähkölaitteet 10. Suojaus sähköstaattisia varauksia ja salamaniskuja vastaan 11. Palosuojelutoimenpiteet 12. Käynnistys 13. Käyttö 14. Pysäytys 15. Laitoskohtaiset ohjeet Liite 1 Lait, asetukset, päätökset, ohjeet ja standardit Liite 2 Vanhempi myllyjärjestelmä Liite 3 Uudempi myllyjärjestelmä Liite 4 Kuivurijärjestelmä 1. OHJEEN SOVELTAMISALA Turvepölyn polttoa koskeva ohje on tarkoitettu käytettäväksi suurehkoissa höyrykattiloissa silloin, kun polttoturpeesta valmistettu pölymäinen polttoaine. turvepöly, johdetaan myllyistä tai kuivurilaitteiston kautta polttimiin. Polttoturpeen käsittelyä ja varastointia koskevaa osuutta sovelletaan kaikissa turvetta polttoaineena käyttävissä laitoksissa. Pienehköissä höyrykattiloissa voidaan ohjetta käyttää soveltaen. Ohje käsittää polttoturpeen vastaanoton, varastoinnin, käsittelyn. siirron, pölynvalmistuksen ja pölypolton. Ohjetta voidaan soveltuvin osin käyttää myös muunlaisessa polttoturpeen suorapuhallus-, arina-, leiju-, sykloni- tms. poltossa karkean polttoaineen, puupölyn ja leijupolton ohjeiden rinnalla. Mikäli puun kuorintajätteitä poltetaan turvepölyn valmistus- ja polttolaitteita käyttäen, tämä ohje pätee niiltäkin osin. Ohjetta sovelletaan turvepölyn polttoon silloinkin, kun samanaikaisesti käytetään muita polttoaineita. Näiden osalta noudatetaan asianomaista ohjetta. 1

30 KLTK 5 Turpeen käsittely 1994 ja turvepölynpoltto 2. POLTTOTURPEEN OMINAISUUDET Polttoturve on yleisnimitys energiakäyttöön tuotetulle turpeelle. Tuotantotavasta riippuen polttoturve on joko jyrsinpolttoturvetta tai palaturvetta. Jyrsinpolttoturve sisältää huomattavan osan (yli 30 %) hiukkaskooltaan alle 0,5 mm turvepölyä. Muun osan muodostavat karkeammat turvejakeet. Palaturve sisältää pääosin määrätyn muotoisia ja kokoisia turvepaloja sekä turvepaloista tuotanto- ja käsittelyvaiheessa irronnutta turvepölyä. Pölypoltossa käytetään ensisijaisesti jyrsinpolttoturvetta. Polttoturpeen kemiallinen koostumus ja laatu vaihtelevat suotyypin. maatumisasteen sekä tuotantotavan ja olosuhteiden mukaan. Laatuvaihtelusta aiheutuu kattilalaitokselle käytönaikaisia haittatekijöitä ja turvallisuusriskejä. Nämä on otettava huomioon kattilalaitoksen suunnittelussa ja käytössä. Laatuohjeessa polttoturve on jaettu laatuluokkiin (J6, J8 ja J10 jyrsinpolttoturve ja P9. P11, P13 ja P15 Palaturve). Em. laatuluokkien lisäksi on laatuohjeen mukaan mahdollista valita käyttöön myös muu polttoturvelaatu alueellisten edellytysten tai laitoskohtaisten tarpeiden mukaan. Laatuluokituksen mukaan jyrsinpolttoturpeen toimituskuorman keskikosteuden tulee olla vähintään 38 % ja toimituserän keskikosteuden vähintään 40 %. Laatuluokan J6 jyrsinpolttoturpeen keskikosteus saa kuitenkin kuormakohtaisesti olla enintään 65 % ja toimituseräkohtaisesti 60 %. Paremmilla turvelaaduilla hyväksyttävien keskikosteuksien ylärajat ovat alhaisemmat. Polttoturpeen toimituksissa pyritään tasalaatuisuuteen ja mahdollisimman pieneen perättäisten kuormien keskikosteuden vaihteluun. Tasalaatuisuutta voidaan parantaa tehokkaalla sekoituksella polttoainejärjestelmässä. Polttoturpeen laatu- ja kosteusvaihtelu voi vaikeuttaa häiriöttömän palamisen ylläpitämistä. Kosteusvaihtelua voidaan pienentää tehokkaalla kuivauksen säädöllä. Jyrsinpolttoturve, jonka kosteus on alle 40 %, valuu herkästi ja pölyää. Pöly kuivuu nopeasti ja syttyy helposti kipinästä tai hankauslämmöstä. Kosteuden kasvaessa takertumis- ja holvaantumistaipumus lisääntyy ja valumisominaisuudet vastaavasti huononevat. Lämmittämättömissä kohteissa ja pinnoilla voi tapahtua jäätymistä. Polttoturpeella on taipumus itsekuumenemiseen ja -syttymiseen sopivassa olosuhteissa. Tähän vaikuttavat ensisijaisesti hiukkaskoko, kosteus, kerrospaksuus, happipitoisuus ja lämpötila. Kuumilla pinnoilla jo oc lämpötilassa ohuet turvepölykerrokset voivat itsesyttyä muutamassa tunnissa. Varastoissa ja siiloissa syttymislämpötila saavutetaan hitaammin. Kerroksessa tapahtuva palaminen on vaikeutuneen hapensaannin seurauksena hidasta ja kytevää. Jyrsinpolttoturve ei luokituksen mukaisessa toimitustilassa ole räjähtävä seos. mutta se sisältää runsaasti hiukkaskooltaan turvepölyksi luokiteltavia jakeita. jotka saattavat kuivuttuaan muodostaa räjähdyskykyisen seoksen. Räjähdyksen syntyyn tarvitaan lisäksi sytytyslähde, joksi sopivissa olosuhteissa riittää vähäinen staattinen sähköpurkaus. Turvepölyn räjähdysherkkyys kasvaa hiukkaskoon tai kosteuden pienentyessä. Alhaisemman peruskosteuden ja pölyn lajittumisominaisuuksien takia on palaturpeen räjähdysvaara otettava huomioon erikseen, mikäli molempien turvelajien käyttöön halutaan varautua. Myös kuivunut jyrsinpolttoturve on suuren pölypitoisuuden takia sopivissa olosuhteissa räjähdyskykyinen aine. Pöly-ilmaseoksen happipitoisuuden pienentäminen inerttikaasuja, kuten savukaasua, typpeä. hiilidioksidia tai vesihöyryä käyttämällä vähentää räjähdysherkkyyttä. Happipitoisuuden ollessa alle % ei räjähdysvaaraa todennäköisesti ole, joskin korkeissa lämpötiloissa (esim. tulipesässä) turvallinen happipitoisuusraja on alhaisempi. 2

31 KLTK 5 Turpeen käsittely 1994 ja turvepölynpoltto Turvepölyn palaessa vaihtelee liekkirintaman etenemisnopeus 0-15 m/s. Polttoturpeen toimituserän tuhka-pitoisuus voi nousta 15 %:iin kuiva-aineesta, tuhkan sulamispiste on oc ja haihtuvien aineiden osuus korkeahko (60-70 %). Tästä aiheutuu poltossa pitkä liekki, joka on otettava huomioon tulipesän suunnittelussa. Vähemmän maatunut polttoturve (J6) on kevyttä. jauhautuu huonommin ja saattaa tilavasta tulipesästä huolimatta lentää jälkitulipinnoille aiheuttaen jälki paloja. mikäli tuhkaa ei tehokkaasti poisteta tai jälkipalomahdollisuuksia muuten eliminoida. Polttoturpeen seassa voi olla suuria kappaleita ja karkea-ainesta sekä erilaisia epäpuhtauksia. Suuret kappaleet ja karkea-aines aiheuttavat käsittelyvaikeuksia ja epäpuhtaudet mm. mekaanista kulumista ja kipinöintivaaraa. 3. POLTTOTURPEEN VASTAANOTTO JA KÄYTTÖVARASTOT Purkausaseman vastaanottotasku ja varastosiilo (välivarasto) muodostavat pääasiallisen polttoturpeen käyttövaraston. Pölynvalmistusjärjestelmästä riippuen voi voimalaitoksella lisäksi olla kuivaturvesiilo ja kattilarakennukseen liittyviä. lähinnä puskurikäyttöä varten mitoitettuja päiväsiiloja (syöttösiiloja). Purkausasema. seulomo ja murskaamo tehdään runkorakenteisena ja katetaan kevyillä kuorirakenteilla polttoturpeen pölyämisen aiheuttamien haittojen sekä lumihaittojen vähentämiseksi. Pysyvästi miehitetyt valvomo- ja sosiaalitilat erotetaan purkausasematiloista lujarakenteisella seinällä. Vastaanoton rakennukset tehdään palamattomista materiaaleista ja seinärakenteet sisäpinnaltaan pölyn kerääntyminen estämiseksi mahdollisimman sileiksi ja yhtenäiseksi, sekä ulkonemat vähintään 50 asteen kulmaan vaakatasosta. Vastaanottotilat suunnitellaan ja laitteet sijoitetaan siten. että tilat ovat helposti puhdistettavissa. Varustetussa varaudutaan seinäpintojen ja laitteiden vesipesuun. Kaapelihyllyjen sijoittamista vastaanottorakennusten sisäpuolelle tulee välttää. Vastaanoton rakennukset ovat yleensä kylmiä ja lämpöeristämättömiä tiloja. Vastaanottotaskun betonisten seinämien lämmittäminen tai suojaaminen filmivanerilla pienentää polttoturpeen kiinnijäätymisriskiä. Purkausaseman katon lämpöeristäminen sekä ajotason lämmittäminen pienentävät liukastumisriskiä. Mikäli jyrsinpolttoturpeen seulonta kuormausvaiheessa ei ole mahdollista, on suositeltavaa suorittaa vähintään esiseulonta vastaanoton yhteydessä mm. vastaanoton jälkeisten laitteiden häiriöitten vähentämiseksi ja jyrsinpolttoturpeen laadun toteamiseksi. Eräänä esiseulonnan lähtötasona voidaan silloin pitää suuret kappaleet erottavaa aukkokooltaan 200x200 mm täryseulaa vastaanottotaskun päällä. Lisäksi on järjestettävä turvallinen mahdollisuus seulalle jäävien kappaleiden käsittelyyn. Mikäli vastaanottojärjestelmässä on murskain seulontaylitteen murskausta varten. voidaan käyttää myöskin tiheämpää täry- tai kiekkoseulaa. Vastaanottoon ja varastosiiloon liittyvien kuljetintunnelien erottamista muista tiloista paloväliseinillä sekä pitkien suljettujen kuljetintunnelien osastointia ja varustamista savunpoistomahdollisuudella suositellaan. Kosteushaittojen vähentämiseksi suositellaan. että suljetut kuljetintunnelit varustetaan lämmityksellä ja tehokkaalla ilmanvaihdolla sekä lämpöeristetään. Tunnelien rakenteiden, sisäpintojen. varustelun ja laitesijoittelun suhteen noudatetaan soveltuvin osin rakennuksille esitettyjä vaatimuksia. Siilot rakennetaan siten. että polttoturpeen häiriötön purkaminen silloista mahdollisimman tasalaatuisena ja ilman kiinnitarttumis- ja jäätymisriskiä on mahdollista. Helposti syttyvien ja palokuormaa lisäävien seinämateriaalien käyttöä on vältettävä. 3

32 KLTK 5 Turpeen käsittely 1994 ja turvepölynpoltto Ulkona sijaitsevien siilojen lämpöeristämistä suositellaan. Turvepölyn kerääntyminen eristeisiin estetään. Polttoturvetta vasten olevien siilon pintojen lämmittäminen saattaa osoittautua tarpeelliseksi esiin. varastointiaikojen pidentyessä. Staattisten kuormien lisäksi varasto- ym. polttoturvetilat mitoitetaan sisältönä olevan polttoturpeen räjähdyspaineen tai tätä pienemmän suunnittelupaineen mukaan. edellyttäen kuitenkin. että siilo varustetaan tämän ylittymisen estävällä paineenkevennysjärjestelmällä. Paineenkevennysjärjestelmä voi olla rakenteeltaan repäisy- tai murtokalvolla varustettu paineenpurkausaukko, heikko nurkka, kevytrakenteinen seinä tai muu kevyt rakenne. Siilojen paineenkevennysjärjestelmä sijaitsee yleensä katossa tai seinien yläkolmanneksissa. Ohjeita räjähdyspaineen laskemiseksi ja paineenkevennyksen mitoittamiseksi on annettu saksalaisissa VDl normissa n:o Pääpiirteissään sama periaate on esitetty SFSkäsikirja 60:ssa. Paineenkevennysjärjestelmä suunnitellaan siten, että paine purkautuu mahdollisimman vähän vahinkoja aiheuttavaan suuntaan. Paineen purkautuessa mahdollisesti irtoavien rakenteiden turvallisuusvaatimukset otetaan suunnittelussa huomioon. Paineenkevennysjärjestelmän purkauskohta ja purkaussuunta merkitään selkeästi siiloon tai sen ympäristöön. Siilojen sijoittamista ja osastointia käsitellään yksityiskohtaisemmin KLTK:n Kattilalaitoksen suunnitteluohjeessa. Polttoturvesiiloissa saa olla vain käyttöä. valvontaa ja hoitoa varten välttämättömiä laitteita. Mahdolliset holvaantumisen estolaitteet eivät saa aiheuttaa mainittavaa pölyämistä. Suorat paineilmapuhallukset holvauksen purkamiseksi eivät ole sallittuja. Purkauslaitteiden rikkoutumisen tai muun Purkauslaitteiden käyttöä rajoittavan tai estävän syyn varalta on suositeltavaa. että siilossa on varatyhjennysmahdollisuus. Suurissa varastosiiloissa tällainen vara-tyhjennysmahdollisuus on välttämätön ja ne on voitava tyhjentää esiin. kauhakuormaajalla. Erikseen on harkittava. onko tarkoituksenmukaista varustaa siilot ohitusmahdollisuudella. Ohitusajo ei saa vaarantaa käyttöturvallisuutta ja henkilökunnalle on tätä poikkeuksellista ajotapaa varten annettava erilliset toimintaohjeet. Kaikkiin suljettuihin siiloihin suositellaan jatkuvatoimista pinnankorkeuden tai polttoturvemäärän osoitusta. 4. POLTTOTURPEEN SIIRTO JA KÄSITTELYLAITTEET Polttoturpeen siirto voimalaitosalueella tehdään pääsiassa mekaanisesti tavanomaisia kuljetinlaiteyhdistelmiä hyväksikäyttäen. Pölynvalmistus- ja polttolaitteissa käytetään myös pneumaattista siirtoa. Siihen liittyvät erikoisvaatimukset esitetään em. laitteiden yhteydessä. Pneumaattista kuljetusta ei kuitenkaan ole suositeltavaa käyttää tavanomaisena jyrsinpolttoturpeen siirtomenetelmänä. Polttoturpeen kuljetusjärjestelmän komponentit valmistetaan hihnakuljettimien hihnoja ja rullien pinnoituksia lukuunottamatta palamattomista materiaaleista. Kuljetusjärjestelmä suunnitellaan siten. että pölyhaitat ja tukkeutumisriskit minimoidaan. Hihnakuljetinta lukuunottamatta on laiterakenteiden oltava pölytiiviitä tai mahdollisimman pölytiiviiksi koteloituja. Koteloitujen laitteiden pyörivien akselien laakerointi toteutetaan lämmön siirtymisen pienentämiseksi kotelon ulkopuolella. Pölyyntyvissä kohteissa on kiilahihnavälitysten käyttö kielletty. Tunnelirakenteissa sovelletaan kohdassa 3 esitettyjä vaatimuksia. Mikäli laitoskohtaiset olosuhteet sallivat, voidaan käyttää myös avoimia kuljetinratkaisuja, jolloin mm. osastointitarpeelta ulkoalueella vältytään. 4

33 KLTK 5 Turpeen käsittely 1994 ja turvepölynpoltto Polttoturvekuljetuksiin käytettävät hihnakuljettimet mitoitetaan liiallisen pölyämisen välttämiseksi enintään 1,2 m/s hihnanopeuden ja normaalia pienemmän hihnatäytöksen mukaan. Hihnakuljettimien runkorakenteet tehdään mahdollisimman vähän pölyä kerääviksi ja helposti puhdistettaviksi. Kuljettimet varustetaan tehokkailla itsesäätyvillä kaavareilla ja hihnaharjalla, sekä tilavilla syöttö- ja purkusuppiloilla tiivistyskoteloineen. Ainakin nousukuljettimien hihnamateriaaliksi suositellaan palamista ylläpitämättömiä (Antiflame-tyyppisiä) hihnalaatuja. Palo-osastointia suunniteltaessa on otettava huomioon, että hihnakuljetinta käytettäessä ei kunnollista osastoivaa palokatkoa voida toteuttaa. Polttoturvekuljetuksiin käytettävät kolakuljettimet ovat pölytiiviitä ja kovaa kulutusta vastaan suunniteltuja. Riittävän lujuuden turvaamiseksi suositellaan kuljettimet mitoitettaviksi pienelle (0,2 m/s) siirtonopeudelle normaalia alhaisempia sallittuja rasitusarvoja käyttäen. Ulkona sijaitsevan kuljettimen pohjan lämmitys tai lämpöeristäminen voi osoittautua tarpeelliseksi talviolosuhteissa. Tarvittaessa kolakuljettimiin liitetään inertointitai sammutusjärjestelmä. Ruuvikuljettimet suunnitellaan siten, että hankaukselta ruuvin ja ruuvikourun seinämän välillä vältytään. Mikäli ruuvikuljetinta käytetään polttoturpeen siirtoon eripaineisten prosessien välillä estetään paine-eron aiheuttama takaisinvirtaus. Lokerosyöttimien kuluminen on nopeata. Riittävän tiiveyden ylläpitämiseksi lokerosyöttimien tulee olla itsetiivistäviä, leikkaavilla terillä varustettuja, yläpuolelta avaria ja helposti valuvia sekä alapuolelta helposti irrottavaa mallia. Sulkusyöttimet varustetaan ulkopuolisella laakeroinnilla sekä tulo- että jättöpinnan tarkastusluukuilla. Sulkusyöttimien käyttö tulee kysymykseen yleensä vain hyvin seulotun jyrsinpolttoturpeen tai turvepölyn kohdalla. Polttoturpeen seulontalaitteisto on suositeltavaa sijoittaa käsittelyketjun alku-päähän ja mahdollisuuksien mukaan vastaanoton yhteyteen välittömästi purkauksen jälkeen. Seulat ovat tiiviiksi koteloituja ja suunnitellaan kestämään turpeen sisältämien kappaleiden ja epäpuhtauksien aiheuttamat rasitukset. Rakenteella pyritään estämään tukkeutuminen ja hankauslämmön muodostuminen. Kuumenemisen ja mahdollisen syttymisen varalta seula.suositellaan varustettavaksi esim. CO-ilmaisimella. Seulaan ja siihen liittyvään murskaimeen suositellaan kipinänilmaisua, jolla voidaan laukaista esim. rajoitettu sprinklaus seulan jälkeisessä kuljetinjärjestelmässä. Murskaimet on tarkoitettu turpeesta seulottujen suurten kappaleiden, kuten kamit, paakut, kannot jne. murskaamiseen. Pölyämisen ja kipinöinnin rajoittamiseksi turvelaitoksiin suositellaan hidaskäyntisiä repijätyyppisiä murskaimia. joissa on 1 3 telaa murskeen fraktiokokovaatimuksista riippuen. Käsittelyjärjestelmän mahdollinen raudanerotin on sijoitettava ennen murskainta. Murskaimen syöttösuppilon tulee olla rakenteeltaan avara ja helposti valuva. Syöttösuppilo varustetaan luukulla ja tarvittaessa purkaus-ränneillä. joista tukoksen purku on mahdollisimman helppoa ja turvallista. Tukoksen purku ja purkausjätteen käsittely on myös otettava huomioon seulaa ympäröivän tilan suunnittelussa. Murskain suositellaan varustettavaksi suunnanvaihtoautomatiikalla, joka automaattisesti pyrkii irrottamaan telaan kiilautuneet kappaleet. Seulonnan ja murskauksen ruuhkien purkaminen laitteiden käydessä on ehdottomasti kielletty. Polttoturpeen kuljetusjärjestelmä suunnitellaan siten. että sulkulaitteita ja -rakenteita on mahdollisimman vähän. 5

34 KLTK 5 Turpeen käsittely 1994 ja turvepölynpoltto Mikäli käytetään kahden sulkulaitteen yhdistelmää lokerosyöttimen tavoin varmistetaan, etteivät sulkulaitteet voi olla auki samanaikaisesti. Mikäli lämpötilaeroista sulkulaitteen eri puolilla voi aiheutua palovaaraa, suositellaan sulkutaite varustettavaksi jäähdytyksellä tai vesisumutusmahdollisuudetla. Kuljetusjärjestelmän sähköisellä lukituksella varmistetaan, että järjestelmän käyttöönotto voi tapahtua vain kuljetus-suuntaa vastaan ja pysäytys päinvastaisessa järjestyksessä. Normaalipysäytys toteutetaan siten, että kuljettimet ja suppilot ehtivät tyhjentyä. Häiriötilanteen varalta järjestel-mässä on oltava varatyhjennysmahdollisuus. 5. PÖLYNVALMISTUSJÄRJESTELMÄT Pölynvalmistusjärjestelmissä polttoturve lajitellaan, jauhetaan ja kuivataan pölypolttoon soveltuvaksi. Tällöin sen palo- ja räjähdysherkkyys kasvaa. Palo- ja räjähdysvaaran pienentämiseksi suoritetaan tietyt osavaiheet inerteissä olosuhteissa (02-pitoisuus <=12 %. seosnopeus =>18 m/s). Laitteistot ovat pölytiiviitä ja tarvittavan paineenkeston mukaan mitoitettuja. Lisäksi ne varustetaan sammutusjärjestelmällä. Pölynvalmistusjärjestelmät voidaan jakaa myllyjärjestelmiin (liite 2 ja 3) ja kuivurijärjestelmiin (liite 4). Myllyjärjestelmässä polttoturve jauhetaan pölyksi ja kuivataan suhteellisen korkeassa lämpötilassa myllypuhallin-yhdistelmässä ja puhalletaan välittömästi sen jälkeen pölypolttimille polttoa varten. Kuivurijärjestelmässä lajitellaan ja kuivataan polttoturpeesta se osuus. joka ilman jauhatusta voidaan käyttää pölypolttoon. Karkea osuus poltetaan esim. arinalla. Kummassakin järjestelmässä on erillinen turpeen syöttösiilo ja kuivurijärjestelmässä lisäksi kuivaturvesiilo kuivatulle turvepölylle. 5.1 Turpeen syöttösiilo ja syötin Kattilan syöttösulo mitoitetaan vain muutaman tunnin käyttöä varten ja suojataan ja sijoitetaan kattilahuoneeseen nähden Kattilalaitoksen suunnitteluohjeen mukaisesti sekä varustetaan holvaamattomin syöttösuppiloin. Syötin on voitava erottaa siilosta ja kattilasta tarkastus- ja huoltotoimenpiteitä varten. Siilon puolella voidaan normaalitilanteissa käyttää neulapeltiä, mutta kattilayhteyden sulkemiseksi käytetään tiivistä apuenergialla toimivaa luisti- tai läppäpeltiä. Ilmavuodon estämiseksi turvesiilosta myllyjärjestelmään tai kaasuvuodon estämiseksi myllyjärjestelmästä turvesiiloon ylläpidetään normaalikäytön aikana syöttimen tulopuolella vähintään yhden metrin paksuinen polttoainekerros. Syöttimellä varmistetaan jatkuva ja mahdollisimman tasainen polttoturpeen syöttö myllylle. Polttoturpeen riittävyyden valvomiseksi siilo varustetaan pinnankorkeusmittauksella hälytys- ym. rajoineen. Syöttimen kulumiselle alttiit sivut suositellaan suojattavaksi ruostumattomalla teräslevyllä. Syöttimen paineenkeston mitoituksen on vastattava myllylaitteiston tulopuolen mitoitustasoa. Syötin varustetaan höyry- tai vesisammutusjärjestelmällä. Syöttötorvi on voitava sulkea alapäästään myllyn tarkastuksia ja huolto-toimenpiteitä varten. Syöttötorvi varustetaan luukuilla ja yhteillä. Syöttötorven pintalevytyksen on oltava tiivis. jotta esim. vesipesun aikana turvepölyä ei pääse eristeisiin. 5.2 Myllyjärjestelmä Kuivaukseen käytettävä savukaasu pyritään ottamaan kattilasta kohdasta, jossa normaalisti ei esiinny liekkiä eikä palavaa polttoainetta. Lämpötilan säätämiseksi tarvittava kylmä savukaasu sekoitetaan kuivauskaasuun kui- 6

35 KLTK 5 Turpeen käsittely 1994 ja turvepölynpoltto vauskaasukanavassa ennen sen liittymistä polttoturpeen syöttötorveen Myllyt mitoitetaan räjähdyspaineen perusteella ja kiinnitetään siitä mahdollisesti aiheutuvat lisärasitukset huomioon ottaen. Myllyt varustetaan tarkastuksia ja huoltoa varten luukuilla. kiinteästi asennetulla höyryinertointijärjestelmällä sekä vesipesu-yhteillä. Turvepölyputket sijoitetaan kattilan lämpölaajeneminen huomioon ottaen vähintään 100 mm etäisyydelle palavista rakenteista. Sijoittelussa vältetään vaakasuoria putkiosuuksia. Putkisto mitoitetaan niin. ettei pölyn nopeus putkistossa laske missään tilanteessa alle 18 m/s. Putkisto suositellaan varustettavaksi virtauksen-vartijoilla, määrämittauksilla tai muilla laitteilla. joilla varmistetaan riittävä virtaus tai pysäytetään turpeen syöttö myllyyn. Pölyputkiston osat mitoitetaan räjähdyspaineen mukaan ja tehdään sisäpuolelta mahdollisimman sileiksi. Käyrät tehdään loiviksi ja kulumista kestäviksi. Jokaisessa pölyputkessa tulee olla sulkuläppä myllyn erottamiseksi kattilasta. Pölyputkistot eristetään ja eristys suojataan pölytiiviillä suojalevytyksellä. Pölyputkistot varustetaan mittaus- ja näytteenottoyhtein. Mikäli käytetään järjestelmää, jossa osa kuivauskaasuista erotetaan turvepölykuivauskaasuseoksesta myllyn jälkeen ja ohjataan kattilan ohi, tulee erotinlaitteiston olla pölytiivis. Seosputkistot mitoitetaan, valmistetaan, sijoitetaan ja eristetään turvepölyputkiston periaatteiden mukaisesti. Syklonit mitoitetaan täyden räjähdyspaineen tai haluton paineenkeston mukaan ja varustetaan asianmukaisella paineenkevennyksellä. Sykloneiden poistopuolelle kulkeutuvan turvepölyn vuoksi ulotetaan riittävän paineenkeston mitoitusperiaate myös ohituskanavaan ja sähkösuodattimeen. Laitteet varustetaan luukuilla tarkastuksia. tyhjennyksiä ja huoltotoimenpiteitä varten. Syklonit kanavistoineen eristetään ja varustetaan kiinteällä sammutus- sekä pesujärjestelmällä. Polttoturpeen jauhatusta ja kuivausta seurataan tarkkailemalla tulevan kaasuseoksen ja lähtevän turvepölykaasuseoksen lämpötilaa, joka normaaleissa käyttöolosuhteissa vaihtelee alueella oc. Myllyjärjestelmä varustetaan linjakohtaisilla 02 - ja CO-mittauksilla hälytyksineen. 5.3 Kuivurijärjestelmä Kuivurijärjestelmän rakenteiden ja laitteiden suhteen noudatetaan vastaavilta osin myllyjärjestelmän yhteydessä esitettyjä periaatteita. Turvesiilossa ylläpidettävän turvekerroksen yhden metrin minimipaksuuden lisäksi kuivurin syöttötorvessa on lokerosyötin kuivurin ja turvesiilon välisten kuivauskaasu- tai ilmavirtauksien estämiseksi. Syötin siihen liittyvine laitteineen voidaan mitoittaa halutulle, kuivuri-laitteistosta riippumattomalle paineenkestolle ja varustaa paineenkevennyksellä sen mukaan. Sijoituspaikasta riippumatta laitteet rakennetaan tietylle paineenkestolle ja varustetaan asianmukaisesti suunnatuilla paineenkevennyslaitteilla, sekä tarvittavilla mittalaitteilla lämpötilojen. 02-pitoisuuden, CO-pitoisuuden ja pinnankorkeuden jatkuvaa valvontaa varten. Kuivauskaasuna käytettävän savu-kaasun 02- pitoisuus on alle 10 %. Kuivaus-kaasun nopeutta valvotaan ja turpeen syöttö lopetetaan, jos nopeus laskee alle vaadittavan tason. Lisäksi suositellaan, että kuivurin käyttö lukitaan kaasuteiden aukioloon. Turhan tuhkakierron välttämiseksi ja mm. kipinävaaran pienentämiseksi on suositeltavaa puhdistaa savukaasu ennen kuivuriin johtamista. Kuivuri ja pölynerotuslaitteisto tulokanavistoineen varustetaan riittävällä määrällä sammutusvesisuuttimia, jotka toimivat asetetun kaasulämpötilan ja tarvittaessa kauko-ohjauksen mukaan. Kuivaturvesiilon sammutuksessa on suositeltavampaa käyttää kauko-ohjattua höyrysammutusta. 7

36 KLTK 5 Turpeen käsittely 1994 ja turvepölynpoltto Kuivuri, erotussykloni, sähkösuodatin ja kuivaturvesiilo sijoitetaan kokonaan kattilahuoneen ulkopuolelle. Laitteet eristetään lämpösiltoja välttäen. Sammutusjärjestelmän putkistoihin suositellaan saattolämmitystä. Kuivurin pohjalta erottuvan jyrsinpolttoturpeen karkean osuuden jatkuvaan siirtoon kuivurilta polttoon käytetään pölytiiviitä kolakuljetinyhdistelmiä. Kattilan jälkipolttoarinalle syöttö varmistetaan suoran tulipesäyhteyden estävällä lokerosyötin- tai kaksoispelti-yhdistelmällä. Karkeajätteen kolakuljettimet suunnitellaan kuten turvekuljettimet, mitoitetaan tietyn räjähdyspaineen keston mukaan ja varustetaan paineenkevennyslaitteilla. Sammutusta ja inertointia varten kuljetinyhdistelmä varustetaan kiinteällä sammutuslaitteistolla ja sammutusvesisuuttimilla. Siilon käytön mahdollistamiseksi muusta kuivurilaitteistosta riippumatta varustetaan erotussyklonin siiloon johtava pudotustorvi sulkupellillä. Turvepölyn syöttämiseksi siilosta pölyputkistoon suositellaan käytettäväksi ruuvipurkainlokerosyötin yhdistelmää. Kuivaturvesiilo varustetaan jatkuvatoimisilla pinnankorkeuden. 02-pitoisuuden, palamattomien kaasujen (esim. CO) ja lämpötilan mittauslaitteilla. Höyrysammutusmahdollisuuden lisäksi suositellaan siiloon myös vaahdotus- ja/tai vesisammutusyhteitä. Pölynerotuslaitteiston suppilot varustetaan lämmityksellä ja jatkuvatoimisilla turpeenpoistolaitteilla, joiden toiminnan varmistamiseksi suppiloissa on oltava pinnankorkeuden valvontalaitteet. Erotuslaitteisto varustetaan 0 2 -pitoisuuden, palamattomien kaasujen (esiin CO) ja lämpötilan mittauksilla. Vesisammutusjärjestelmän rinnalla voidaan erotuslaitteisto varustaa myös höyrysammutuksella. Turvepölyn siirto kuivaturvesiilosta ja pölynerotuslaitteistosta polttoon tehdään pneumaattisesti ja väliaineena käytetään kylmää ilmaa. Pölyputket mitoitetaan täydelle räjähdyspaineelle ja 20 m/s pölyseoksen nopeudelle. Nopeuden laskiessa alle vähimmäistason on turvepölyn syöttö pölyputkistoon lopetettava. Pölyseoksen lämpötilaseurantaa varten varustetaan pölyputket lämpötilamittauksilla. Käytettäessä ilmapuhallusta lämpötilan ylittäessä 80 o C keskeytetään turvepölyn syöttö pölyputkistoon, putkisto inertoidaan ja syy lämpötilan nousuun selvitetään. Inertointiin suositellaan käytettäväksi höyryä. Höyryä voidaan käyttää myöskin normaaleissa ajon lopetustilanteissa tehostamassa pölyputkiston tyhjentymistä. Mikäli pölynvalmistusjärjestelmän kuivauskaasuja ohjataan tulipesän ohi kattilan savukaasupuolelle, varmistetaan erikseen. ettei siitä aiheudu hallitsematonta palotai räjähdysriskiä. 6. POLTTOLAITTEET Turvepölypolttimilla taataan turvepölyn moitteeton palaminen. Polttimet mitoitetaan, sijoitetaan ja säädetään niin. ettei kattilan seinämille ja tulipesän muurauksille aiheudu vahinkoa. Polttimen sisäosat muotoillaan ja nopeudet valitaan siten. että liekin takaisinlyönnit ja kerrostumat vältetään. Polttimien materiaalien on oltava turpeen aiheuttamaa voimakasta kulumista kestävää. Turvepölyn palamisen tulee tapahtua ennen kattilan ensimmäisiä konvektiopintoja, eikä savukaasujen lämpötila tulipesän loppuosassa saa ylittää tuhkan pehmenemis-pistettä. Liekkien. polttimien ja jälkipolttoarinan tarkkailua varten tulipesä varustetaan sopivilla aukoilla ja luukuilla. Lisäksi suositellaan tulipesän TV-valvontaa. Savukaasukanavissa vältetään palamiskelpoisen pölyn ja kaasun kerääntymis-kohtia. 7. TUHKANKERÄILYLAITTEET 8

37 KLTK 5 Turpeen käsittely 1994 ja turvepölynpoltto Turvepölynpoltosta syntyy sekä lentotuhkaa että arinatuhkaa. Lentotuhka kerätään yleensä pneumaattisesti erilliseen lentotuhkasiiloon. Koska tuhkan seassa etenkin häiriötilanteissa saattaa olla palamatonta turvepölyä, on palo- ja räjähdysvaara ilmeinen. Pölyputkistot suositellaan varustettaviksi inertointimahdollisuudella ja puhdistusyhteillä. Putkisto suunnitellaan pölytiiviiksi ja vaikeisiin kulumisolosuhteisiin soveltuvaksi. Lentotuhkasiilo. joka suositellaan sijoitettavaksi kattilarakennuksen ulkopuolelle, mitoitetaan räjähdyspaineen keston mukaan ja varustetaan paineenkevennyksellä. Siilo suositellaan varustettavaksi ilmanpoistolaitteella suodattimineen. jatkuvalta pinnankorkeuden mittauksella, palamattomien kaasujen (esim. CO) mittauksella, lämpötilan mittauksella ja sammutusjärjestelmällä. Lentotuhkan purkamista varten siilo varustetaan holvaamattomilla purkauslaitteilla ja varapurkausmahdollisuudella. Pölyhaitan ja palovaaran pienentämiseksi suositellaan purkulaitteeksi kostutusruuvia. Tuhkaputkistot ja -siilo lämpöeristetään tarvittaessa. Arinatuhkan poistoon suositellaan sammutuskuljetinta. 8. AUTOMAATIO JA INSTRUMENTOINTI Turvepöly- ja ilmavirtaa polttimiin säädetään kattilan kuormituksen mukaan. Jos kuormitusvaihtelut vaikuttavat automatiikan välityksellä poltettavaan turvepölymäärään, säädetään turvepöly-ilmasuhde siten, että se on kaikissa kuormitustilanteissa turvallisella alueella. Turvepölyn sytytys- ja tukipolttimien liekinvalvonnan osalta noudatetaan Öljynpoltto- ja Kaasunpoltto-ohjetta. Ellei jatkuvaa tukipolttoa käytetä, valvotaan turvepölyliekkiä liekinvartijalla tai muulla menetelmällä. joka liekin sammuttua pysäyttää turpeen syötön pölypolttimille. Tukipolttimien käytöstä tulee valmistajan antaa yksityiskohtaiset ohjeet. Turvepölyn polttojärjestelmä varustetaan lukituksilla. jotka estävät laitteiden käynnistyksen ja pysäytyksen väärässä järjestyksessä ja jotka häiriön sattuessa automaattisesti kytkevät laitteet pois käytöstä turvallisessa järjestyksessä. Lukitusjärjestelmään sisällytetään ainakin seuraavat laitteet: - savukaasupuhaltimet - palamisilmapuhaltimet - kantokaasupuhaltimet - polttimet, myllyt ja kuivurit - polttoturpeen ja turvepölyn syöttölaitteet Mittaus-, säätö-, ohjaus- ja lukituslaitteiden tulee olla luotettavia ja käyttöön hyväksyttyjä. Niiden toiminta on määräajoin kokeiltava. 9. SÄHKÖLAITTEET Turpeen varastointi-, käsittely- ja pölynvalmistus- ym. vastaavissa tiloissa noudatetaan sähkölaitteitten suhteen pölyräjähdysvaarallisten tilojen erityismääräyksiä (SFS-käsikirja 59). Pölyvuodot järjestelmien ulkopuolelle saattavat oleellisesti lisätä pölynräjähdysvaaralliseksi luokiteltavia tiloja. Sähkölaitteita syöttävän järjestelmän suunnittelussa on otettava huomioon, että turvallisuuden kannalta tärkeiden laitteiden käyttö voidaan sähköhäiriön aikana turvata varmistetun verkon tai muunlaisen varakäyttömahdollisuuden avulla. 10. SUOJAUS SÄHKÖSTAATTISIA VARAUKSIA JA SALAMANISKUJA VASTAAN Mahdollisten sähköstaattisten varausten purkamiseksi on jyrsinpolttoturpeen ja turvepölyn siilot. kuljettimet, kuljetusputket ja erottimet maadoitettava asianmukaisesti ja huolella. Maadoitusten on täytettävä ukkossuojaukselle asetetut vaatimukset. 9

38 KLTK 5 Turpeen käsittely 1994 ja turvepölynpoltto 11. PALOSUOJELUTOIMENPITEET Turvekattilalaitoksen laitteisiin liittyvistä suojausjärjestelmistä on esitetty suosituksia asianomaisten laiteosuuksien yhteydessä. Huonetiloja koskevat rakenteellista paloturvallisuutta koskevat määräykset on esitetty Suomen Rakentamismääräyskokoelmassa, jota eräiltä osin täydentää standardi Koska turvekattilalaitoksen palosuojelutoimenpiteistä on lisäksi annettu ohjeita, mm. ETY:n raportissa 30/1991 Turpeen turvallinen käyttö SUUNNITTELUOHJEISTO" ja suosituksia KLTK:n kattilalaitoksen suunnitteluohjeen liite 5:ssä. voidaan tässä yhteydessä rajoittua toteamaan seuraavaa. Polttoturvetilat ja suljetut kuljetintunnelit varustetaan kiinteällä sammutuslaitoksella (esim. sprinklerilaitos). Pölyvuodot huonetiloihin tukitaan mahdollisimman pian kuivuvan turvepölyn aiheuttaman palo- ja räjähdysvaaran takia. Kaikki käyttötilat ja tunneliosuudet pidetään vesipesua tai keskuspölynimuri-järjestelmää apuna käyttäen mahdollisimman puhtaana turvepölystä. Vaatimusta on noudatettava erityisesti käytössä lämpenevien laitteiden, kuten laakerien ja sähkömoottorien, ympäristön suhteen. Puhdistus toteutetaan ilman pölyn haitallista uudelleenleviämistä. Kipinöintivaaran pienentämiseksi varustetaan kuljetinlaitteisto irtoraudan talteenottamista varten magneettierottimella ja kuljettimien pudotuskohtien vesisammutusmahdollisuudella. Ns. tulityöt (hitsaus, poltto- ja laikkaleikkaus sekä kattotyöt) ovat polttoturpeen käsittelytiloissa ja laitteistossa sallittuja ainoastaan laitoksen paloturvallisuudesta vastaavan tai hänen valtuuttamansa henkilön kirjallisella luvalla (tulityölupa). Töiden suoritus edellyttää asianmukaisia valmistelutoimenpiteitä sekä tarvittaessa jälkivartiointia. Pölynvalmistusjärjestelmien sisä-puolinen tarkastus, puhdistus, näytteenotot ja korjaustoimenpiteet tehdään erityistä varo-vaisuutta noudattaen. Vesipesu on suositeltava aina ennen tarkastusluukkujen avaamista. Pesut tehdään ensisijaisesti automaattisesti. Lisäksi on varmistettava laitteiden erottamisesta kaasu- ja polttoaineteistä, riittävästä jäähtymisestä sekä inertoinnista. Luukkuja avattaessa käytetään suojavaatetusta sekä kasvo- ja käsisuojaimia palovaaran takia. Lisäksi suositellaan että turpeenkäsittelyjärjestelmä. etenkin siilo. tyhjennetään ennen jokaista seisokkia. Järjestelmä on tarkastettava vähintään kerran vuodessa. Palosuojelutoimenpiteiden mahdollistamiseksi selvitetään erikseen, mitkä osajärjestelmät on tarpeellista varustaa kauko-ohjausmahdollisuudella ja missä paikalliskäyttö on riittävä. 12. KÄYNNISTYS Kattila ajetaan muilla polttoaineilla ennen varsinaisia turvepölypolton käynnistystoimenpiteitä tilaan, joka mahdollistaa mylly- tai kuivurijärjestelmän esilämmittämisen ja huuhtelun savukaasuilla, joiden 0 2 -pitoisuus on turvallisella alueella (alle 12 %). Esilämmitysvaiheen aikana pyritään mylly- tai kuivurijärjestelmän laitteet lämmittämään sellaiseen perustasoon, ettei seoslämpötila turpeensyöttöä aloitettaessa laske liian alas. Pölypoltinryhmäkohtaisen pölypolton saa aloittaa vasta kun käynnistettävällä pölypoltinryhmällä voidaan ajaa yli valmistajan ilmoittaman minimitehon. Ennen sytytyspolttoaineen sytytystä on tulipesää tuuletettava tehokkaasti vähintään kaksi minuuttia vähintään puolta kuormaa vastaavalla ilmamäärällä, ellei kattilan valmistaja ole määrännyt tehokkaampaa tuuletusta. Turvepölyn sytyttämiseen on yleensä aina käytettävä sytytyspoltinta, tavallisimmin öl- 10

39 KLTK 5 Turpeen käsittely 1994 ja turvepölynpoltto jypoltinta, jolla on riittävä teho ja jonka liekki palaa vakaasti myös turvepölypolttimesta tulevassa ilma- ja savukaasuvirrassa. Valmistajan on ilmoitettava tarvittavan sytytyspolton suuruus. Kattilan ollessa jatkuvuustilassa saa turvepölypolttimen tai poltinryhmän sytyttää toisen turvepölypolttimen tai poltinryhmän liekistä ilman sytytyspoltinta, mikäli tämä valmistajan antamien ohjeiden mukaan voi tapahtua turvallisuutta vaarantamatta. Käyttöhenkilökunnan on käynnistyksen yhteydessä jatkuvasti seurattava, mitä polttimilla tapahtuu. Jos turvepöly ei syty n. viidessä sekunnissa tai palaa epävakaasti, on pölynsyöttö poltinryhmään heti keskeytettävä ja syy epäonnistumiseen selvitettävä. Käynnistysyrityksen saa uusia vasta sen jälkeen, kun käynnissä olevien poltinryhmien tai käytössä olevien muiden polttoaineiden savukaasut ovat huuhdelleet palamattoman turvepölyn pois tulipesästä. Käynnistysyrityksen epäonnistumisen syiden selvittämiseen on kiinnitettävä erikoista huomiota. sillä jokainen uusi epäonnistuminen merkitsee myöskin vaaraa tulipesäräjähdyksen suhteen. Jos käynnistyksen yhteydessä tulipesästä sammuu kaikki tuli, on polttoaineiden syöttö kattilaan heti keskeytettävä ja tulipesää tuuletettava kahden minuutin ajan vähintään puolta kattilatehoa vastaavalla ilmamäärällä, mikäli kattilan valmistaja ei ole määrännyt tehokkaampaa tuuletusta. Kun häiriön syy on poistettu ja tuuletus suoritettu. voidaan polttimet sytyttää normaalilla tavalla. Muut häiriötilanteen edellyttämät toimenpiteet toteutetaan kattilanvalmistajan laatimien häiriötilanneohjeiden mukaisesti. Mikäli tulipesän yhteydessä käytetään muita polttolaitteita tai poltetaan muita polttoaineita. on niiden vaikutus turvepölyliekin sammumisesta aiheutuviin toimenpiteisiin kussakin tapauksessa selvitettävä erikseen. 13. KÄYTTÖ Tulen sammuminen käytön aikana on yleensä vaarallisempaa kuin epäonnistunut käynnistysyritys, koska häiriö tulee yllättävästi ja monesti ennalta arvaamattomasta syystä. Turvallisuuden varmistamiseksi käyttöhenkilökunta valvoo, että palamiseen vaikuttavat suureet pysyvät annetuissa rajoissa ja palaminen on vakaata. Jatkuvaa lähellä pölypolttimien minimikuormarajaa olevaa kuormitusta tulisi välttää. Käytössä tulisi pitää vain niin monta pölypoltinta tai pölypoltinryhmää, että palaminen pysyy vakaana ja kuormituksen säätö molempiin suuntiin on mahdollista. Pienillä tai vaihtelevilla kuormituksilla tai kun palaminen on epävakaata turpeen suurehkon kosteuden tai epätasaisen laadun takia pidetään käytössä riittävä määrä sytytys- tai muita palamista tukevia polttimia. Nuohouksen aikana on suositeltavaa pitää käytössä riittävä määrä sytytys- tai muita palamista tukevia polttimia. Nuohousta pienellä kuormituksella on vältettävä. mikäli tulipesän paineolosuhteita ei pystytä pitämään vakaina. Jos jonkin turvepölypolttimen liekki on epävakaa, eikä sitä saada vakaaksi tai liekki sammuu, on turpeen syöttö asianomaiseen poltinryhmään keskeytettävä ja syy häiriöön ennen uutta käynnistystä selvitettävä. Syy poltinryhmän yhden pölypolttimen huonoon palamiseen saattaa olla esim. pölyputken osittainen tukkeutuminen. Mikäli tulipesän yhteydessä poltetaan muita polttoaineita. valvotaan myös näiden polttoaineiden palamisen täydellisyyttä ja käytön turvallisuutta. Epätäydellisessä palamisessa syntyneet palamattomat kaasut lisäävät räjähdysvaaraa erityisesti häiriötilanteessa. Kaukovalvontamahdollisuuksista riippumatta käyttöhenkilökunnan tulee säännöllisin väliajoin suoritettavien valvontakierroksien avulla 11

40 KLTK 5 Turpeen käsittely 1994 ja turvepölynpoltto varmistua siitä. että laitteet ovat mm. käyntiäänen, lämpötilojen ja tiiveyden perusteella käyttökunnossa ja olosuhteet paloturvallisuuden kannalta hyväksyttävät. 14. PYSÄYTYS Pysäytyksellä voidaan käsittää ainoastaan käyttötilanteeseen liittyvää pölypoltinryhmän pysäyttämistä tai turpeenpolton lopetusta ennen pidempiaikaista seisokkia. Lisäksi on joukko laite- tai järjestelmäsuojauksista häiriötilanteissa aiheutuvia pysäytyksiä, joihin liittyvät toimenpiteet selvitetään yksityis-kohtaisesti kattilakohtaisissa käyttöohjeissa. Myllylaitteistoon liittyvä pölypoltinryhmä pysäytetään lopettamalla ensin poltto-turpeen syöttö myllyyn. Tämän jälkeen ajetaan mylly tyhjäksi polttoaineesta ja huuhdellaan kantokaasulla turvepöly pois myllystä, erottimista ja pölyputkistosta. Kaasuhuuhtelua voidaan tehostaa avaamalla huuhtelun loppuvaiheessa höyrypuhallus myllyyn. Huuhtelun päätyttyä mylly pysäytetään ja kaasuyhteydet kattilaan suljetaan. Pölyputkiston sulkuläpät suljetaan vasta sen jälkeen, kun mylly on jäähtynyt. Poltinilmoja voidaan pienentää sen mukaan kun huuhtelu etenee. Pysäytetyn myllylaitteiston jäähtymistä valvotaan lämpötilan alenemista ja mahdollista kaasunmuodostusta seuraamalla. Tarvittaessa käytetään myllyjärjestelmän sammutuslaitteita. Kuivurilaitteistoon liittyvälle pölypoltinryhmälle voidaan yksinään toteuttaa lyhytaikainen pysäytys kuivaturvesiilon täytöstilavuuden sallimissa rajoissa. Normaalisti pysäytys kuitenkin edellyttää myös vastaavan kuivauslinjan pysäyttämistä ja kuivaturvesiilon tyhjäksi polttoa ennen pölypoltinryhmän pysäyttämistä. Kuivauslinjaa pysäytettäessä lopetetaan jyrsinpolttoturpeen syöttö kuivuriin, ohjataan kuivauskaasut ohituskanavaan ja sammutusvesisuuttimilla säädetään kuivurin lämpötilaan. Samassa yhteydessä katkaistaan myös sähkösuodattimen virransyöttö. Kuivurin karkeaturpeen ja sähkösuodattimen turvepölyn kattilaanpalautusjärjestelmät pysäytetään sen jälkeen kun ne ovat tyhjentyneet. Pölypoltinryhmä pysäytetään pysäyttämällä turvepölyn kantoilmapuhallin ja kuivaturvesiilon purkauslaitteet heti sen jälkeen, kun siilo erikoisvalvonnassa on tyhjentynyt. Kantoilmapuhaltimen pysähdyttyä suljetaan myös pölyputkien sulkulaitteet ja pölypolttimien ilmanjako. Pysäytetyn ja erotetun kuivuri-laitteiston jäähtymistä ja mahdollista kaasunmuodostusta valvotaan seuraamalla lämpötilan muutoksia ja kaasunmuodostusta. Tarvittaessa lämpötilansäätöön käytetään järjestelmän sammutuslaitteita tai höyryinertisointia. Mikäli turvepölyn poltto pidempiaikaista seisokkia varten halutaan lopettaa kokonaan, lopetetaan pölypoltto poltinryhmittäin em. tavalla niin, että kuljetinjärjestelmät ja siilot saadaan mahdollisimman tyhjäksi ennen viimeisen pölypoltinryhmän pysäyttämistä. Turvekattilaa on kuitenkin suositeltavaa käyttää muilla polttoaineilla kohtuullinen aika mahdollisten turvepölykerrostumien loppuun polttamiseksi ja niistä aiheutuvan jälkipalovaaran pienentämiseksi. Ilmansyöttö kattilaan lopetetaan vasta riittävän huuhteluajan kuluttua viimeisen polttimen pysäyttämisestä. 15. LAITOSKOHTAISET OHJEET Jokaista kattilaa varten on valmistajan laadittava yksityiskohtaiset käyttö- ja huolto-ohjeet. Näissä kuvataan mm. käytettävien polttoaineiden laatuvaatimukset ja ominaisuudet, kattilan käynnistystoimenpiteet ja valvonta käynnin aikana. menettelytavat kattilan häiriö- ja vaaratilanteissa sekä pysäytystoimenpiteet. Käyttöohjeet pidetään ajan tasalla ja mahdollisista muutoksista sovitaan valmistajan kanssa. Kattilan omistajan tai haltijan on lisäksi huolehdittava siitä. että käyttöohjeet ovat saatavilla ja käyttöhenkilökunta hallitsee kattilalaitoksen käytön ja hoidon niiden mukaan. 12

41 KLTK 5 Turpeen käsittely 1994 ja turvepölynpoltto Ohjeet laitejärjestelmiin normaalikäynnin ja häiriötilanteiden aikana liittyvistä tarpeellisista palosuojelutoimenpiteistä sisällytetään järjestelmän toimittajan vastuualueeseen ja liitetään turvekattilalaitoksen käyttöohjeisiin. Kattilalaitoksessa työskentelevää muuta kuin varsinaista käyttöhenkilökuntaa opastetaan turpeen käsittelyyn ja pölypolttoon liittyvistä vaaroista sekä annetaan ohjeet onnettomuustilanteiden varalta. Kattilalaitoksella tulee lisäksi olla laitoskohtaiset henkilöturvallisuusohjeet ja yleisohjeet sekä työtila ja laitekohtaisia turvallisuusohjeita ja niitä täydentäviä järjestelmäkohtaisia toimintakuvauksia. Em. ohjeistusta käsitellään ETY:n raportissa 29/1991 "Turpeen turvallinen käyttö TURVALLISUUSOHJEET". 13

42 KLTK 5 Turpeen käsittely 1994 ja turvepölynpoltto Liite 1 (Liitettä ei ole päivitetty vuoden 1994 jälkeen). LAIT, ASETUKSET. PÄÄTÖKSET, OHJEET JA STANDARDIT Rakennussäännöstö: Rakennuslaki (370/58 135/85) Rakennusasetus (266/59 240/88) Suomen Rakentamismääräyskokoelma (SRMK) Paineastiasäännöstö: Paineastialaki (98/73 muutoksineen) Paineastia-asetus (547/83 muutoksineen) SFS-standardeja: SFS 2869 Höyrykattilan varustelu SFS 3206 Höyrykattilan sijoittaminen ja kattilalaitosjärjestelyt SFS 3338 Höyrykattilan käyttöönotto ja määräaikaistarkastukset SFS 5712 Höyrykattilat. Höyrykattilalaitos. Rekisteröitävä höyrykattila. SFS- käsikirjat: SFS-käsikirja 59. Räjähdysvaarallisten tilojen luokittelu. Palavat nesteet ja kaasut. SFS-käsikirja 60. Räjähdysvaaralliset pölyt. Turvallisuusohjeet. KLTK-ohjeet: G2 Öljynpoltto G3 Kaasunpoltto G13 Kattilalaitoksen suunnittelu N:o 59 Henkilöturvallisuus Muita ohjeita ja lakeja: VDI 3673 ETY-raporttisarjan julkaisut: 28/1991 Turpeen turvallinen käyttö. Yleinen osa. 29/1991 Turpeen turvallinen käyttö. Malliohje. 30/1991 Turpeen turvallinen käyttö. Suunnitteluohjeisto. 31/1991 Turpeen turvallinen käyttö. Koulutusaineisto. Kemikaalilaki (205/89) Ilmansuojelulaki (67/82, 66/86) Meluntorjuntalaki (302/87) 14

43 KLTK 5 Turpeen käsittely 1994 ja turvepölynpoltto Liite 2 Vanhempi myllyjärjestelmä Liite 3 Uudempi myllyjärjestelmä 15

44 KLTK 5 Turpeen käsittely 1994 ja turvepölynpoltto Liite 4 Kuivurijärjestelmä 16

45 KLTK 6 Puupölynpoltto 1985 Kattilalaitosten turvallisuusohjeet PUUPÖLYNPOLTTO Suojeluohjeen on laatinut Kattilalaitosten turvallisuuskomitea (KLTK) ja se on julkaistu vuonna 1985 Teollisuusvakuutuksen suojeluohjeena G Soveltamisala 2. Puun ja puupölyn ominaisuudet polttoaineena 3. Käyttövarastot 4. Pölynerotuslaitteet 5. Kuljetinlaitteet 6. Polttolaitteet 7. Ohjaus- ja turvallisuuslaitteet 8. Sähkölaitteet 9. Suojaus sähköstaattisia varauksia ja salamaniskuja vastaan 10. Palosuojelutoimenpiteet 11. Puupölyn poltto 12. Laitoskohtaiset ohjeet 1. SOVELTAMISALA 1.1 Puupölylämmitystä koskeva turvallisuusohje on tarkoitettu käytettäväksi puupölyn sekä siihen verrattavien muiden palavien pölymäisten jätteiden poltossa kiinteästi asennetuissa höyry- ja kuumavesilaitoksissa sekä savukaasukuivaajissa. Ohje käsittää puupölyn varastoinnin, kuljetuksen sekä pölynpolton. 1.2 Puupölyllä tarkoitetaan seuraavassa lähinnä mekaanisessa puunjalostusteollisuudessa syntyvää hiomapölyä, jonka raekoko on pääosaltaan <= 0,5 mm ja vesipitoisuus yleensä 5 10 %. Tämä ohje ei koske puujätteen tai vastaavan polttoaineen sellaista polttotapaa, jossa polttoaine jauhetaan myllyssä ja poltetaan pölynä, vaan tällaiseen polttoon käytetään soveltuvin osin turvepölynpoltto-ohjetta G 5. Tätä ohjetta sovelletaan puupölyn polttoon silloinkin, kun samanaikaisesti käytetään muita polttoaineita. Näiden osalta tulee noudattaa asianomaisia polttoaineita koskevia ohjeita. 2. PUUN JA PUUPÖLYN OMINAISUUDETPOLTTOAINEENA Kaikkien Suomessa esiintyvien puulajien puuaineen kemiallinen koostumus on suunnilleen sama (C = 50,6 %, H = 6,2 %, 0 = 42,8 % ja tuhka = 0,4 %). Puun lämpöarvo voidaan laskea likimäärin kaavasta Hi = 19,2-0,217 w MJ/kg (Hi = ,9 w kcal/kg), jossa Hi = tehollinen lämpöarvo ja w = vesimäärä % koko painosta. Eri puulajien kuoren lämpöarvot poikkeavat tuntuvasti toisistaan sekä itse puuaineen lämpöarvosta. 2.2 Tuhkan sulamispiste vaihtelee tuntuvasti puun puhtausasteesta riippuen ollen pelkällä puulla n C. Hiekkaa ym. epäpuhtauksia sisältävän puun tuhkalla se saattaa olla jopa alle 600 C. Suuresta haihtuvien aineiden määrästä johtuen on puu pitkäliekkinen polttoaine. 2.3 Puupöly sinänsä ei ole räjähtävä aine. Vasta sekoittuneena tietyssä suhteessa ilman 1

46 KLTK 6 Puupölynpoltto 1985 kanssa muodostaa puupöly räjähtävän seoksen. Räjähdyksen syntyminen vaatii riittävän tehokkaan sytytyslähteen. 2.4 Puupöly-ilmaseos on räjähtävä, jos puupölypitoisuus ylittää alemman räjähdysrajan. Tämä alaraja riippuu mm. pölyn kosteudesta ja hiukkaskoosta. Koetulosten perusteella sinä voidaan pitää g/m 3 n. Puupölyn pitoisuuden ollessa yli 5000 g/m 3 n ei seos todennäköisesti enää ole räjähtävä. Teoreettisella palamisilmamäärällä puupöly-pitoisuus on noin g/ m3n, eli räjähdysrajojen sisällä. Korkeissa lämpötiloissa räjähdysrajojen välinen pitoisuusalue laajenee. 2.5 Leijuvan puupöly-ilmaseoksen syttymislämpötila on yli 400 C. Paitsi liekistä seos voi syttyä myös kuumista pinnoista tai kipinöistä. Sekä tarvittava sytytysenergia että syttymislämpötila riippuvat huomattavasti puupölypilven ominaisuuksista. Eräissä tapauksissa riittää sytytyslähteeksi jo esim. ihmisestä lähtevä staattisen sähkön purkaus. 2.6 Puupölyn itsesyttyminen pölykerroksissa alkaa yleensä n. 120 C lämpötilasta. Esim. hyvin hartsipitoisilla pölyillä saattaa itsesyttymislämpötila olla jopa alle 80 C. 2.7 Pölyn hiukkaskoko vaikuttaa räjähdysrajoihin siten, että niiden välinen pitoisuusalue laajenee pölyn hiukkaskoon pienetessä. Samalla syttymislämpötila alenee, ja syttymisnopeus kasvaa. Kosteus vähentää pölyn räjähdysherkkyyttä. 2.8 Puupöly-ilmaseoksen happipitoisuudella on olennainen vaikutus seoksen räjähdysherkkyyteen. Inerttikaasujen, kuten C0 2 :n, höyryn tai savukaasujen käytöllä voidaan O 2 -pitoisuutta alentaa. Laboratoriokokeissa on todettu, että puupöly-ilmaseoksen syttyminen 850 C lämpötilassa olevista pinnoista on voitu estää pitämällä 0 2 -pitoisuus alle 5,5 % ja syttyminen kipinöistä pitämällä O 2 -pitoisuus alle 13,5 %. 2.9 Räjähdyspaineen suurimpana arvona voidaan pitää 4,5 bar. Paine riippuu pölyn määrästä ja laadusta sekä räjähdystilan suuruudesta, muodosta, aukoista ja lämpötilasta. Höyrykattilan tulipesän kuumissa oloissa paine tuskin kohoaa 3,5 bar korkeammaksi Räjähtävässä puupöly-ilmaseoksessa liekkirintama etenee palamatonta seosta kohti aluksi sangen hitaasti. Kaasuvirtausten ja pyörteiden johdosta liekkirintaman absoluuttinen nopeus saattaa kuitenkin kasvaa muutamista m/s aina muutamiin satoihin m/s. Paineen nousu palamisvyöhykkeessä saattaa tällöin tulla niin suureksi, että ympäröivät kaasut puristuvat kokoon. Palaminen voi tällöin jatkua puristusaallon - detonaatioaallon - nopeudella, joka vastaa äänen nopeutta palamislämpötilassa. Detonaationopeus on yleensä muutamia tuhansia m/s. 3. KÄYTTÖVARASTOT 3.1 Puupölysäiliötä, jonka tilavuus on <= 3 m 3, kutsutaan välisäiliöksi. Välisäiliötä käytetään, kun esim. tuotannosta polttoon menevää polttoainevirtaa on välttämätöntä lyhytaikaisesti tasoittaa. 3.2 Puupölysäiliötä, jonka tilavuus on > 3m 3, kutsutaan puskurisäiliöksi. Niitä käytetään esim. puujätelaatujen sekoitussäiliönä sekä lyhytaikaiseen varastointiin. 3.3 Syöttöpuhaltimella tarkoitetaan sitä puhallinta, jolla pöly puskuri- tai välisäiliöstä puhalletaan kattilan tulipesään. 3.4 Muiden polttoaineiden, kuten hiilen, turpeen tai karkearakeisemman puujätteen, varastointi yhdessä puupölyn kanssa on kielletty. 3.5 Välisäiliöt on sijoitettava rakennusten ulkopuolelle tai katolle. 3.6 Puskurisäiliöt on sijoitettava erilleen muista rakennuksista. Puskurisäiliön ja rakennusten väliin tulee jäädä vähintään 9 m vapaata tilaa. Paloviranomaisen luvalla voidaan erikoistapauksissa sallia pienempi etäisyys. 3.7 Puskuri- ja välisäiliöt on rakennettava palamattomasta aineesta. 2

47 KLTK 6 Puupölynpoltto Puskuri- ja välisäiliöt on rakennettava muodoltaan sellaisiksi, että puupölyn holvaantuminen estyy. Säiliöiden sisäseinissä ei saa olla ulkonemia, jotka voisivat estää puupölyn valumista tai aiheuttaa sen kerääntymistä seinille. 3.9 Puupölysäiliössä saa olla ainoastaan säiliön käytön ja hoidon takia välttämättömiä laitteita. Mahdolliset holvaantumisen estolaitteet eivät saa aiheuttaa vaarallista pölyämistä Puupölysäiliöihin liittyvien kuljettimien ja putkistojen tulee olla mahdollisimman tiiviitä liittymäkohdissaan sekä varustettuja sprinklerilaitteilla tai vastaavilla tulen säiliöön pääsyä estävillä laitteilla Puupölysäiliöt on rakennettava niin, että pölyräjähdyksessä syntyvä paine pääsee vaaratta purkautumaan. Säiliön kattoon ja/tai seinäpinnan yläkolmannekseen on sijoitettava paineenpurkausaukkoja. Paineenpurkausaukot on suunnattava poispäin kulku- ja pelastusteistä, ja niiden tulee johtaa välittömästi ulkoilmaan. Paineenpurkausaukot suljetaan joko ohuella metallilevyllä tai räjähdysluukulla, joiden koko määrätään taulukosta 1. Arvot edellyttävät, että aukkoja peittävien luukkujen tai repäisylevyjen oma massa ei ole yli 12 kg/m2 ja avautumispaine on luokkaa 0,01bar enintään kuitenkin % säiliön lasketusta murtumispaineesta. Taulukko 1. Puupölysäiliöiden paineenpurkausaukkojen minimikoko Säiliön tilavuus V m 3 Paineenpurkausala dm 2 15 V alle ,5 V V V V ,5 V yli ,6 V 3.12 Puskurisäiliön katolle tulee olla kulkumahdollisuus. Säiliön katolta tulee olla pääsymahdollisuus säiliön sisään. 4. PÖLYNEROTUSLAITTEET 4.1 Puupölyä ei saa puhaltaa puskuri- tai välisäiliöön, vaan on välissä käytettävä tarkoitukseen soveltuvaa, riittävästi mitoitettua erotinta. Erottimen ja säiliön välissä on oltava lisäksi nimenomaan puupölyä varten rakennettu sulkusyötin. 4.2 Pyörre- ym. erottimet on sijoitettava säiliön katolle. Niiden tulee olla vähintään 5 m etäisyydellä kulku- ja pelastusteistä, ikkunoista sekä rakennuksista, jotka eivät ole palamatonta ainetta. Erotuslaitteiden seinämien tulee olla vähintään 100 mm etäisyydellä palavista rakenteista. 4.3 Erottimien ilmanpoistoaukon keskilinjan tulee olla vähintään 10 m etäisyydellä savupiipun aukosta. Etäisyys voidaan pienentää 5 metriin, jos kipinöiden sisäänpääsy ilmanpoistoaukkoon on estetty (esim. ilmanpoistoaukko varustettu putkikäyrällä, joka ohjaa ilman poispäin savupiipusta) ja savupiipun suu on ainakin 2 m korkeammalla kuin erottimen ilmanpoistoaukko. 4.4 Jäätymisen estämiseksi tarkoitetut lämmityslaitteet eivät saa aiheuttaa erotus- tai kuljetuslaitteiden vaarallista lämpenemistä. 5. KULJETINLAITTEET 5.1 Kuljetustapa Puupölyn varsinaisena siirtokuljetuksena on aina käytettävä pneumaattista kuljetusta. Lyhyillä siirtoetäisyyksillä sekä annosteluun voidaan käyttää ruuvikuljetinta tai koteloitua kolakuljetinta. 5.2 Syöttöruuvit ja kolakuljettimet Syöttöruuvit on tehtävä niin, ettei ruuvi pääse hankaamaan kaukalon seinämää. Ruuvi on laakeroitava kaukalon päiden ulkopuolella, ja pölyn pääsy laakereihin on estettävä. 3

48 KLTK 6 Puupölynpoltto Puupölyn siirtoon käytettävien kolakuljettimien tulee olla teräslevykoteloituja. Eri osien välinen hankaus ei saa aiheuttaa vaarallista lämpenemistä. 5.3 Kuljetusputkistot Kuljetusputkiston tulee olla sisältä sileä ja ilman olakkeita. Tukkeutumien estämiseksi pölyputkiston tulee olla sisähalkaisijaltaan vähintään NS 100. Kulumisen aiheuttamien vuotojen ja tukkeutumien välttämiseksi putkiston käyrät on syytä tehdä mahdollisimman loiviksi sekä mieluimmin kulutusta kestävämmästä materiaalista kuin putkiston suorat osat Kuljetusputkiston etäisyyden palavista rakenneosista tulee olla vähintään 100 mm. Sähkökaapelien vetämistä putkiston yhteydessä tulisi välttää Kuljetusputkistoissa saa käyttää laippaliitoksia vain siellä, missä ne esim. tukkeumien aukaisun takia ovat välttämättömiä Kuljetusputkistoon mahdollisimman lähelle tulipesää on asennettava takaiskuläppä sekä räjähdysaukko. Puhaltimen pysähtyessä tulee takaiskuläpän sulkeutua ja estää liekin pääsy putkistoon ja puhaltimeen. Takaiskuläpän asennosta tulee olla helposti näkyvä osoitus laitoksen käyttäjää varten. Räjähdysaukko voidaan sijoittaa joko takaiskuläpän yhteyteen tai erikseen. Räjähdysaukosta (räjähdysluukusta tai repäisylevystä) purkautuvat kaasut tulee johtaa vaarattomaan tilaan Kuljetusputkeen, paikkaan, josta kattilankäyttäjä sen hyvin näkee, on sijoitettava läpivalaistu tarkastusikkuna polttoaineen tulon tarkkailua varten. Samaan yhteyteen voidaan asentaa myös painemittari tukkeumien ilmaisua varten. 5.4 Syöttöpuhaltimet Puupölyn purkauksen säiliöstä tulee tapahtua mahdollisimman tasaisesti. Puupölyn annostelun tulee tapahtua aina ejektoriin syöttöpuhaltimen painepuolelle. Purkauslaitteen ja ejektorin välissä tulee olla asianmukainen sulkusyötin Mikäli kuljetusputki pölysäiliöstä kattilan tulipesään on niin pitkä, että putkessa tarvitaan paineennostopuhallin, on puhallin rakennettava niin, ettei pöly hankauksen vaikutuksesta tarpeettomasti lämpene ja ettei puhaltimessa synny kipinöitä. Pölyn siirto-etäisyydet suositellaan kuitenkin suunniteltaviksi niin, ettei paineennostopuhallinta tarvita Syöttöpuhaltimen imuputken pää on suunnattava niin, että mahdollisen pölyräjähdyksen sattuessa räjähdyspaine pääsee purkautumaan vaarattomaan suuntaan Pöly-ilmaseoksen nopeuden tulee olla vähintään 18 m/s. Mikäli pölyn raekoko vaihtelee tuntuvasti, tulisi laskeumavaaran takia käyttää jonkin verran suurempaa nopeutta. 6. POLTTOLAITTEET 6.1 Puupölyä poltettaessa on pölyn syttyminen ja palaminen varmistettava tukiliekillä tai muuten. Öljy- tai kaasupolttimen lisäksi tukiliekin voi muodostaa myös arinalla palava polttoaine. Eräissä tapauksissa syttyminen voidaan varmistaa myös kuumista tulipesän seinämistä. 6.2 Pölypoltin on sijoitettava tulipesän seinälle sellaiseen kohtaan, missä tulipesän käyttölämpötila jatkuvasti on riittävän korkea (600 C) pölysuihkun välittömälle syttymiselle. Poltin on sijoitettava niin, ettei kuuma pölyliekki pääse vahingoittamaan muurauksia tai arinaa. 6.3 Pölypolttimen sijoituksessa on otettava huomioon myös, että pölyn tulee ehtiä palaa täydellisesti tulipesässä ennen ensimmäisiä konvektiopintoja. 6.4 Pölyliekin sekä tukiliekkien tarkkailua varten on tulipesä varustettava tarkoituksenmukaisesti sijoitetuilla ja suunnatuilla tarkkailuluukuilla. 4

49 KLTK 6 Puupölynpoltto Pölyn kuljetusilmamäärä on yleensä niin pieni, ettei se riitä pölyn polttamiseen. Sen tähden palamisilman riittävyys polttimessa on varmistettava sekä poltin varustettava tarkoituksenmukaisella ilmansäädöllä. Pölypoltin on rakennettava niin, että palamisilma ja pöly sekoittuvat riittävän tehokkaasti. 6.6 Takaisinlyöntien estämiseksi tulee pölyputken poikkipintaa polttimessa pienentää niin, että pölyilmaseoksen nopeus tässä kuristuskohdassa on vähintään 25 m/s. 7. OHJAUS- JA TURVALLISUUSLAITTEET 7.1 Kattilan yleisinstrumentoinnin suhteen on otettava huomioon erillinen "KLTK-instrumentointiohje". 7.2 Pölysäiliön ja polttimen välisen kuljetusjärjestelmän käynnistyksen ja valvonnan tulee tapahtua kattilahuoneesta. Valvontataulussa tulee olla tarpeelliset kauko-osoituslaitteet pölysäiliön pinnankorkeudesta sekä purkauslaitteen nopeudesta. Kaikki pölynkuljetusjärjestelmän moottorit on voitava pysäyttää myös kattilalaitoksen ulkopuolelta ja niiden moottorisuojakytkimet on varustettava nollajännitelaukaisulla. 7.3 Puupölyn sytytys- ja tukipolttimien liekkejä on valvottava poltinkohtaisilla liekinvartijoilla. Kun pölyn syttymis- ja palamisedellytykset tulipesässä lakkaavat olemasta voimassa, on pölyn syötön välittömästi pysähdyttävä. Tukipolttoon tulevat öljy- tai kaasuvirrat sulkeutuvat erillisen niille tarkoitetun varmistusajan sisällä. Pölyliekin valvontaan suositellaan erillistä liekinvartijaa. 7.4 Säätö-, ohjaus-, valvonta-, varmistus- ja varolaitteiden moitteeton toiminta on määräajoin kokeiltava. 8. SÄHKÖLAITTEET 8.1 Puupölyn varastointi-, käsittely- ym. tiloissa olevien sähkölaitteiden osalta on noudatettava pölyräjähdysvaarallisista tiloista annettuja Sähkötarkastuskeskuksen erikoismääräyksiä. 9. SUOJAUS SÄHKÖSTAATTISIA VARAUKSIA JA SALAMANISKUJA VASTAAN 9.1 Sähköstaattisten latausten purkamiseksi on kaikki sähköäjohtavat osat, kuten kuljetusputkisto ja siihen liittyvät laitteet, erottimet, säiliöt jne. maadoitettava huolellisesti. Laipoilla varustetut osat on maadoitettava laippojen yli. Maadoitusten on täytettävä myös ukkossuojaukselle asetetut vaatimukset. 10. PALOSUOJELUTOIMENPITEET 10.1 Pölysäiliöt, jotka sijoituspaikassaan ovat ilmeisenä vaarana ympäristölleen, on suojattava säiliöön sijoitetuilla, tarkoituksenmukaisilla, automaattisilla, jäätymättömillä sammutuslaitteilla, esim. sprinkleri-, vaahto- tai räjähdyksen sammutuslaitoksella Pölynerottimet ja putkistot on varustettava tarkoituksenmukaisilla, automaattisilla sammutuslaitteilla. (Ks. myös kohtaa 3.10.) 10.3 Pölynkäsittelylaitteistoihin sovelletaan räjähdysvaarallisista tiloista annettuja määräyksiä. Laitoksen paloturvallisuusohjeissa tulee olla yksityiskohtaiset ohjeet työskentelystä sekä hitsaustöiden suorittamisesta ko. tiloissa Pölysäiliöt on varustettava säiliön alaosaan sijoitetulla, riittävän suurella tyhjennysaukolla. 11. PUUPÖLYN POLTTO 11.1 Toimenpiteet ennen sytytystä Ennen sytytys- ja tukipolttoaineen sytytystä on kattilan tulipesää huuhdeltava ainakin 2 min. vähintään kattilan puolta kuormaa vastaavalla ilmamäärällä polttimien ja mahdollisen arinan kautta, ellei kattilan valmistaja ole määrännyt yllä mainittua tehokkaampaa tuuletusta. 5

50 KLTK 6 Puupölynpoltto Kattilan käynnistys kylmästä tilasta on suoritettava muilla polttoaineilla. Vasta kun kattilan tulipesän lämpötila on saavuttanut pysyvästi n. 600 C lämpötilan, voidaan pölynpoltto aloittaa Pölynpolton aloittaminen Kun pölynpolton aloittamisen edellyttämät olosuhteet tulipesässä ovat olemassa ja pääilmapuhallin, savukaasupuhallin sekä tukipoltto toiminnassa, tapahtuu pölyn käyttöönotto seuraavasti: - käynnistetään pölypolttimen palamisilmapuhallin - syöttöpuhallin - sulkusyötin - säiliön purkauslaite palamisolosuhteiden tulipesässä ehdittävä toimintojen välillä tasaantua. 12. LAITOSKOHTAISET OHJEET 12.1 Jokaista kattilaa varten on tehtävä yksityiskohtaiset käyttöohjeet. Näistä tulee selvitä mm. käytettävien polttoaineiden laatu ja ominaisuudet, kattilan käynnistys, valvonta käynnin aikana ja pysäytys sekä miten menetellään erilaisissa häiriö- ja vaaratilanteissa. Käyttöohjeet on pidettävä aina ajan tasalla sekä käyttöhenkilökunnan saatavilla Kullakin kattilalaitoksella tulee olla laitoskohtaiset henkilöturvallisuusohjeet. Laitteet on sähköisesti lukittava yllä mainitussa järjestyksessä Ellei pölyn jatkuva, tasainen ajo ole mahdollista, on pöly/ilmasuhteen pitämiseksi oikeana suositeltavaa ajaa pölyä jaksottain vakiomäärä. Purkausmäärä on kuitenkin syytä säätää minimiinsä ennen uutta käynnistystä Kattilan käyttöhenkilökunnan on pölypoltinta sytytettäessä jatkuvasti seurattava tapahtumia tulipesässä ja oltava valmis puuttumaan heti asiaan, ellei sytytys onnistu. Mikäli pölyn syttymisessä on häiriöitä, on syöttö heti lopetettava ja selvitettävä häiriön syy ennen uutta yritystä Pölypolton lopettaminen Lopetettaessa pölynpoltto tapahtuu laitteiden pysäyttäminen pölyn kulkusuunnassa pölysäiliön purkauslaitteesta alkaen. Syöttöpuhaltimen pysähtyminen ajoitetaan niin, että syöttöputkisto ehtii tyhjentyä. Syöttöpuhaltimen häiriön on pysäytettävä säiliön purkauslaitteet, mutta ei päinvastoin Pöly-, öljy- ja kaasupolttimia käyttöön otettaessa sekä niitä poiskytkettäessä on 6

51 KLTK 7 Soodakattilat 1997 Kattilalaitosten turvallisuusohjeet SOODAKATTILAT Suojeluohjeen on laatinut Kattilalaitosten turvallisuuskomitea (KLTK) ja se on julkaistu vuonna 1997 Teollisuusvakuutuksen suojeluohjeena G Ohjeen soveltamisala 2. Polttolipeän palamisominaisuudet 3. Räjähdysedellytysten syntyminen kattilaan 4. Rakenteelliset suojelutoimenpiteet 5. Valvontalaitteet 6. Turvallisuuslaitteet 7. Käynnistys ja käyttö 8. Pysäytysmenetelmät 9. Häiriöt ja vuodot 10. Tarkastukset 11. Laitoskohtaiset ohjeet 1. OHJEEN SOVELTAMISALA Tämä ohje koskee soodakattiloiksi kutsuttuja höyrykattiloita. joita käytetään sulfaattisellun valmistuksessa syntyvän mustalipeän sisältämien kemikaalien regenerointiin ja puusta liuotetun orgaanisen aineksen lämpösisällön talteenottoon. Polttolipeä ruiskutetaan tulipesään ja pääosa palamisesta tapahtuu tulipesän pohjalle muodostuneessa keossa. Tulipesän pohjalta laskettu sula liuotetaan laihaan valkolipeään liuottajassa. Soodakattiloiden käynnistys-, pysäytys- ja häiriötilanteissa sekä lisähöyryn tuotannossa käytetään apupolttoaineita, kuten polttoöljyä tai maakaasua. Apupolttoaineiden käytössä noudatetaan niitä koskevia määräyksiä ja ohjeita, ellei tässä ohjeessa toisin mainita. Jos soodakattiloissa poltetaan erillisissä polttimissa suopaa tai muita kaasu- tai nestemäisiä sivutuotteita. kuten tärpätti. metanoli, mäntyöljy. laimeat ja väkevät hajukaasut noudatetaan näiden poltossa soveltuvin osin asianomaisten erikoisohjeiden määräyksiä. Soodakattilalaitoksissa noudatetaan liitteen mukaisia lakeja, asetuksia, päätöksiä, ohjeita ja standardeja sekä laitoskohtaisia ohjeita ja suosituksia. Lisäksi noudatetaan Teknillisen tarkastuskeskuksen (TTK) ja Valtion Teknillisen tutkimuskeskuksen (VTT) määräyksiä, ohjeita ja tiedotteita. Tässä ohjeessa käytetään seuraavassa määriteltyjä nimityksiä: - Mustalipeällä tarkoitetaan sellun keitosta talteenotettua natriumpohjaisten keittokemikaalien ja puusta liuenneitten aineosien vesiliuosta. - Laihalipeällä tarkoitetaan pesemöstä saatavaa, talteenotettua mustalipeää. - Vahvalipeällä tarkoitetaan haihduttamalla väkevöityä mustalipeää. - Polttolipeä on tulipesään ruiskutettava lipeä, johon on yleensä lisätty lentotuhkaa ja kemikaaleja. - Laiha valkolipeä on meesan pesusta saatu liuos. - Viherlipeällä tarkoitetaan sulan ja laihan valkolipeän liuosta. 1

52 KLTK 7 Soodakattilat Suopa ja mäntyöljy ovat nestemäiset rasva- ja hartsisaippuat, jotka erotetaan mustalipeästä. - Väkeviä hajukaasuja ovat keittämön, haihduttamon ja likaislauhteiden strippauksen lauhtumattomat kaasut, joiden pitoisuus on ylemmän räjähdysrajan yläpuolella. - Laimeita hajukaasuja muodostuu kohteissa. joissa käsitellään tai säilytetään jäteliemiä tai kalkkilipeäseoksia niin. että ne ovat suorassa kontaktissa ilman kanssa. Laimeiden hajukaasujen väkevyys on aina pidettävä alemman räjähdysrajan alapuolella. - Käynnistyspolttimet ovat öljy- ja/tai kaasupolttimia. jotka sijaitsevat tulipesän polttovyöhykkeessä lähellä kekoa. Niiden tarkoituksena on tuoda lämpöä keon alueelle kattilan käynnistyksen, pysäytyksen ja lipeänpolton häiriöiden aikana (sisältävät myös ns. tukipolttimet). - Kuormapolttimilla tarkoitetaan öljy- ja/tai kaasupolttimia, jotka tavallisesti sijaitsevat tulipesän jälkipolttovyöhykkeessä lipeäpolttimien yläpuolella ja joita käytetään kattilan höyrytehon lisäämiseen. 2. POLTTOLIPEÄN PALAMISOMINAISUUDET 2.1 Polttolipeän kuiva-ainepitoisuus Polttolipeän kuiva-ainepitoisuus on yleensä yli 60 %. Tätä alempi kuiva-ainepitoisuus on pyrittävä estämään kasvavan sulavesiräjähdysvaaran takia. Kuiva-ainepitoisuus pidetään mahdollisimman tasaisena, koska sen vaihtelu aiheuttaa helposti palamishäiriöitä. 2.2 Polttolipeän muut ominaisuudet Erilaisten puulaatujen käyttö ja erilaisten sellujen keitto aiheuttaa vaihtelua lipeän laadussa. mikä on otettava huomioon polttotekniikassa. Lipeän orgaanisen kuiva-aineen kaasuuntumistuotteet muodostavat vaihtelevan seoksen palamiskelpoisia kaasuja. Niiden joukossa on mm. hiilimonoksidia. vetyä sekä metaania ja eräitä rikkiä sisältäviä kaasuja kuten rikkivetyä. Kaasuseoksen koostumus riippuu paitsi lipeän laadusta myös tulipesän olosuhteista. Palamiskelpoisten kaasujen pitoisuus tulipesän alaosassa on suuri, koska palamisilma johdetaan tulipesään korkeammalta. 2.3 Polttolipeään sekoitettavat muut aineet Polttolipeään voidaan sekoittaa kemikaalitäydennyksenä glaubersuolaa ja savukaasuista erotettu lentotuhka. Nämä aineet alentavat lipeän lämpöarvoa; suuret määrät ja epätasainen lisäys voivat aiheuttaa lipeän palamishäiriöitä. Jos polttolipeän mukana poltetaan suopaa, on sen annostelun oltava tasaista. Suopa parantaa lipeän lämpöarvoa. mutta epätasainen sekoitussuhde muuttaa kattilan palamisolosuhteita. Polttolipeään ei saa sekoittaa polttoöljyä tai tärpättiä, koska niiden sekoittaminen lipeään ei ole tasaista. Jätehapon ja vastaavien aineiden sekoittaminen lipeän joukkoon suuressa määrin ei ole suositeltavaa. 3. RÄJÄHDYSEDELLYTYSTEN SYNTYMINEN KATTILAAN 3.1 Apupolttoaineräjähdyksen edellytykset Öljypolttimista syötetty öljyilmaseos samoin kuin kaasupolttimista purkautuva kaasuilmaseos ovat normaalisti pitoisuudeltaan räjähdysrajojen sisäpuolella. Öljy- tai kaasupolttimien toimintahäiriöiden aikana voi kehittyä palamiskelpoisia kaasuja niin paljon. että ne ilmaan sekoittuneina aiheuttavat räjähdyksen. Tällaisen tilanteen voi aiheuttaa esim. käynnistyspolttimeen osunut lipeäsuihku tai putoava suolakerrostuma. Apupolttoaineräjähdyksen vaara on suurin kattilan epäonnistuneen käynnistyksen tai lipeänpolton häiriön seurauksena tehtävän uudelleensytytyksen aikana. 2

53 KLTK 7 Soodakattilat Lipeänpoltosta syntyvien kaasujen räjähdyksen edellytykset Soodakattilassa voi tulipesään kehittyä räjähtävä kaasuseos, mikäli palaminen häiriintyy niin, että lipeän kaasuuntuessa muodostuvat palamiskelpoiset kaasut eivät syty heti. Kaasuräjähdyksen aikaansaava sytytyslämpötila tai energiamäärä saattavat olla alhaisia. Kuumassa tulipesässä on häiriönkin sattuessa yli 500 C lämpötila. Sammuneessakin pesässä ovat riittäviä energialähteitä esim. muuraukset, tulistimen suolakerrostumat ja sytytysliekki sekä ennen kaikkea tulipesän pohjalla oleva hehkuva keko ja sula. Näiden kaikkien energiamäärä riittää aiheuttamaan kaasuseoksen räjähdyksen. Kaasuräjähdyksen vaara on olemassa myös kattilan tulipesän jälkeisissä osissa kuten ekonomaiserissa ja sähkösuodattimissa. 3.3 Sulavesiräjähdyksen edellytykset Sulavesiräjähdyksen vaara on erityisen suuri soodakattiloissa veden päästessä tulipesän pohjalle silloin, kun siellä on hehkuva keko. Vesi voi tällöin höyrystyä niin nopeasti, että seurauksena on tuhoisa paineaalto. Tällainen räjähdys voi tapahtua jopa useita tunteja tulen sammumisen jälkeen. Veden pääsy kekoon tai sulaan voi johtua esim. seuraavista syistä: - vuoto kattilan paineenalaisissa osissa siten, että vuotovesi pääsee tulipesään - polttolipeän kuiva-ainepitoisuuden lasku sallitun arvon alapuolelle mustalipeäjärjestelmään päässeen vuotoveden tai haihdutuksessa sattuneen häiriön tähden - vuoto palamisilman esilämmittimessä tai sularännien jäähdytysjärjestelmässä siten. että vesi pääsee tulipesään - lauhteen pääsy tulipesään hajukaasujen polttokanavasta - polttolipeäputkiston pesun aikana. elleivät lukitukset ole voimassa ja venttiilit suljettuina tai pesussa olevien putkien lipeäruiskut ulkona tulipesästä 3.4 Liuottajaräjähdyksen edellytykset Liuottajassa tapahtuu jatkuvasti pieniä räjähdyksiä sulan virratessa nesteeseen. Sulan hajoittaminen pisaroiksi vähentää "paukahtelua''. Voimakkaan sulavesiräjähdyksen vaara liuottajassa syntyy kun sulamäärä sulakourussa kasvaa. Erityinen liuottajaräjähdysvaara on olemassa mikäli yksi tai useampi sulakourun aukko tukkeutuu ja tulipesän pohjalle kerääntyy ylimääräistä sulaa. Kun sulakourun aukko tällöin avataan, on sulan virtaus jonkin aikaa erittäin voimakasta ja liuottajan räjähdysmahdollisuus on suuri. Voimakas sulavirtaus saattaa myös muodostaa liuottajaan sulakasautuman, koska kaikki sula ei ehdi liueta nesteeseen ja tällöin syntyy myös räjähdysvaara. Liuottajan rakenteesta johtuen voi seinille kerääntyä sulamöykkyjä. jotka riittävästi kasvaessaan putoavat nesteeseen ja saattavat aiheuttaa liuottajaräjähdyksen. Jos liuottajan nestepinta on liian korkealla, voi nestettä roiskua sularännin päälle aiheuttaen räjähdysvaaran. Ennen polttimen sytytystä on myös varmistettava. että liuottajassa on riittävästi nestettä, sillä sulavirtaus saattaa alkaa nopeasti polttimen sytytyksen jälkeen ja liuottajan nestetäytön aloittaminen sula-virtauksen jo alettua johtaa todennäköisesti liuottajaräjähdykseen. 4. RAKENTEELLISET SUOJELUTOIMENPITEET 4.1 Kattilalaitos Kattilalaitoksen rakentamisesta on olemassa yksityiskohtaiset määräykset. Kattilalaitoksen rakennuksen rakenteissa on myös noudatettava rakennus- ja paloturvallisuus- sekä työturvallisuusmääräyksiä. Tarkemmat määräykset sisältyvät standardiin SFS 5712: Höyrykattilat. Höyrykattilalaitos. Rekisteröitävä höyrykattila. Standardissa käsitellään kattilalaitoksen sijoittaminen, runko-, seinä- ja kattorakenteet, hoitotasot, kulkusillat, portaat, tikkaat ja poistu- 3

54 KLTK 7 Soodakattilat 1997 mistiet. Lisäksi noudatetaan laitoskohtaisia ohjeita. 4.2 Käynnistys- ja kuormapolttolaitteet Soodakattilan käynnistys- ja kuormapolttolaitteiden rakenteessa ja sijoituksessa on kiinnitettävä huomiota soodakattilakäytön asettamiin erikoisvaatimuksiin. Soveltuvia kohdin on otettava huomioon öljynpoltto-ohjeessa (G2) ja kaasunpoltto-ohjeessa (G3) esitetyt seikat. 4.3 Lipeälaitteisto Lipeäpumppujen rakenteella ja kunnossapidolla varmistetaan ettei tiivistevesi pääse polttolipeän joukkoon. Tiivisteveden määrän tarkkailuun suositellaan käytettäväksi vakiovirtaussäätimiä. Vesi- tai laihavalkolipeähuuhtelulaitteet ja höyrypuhallusyhteet rakennetaan ja niitä käytetään siten. ettei vettä tai laihalipeää pääse tulipesään. Vesi ja laihavalkolipeä-liitännät on kytkettävä irti normaalin käynnin aikana. Lipeään sekoitettavan suolan annostelulaitteiden tulee olla sellaiset. että suolalisäys tapahtuu tasaisesti ja suola on riittävän hienojakoista. Mikäli lipeään sekoitetaan suopaa, jätehappoa tms. on niiden annostelulaitteiden oltava sellaiset, että sekoitussuhde on jatkuvasti valvottavissa. Vahvalipeän seisokkiaikaisessa varastoinnissa on huolehdittava siitä, että lipeän ja veden erottuminen varastosäiliössä estetään. Tämän johdosta varastosäiliö suositellaan varustettavaksi lipeän sekoitus- tai kierrätyslaitteilla. Kattilan lentotuhkan palautus-järjestelmä on rakennettava siten, ettei mahdollisen vuodon johdosta tuhkasuppiloihin kerääntynyt vesi pääse tulipesään. Lipeälaitteiston rakenteessa on joka suhteessa kiinnitettävä erityistä huomiota siihen, ettei vettä pääse polttolipeän joukkoon. 4.4 Muut polttolaitteet Väkevät hajukaasut poltetaan soodakattilassa niitä varten suunnitelluissa polttimissa. Näiden osalta noudatetaan soveltuvin osin kaasunpolttolaitteiden ohjeita. Laimeat hajukaasut voidaan syöttää pesään primääri-ilman yläpuolisista ilmarekistereistä. Sallitut hajukaasuosuudet polttoilmasta määritetään tapauskohtaisesti. Hajukaasuja poltetaan ainoastaan lipeänpolton aikana. Minimilipeäkuorman määrittää kattilatoimittaja tapauskohtaisesti. Hajukaasujen lauhteiden poistoon on syytä kiinnittää erityistä huomiota. Mikäli soodakattilassa poltetaan erillisissä polttimissa suopaa on sen polttolaitteissa noudatettava lipeälaitteistolle yllä esitettyjä ohjeita. Mikäli soodakattilassa poltetaan erillisissä polttimissa mäntyöljyä, tärpättiä tai metanolia on näiden polttolaitteissa soveltuvan osin noudatettava öljynpolttolaitteiden ohjeita. 4.5 Polttoilmalaitteisto Kiertovedellä ja/tai höyryllä toimivien palamisilman esilämmityspattereiden jälkeiset ilmakanavat on rakennettava siten, ettei mahdollinen vuotovesi ja/tai lauhde pääse tulipesään. Polttoilmalaitteiston rakenteella varmistetaan ilman hyvä sekoittuminen palavien kaasujen kanssa kaikilla kuormitus-tasoilla. Apupolttoaineiden polttimille on varmistettava riittävä palamisilman saanti. Kullakin polttimella tulee olla ilmamäärän asettelumahdollisuus. Johdettaessa laimeita hajukaasuja palamisilman seassa on ilmajärjestelmä varustettava laittein, jotka estävät vuodot kattilahuo- 4

55 KLTK 7 Soodakattilat 1997 neeseen normaalin käytön ja myös ilma-aukkojen puhdistuksen aikana. Kaasulinja varustetaan tarvittavilla liekinesto-, pisaranerotus- ja esilämmityslaitteilla. 4.6 Sulakourut ja liuottaja Sulakourujen jäähdytysjärjestelmä suositellaan rakennettavaksi lappo- tai alipaineperiaatteella toimivaksi. Jäähdytysveden tulee olla täyssuolanpoistettua. Sulakourut täytyy varustaa tehokkailla sulanhajottajilla. Sulakourujen edusta suunnitellaan siten. että henkilöiden nopea poistuminen on mahdollista. Liuottaja rakennetaan lujarakenteiseksi ja varustetaan paineenpurkausaukoilla, jotta liuottajaräjähdyksessä syntyvä paine pääsee purkautumaan. Paineenpurkausaukot on suunniteltava siten, ettei purkautuva paine tai viherlipeä aiheuta henkilövaaraa. 5. VALVONTALAITTEET 5.1 Polttimien valvontalaitteet Kattiloiden polttimet varustetaan automaattisilla liekinvalvonta-, sulku- ja lukituslaitteilla. Liekinvalvontalaitteiden vikaantuessa ne on kunnostettava ennen apupolttoaineiden käyttöä. Valvontalaitteita valittaessa otetaan huomioon soodakattilakäytön erikoisvaatimukset. Mikäli soodakattilassa poltetaan hävittämistarkoituksessa suopaa. mäntyöljyä, tärpättiä, metanolia, hajukaasuja jne. on näiden polttimien valvontalaitteissa soveltuvia osin noudatettava KLTK:n Öljynpoltto- ja Kaasunpoltto-ohjeita sekä mustalipeän käsittelyn valvontalaitteiden ohjeita. 5.2 Savukaasujen valvontalaitteet Soodakattila on varustettava savukaasuanalysaattoreilla. Piirtäviksi mittauksiksi suositellaan ainakin happipitoisuuden ja palamiskelpoisten kaasujen pitoisuuden mittaukset. Isoissa kattiloissa olisi suositeltavaa mitata happipitoisuus molemmilta puolilta kattilaa, jotta palamisen vinous olisi hallittavissa. On suositeltavaa mitata myöskin savukaasujen lämpötilat molemmilta puolilta kattilaa useammasta kohtaa savukaasujen virtaussuunnassa. 5.3 Polttolipeän valvontalaitteet Polttolipeän kuiva-ainepitoisuutta on valvottava jatkuvatoimisella, hälyttävällä mittauksella. Lipeän syöttö kattilaan on lopetettava, kun lipeän kuiva-ainepitoisuus laskee alle 58 %. Myös polttolipeän virtaus on mitattava. Mittaus kalibroidaan kerran viikossa. 5.4 Muut valvontalaitteet Keon ja kaikkien polttimien toiminnan valvomiseksi tulipesä on varustettava sopivilla aukoilla, jotka on pidettävä puhtaina. Käyttäjällä tulee olla mahdollisuus valvomosta jatkuvasti todeta, joko instrumentteja tai tulipesäkameraa käyttäen keon muoto ja lämpötila sekä ruiskujen toiminta. Sulakourujen aukipysymistä suositellaan valvottavaksi kameran välityksellä valvomosta. 6. TURVALLISUUSLAITTEET 6.1 Lukitus- ja hälytysjärjestelmä Soodakattila on varustettava asianmukaisella lukitusjärjestelmällä, joka estää laitteiden käynnistyksen ja käytöstä ottamisen väärässä järjestyksessä ja joka häiriön sattuessa kytkee laitteet irti automaattisesti turvallisessa järjestyksessä. Soodakattila on myös varustettava riittävällä määrällä hälytyksiä, jotta valvomossa on heti paikallistettavissa tapahtuneet häiriöt. Soodakattilan automaatiojärjestelmän tulee olla sellainen, että vaaratilanteet sen avulla ovat hallittavissa. 6.2 Apupolttoaineen pysäytys Keskeytettäessä apupolttoaineen syöttö kattilaan toimitaan öljyn- ja kaasunpoltto-ohjeiden 5

56 KLTK 7 Soodakattilat 1997 mukaisesti. Soodakattilaitos on varustettava ao. pysäytyksen vaatimilla valvomo- ja paikalliskytkimillä. 6.3 Vaarahälytysjärjestelmä Soodakattila on varustettava riittävällä määrällä ääni- ja valohälytyslaitteita, jotka voidaan käynnistää valvomosta vaaran uhatessa. Hälytyslaitteiden tulee sijaita siten, että kattilalaitoksen sisäpuolella olevat sekä sisään pyrkivät havaitsevat hälytyksen. Vaarahälytys aktivoituu, kun pikapysäytys käynnistyy. 6.4 Pikapysäytysjärjestelmä Soodakattila on varustettava pikapysäytysjärjestelmällä. Pikapysäytyksen käynnistämiseksi on valvomossa oltava erillinen kytkin. Pysäytys ja sen valvonta sekä jatkotoimenpiteet hoidetaan valvomosta tai muusta turvallisesta paikasta. 6.5 Pikatyhjennysjärjestelmä Soodakattila on varustettava pikatyhjennysjärjestelmällä, joka voidaan käynnistää erillisellä kytkimellä tarvittaessa, kun pikapysäytykseen sisältyvät päätoimenpiteet on hyväksytysti suoritettu ja todettu. Pikatyhjennysjärjestelmään kuuluu joukko ulospuhallusputkia, joista kukin on varustettu vähintään yhdellä kauko-ohjattavalla ja yhdellä käsikäyttöisellä venttiilillä sarjaan kytkettynä. Alimmat pikatyhjennysputket yhdistetään kattilan laskuputkiin siten, että vedenpinta saadaan laskettua 3 metrin korkeudelle kattilan pohjasta ja muut verhoputkien jakotukkiin tai verhoputkien laskuputkiin. Putkisto mitoitetaan siten. että veden pinta voidaan laskea verhoputkien alapään tasolle tai nokan korkeudelle noin 10 minuutissa ja tästä lopulliselle korkeudelle noin 20 minuutissa. Tyhjennysputket johdetaan suoraan ulkoilmaan siten, ettei purkautuvasta vedestä ole vaaraa. Tyhjennysputket voidaan myös johtaa erilliseen ulospuhallussäiliöön, jossa paisuntahöyry erotetaan vedestä ennen sen johtamista ulkoilmaan. Pikatyhjennyksessä tapahtuvan vedenpinnan laskun valvomiseksi on kattila varustettava sen koko korkeudella toimivalla vedenpinnan rekisteröintilaitteella. Pikatyhjennysputkien käsikäyttöisissä venttiileissä tulee olla ääriasentokytkimet, jotta valvomosta todetaan venttiilien olevan auki. 6.6 Muut järjestelmät Soodakattilassa on varmistettava turvallisuuden kannalta tarpeellisten instrumenttien ja sähkölaitteiden toiminta häiriötilanteissa esim. sähköhäiriön tai instrumentti-ilmakatkoksen aikana. 7 KÄYNNISTYS JA KÄYTTÖ 7.1 Käytön edellytykset Soodakattilan käynnistystä edeltävät toimenpiteet ja käyttöedellytykset suunnitellaan ja toimenpiteiden suorituksesta on suositeltavaa pitää kirjaa. Järjestelmällisillä toimenpiteillä estetään käynnistyksen ja käytön aikana ilmeneviä häiriöitä ja keskeytyksiä sekä häiriöistä aiheutuvia vahinkoja. Soodakattilan käyttöhenkilökunnan on tunnettava käynnistys- ja käyttöohjeet sekä toimintaohjeet vaaratilanteiden ehkäisemiseksi. 7.2 Käynnistys ja käyttö Soodakattila käynnistetään aina apupolttoaineilla. Ennen polttimien sytytystä on tulipesää tuuletettava ainakin 3 minuuttia puolta kuormaa vastaavalla ilmamäärällä, mikäli kattilan valmistaja ei ole määrännyt vieläkin tehokkaampaa tuuletusta. Tuuletusilma on johdettava tulipesään alimpien ilmarekisterien kautta. Käynnistyspolttimien sytytyksessä menetellään kuten polttoöljyä ja kaasua koskevissa erityisohjeissa on mainittu. Soodakattilan polttimia käynnistettäessä on aina käytettävä sytytintä eikä toisen polttimen liekkiä. Polttoil- 6

57 KLTK 7 Soodakattilat 1997 ma on pidettävä riittävänä, mieluimmin runsaana. Tarvittaessa voidaan ilmamäärää lisätä lipeäpolton ilmasuuttimien kautta sopivaan kohtaan. Kattilan käynnistyksen aikana suositellaan polttimien vuorottaista käyttöä tulipesän tasaisen lämpenemisen saavuttamiseksi. Lipeänpolton saa aloittaa vasta. kun tulipesän lämpötila on riittävä lipeän syttymiseksi. Lipeänpoltto aloitetaan ruiskuttamalla lipeää tulipesään jaksottaisesti tai ottamalla lipeäpolttimet käyttöön yksi kerrallaan. Palavan polttoaineen määrää vähitellen lisättäessä on myös vastaavasti lisättävä ilman määrää tulipesään pyrkien samalla pitämään savukaasujen happimäärä mahdollisimman tasaisena. Tulipesän vetoa on seurattava ja pidettävä se tasaisena. Jos savukaasujen happimäärässä tai tulipesän vedossa esiintyy normaalia suurempia vaihteluja, on viimeksi käyttöön otettu poltin poistettava tai yksipolttimisessa kattilassa lipeän syöttö vähäksi aikaa katkaistava. Palamisen vakaannuttaa voidaan lipeän syöttöä tulipesään varovaisesti lisätä. Ellei lipeän polton aloittaminen onnistu em. keinolla, on ennen uutta käynnistysyritystä selvitettävä ja poistettava häiriön syy. Öljy- tai kaasupolttimet voidaan pitää toiminnassa, mikäli niiden toiminta on häiriötöntä. Kun lipeänpoltto on saatu käyntiin sammutetaan käynnistyspolttimet yksi kerrallaan käyttöohjeen mukaisesti. Kaasuräjähdyksen välttämiseksi on aina syötettävä riittävä määrä palamisilmaa tulipesän alaosaan primääri-ilmarekisterin kautta. Tämä koskee erikoisesti tilanteita joissa vain kuormituspolttimet ovat käytössä tai joissa näiden lisäksi poltetaan lipeää vain hyvin pienellä teholla. Määräaikaisilla tarkastuskierroksilla on valvottava laitteiston kuntoa ja palamisen tasaisuutta. Tarkastuskierroksilla on erityisesti kiinnitettävä huomiota ja puhdistettava säännöllisesti: - öljypolttimet ja niiden aukot - lipeäpolttimet - ilma-aukot - sulakourut jäähdytyksineen ja kourujen aukot - tulipesäkamerat 8. PYSÄYTYSMENETELMÄT 8.1 Normaali pysäytys Normaali pysäytys tehdään etukäteen suunnitellun ohjelman mukaan. jolloin olosuhteet pysäytyksen aikana ovat turvalliset. Pyrkimyksenä on riittävää huolellisuutta noudattaen luoda edellytykset seuraavaa käynnistystä ja huoltotoimenpiteitä varten. Menettelyssä siirrytään vaiheittain lipeänpoltosta öljyn- tai kaasunpolttoon ja lopuksi pysäytetään toiminnot. Normaali pysäytys tehdään seuraavasti: - Lipeän ruiskutusta vähennetään asteittain ja samalla otetaan käyttöön tarpeellinen määrä käynnistyspolttimia yksi kerrallaan. Polttimien sytytystapahtuma on tuuletusta lukuunottamatta samankaltainen kuin käynnistyksessä. Tässä yhteydessä käyttäjän on erityisesti huolehdittava. ettei polttimien alueella muodostu räjähdyskelpoista kaasuseosta. Polttimia huuhdellaan palamisilmalla riittävän kauan sen varmistamiseksi, ettei poltinrekisteriin ole jäänyt palamiskelpoisia kaasuja. - Öljyn- tai kaasunpolttoa jatketaan riittävällä teholla siihen asti kunnes tulipesän pohjalla oleva keko on palanut, minkä jälkeen polttotehoa vähennetään. Polttimet sammutetaan yksitellen kattilan käyttöohjeen mukaisesti. Otettaessa kattila pois käytöstä suljetaan ilman virtaus polttimille vasta kun tulipesä on tuulettunut. - Pysäytetään puhaltimet, pumput ja muut laitteet kattilan käyttöohjeen mukaisesti sekä varmistetaan säätimien tila. 7

58 KLTK 7 Soodakattilat Kattilasuoja Kattilasuojalla ymmärretään seuraavien ehtojen muodostamaa kokonaisuutta, jonka voimassaolo on edellytyksenä kattilan toiminnalle. Lisäksi voidaan asettaa kattilakohtaisia ehtoja. Kattilasuoja kunnossa - tieto saadaan kun: - tulipesän paine on pienempi kuin asetettu yläraja - lieriön pinta on alavesirajan yläpuolella (alitus sallittu sekunnin ajan) - primääri-ilmapuhallin käy - sekundääri-ilmapuhallin käy - primääri-ilmavirtaus ja kokonaisilmavirtaus ovat riittävät (alitus sallittu 10 sekunnin ajan) - vähintään yksi savukaasupuhallin käy ja sen edessä ja jäljessä olevat pellit ovat auki Mikäli kattilasuoja ei ole kunnossa niin: - öljyn ja kaasun poltto loppuu - polttolipeäpumput pysähtyvät - polttolipeän säätöventtiilit sulkeutuvat - tuuletus ei käynnisty automaattisesti 8.3 Pikapysäytys Pikapysäytyksen tarkoituksena on lopettaa välittömästi lipeän poltto ja keon palaminen katkaisemalla polttoaineiden syöttö ja palamisilman tulo tulipesän alaosaan. Pikapysäytys tehdään valvomossa pikapysäytyskytkimellä. Kun pikapysäytyskytkintä painetaan tapahtuvat seuraavat toiminnot: - soodakattilahuoneessa käynnistyy poistumishälytys ääni- ja valohälytyksenä - pikapysäytyksen/pikatyhjennyksen tapahtumaraportointi käynnistyy - polttolipeäpumput pysähtyvät - polttolipeän paineen ja lämpötilan säätöventtiilit sulkeutuvat - öljy- ja kaasupolttimet pysähtyvät ja pääsulkuventtiilit sulkeutuvat - primääri-ilmapuhallin pysähtyy ja primääriilman säätöpellit sulkeutuvat - sekundääri- ja tertiääri-ilman säädöllä varmistetaan huuhteluilman tulo keon yläpuolelle. Keon palamisalueella sijaitsevat sekundääri-ilmat suljetaan. - päähöyryn sulkuventtiilit sulkeutuvat - käynnistyslinjan venttiilit avautuvat (säätöventtiili 20 %) - nuohous pysähtyy - sähkösuotimien suurjännitteet kytkeytyvät pois - tuhka- ja suolakuljettimet pysähtyvät - pikatyhjennyksen kolmen minuutin aikaviive käynnistyy Säätöventtiilit ja -pellit suljetaan ohjaamalla säätöpiiri käsiajolle ja säätäjän ulostulo nollaan. 8.4 Pikatyhjennys Pikatyhjennyksen tarkoituksena on estää veden pääsy kosketukseen sulan kanssa. Pikapysäytyksen jälkeen voidaan erillisestä kytkimestä harkinnan mukaan käynnistää pikatyhjennys valvomosta tai muusta turvallisesta paikasta käsin. Pikatyhjennys suoritetaan, mikäli: - todetaan vuoto kattilan paineenalaisissa osissa sellaisella alueella, että vettä pääsee tulipesään - on perusteltua syytä epäillä sellaisen vuodon olemassaoloa, että vettä pääsee tulipesään - jostakin kattilan ulkopuolisesta laitteesta pääsee vettä tulipesään eikä vuotoa voida estää Pikatyhjennyksessä alennetaan kattilan vedenpinta n. kolmen metrin korkeudelle tulipesän pohjasta n. 30 minuutin aikana. Pikatyhjennyksen alimmat yhteet sijoitetaan laskuputkiin siten, että niiden keskilinjat ovat n. kolmen metrin korkeudella tulipesän pohjasta laskettuna. Pikatyhjennyksen jälkeen kattilan paine lasketaan kattilalle sallitulla nopeudella. Mikäli pikatyhjennys käynnistetään alle kolmen minuutin kuluttua pikapysäytyksen 8

59 KLTK 7 Soodakattilat 1997 käynnistämisestä tapahtuvat välittömästi seuraavat toiminnot: - syöttöveden säätö- ja sulkuventtiilit sulkeutuvat - ruiskutusveden säätö- ja sulkuventtiilit sulkeutuvat Kun pikatyhjennyksen aikaviive on kulunut loppuun tai pikatyhjennyskytkintä painetaan aikaviiveen jälkeen tapahtuvat lisäksi seuraavat toiminnot: - syöttövesipumput pysähtyvät ja estetään turbopumpun käynnistyminen - kaikki pikatyhjennysventtiilit avautuvat - käynnistysventtiilit sulkeutuvat - kymmenen minuutin kuluttua ylemmät eli verhoputkien pikatyhjennysventtiilit sulkeutuvat Jos pikatyhjennyskytkin palautetaan niin pikatyhjennysventtiilit sulkeutuvat. Pikatyhjennysventtiilit voidaan koestaa linjakohtaisesti käytön aikana sulkemalla pikatyhjennysventtiilien edessä olevat käsiventtiilit. Koestuksen jälkeen käsiventtiilit tukitaan aukiasentoon. 9. HÄIRIÖT JA VUODOT Tulen sammuminen käytön aikana on vaarallisempaa kuin epäonnistunut sytytys. koska häiriö tulee yleensä yllättäen ja syytä häiriöön ei aina varmasti tiedetä. 9.1 Apupolttoaineiden palamishäiriöt Soodakattiloissa on tapahtunut useita apupolttoaineiden aiheuttamia tulipesäräjähdyksiä. Jos polttimessa ei tapahdu jatkuva syötettävän polttoaineen syttyminen. on olemassa mahdollisuus räjähdyskelpoisen kaasuseoksen syntymiseen. Soodakattilan apupolttoaineiden polttimien kuntoon on kiinnitettävä erityistä huomiota, koska olosuhteista johtuen polttimien likaantuminen on nopeata. Putoilevat suolakerrostumat voivat myös sammuttaa liekin. Nuohouksen aikana on olemassa kuormituspolttimien toiminnan häiriintymisen vaara varsinkin. jos kuorma on pieni. Tällaisessa tapauksessa suositellaan käynnistyspolttimien käyttöä keon sammumisen estämiseksi. 9.2 Lipeän palamishäiriöt Käytönvalvontamittareita seuraamalla on valvottava, että palaminen on täydellistä ja ellei näin tapahdu, on heti ryhdyttävä tarpeellisiin säätötoimiin. Vaihtelut höyrynkehityksessä ja savukaasujen happipitoisuudessa ovat yleensä osoitus siitä, että lipeän palaminen ei ole tasaista. Talloin on etsittävä syy palamisen epätasaisuuteen ja tehtävä tarpeelliset korjaustoimenpiteet. Yleisimmät syyt palamisen epätasaisuuteen ovat: - lipeän laadun vaihtelu - palamisilman virheellinen määrä tai jako - nuohouksen aikana tulistimesta putoavat suolakerrostumat - lipeäsuuttimen viallisuus - lipeän alhainen kuiva-ainepitoisuus - liian alhainen lipeämäärä Jos palamista ei voida pitää tasaisena lipeän syöttömäärän tai lämpöarvon ollessa alhainen (esim. alhainen reduktio- ja kaustisointiaste tai suuri suolalisäys) on palamisen vakiinnuttamiseksi käytettävä käynnistyspolttimia. Virheellinen lipeän syöttö- ja ilmamäärän suhde aiheuttaa keon kasvamisen suureksi ja tällöin on vaara, että keko luhistuu ja tukkii primääriilma-aukot. Yleensä tällaiset häiriöt ovat korjattavissa vähentämällä lipeän syöttöä ja käyttämällä käynnistyspolttimia. Käynnistyspolttimia käytettäessä on huolehdittavaa että polttimien edusta on vapaa eikä keko pääse kaatumaan polttimien päälle. Kekoon johdettavaa ilmamäärää on myös lisättävä häiriön yhteydessä. Polttolipeän kuiva-ainepitoisuuden laskiessa normaalitasosta esim. kolme prosenttiyksikköä, johtaa se tavallisesti lipeän palamisen 9

60 KLTK 7 Soodakattilat 1997 häiriintymiseen ja sulavesiräjähdyksen mahdollisuuden lisääntymiseen. Sen tähden syy kuiva-ainepitoisuuden laskuun on heti selvitettävä ja ellei sitä voida poistaa, on lipeän poltto keskeytettävä ja ryhdyttävä tarpeellisiin toimenpiteisiin. Nuohouksen aikana voi tulistimesta pudota suuria suolakerrostumia, jotka aiheuttavat tulipesässä paikallisia palamishäiriöitä. Käyttämällä käynnistyspolttimia tällaiset häiriöt ovat yleensä poistettavissa. Jos lipeän palaminen ei ole hallittavissa ja keko alkaa sammua, on suljettava lipeävirtaus sekä aloitettava lipeänpoltto uudelleen käynnistyspolttimen avulla. 9.3 Sähköhäiriöt Lyhytaikaisen sähköhäiriön jälkeen kattila voidaan käynnistää normaalien käynnistysohjeiden mukaan. Jos sähköhäiriö jatkuu pitkään. toimitaan laitoskohtaisten mahdollisuuksien mukaan ja kattila saatetaan valmiustilaan kattilakohtaisten ohjeiden mukaan. 9.4 Syöttövesihäiriöt Kattilakohtaisissa ohjeissa on oltava yksityiskohtaiset toimintaohjeet KLTK:n ohjeen Höyrykattilan vesi-höyryjärjestelmä" mukaisesti. Ylisuuri syöttövesivirtaus höyryn kehitykseen verrattuna on yleensä merkkinä vuodosta jossakin kattilan osassa. Riippuen vuodon paikasta tehdään pikapysäytys tai normaali pysäytys. 9.5 Vesivuoto tulipesään Jos on epäiltävissä tai on todettu sellainen vuoto. että vettä pääsee tulipesään, on heti tehtävä pikapysäytys ja tilanteesta riippuen myös pikatyhjennys. Merkkeinä tällaisista vuodoista ovat seuraavanlaiset ilmiöt: - veden ja sulan kohdatessa tapahtuvat paukahdukset - vuodon aiheuttama ääni - kattilan vedonsäädössä tapahtuvat häiriöt - suuri syöttövesivirtaus höyryn kehitykseen verrattuna - paikalliset palamishäiriöt keossa 9.6 Vesivuoto tulipesän ulkopuolella Mikäli vuoto sijaintinsa johdosta antaa vettä tai höyryä yksinomaan tulipesän ulkopuolelle on kattila tässäkin tapauksessa pysäytettävä vuodon laadun mukaan normaalipysäytyksellä tai pikapysäytyksellä. 9.7 Tulistinvuoto Suuri tulistinvuoto aiheuttaa vaikeuksia kattilan hallittavuudessa ja tällöin on tehtävä pikapysäytys. Jos tulistinvuoto on todettu sellaiseksi, että se vaurioittaa tulipesän vesiputkia, tehdään pikatyhjennys. Pieni tulistinvuoto on yleensä vaikeasti todettavissa. Jos on epäiltävissä tällaisen vuodon olemassaoloa. lopetetaan lipeän poltto ja etsitään vuoto apupolttoainepolton aikana. Vuodosta riippuen kattilalle tehdään normaali pysäytys heti tai joissakin tapauksissa voidaan pysäytys siirtää sopivampaan ajankohtaan. Tulistinvuodot ovat vaikeasti varmuudella tunnistettavissa, joten ne on yleensä käsiteltävä vesivuotoina. 9.8 Vuoto ekonomaiserissa tai keittoputkistossa Suuri vuoto aiheuttaa häiriöitä kattilan veden syötössä ja vedonsäätö voi tulla hallitsemattomaksi. Tällöin on tehtävä kattilalle pikapysäytys. Pieni vuoto ekonomaiserissa tai keittoputkistossa ei aiheuta merkittäviä kattilan hallintavaikeuksia. Tällöin kattila pysäytetään normaalisti. Kattilan rakenteesta riippuen voi keittoputkiston vuodosta päästä vettä myös tulipesään. Tällöin on tehtävä heti pikapysäytys ja tilanteesta riippuen myös pikatyhjennys. 10

61 KLTK 7 Soodakattilat TARKASTUKSET 10.1 Kattilan vesipesu Kattilan pysäytyksen jälkeen mahdollisesti tehtävässä vesipesussa on olemassa sulavesiräjähdyksen vaara. Pesua ei saa aloittaa niin aikaisin. ettei tulipesän pohjalla oleva sula ole vielä ehtinyt riittävästi jäähtyä. Kattilan vesipesu tehdään siten, että kattilaan joutuva kosteus haihtuu mahdollisimman nopeasti, koska kosteus yhdessä suolan kanssa aiheuttaa voimakasta syöpymistä. Jos on oletettavissa, että pesun yhteydessä vettä pääsee myös kattilan ulkopuolelle eristeisiin, on kattilan syöpymä-mittauksissa tarkkailtava myös ulkopuolista syöpymää. Jos pesun yhteydessä kattilan pohjalle kerääntyy suuria määriä suolaa, on käynnistyksen yhteydessä otettava huomioon, että suola sitoo itseensä vettä. Käynnistys on pesun jälkeen tehtävä varovaisesti, jotta suolan sisältämä vesi ehtii höyrystyä. Vesipesussa on noudatettava ETY:n suositusta soodakattilan pohjan compound-rakenteiden tarkastamiseksi Kattilan putkiston määräaikaistarkastukset Koska veden pääsy tulipesään aiheuttaa soodakattiloissa sulavesiräjähdyksen vaaran, on näissä kattiloissa paineastia-asetuksen määräämien paineastiatarkastusten lisäksi suoritettava myös seinämänpaksuusmittauksia ja käytettyjen suojausten tarkastuksia kaikissa kattilan paineenalaisissa putkissa, joihin syntynyt vuoto mahdollistaa vuotoveden pääsyn tulipesän pohjalle. Soodakattiloissa paineenalaiset putket voivat syöpyä erittäin nopeasti varsinkin tulipesän alaosassa. Tarkastukset suoritetaan mahdollisimman säännöllisin väliajoin. Tarkastusvälin pituus (1-3 v) riippuu tulipesän seinämärakenteesta ja siinä käytettyjen materiaalien syöpymiskestävyydestä. Tarkastuksissa suositellaan käytettäväksi systemaattista mittauskohtien valinta-, merkitsemis- ja kartoitusmenetelmää sekä mittaustulosten tallentamista ATK-järjestelmään. 11. LAITOSKOHTAISET OHJEET Kattilan valmistajan on tehtävä käyttöhenkilökunnalle yksityiskohtaiset käyttöohjeet. Näistä tulee selvitä mm. käytettävien polttoaineiden laatu ja ominaisuudet, kattilan käynnistys, valvonta käynnin aikana ja pysäytys sekä miten menetellään erilaisissa häiriö- ja vaaratilanteissa. Laitoskohtaisesti on määrättävä ne eri työvuoroissa käyttöön osallistuvat henkilöt, jotka tekevät päätöksen kattilan pysäyttämisestä ja tällöin käytettävästä menetelmästä häiriö- ja räjähdysvaaratilanteessa. Lopullinen ratkaisu tehdään mieluimmin aina kahden henkilön yhteisellä päätöksellä. Myös päätöksen tekijöiden varamiehet olisi määrättävä. Räjähdysvaaran johdosta on laitoskohtaisesti nimettävä myös ne henkilöt. jotka tekevät päätöksen siitä, milloin vesipesu voidaan turvallisesti aloittaa. Käyttöohjeet on pidettävä ajan tasalla sekä käyttöhenkilökunnan saatavilla. Kullakin kattilalaitoksella tulee olla laitoskohtaiset henkilöturvallisuusohjeet. Kattilalaitoksen käytönvalvojan tulee hyväksyä ja todeta lukitusjärjestelmään tehtävät muutokset. 11

62 KLTK 7 Soodakattilat 1997 Liite 1 (Liitettä ei ole päivitetty vuoden 1997 jälkeen). Lait, asetukset, päätökset, ohjeet ja standardit Kaasut - Laki räjähdysvaarallisista aineista 263/53. muutokset 143/73, 89/83, 463/87, 135/91 - Maakaasuasetus 623/87, muutos 686/90 - Kauppa- ja teollisuusministeriön päätös maakaasuasetuksen soveltamisesta 624/87 - Nestekaasuasetus 316/79, muutos 1107/81 - Kauppa- ja teollisuusministeriön päätös nestekaasuasetuksen soveltamisesta 317/79, muutokset 715/80 ja 757/81 - SFS Kaasupolttimet. Ohjaus-, säätö- ja liekinvalvontalaitteet. Palavat nesteet - Laki räjähdysvaarallisista aineista 263/53, muutokset 143/73, 89/83, 463/87, 135/91 - Kauppa-ja teollisuusministeriön päätös palavista nesteistä annetun asetuksen soveltamisesta 313/85 - Luettelo yleisimmista palavista nesteistä ja niiden ominaisuuksista (KTM) Asetus vaarallisten kemikaalien teollisesta käsittelystä ja varastoinnista 682/90, muutos 703/92 - Kauppa- ja teollisuusministeriön päätös vaarallisten kemikaalien teollisesta käsittelystä ja varastoinnista annetun asetuksen soveltamisesta 683/90, muutos 704/92 - Asetus öljylämmityslaitteistosta 276/83 - SFS Sumutusöljypolttimet. Varmuustoiminnat - SFS Sumutuspolttimet. Toiminta ja testaus - SFS Höyrykattilat. Höyrykattilalaitos. Rekisteröitävä höyrykattila - SFS Putkistot - SFS Höyrykattilan tarkastus- ja puhdistusaukot sekä luukut - SFS Höyrykattilan käyttöönotto- ja määräaikaistarkastukset - SFS Painekoe Kattilalaitosten turvallisuuskomitean ohjeet - Teollisuusvakuutuksen suojeluohje G 9 Höyrykattiloiden ja pölylämmityslaitteiden rakenne - Teollisuusvakuutuksen tietolehti n:o 59 Kattilalaitosten henkilöturvallisuusohjeet - Teollisuusvakuutuksen suojeluohje G 2 Öljynpoltto - Teollisuusvakuutuksen suojeluohje G 3 Kaasun poltto - Teollisuusvakuutuksen suojeluohje G 10 Automaatio ja instrumentointi - Teollisuusvakuutuksen suojeluohje G 11 Höyrykattilan vesi-höyryjärjestelmä - Teollisuusvakuutuksen suojeluohje G 13 Kattilalaitoksen suunnittelu Muita ohjeita ja lakeja ETY - soodakattilavaliokunta: - Soodakattiloiden suojaussuositus Suositus soodakattilan pohjan compoundrakenteiden tarkastamiseksi 1993 Ilmansuojelulaki 67/82, 66/86 Kemikaalit - Kemikaalilaki 744/89, muutokset 84/91, 757/92, 766/92 - Kemikaaliasetus 620/90, muutokset 287/91, 835/92 - Asetus vaarallisten kemikaalien teollisesta käsittelystä ja varastoinnista 682/90, muutos 703/92 - Kauppa- ja teollisuusministeriön päätös vaarallisten kemikaalien teollisesta käsittelystä ja varastoinnista annetun asetuksen soveltamisesta 683/90, muutos 704/92 Paineastiat - Paineastialaki 98/73, muutokset 566/75, 464/87, 1350/91 - Paineastia-asetus 549/73, muutokset 672/75, 636/77, 1106/81, 257/84, 506/87, 1024/91 - Asetus kattilalaitosten käytön valvojien pätevyyskirjoista 213/78 - Kauppa- ja teollisuusministeriön päätös paineastiaasetuksen soveltamisesta 69/75, muutokset 392/84, 1025/91 - Kauppa- ja teollisuusministeriön päätös höyrykattilaan tai painesäiliöön liitetyistä putkistoista 71/75, muutokset 394/84, 1027/91 12

63 KLTK 8 Karkean 1985 polttoaineen poltto Kattilalaitosten turvallisuusohjeet KARKEAN POLTTOAINEEN POLTTO Suojeluohjeen on laatinut Kattilalaitosten turvallisuuskomitea (KLTK) ja se on julkaistu vuonna 1985 Teollisuusvakuutuksen suojeluohjeena G Soveltamisala 2. Kiinteät polttoaineet 3. Syöttölaitteet 4. Polttolaitteet 5. Yhdistetty lämmitys 6. Sytytys 7. Käyttö 8. Pysäytys 9. Laitoskohtaiset käyttöohjeet 1. SOVELTAMISALA 1.1 Tämä ohje koskee karkean polttoaineen polttoa höyry- tai kuumavesikattiloissa silloin, kun kysymyksessä eivät ole varsinaiset poltinja muut pölylämmitysmenetelmät, vaan poltto tapahtuu arinalla, syklonipesässä tai vastaavissa. 1.2 Tätä ohjetta sovelletaan karkean polttoaineen poltossa silloinkin, kun samanaikaisesti käytetään muita polttoaineita tai muita polttotapoja. Niiden osalta tulee noudattaa asianomaisia poltto-ohjeita. 2. KIINTEÄT POLTTOAINEET 2.1 Kiinteitä polttoaineita ovat esimerkiksi kivihiili, ruskohiili, turve, puu, kuoret, paperi ja erilaiset kiinteät kasvi-, teollisuus- ja talousjätteet. Mainitut polttoaineet voivat olla myös sopivalla tavalla esikäsiteltyjä, esimerkiksi murskattuja, kuivattuja, lajiteltuja tai briketoituja. Sama polttoainelaji voi olla myös useissa eri muodoissa, kuten puu halkona, hakkeena, vanerijätteenä, lastuna ja sahan-puruna, brikettinä tai puupölynä. 2.2 Kiinteää polttoainetta voidaan sanoa karkeaksi, jos sen kappalekoko on suurempi kuin noin 0,5 mm. Karkean polttoaineen joukossa voi osa olla pölymäistä, mutta kuivan, alle 0,5 mm kappalekokoisen polttoaineen osuus ei yleensä saisi olla enempää kuin %. Pölyosuuden sallittu maksimimäärä on riippuvainen poltto-aineen laadusta, kosteudesta ja polttotavasta. 2.3 Eri kiinteiden polttoaineiden ominaisuudet vaihtelevat huomattavasti. Palavan osan ylempi lämpöarvo on yleensä MJ/kg, kosteus %, tuhkapitoisuus 1 50 % ja haihtuvat aineosat 4 70 %. Polttoaineen haihtuvien aineiden osuus on yleensä sitä suurempi mitä nuorempaa alkuperää polttoaine on. Suurimmat arvot ovat mm. puulla ja turpeella, pienimmät antrasiitilla ja koksilla. 2.4 Polttoaineen palamisen tehokkuus riippuu polttoarvosta, tuhka- ja vesipitoisuudesta sekä 1

64 KLTK 8 Karkean 1985 polttoaineen poltto haihtuvien aineiden määrästä. Paljon haihtuvia aineita sisältävä polttoaine on pitkäliekkistä. 2.5 Kiinteän polttoaineen polttoon vaikuttavat myös polttoainekerroksen ilmanläpäisykyky, polttoaineen tasalaatuisuus sekä tuhkan sulamispiste. 2.6 Normaalit, kiinteät polttoaineet eivät sellaisinaan aiheuta tulipesäräjähdyksiä. Räjähdysmahdollisuus saattaa syntyä tulipesässä, jos polttoaine on kaasuuntunut tai pölymäisessä muodossa, sen ja ilman seossuhde on sopiva ja riittävän tehokas sytytyslähde vaikuttamassa. 2.7 Kattilaan syötettävän polttoaineen tulisi olla mahdollisimman puhdasta ja tasalaatuista. Suuret polttoaineen laatuvaihtelut voivat aikaansaada määrätyissä olosuhteissa räjähdysvaaran lisääntymisen. Hienojakoisen polttoaineen sekoittumisen karkean joukkoon on oltava mahdollisimman tasaista. 3. SYÖTTÖLAITTEET 3.1 Kiinteän polttoaineen kuljetinlaitteisiin suositellaan palamattomia rakenneaineita. Ainakin runkorakenteiden tulisi olla palonkestäviä. 3.2 Karkean polttoaineen syöttö polttolaitteeseen - tavallisimmin arinalle - tapahtuu yleisimmin syöttötorvia pitkin, joissa tulee olla riittävä päästö. Näistä polttoaine painovoiman vaikutuksesta pääsee suoraan tai pakkosyöttölaitteita käyttäen arinalle. Pakkosyöttölaitteita ovat esimerkiksi syöttömäntä, ruuvi, työntöetuarina tai polttoaineen heittolaite (spreader). 3.3 Syöttötorvi tai syöttölaite ei saa päästä johtamaan tulta kuljetuslaitteille tai polttoainesiiloihin. Pesään avautuvat syöttölaitteet saavat käytön aikana olla avoinna vain silloin, kun syöttö on jatkuvasti käynnissä. Syötön ollessa keskeytyneenä on pesään avautuvat syöttölaitteet suljettava tiiviillä sulkulaitteella. Sulkulaitteen on sijaittava niin, ettei sen ulkopuolella oleva polttoaine pääsee kuumenemaan ja syttymään. 3.4 Pitkät syöttötorvet, joissa polttoaine painovoiman vaikutuksesta johdetaan arinalle, muodostuvat tyhjinä ollessaan helposti kipinöitä kuljettaviksi savutorviksi. Kuumien kaasujen pääsy syöttötorveen on estettävä esimerkiksi siihen sijoitetulla yhdellä, mutta mieluimmin kahdella, peräkkäisellä vastapainopellillä tai sulkusyöttimellä. 3.5 Polttoainetorvet on varustettava täytöksen ilmaisevilla näkölaseilla ja tarvittaessa valaistuksella. Pinnankorkeuden mittaus- ja hälytyslaitteet ovat suositeltavia. 3.6 Kuivan, pölymäisen polttoaineen syöttöä karkean polttoaineen seassa olisi vältettävä. Pölymäinen polttoaine voi räjähtää ilman kanssa määrätyissä suhteissa sekoittuessaan, jos riittävä sytytysenergia on olemassa. Inerttikaasun suuri osuus kuitenkin yleensä estää voimakkaiden räjähdysten syntymisen tulipesässä arinalämmityksellä. 3.7 Pölymäistä ainetta sisältävän polttoaineen syöttö- ja polttolaitteiden tulee olla sellaiset, ettei tapahdu liikaa hienojakoisen polttoaineen pölyämistä. 3.8 Käytettäessä polttoaineen kuivauksessa ennen tulipesään tuontia savukaasukuivatusta, on varmistettava, että happipitoisuus kuivauksessa käytetyssä laitteessa pysyy riittävän alhaisena ja ettei polttoaineessa esiinny kytemistä tai palopesäkkeitä. Erikoisesti on varottava seisokkitilanteita, joissa kuivauskaasun happipitoisuus voimakkaasti kasvaa. Kuivauslaite olisi varustettava mieluimmin automaattisia samutuslaittein ja lisäksi on varauduttava palopesäkkeiden poistamiseen. 4. POLTTOLAITTEET 4.1 Karkean polttoaineen polttolaitteita ovat pääasiassa erilaiset arinat: kiinteät taso-, kartio-, viisto- ja porrasarinat sekä liikkuvat 2

65 KLTK 8 Karkean 1985 polttoaineen poltto työntö-, kohennus-, alasyöttö- ja ketjuarinat. Myös käytetään erilaisia etutulipesiä, kuten sykloniuuneja, leijukerrosuuneja, kantoilmatulipesiä ja retorttipesiä. 4.2 Polttolaitteen ja tulipesän tulee olla sellainen, että palamislämpötila on riittävä jatkuvan liekin varmistamiseksi. 4.3 Tulipesän tulee olla myös riittävän suuri täydellisen palamisen aikaansaamiseksi ja palamiskaasujen jäähdyttämiseksi niin, että lento-tuhka ei sulassa muodossa pääse jälkitulipinnoille. 4.4 Tulipesässä tulee olla riittävä määrä tarkoituksenmukaisesti sijoitettuja tarkastus-luukkuja, joista voidaan seurata polttoaineen kulkua ja palamista. 4.5 Kaasuuntuneen polttoaineen polttamiseksi ja liekkien lyhentämiseksi on käytettävä riittävästi toisioilmaa. Sen on mahdollisimman hyvin sekoituttava polttokaasuihin niin lähellä palavaa polttoainekerrosta, että saadaan riittävä sytytysenergia, kaasuuntuneen polttoaineen jatkuvan palamisen ylläpitämiseksi. Jos kaasuuntunut polttoaine pääsee palamattomana kerääntymään savusoliin, voi seurauksena olla kaasuräjähdys. 4.6 Palamisilman virtausvastuksen itse arinassa on oltava riittävän suuri verrattuna polttoainekerroksessa syntyvään palamisilman virtausvastukseen. Huonosti ilmaa läpäisevillä polttoaineilla on siis oltava pieni vapaa arinapinta kraaterimuodostuksen ja hienojakoisen polttoaineen pölyämisen estämiseksi. 4.7 Erittäin vaikeasti ilmaa läpäisevillä polttoaineilla voi polttoaineen kohennus parantaa ilman läpimenoa. 4.8 Polttolaitteessa ei saa polttaa muuta kuin sille soveltuvia polttoaineita. Liian korkea lämpöarvo voi vahingoittaa polttolaitetta. Liian alhainen lämpöarvo, samoin kuin palamisilman virheellinen tuonti voivat synnyttää palamiskelpoisia kaasuja ja samalla räjähdysvaaran. Polttoaineelle sopimaton arinan kaltevuus voi johtaa vaaratilanteisiin. Polttoaineen syötön rajoittaminen tai virtauksen tasoittaminen erikoislaittein voi vähentää tätä vaaraa. 5. YHDISTETTY LÄMMITYS 5.1 Samanaikaisesti karkean polttoaineen kanssa voidaan polttaa muita polttoaineita lämpökapasiteetin lisäämiseksi tai tukipolttoaineena. 5.2 Karkean polttoaineen poltto voi olla myös tukemassa muiden polttoaineiden palamista (vrt. suojeluohje "Puupölynpoltto" G 6). 5.3 Huono palaminen synnyttää poltto-aineen kaasuuntumisen johdosta räjähdysvaaran. On varmistettava, ettei tukipolttoaineen syötössä ja palamisessa synny katkoja. Huonosti palavaa karkeaa polttoainetta ei saa yrittää polttaa yksin, jos poltto edellyttää tukipolttoaineen käyttöä. 5.4 Arinalaitteet on suojattava silloin, kun kattilassa poltetaan vain muita polttoaineita ja arinaa ei käytetä. 6. SYTYTYS 6.1 Ennen polttoaineen syötön aloittamista ja sytyttämistä on tulipesä tuuletettava vähintään 2 min. ajan 50 % kuormitusta vastaavalla ilmamäärällä, mutta kuitenkin kattilan valmistajan antamien yksityiskohtaisten ohjeiden mukaan. Jos kattilassa on erillinen etupesä, johon päätulipesän säteily ei pääse suoraan vaikuttamaan, on etupesän tuuletus aiheellista suorittaa, vaikka päätulipesässä olisi poltto käynnissä. 6.2 Jos polttoaineen laatu edellyttää tukiliekkiä, on tukiliekki sytytettävä ensin. Tukipolttoaineen sytytys suoritetaan kuten sen ohjeissa on erikseen sanottu. 6.3 Sytytystä varten tulipesään syötetään ensin pieni määrä hyvin palavaa polttoainetta. Polttoainetta ei saa kostuttaa palavilla nesteillä syttymisen varmistamiseksi. 3

66 KLTK 8 Karkean 1985 polttoaineen poltto 6.4 Palamisilmaa arinan läpi (ensiöilmaa) lisätään vähitellen palamisen edistymisen mukaan. Toisioilmaa on annettava riittävästi viimeistään siitä lähtien, kun kiinteä polttoaine on syttynyt. 6.5 Kun arinalla oleva polttoaine palaa kunnolla, voidaan varovasti ryhtyä syöttämään lisää polttoainetta. 6.6 Tulipesään ei missään tapauksessa saa syöttää karkean polttoaineen mukana pölyävää polttoainetta ennen kuin normaali ajotilanne on saavutettu ja riittävästi inerttikaasuja on kehittynyt estämään räjähdyksen syntymisen. 7. KÄYTTÖ 7.1 Käyttöhenkilökunnan on tarkkailtava polttoaineen syöttö- ja polttolaitteita sekä toimenpiteillään varmistettava polttoaineen syötön jatkuvuus ja palamisen tasaisuus. 7.2 Palamisen jatkuvuudesta on varmistuttava silmävaraisesti tai mittarien välityksellä, esimerkiksi tulipesän lämpötilan tai palamiskelpoisten kaasujen pitoisuuden mittauksella. 7.3 Toisioilmaa on annettava riittävästi täydellisen palamisen aikaansaamiseksi. 7.4 Kuormitusta pienennettäessä vähentämällä arinan läpitulevaa ilmaa kehittyy runsaasti palamiskelpoisia kaasuja. Tämän johdosta toisioilmaa saa pienentää vasta jonkin ajan kuluttua arinailman vähentämisestä. 7.5 Kuormituksen automaattisäätö arinalämmityksellä tapahtuu yleensä palamisilmavirtausta säätämällä. Tällöin on suositeltavaa säätää automaattisesti vain ensiöilmaa ja jättää toisioilma käsinsäädölle. Toisioilma on pidettävä mieluummin hieman runsaana kuormitusvaihteluiden varalta. 7.6 Äkillisiä palamisen säätöjä on vältettävä, jotta tulipesässä voidaan säilyttää riittävä lämpötila ja jottei aiheuteta tarpeetonta polttoaineen lentämistä arinalta. 7.7 On seurattava, ettei arinalämmitys puuttuvan toisioilman johdosta haittaa yhdistelmälämmitystä riistämällä polttimien palamisilmasta happea. 7.8 Tukiliekkiä ei saa sytyttää silloin, kun palaminen arinalla on huonoa tai epätäydellistä, jolloin tulipesässä voi olla räjähdyskelpoinen kaasuseos. Tukiliekin sytyttämiseen on odotettava tilaisuutta, jolloin arinalla on ainakin kohtalainen tuli. 7.9 Tuhkasuppilot on tyhjennettävä määräajoin. Myös kuonan sammuttimessa on veden pinnalle kerääntyvä ja suppiloiden tyhjentymistä haittaava palamiskelpoinen polttoaine ajoittain poistettava Erikoisesti puupolttoaineella on palovaaran takia varottava, ettei tuhkasuppiloissa oleva palamiskelpoinen polttoaine pääse yhteyteen palamisilman kanssa. Suurin palovaara on arinan jälkeisessä tai päätulipesän alla olevassa suppilossa. Näissä palovaaraa voidaan pienentää jälkipolttoarinan käytöllä. Mikäli palovaara kuitenkin on ilmeinen, on suppilo varustettava sammutuslaittein Arinan kolaamisen ja tuhkasuppiloiden tyhjentämisen ajaksi suositellaan arinapolton keskeyttämistä. Mikäli kuonanpoisto arinalta tai suppiloiden tyhjentäminen kuitenkin suoritetaan kattilan käytön aikana, on nämä suoritettava erityistä varovaisuutta noudattaen ja työtä suoritettaessa tulee käyttää kipinöintiä ja kuumuutta kestävää suojavaatetusta. Muun henkilökunnan on oltava riittävän etäällä. Arinan kuormitusta on vähennettävä ja veto säädettävä sopivaksi. Työ suositellaan suoritettavaksi läpällisten luukkujen kautta, joissa työkalun varren ympärille ei työtä suoritettaessa jää tarpeetonta aukkoa. Työtä voidaan seurata esim. lasilla varustetusta tirkistysaukosta. Tuhkasuppiloihin suositellaan vesiruiskutusta ennen suppiloiden tyhjentämistä, jolloin 4

67 KLTK 8 Karkean 1985 polttoaineen poltto suppilot olisi valmistettava tähän tarkoitukseen sopiviksi. 8. PYSÄYTYS 8.1 Normaalipysäytyksessä poltetaan polttoaine pois arinalta ja polttoaineen syöttölaitteilta ainakin polttoainetorvien sulkuluukkujen alapuolelle asti. Arinanalus- ja toisioilmaa vähennetään vähitellen niin, ettei kaasuuntunutta polttoainetta jää palamatta. 8.2 Pika- ja hätäpysäytystilanteissa - esimerkiksi kuivillekeittovaaratilanteessa - on ensin arinanalusilmat suljettava, mutta toisioilma jätettävä ennalleen tai mieluummin sitä lisättävä. Toisioilma voidaan sulkea vasta, kun polttoainekerroksen hehkuminen on loppunut. Mekaaniset arinat voidaan jo liekkien loputtua ajaa tyhjiksi esimerkiksi kuonasammuttimeen. 9. LAITOSKOHTAISET OHJEET 9.1 Jokaista kattilaa varten on tehtävä yksityiskohtaiset käyttöohjeet. Näistä tulee käydä selville käytettäväksi sopivien polttoaineiden laatu ja ominaisuudet sekä selvitys kattilan eri laitteiden toiminnasta ja menettelytavoista kattilan eri käyttövaiheissa ja nimenomaan erilaisissa häiriö- ja vaaratilanteissa jne. Käyttöohjeet on aina pidettävä ajan tasalla ja käyttöhenkilökunnan saatavilla. 9.2 Kullakin kattilalaitoksella tulee olla laitoskohtaiset henkilöturvallisuusohjeet. 8.3 Tukilämmitys on normaalipysäytyksessä (8.1) pidettävä toiminnassa, jos sitä tarvitaan karkean polttoaineen loppuun polttamiseksi. Tukipolttoa vähennetään arinan tyhjentymisen myötä vähitellen arinan ylikuumenemisen estämisen vaatimalla tavalla. Pika- ja hätäpysäytyksessä (8.2) on ensimmäiseksi pysäytettävä tukipoltto. 8.4 Yhdistetyssä lämmityksessä on arinan pysäytyksessä otettava huomioon valmistajan ohjeet arinan suojelemiseksi ylikuumenemiselta. 8.5 Veden ruiskuttaminen palavaan tai hehkuvaan polttoainekerrokseen sen sammuttamiseksi ja jäähdyttämisen jouduttamiseksi on kielletty mahdollisen vesikaasun muodostumisen ja räjähdysvaaran johdosta. Mahdollisesti voitaisiin ajatella esimerkiksi vaahtosammutuslaitteiden käyttöä tähän tarkoitukseen. 8.6 Arinanalusilmapeltejä ja savusolien ja tuhkasuppiloiden luukkuja ei saa avata pysäytyksen jälkeen ennen kuin kattila on riittävästi jäähtynyt. Liian aikaisesta ilmansaannista voi olla seurauksena polttoaineen uudelleen syttyminen tai nokipalovaara. 5

68 KLTK 9 Rakenneohje 1985 Kattilalaitosten turvallisuusohjeet RAKENNEOHJE Suojeluohjeen on laatinut Kattilalaitosten turvallisuuskomitea (KLTK) ja se on julkaistu vuonna 1985 Teollisuusvakuutuksen suojeluohjeena G Höyrykattilat 2. Pölylämmityslaitteet 1. HÖYRYKATTILAT 1.1 Soveltamisala Tämä ohje koskee kaikkia uusia höyrykattiloita, mutta erikoisesti niitä, joissa lämmitys tapahtuu öljyllä, kaasulla, hiili-, turve - tai puupölyllä tai muilla polttoaineilla, jotka sopivana seoksena ilman kanssa tai kaasuuntuneena ovat herkästi syttyviä ja voivat aiheuttaa vakavan polttoaineräjähdyksen Mahdollisen polttoaineräjähdyksen ohella on otettava soveltaen huomioon myös kattilan kaasutilassa paineenalaisen osan rikkoutumisen johdosta syntyvän paineen nousu Soodakattiloissa on lisäksi otettava huomioon sula-vesiräjähdysvaara Vanhojen kattiloiden osalta ohjetta olisi noudatettava erityisesti silloin, kun tällaisessa höyrykattilassa ryhdytään joko yksinomaan tai lisänä käyttämään pölymäistä, nestemäistä tai kaasumaista polttoainetta tai muuta uutta lämmitysmenetelmää, jonka johdosta räjähdysvaara kasvaa Höyrykattilalaitosta suunniteltaessa on pyrittävä rakenteisiin, jotka räjähdyksen sattuessa: - suojaavat käyttöhenkilökuntaa - estävät paineenalaisten osien vakavat vauriot - helpottavat korjaustöiden suorittamista 1.2 Paineenalaiset osat Paineenalaisten osien rakenteeseen nähden on voimassa olevien paineastioita koskevien virallisten määräysten lisäksi noudatettava seuraavassa esitettäviä ohjeita Räjähdyspaineen aiheuttamia voimia ei yleensä tarvitse ottaa huomioon paineenalaisten osien lujuutta mitoitettaessa Paineenalaisten osien rakenteessa on otettava huomioon riittävä lämpölaajenemisvara ja joustavuus, jotta käytön aikana ei esiinny poikkeuksellisen suuria jännitystiloja Tulipesän eri seinillä olevia paineenalaisia osia toisiinsa kiinnitettäessä on liitoskohdan lujuutta määrättäessä otettava huomioon räjähdyksessä syntyvät seinämien muodonmuutokset. Jos tulipesä rakennetaan siten, että räjähdyksen sattuessa tietyt nurkat aukeavat, olisi otettava huomioon, ettei nurkan repeytymistä edellyttävä kuormitus tiivistyshitsausten tai kiinnittimien välityksellä kohdistu paineenalaiseen osaan tai sen hitsausliitokseen siten, että osa syntyvän lisäkuormituksen johdosta murtuu Eri seinien putkistojen kokoojakammiot voidaan liittää ilman erikoistoimenpiteitä toisiinsa tulipesän ylä- tai alapuolella. Tulipesän kohdalla olevan kokoojakammion jäykkää liitämistä kannatusrakenteisiin tai toisiin kokoojakammioihin on vältettävä. 1

69 KLTK 9 Rakenneohje Paineenalaisten osien kannattimet ja kiinnittimet olisi tehtävä siten, että ne eivät räjähdyksen sattuessa vahingoita niitä vastaan puristuvia paineenalaisia osia eivätkä aiheuta räjähdyspaineen vaikutuksesta paineenalaisten osien seinämiin sellaisia lisäkuormituksia, joiden johdosta seinämä murtuu. 1.3 Kannatusrakenteet Kattilan pääkannatuspilarit ja paineenalaisten osien poikittaiset pääkannattimet on suunniteltava siten, että räjähdyksen sattuessa niissä ei pääse syntymaan sellaisia muodonmuutoksia, jotka voisivat aiheuttaa paineenalaisten rakenneosien luhistumisen Riippuvamallisissa höyrykattiloissa tulisi rakentaa kattilan päärakennuspilarit tulipesän seinästä erilleen ja vähintään 0,4 metrin välimatkan päähän seinästä Kannatuspilareiden sijoittamista tulipesän kohdalla muualle kuin nurkkien läheisyyteen pitäisi välttää. 1.4 Tulipesän ja kattilasolien seinät Ellei erityisesti ole sovittu korkeammasta mitoituspaineesta, tulipesän ja kattilasolien seinät on rakennettava siten, että alla olevan taulukon mukaisella kaasunpaineella seiniin ei synny pysyvää muodonmuutosta. Palamisen tapahtuessa ylipaineella taulukon arvoihin on lisättävä kattilan suurimmalla kuormituksella tulipesässä esiintyvä ylipaine. Tulipesän vapaa poikkipinta m 2 Seinien mitoituspaine kpa alle ,5 yli 100 > 3, Yllä mainittuja mitoituspaineita ei tarvitse noudattaa kattiloissa, joiden tulipesän ja solien seinät on tehty vapaasti kantavin seinämuurauksin, edellyttäen että seinillä olevat putket peittävät enintään 70 % seinän sisäpinnan kokonaisalasta eikä putkia ole kiinnitetty seiniin siten, että seinän muodonmuutos tai särkyminen aiheuttaa putkiin vaurioita kiinnittimien välityksellä Pienet höyrykattilat olisi varustettava räjähdysluukuilla tai repäisylevyillä kohdan 1.7 mukaisesti. Suurissa kattiloissa tulipesän nurkat tai osa niistä on mahdollisuuksien mukaan suunniteltava avautumaan paineessa, joka on 20 % matalampi kuin kohdassa määrätty seinien mitoituspaine. Myös esim. tulipesän alla olevaan kuonansammutusaltaaseen upotettu pohjasuppilon aukko voi toimia vesilukollisena räjähdyksenpurkausaukkona Räjähdyksessä aukeavien nurkkien kohdalla ei saa olla sellaisia kohtia, joissa henkilöstö oleskelee tai joutuu viipymään, ei myöskään laitteitta, joiden vaurioituminen nurkan repeämisen tai purkautuvan kaasun johdosta johtaa vaaran kasvamiseen. Tarpeen vaatiessa on käytettävä nurkan eteen sijoitettua suojalevyä purkausliekin suuntaamiseen vaarattomaan kohtaan. Avautuvan nurkan edessä voidaan käyttää myös suoja-aitausta, joka estää pääsyn vaaralliselle alueelle Soodakattiloiden räjähdyksessä aukeavissa nurkissa on estettävä nurkan aukeamisen jatkuminen alueelle, missä tulipesän pohjalla oleva sula voisi tulla ulos auenneesta nurkasta. Aukeaminen voidaan estää tulipesän ympäri kiertävän vankan tukikehyksen avulla Polttimien sijaintialueella sekä myös muiden tavanomaisten hoito- ja oleskelutilojen kohdalla seinärakenteet olisi suunniteltava lujemmiksi kuin tulipesän muissa kohdissa Jos seinän muuraus ja/tai eristys on tuettu putkiin, kiinnityselimet on pyrittävä suunnittelemaan sellaisiksi, että hitsaamalla putkeen kiinnitetyt tuet eivät räjähdyksen sattuessa mahdollisesti irrotessaan vahingoita putkia. 2

70 KLTK 9 Rakenneohje Tulipesän ja solien seinät on kohdan edellyttämän jäykkyyden aikaansaamiseksi varustettava tukikehyksillä, joiden lujuutta laskettaessa putkien mahdollisesti antamaa lisäjäykkyyttä ei oteta huomioon. Tukikehykset on sijoitettava riittävän tiheään, jotta kehysten välisissä putkiseinämissä ei synny pysyvää muodonmuutosta ennen kuin kehyksessä. Tukikehys on kiinnitettävä putkiseinään siten, että putkiseinä voi kehyspalkin suunnassa laajentua vapaasti kehykseen nähden erilaisen lämpötilansa vuoksi. Putket on pyrittävä kiinnittämään tukikehysrakenteisiin siten, etteivät putket vahingoitu, vaikka tukikehys taipuisikin. Tukikehyspalkit tulipesän nurkissa saadaan liittää toisiinsa ainoastaan peräänantavilla liitoksilla On vältettävä sellaisia tukikehysten ulkopuolella olevia kattilan kannatusrakenteita ja paineenalaisia osia, joihin tukikehykset räjähdyksen sattuessa joutuisivat nojaamaan. Sellaiset tukikehysten ulkopuoliset paineenalaiset osat, joihin tukikehykset kuitenkin räjähdyksen johdosta saattavat painautua, on tehtävä riittävän joustaviksi Tukikehys on sopivalla tavalla eristettävä putkiseinästä, jotta kattilasta kehykseen siirtyvä lämpö ei käytön aikana aiheuta kehyksen taipumista Kattilan hoitotasorakenteiden olisi oltava sellaiset, ettei räjähdyksessä seinän niitä vastaan painautuessa kattilan tukipilareihin tai paineenalaisiin osiin kohdistu vakavasti vaurioittavia voimia hoitotasojen välityksellä. 1.5 Esilämmittimien solat ja savukanavat Esilämmittimen solat ja savukanavat on suunniteltava siten, että kaasun paineella 5 kpa seiniin ei synny pysyvää muodonmuutosta. Kattiloissa, joiden tulipesän vapaa poikkipinta on yli 100 m2, saadaan käyttää mitoituspainetta 3,5 kpa, ellei mitoitus suurimman käytössä esiintyvän alipaineen perusteella vaadi suurempaa lujuutta. Palamisen tapahtuessa ylipaineella edellä mainittuihin paineisiin on lisättävä kattilan suurimmalla kuormituksella asianomaisessa kohdassa esiintyvä ylipaine Edellä mainittua solien ja kanavien lujuusvaatimusta ei tarvitse noudattaa niihin kuuluviin liikuntasaumoihin ja kanavien erikoislaitteisiin, jotka valmistetaan metallipalkeesta, asbestikankaasta tai muusta kevyestä aineesta eikä sähköstaattisen lentotuhkan erottimeen, ellei tästä ole erityisesti sovittu. Kohdassa tarkoitetun savukanavan katsotaan päättyvän savukaasupuhaltimeen tai, ellei sitä ole, liitäntäkohtaan savupiipussa tai pääsavukanavassa Solissa ja kanavissa on vältettävä lokeroita, joihin voi kertyä pölyä. Tarkastus-, puhdistus- tai kulkuluukkua ei saa sijoittaa savukaasun kulkusuunnassa välittömästi tällaisen kohdan eteen. 1.6 Luukut ja muut varusteet Kattilan ja sen savukanavien kaikki kattilahuoneeseen avautuvat kulku-, tarkastus-, tuhka- ja polttoaineluukut sarana- ja salpalaitteineen on murtumatta ja avautumatta mitoitettava kestämään tulipesässä tai kanavassa syntyvä ylipaine, joka on vähintään 25 kpa Luukut on pyrittävä sijoittamaan siten, että luukku voidaan avata saranapuolella seisten ja että avaaja voi esteettömästi väistyä luukun edestä sivulle. Ellei tähän ole rakenteiden vuoksi mahdollisuutta, luukku on merkittävä kohdan mukaisesti. Samoin tulee menetellä, mikäli luukku joudutaan sijoittamaan kohtaan, jossa luukusta purkautuva liekki ei pääse vapaasti etenemään eteen- ja ylöspäin, taikka luukku on sijoitettu räjähdyksessä aukeavaan tulipesän nurkkaan Tarkastus- ja kulkuluukkujen kehykset ja luukun kohdalla oleva seinämuuraus on pyrittävä tekemään siten, että luukun sisäpuolelle ei pääse kertymään pölyä Kattiloissa, joissa seinäeristys on. kiinnitetty vesiputkiin, saadaan luukun kehys kiinnittää sopivilla elimillä myös putkiin tai niihin 3

71 KLTK 9 Rakenneohje 1985 hitsattuihin pidikkeisiin. Räjähdyksessä mahdollinen kiinnitysten repeäminen ei saa tapahtua putkeenkiinnityskohdasta. Heikommankin liitoksen on kestettävä kohdassa mainittu luukun mitoituspaine Suppilot, joissa voi olla palamatonta polttoainetta sisältävää tuhkaa, on käytön aikana tapahtuvaa tuhkanpoistoa varten varustettava sellaisilla poistolaitteilla, jotka estävät ilmaa virtaamasta suppiloon poiston aikana. 1.7 Räjähdysluukut ja repäisylevyt Tehokkaiden, paineenalennuskyvyltään riittävien räjähdysluukkujen käyttäminen on suositeltavaa tulipesissä, joiden tilavuus on alle 100 m 3. Suurien kattiloiden tulipesiin ei tule sijoittaa räjähdysluukkuja, joiden toiminta räjähdyspaineen rajoittamiseksi on merkityksetöntä tai joiden toiminta voi aiheuttaa käyttöhenkilöstölle hengenvaaraa Soliin ja savukanaviin olisi sopiviin kohtiin sijoitettava räjähdysluukkuja tai repäisylevyjä. Ellei niitä rakenneta, tehdään solien ja kanavien eräät osat toisia heikommiksi sellaisissa kohdissa, joissa niiden murtuminen ei vaaranna käyttöhenkilöstön turvallisuutta (1.7.8) Räjähdysluukkujen ja repäisylevyjen vapaan aukon pinta-ala on pyrittävä määräämään laskemalla, taikka sen määräämiseen on käytettävä kokemusperäisiä arvoja. Pienissä kattiloissa voidaan tarkempien laskentamenetelmien puuttuessa tulipesään tai välittömästi sen jälkeiseen avoimeen solaan sijoitettujen räjähdysaukkojen vapaa pinta-ala mitoittaa alla olevien ohjearvojen mukaisesti: Tarvittava aukon pinta-ala Tulipesän tilavuus tulipesän tilavuuden kuutiometriä kohti 3-10 m m 2 / m m m 2 / m Räjähdysluukun aukko mahdollisine poistokanavineen on rakennettava siten, etteivät kuona ja tuhka voi täyttää sitä ja ehkäistä luukun toimintaa Räjähdysluukun on oltava täysin auennut ja repäisylevyn murtunut, kun paine on enintään kolme neljäsosaa seinien mitoituspaineesta Valuraudasta tai teräksestä valmistettu räjähdysluukku on varustettava saranoilla tai muilla laitteilla, jotka estävät luukun irtoamisen kehyksestään räjähdyspaineen vaikutuksesta. Kehys on kiinnitettävä lujasti kattilan seinämään. Räjähdysluukkuna käytetty repäisylevy on valmistettava tai sijoitettava siten, ettei se särkyessään aiheuta vaaraa käyttöhenkilökunnalle Räjähdysluukut on tarpeen vaatiessa varustettava ulkopuolelta laitteilla, jotka ohjaavat luukusta purkautuvan kaasuvirran ulko-ilmaan tai kattilahuoneen sellaiseen osaan, jossa se ei aiheuta vaaraa. Mikäli purkautuva liekki voi osua henkilöstön käyttämälle kulku-tielle, asianomainen kohta on varustettava varoituskilvillä, jotka kieltävät sillä kohdalla oleskelun kattilan käytön aikana. Vaaralliselle alueelle pääsy voidaan estää aitauksella. Vaara-alue voidaan myös merkitä hoitotasoihin ja lattiaan Räjähdysluukut, aukeavat nurkat ym. vastaavat laitteet on varustettava varoituskilvillä ja maalattava sopivalla varoitusvärillä. Varoituskilvistä ja -väreistä on voimassa standardi SFS Varoituskilvet ovat keltapohjaisia ja niissä on musta teksti ja musta kehys. Repäisylevyt merkitään rajaamalla ne keltaisella raidalla (leveys mm; jos levyn koko on yli 1 m 2, on raidan leveys aina 100 mm) ja maalaamalla niiden pintaan keltaiselle neliönmuotoiselle pohjalle punainen varoituskolmio (suhteessa repäisylevyn kokoon, kolmio ei kuitenkaan suurempi kuin 500 x 500 mm) ja sen alle keltaisella tai mustalla teksti "Heikko seinämä", "Heikko pinta" tai "Heikko 4

72 KLTK 9 Rakenneohje 1985 nurkka". Kyseeseen voi tulla esim. musta teksti keltaisella pohjalla. 2. PÖLYLÄMMITYSLAITTEET 2.1 Soveltamisala Tämä ohje koskee uusia pölylämmityslaitteita. Laitokset, jotka on otettu käyttöön aikaisemmin eivätkä noudata tätä ohjetta, olisi pyrittävä mahdollisuuksien mukaan saattamaan ohjeen mukaisiksi Ohjeen alaisia ovat eri lämmitystavoilla toimivat kivihiili-, ruskohiili-, turve- sekä puupölyä polttoaineena käyttävät tai muut vastaavat laitokset alkaen käsittelemättömän polttoaineen viimeisen syöttimen purkauskohdasta, kuljetusilman tulokohdasta ja/tai kuivatussavukaasun imukohdasta tulipesässä tai savukanavassa ja päättyen polttimiin. Ohjeen alaisia ovat myös kaikki sisätiloissa olevat mainittujen polttoaineiden laitteet mukaanluettuna siilot ja kuljettimet. Ulkona oleviin laitteisiin ohjetta voidaan käyttää soveltaen Kunkin polttoaineen kohdalla on noudatettava lisäksi ja ensisijaisesti niitä ohjeita, mitä ko. polttoainetta koskevassa erillisohjeessa on mainittu. 2.2 Lujuusmääräykset, räjähdyspaineen purkaminen Kaikki laitteet, joissa käsitellään pölypitoista ilmaa tai pölypitoista kaasua, jonka happipitoisuus voi olla hiilipölyllä yli 14, ruskohiili- ja turvepölyllä yli 12 ja puupölyllä yli tilavuus-% ja pölyn seossuhde räjähdysvaarallisella alueella, on suunniteltava joko sisäisen räjähdyspaineen 3,5 bar kestäväksi tai määrätyn, laitteen käyttötarkoituksesta riippuvan paineen kestäväksi, jos laite on varustettu vaarattomaan tilaan purkautuvalla räjähdysluukulla tai repäisylevyllä tai laite on avonainen. On kuitenkin otettava huomioon, että räjähdysherkkyyttä lisäävät mm. polttoaineen hienojakoisuus, kosteuspitoisuuden alhaisuus, korkea lämpötila, korkea paine, haihtuvien aineiden korkea pitoisuus ja sopiva seossuhde. Tästä syystä on tapauskohtaisesti harkittava, olisiko happipitoisuusraja asetettava annettua alemmaksi. Jos happipitoisuus pyritään pitämään näiden raja-arvojen alapuolella, jolloin tässä annettuja määräyksiä ei ole pakko soveltaa ja happipitoisuudella on mahdollisuus nousta yli näiden raja-arvojen, on järjestettävä sinne jatkuva valvonta ja laitteet tarvittavien toimenpiteiden suorittamiseksi (esim. inerttikaasun lisäys, höyrypuhallus tai vesisuihkutus.) ,0 bar paineenkesto vaaditaan aina hiilen ja turpeen jauhatusmyllyiltä, polttimille meneviltä pölynkuljetusputkilta sekä pölyn välisäiliöiltä, jos räjähdyspaineen purkaus näissä laitteissa johdetaan vaarattomaan tilaan. 3,5 bar paineenkesto vaaditaan turvepölyn yksittäisiltä pyörre-erottimilta, jos ne muiden määräysten salliessa on sijoitettu kattilahuoneeseen. Räjähdyspaineen purkaus on turvepölyn pyörre-erottimilta johdettava vaarattomasti ulos. 0,5 bar paineenkesto vaaditaan kohdan perusteella muilta laitteilta, jos laite on varustettu vaarattomaan tilaan ohjatulla räjähdyksen purkauksella. Kuitenkin laitteet, joissa vaaditaan suuria suoria, lähes neliömäisiä seinäpintoja (n. 10 m 2 ja suurempia) ja joissa seossuhde vain osalla tilavuudesta on räjähdysvaarallisella alueella, saadaan mitoittaa 0,2 bar paineenkestolle, jos laite on varustettu vaarattomaan tilaan ohjatulla paineen purkauksella. Tämän laatuinen laite voi olla esim. monisyklonilentotuhkanerotin, jossa sisäänmenevien kaasujen pölypitoisuus on pienempi kuin räjähdysvaarallisuus edellyttää Jos laitteen käyttöpaine on olennaisesti ilmakehän painetta suurempi, on mitoituspaineen oltava 3,5 x absoluuttinen käyttöpaine ellei ole järjestetty paineen purkausta tai absoluuttinen käyttöpaine + kohdassa annettu määrätty paine, jos paineen purkaus on esitetyn mukaisesti järjestetty tapahtuvaksi vaarattomaan tilaan. 5

73 KLTK 9 Rakenneohje Mahdollinen dynaaminen tai sisällön painon aiheuttama kuormitus on otettava huomioon suurimpana odotettavissa olevana lisäkuormituksena ja laskettava käyttöpaineen + kohdassa annetun määrätyn paineen kanssa yhdistettynä jännityksenä laitteen painettakestävää seinämää mitoitettaessa Varmuuskerroin teräkselle tai muusta venyvästä ja selvän myötörajan omaavasta aineesta tehdylle osalle on 1 myötörajaan nähden. Valuraudalle ja muille venymättömästä ja myötörajattomasta aineesta tehdyille osille varmuuskerroin on murtorajaan nähden 2. Käytetyn raaka-aineen lujuusarvo on valittava korkeimman käyttöolosuhteissa esiintyvän lämpötilan mukaan Laitteen räjähdysluukun tai repäisylevyn vapaa-aukon suuruus ja avautumispaine on mitoitettava lähtökohtana 3,5 barin räjähdyspaine tai kohdan tapauksessa 3,5 x absoluuttisen käyttöpaineen mukainen räjähdyspaine ja kohdan tapauksessa edellisten ja dynaamisen kuormituksen tai sisällön painon aiheuttaman kuormituksen yhdistettyä jännitystä vastaava räjähdyspaine ja niin, ettei paine missään tilanteessa nouse korkeammaksi kuin mitoituspaine - 0,5 x (kohdassa annettu määrätty paine). Kiinniasennossaan räjähdysluukun tai repäisylevyn on oltava kaasu- ja pölytiivis Pölyä sisältävien laitteiden olisi mieluimmin oltava rakenteeltaan suljettuja. Avonaisia saavat olla vain käsittelemättömän polttoaineen varastosiilot ja käytännöllisesti katsoen pölyämättömät kuljettimet, mutta niiden sallitaan olevan avoinna vain sellaiseen huonetilaan, johon on syytä mennä vain poikkeustapauksessa ja josta on noudatettava räjähdysvaarallisista tiloista annettuja määräyksiä Kulumiselle arat kohdat paineenkestävissä osissa on suojattava vaihdettavalla panssaroinnilla, jonka kunto voidaan päästä tarkastamaan, tai osat on tehtävä normaalin kulutuksen huomioon ottaen paksummiksi ja vaihdettaviksi. 2.3 Polttoaineen kuivatus ja pölyn kuljetus Polttoaineen kuivattamiseen ja pölyn kuljettamiseen polttimiin saadaan käyttää ilmaa ja/tai inerttiä kaasua. Käytettäessä ilmaa tai seosta, jonka happipitoisuus ylittää kohdassa annetun raja-arvon, pölyseoksen lämpötilaa tulee voida säätää kylmällä ilmalla tai inertillä kaasulla Jakolaitteen ja polttimen väliset pölyputket on suunniteltava siten, että pienimmällä sallitulla kuormituksella pölyseoksen nopeus koko putkistossa tai siihen järjestetyssä kuristuskohdassa on vähintään 20 % suurempi kuin pölyseoksen teoreettinen palamisnopeus ja vähintään 18 m/s Myllyihin, siiloihin ja syöttimiin sekä muihin vastaaviin laitteisiin suositellaan kiinteitä sammutuslaitteita. 2.4 Sulkulaitteet, luukut ja varusteet Myllyt, pölypuhaltimet, jakolaitteet ja muut vastaavat kulumiselle alttiit suuremmat laitteet on varustettava tarkastusluukuilla, joiden tulee olla mitoituspaineen kestäviä ja ehdottoman tiiviitä. Laite on varustettava näkyvälle paikalle asetetulla varoituskilvellä, jossa kielletään luukkujen avaaminen käytön aikana Käytettäessä suoraa lämmitysmenetelmää syöttämällä samaa tulipesää useammalla kuin yhdellä myllyllä tai toisilla polttoaineilla on myllyltä tai pölynpuhaltimelta polttimille vievät putkijohdot varustettava mitoituspaineen kestävillä sulkulaitteilla, jotka myllyn käytön keskeyttämisen yhteydessä on suljettava, jotta tulipesän mahdollisen ylipaineen johdosta kuumia kaasuja et pääse tunkeutumaan pölynvalmistuslaitteisiin Pölynpitävät putkijohtojen sulkulaitteet on sijoitettava putkijohtoihin, joiden nousukulman tulisi olla vähintään 60 ja siten, että sulkulaitteen alle kertynyt pöly putoaa myllyyn tai pölynpuhaltimeen. Mikäli sulkulaite on pakko sijoittaa loivemmassa kulmassa nousevaan 6

74 KLTK 9 Rakenneohje 1985 putkeen, on sulkulaitteeseen järjestettävä puhtaaksipuhallusmahdollisuus höyryllä tai inertillä kaasulla Puupölyn kuljetusputki on varustettava ainakin yhdellä, mahdollisimman lähellä poltinta olevalla takaiskuventtiilillä sekä sen ja polttimien välissä olevalla räjähdysluukulla. standardien ohella huomioon henkilöturvallisuusohjeen, instrumentointiohjeen sekä polttoainekohtaisten ohjeiden vaatimukset sekä lisäksi noudatettava laitteiden valmistusmaassa käytettäviä tai muuten yleisesti hyväksyttyjä turvallisuutta edistäviä erikoismääräyksiä Kuivatukseen käytettävän savukaasun imeminen tulipesästä tai savukanavasta on sallittua vain sellaisesta kohdasta, jossa liekkiä tai palavaa polttoainetta ei käytön aikana normaalisti esiinny. Imukanavan liitoskohta olisi varustettava luotettavalla sulkulaitteella, jonka on oltava suljettuna, kun kuivatusta tai myllyä ei käytetä Välisäiliömenetelmää käytettäessä ei alipaineella toimivan tulipesän polttimien ja pölynsyöttimien välisissä putkijohdoissa tarvita erityistä sulkulaitetta. Ylipaineella toimivan tulipesän pölynsyöttölaitteet on pölynpitävien putkijohtojen sulkulaitteiden lisäksi varustettava painelukituslaitteilla, jotka sallivat polttoaineen syöttämisen varastosäiliöstä pölyjohtoihin ainoastaan tulipesän painetta korkeammassa paineessa ja estävät primaari-ilman pääsyn pölysäiliöön Välisäiliömenetelmää käytettäessä on pölyn kuivatukseen ja kuljettamiseen käytetyn ilman tai kaasun liitännät laitteisiin varustettava sopivilla laitteilla, jotka estävät räjähdyksen leviämisen, sekä sulku- ja lukituslaitteilla, jotka estävät laitteiden käytön oloissa, joissa räjähdysvaara olisi ilmeinen Hiili- ja turvepölyn välivarastosäiliöissä olisi käytettävä enintään 12 tilavuusprosenttia happea sisältävää savukaasua tai muuta inerttiä kaasua polttoaineen yläpuolella olevan tilan täytöksenä. Säiliön tuuletusputki on johdettava ulkoilmaan. 2.5 Erityiset määräykset Kohdissa annettujen yleisohjeiden lisäksi on pölylämmityslaitteiden rakenteessa otettava lakivoimaisten määräysten ja 7

75 KATTILALAITOSTEN TURVALLISUUTEEN LIITTYVÄ AUTOMAATIO KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio Suojeluohjeen on laatinut Kattilalaitosten turvallisuuskomitea (KLTK) ja se on julkaistu vuonna 2000 Teollisuusvakuutuksen suojeluohjeena G 10. Osa 1. Kattilalaitosten turvallisuuteen liittyvät järjestelmät 1.1 Yleistä 1.2 Logiikkaosa 1.3 Logiikkaosan i/o-liitynnät 1.4 Liitynnät automaatio- ja muihin järjestelmiin 1.5 Käyttöliittymä 1.6 Sähkönsyöttö 1.7 Apuenergian valvonta 1.8 TLJ:n logiikkaosan sijoitus 1.9 Kattilan TLJ:n turvatoimintoihin liittyvät mittaukset 1.10 Kattilan TLJ:n turvatoimintojen toteutus 1.11 Kattilan TLJ:n laajuuden määrittäminen 1.12 Määräaikaistestit Osa 2. TLJ:n -projektin läpivienti 2.1 Yleistä 2.2 Vaara- ja riskianalyysi 2.3 TLJ:n:n vaatimusmäärittely 2.4 TLJ:n:n toteutuskuvaus 2.5 Projektin toteutus 2.6 Käyttö ja ylläpito Osa 3. Liitemateriaalia JOHDANTO Yleistä Tämä ohje käsittelee kattilalaitosten Turvallisuuteen Liittyviä Järjestelmiä (TLJ). Tämä ohje jakautuu kolmeen osaan, joista osat 1 ja 2 kuuluvat ohjeeseen ja osa 3 on liitemateriaalia. Osassa 1 on esitetty ohjeet kattilalaitoksen turvallisuuteen liittyvän järjestelmän (TLJ) toteutuksesta. Osassa 2 on esitetty malli TLJ:n elinkaaresta ja ohjeita TLJ-projektin läpiviemisestä. Osassa 3 on liitemateriaalia turvallisuuteen liittyvistä järjestelmistä sekä tarkistuslistatyyppisiä malleja osassa 2 käsitellyistä dokumenteista. Alueen kansainvälinen standardointi on kehitteillä ja tämä on pyritty ottamaan huomioon ohjeen sisällössä. Soveltamisala 1

76 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio Kattilalaitosten turvallisuuteen liittyvää automaatiota koskeva ohje on tarkoitettu kattilalaitoksille joissa on rekisteröitävä höyrykattila, jonka teho on yli 6 MW, tai rekisteröitävä kuumavesikattila, jonka teho on yli 15 MW. Tätä ohjetta sovelletaan kattilalaitosten turvallisuuteen liittyviin järjestelmiin (TLJ). Mikäli kattilalaitos on turvatoiminnoiltaan hyvin yksinkertainen, käytetään ohjetta vain soveltuvin osin. Viittaukset SFS 5712 Höyrykattilat. Höyrykattilalaitos. Rekisteröitävä höyrykattila SFS-EN230 Sumutusöljypolttimet. Turvallisuus-, valvonta- ja säätölaitteet sekä varmuusajat SFS-EN 298 Poltinautomatiikat kaasupolttimille ja kaasun käyttölaitteille, jotka on varustettu puhaltimella tai ovat ilman puhallinta KTM:n päätös painelaiteturvallisuudesta (953/1999). Direktiivi 96/82/EY, Vaarallisista aineista aiheutuvien suuronnettomuusvaarojen torjunnasta. Lisäksi asetus vaarallisten kemikaalien teollisesta käsittelystä ja varastoinnista (59/1999) KLTK-ohjeet IEC Functional Safety of electrical / electronic / programmable electronic safetyrelated systems, osat 1-7, SFS-EN Sähkömagneettinen yhteensopivuus. Häiriöpäästöt. Teollisuus SFS-EN Sähkömagneettinen yhteensopivuus. Häiriönsieto. Teollisuus SFS-EN Koneturvallisuus. Koneiden sähkölaitteisto. Osa 1: Yleiset vaatimukset. 2. p Sisältyy SFS käsikirjaan Käsitteet ja määritelmät Turvatoiminta on toiminta joka estää kattilan joutuminen vaaralliseen tilaan, tai vaarallisessa tilanteessa ohjaa kattilan turvalliseen tilaan. TLJ on kattilalaitoksen turvallisuuteen liittyvä järjestelmä. Automaatiojärjestelmä (DCS=Digital Control System) on kattilalaitoksen tavanomaiseen säätöön ja ohjaukseen tarkoitettu automaatiojärjestelmä, johon ei kuulu turvallisuuteen liittyviä järjestelmiä. TLJ-logiikkaosa on TLJ:n osuus, joka on kytketty antureihin ja toimilaitteisiin. TLJlogiikkaosa sisältää myös viestien liittämiseksi tarvittavat laitteet. Turvallisuuden eheys (engl. safety integrity) kuvaa turvatoiminnan luotettavuutta, ts. sitä että turvatoiminta tarvittaessa toteutuu. Eri turvallisuuden eheystasoille (TET) on määritetty suurimmat sallitut todennäköisyydet sille että turvatoiminta ei toteudu. Turvallisuuden eheystasoille käytetään asteikkoa 1:stä 4:ään. Lepovirtaperiaate: Turvatoiminta pysyy toimintavalmiina jatkuvasti syötetyn apuenergian avulla ja toimii kun energian syöttö katkaistaan. Työvirtaperiaate: Turvatoiminta tapahtuu syöttämällä laitteelle apuenergiaa. Varmennus eli redundanssi tarkoittaa saman toiminnan suorittamista kahdella tai useammalla rinnakkaisella laitteella tai järjestelmällä olettaen, että ne eivät voi vikaantua samanaikaisesti yhteisen vian takia. 2

77 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio OSA1. Kattilalaitosten turvallisuuteen liittyvät järjestelmät 1.1 Yleistä Kattilalaitosten turvallisuuteen liittyvään järjestelmään (TLJ) kuuluvat kattilalaitoksen turvatoimintojen toteuttamiseen tarvittavat laitteet ja asennukset (esim. logiikka, kaapelointi ja kenttälaitteet). Kaikki laitteet prosessisuureen mittaamiseksi sekä mittausviestin muokkaamiseksi tai useamman viestin yhdistämiseksi suojauskriteerien tuottamista varten lasketaan kuuluviksi TLJ:ään. TLJ:ään kuuluvat myös moottoriohjausten kytkinlaitososuudet ja tehoasteet sekä taajuusmuuttajat, jos ne sisältyvät turvatoimintaan. Anturit TLJ DCS Anturit Logiikka Toimilaitteet PROSESSI Kuva. Kattilalaitoksen turvallisuuteen liittyvä järjestelmä (TLJ) Huom. 1. Logiikkaosa on piirretty keskitetyksi yksiköksi, mutta käytännössä logiikka voi sijaita useammassa yksikössä Huom. 2. Sähkönsyöttö ym. apuenergiat katsotaan kuuluviksi TLJ:ään. Turvallisuuteen liittyvältä järjestelmältä edellytetään, että Toimilaitteet sen tulee pysäyttää kattila tai saattaa kattila muuten turvalliseen tilaan vakavan prosessi- tai muun häiriön sattuessa, eikä se saa aiheuttaa turvallisuutta tai kattilaa vaarantavia tarpeettomia pysäytyksiä. sen on toimittava erittäin suurella todennäköisyydellä virheettömästi sellaisessa vaaratilanteessa, joka voi sattua ehkä vain kerran laitoksen koko elinkaaren aikana. Kattilan turvallisuuteen liittyvien laitteiden ja järjestelmien tulee täyttää Suomessa voimassa olevien lakien, asetusten ja viranomaisten vaatimukset sekä sähköturvallisuusmääräykset. Turvallisuuteen liittyvien laitteiden ja järjestelmien tulee olla toimintansa ja rakenteensa puolesta kyseiseen käyttötarkoitukseen ja olosuhteisiin sopivia, luotettaviksi todettuja, mahdollisimman huoltovapaita ja helposti huollettavia. Ensisijaisesti on aina käytettävä turvallisuuskäyttöön tyyppihyväksyttyjä laitteita. Erillisyys ja riippumattomuus Kattilalaitoksen automaation ja instrumentoinnin toteutuksessa on erotettava TLJ ja automaatiojärjestelmä (DCS) sekä anturit ja toimilaitteet siten, että turvatoiminnoille voidaan taata riittävä luotettavuus, eri toiminnat eivät vaikuta haitallisesti toisiinsa ja kokonaisjärjestelmästä tulee riittävän luotettava. TLJ:llä toteutettavat turvatoiminnat määräytyvät kattilalaitoksen vaara- ja riskianalyysin pohjalta. Muut laitesuojaukset ja lukitukset voidaan tehdä automaatiojärjestelmässä (DCS). Turvallisuuden osoitettavuus TLJ:n suunnittelussa, toteutuksessa ja ylläpidossa on noudatettava sellaisia tekniikoita ja laadunvarmistusmenettelyjä että TLJ:n turvallisuus voidaan osoittaa. Merkinnät Turvallisuuteen liittyvät toiminnat, laitteet, järjestelmät ja piirit tulee osoittaa dokumenteissa (PI-kaaviot, logiikkakaaviot, toimintaselostukset, jne.), laitteistoissa ja asennuksissa helposti erotettavin, yksiselitteisin tunnuksin ja merkinnöin. Fyysiset kattilan TLJ:ään kuuluvat laitteet, järjestelmät ja asennukset tulee merkitä mittausyhteistä alkaen TLJ:ään kuuluviksi sellaisin tunnuksin ja yksiselitteisin merkinnöin ja kommentein, että ne voidaan helposti 3

78 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio tunnistaa sekä erottaa muista laitteista, järjestelmistä ja asennuksista. Muut vaatimukset TLJ:n turvatoimintojen toimintanopeuden tulee olla niin suuri, että turvallisuusohjeissa (esim. KLTK-ohjeet) esitettyjä turvatoiminta-aikoja ei ylitetä. 1.2 Logiikkaosa Kattilalaitoksen turvallisuuteen liittyvien järjestelmien TLJ-logiikkaosien tulee olla perusohjelmistoineen turvallisuuskäyttöön tyyppihyväksyttyjä (sertifioituja) tai turvallisuusviranomaisten tapauskohtaisesti hyväksymiä järjestelmiä. Tyyppihyväksyntä voi olla Suomen turvallisuusviranomaisten tai heidän hyväksymänsä tarkastuslaitoksen antama. TLJ:n logiikkaosan tulee olla sellainen, että turvatoiminnoilta vaaditut turvallisuuden eheystason (TET) vaatimukset täyttyvät (yhdessä antureiden ja toimilaitteiden kanssa), ja se toteuttaa asetetut määräaikaistestausvälija käytettävyysvaatimukset. TLJ:n logiikkaosa voidaan toteuttaa relejärjestelmällä, elektronisella langoitettavalla logiikkajärjestelmällä tai ohjelmoitavalla järjestelmällä. Relejärjestelmissä tulee ensisijaisesti käyttää turvallisuuskäyttöön tyyppihyväksyttyjä releitä. TLJ:n logiikkaosassa tulee olla piirien valvonta ja poikkeamista hälytys, joka käsittää: jokin suojauskanava ei toimi (redundanssihäiriö) tai muu itsediagnostiikan ilmoittama vaarallinen vika tapahtuneiden laukaisujen päätetilavirhe (jos laukaisun tapahtuessa ei kaikkien turvatoimilaitteiden osalta ole saavutettu turvallista tilaa määräajassa. Valvonta voidaan toteuttaa automaatiojärjestelmässä) redundanttisten mittausviestien poikkeamavalvonta useampikanavaisten (redundanttisten) mittausten kunnonvalvonta, joka antaa hälytyksen, jos yksikin n:stä samaa suuretta valvovasta raja-arvosta ei toimi muiden antaessa laukaisun tai toimii yksinään (redundanssin valvonta) mittauspiirien vikavalvonta (esim. syöttöjännite, oikosulku, maasulku, katkos, viestin ala- ja yläraja, ja anturikatkon valvonta) työvirtaperiaatteella toteutetuissa järjestelmissä mittaus- ja laukaisupiirien johdon katkon valvonta turvatoimilaitteiden syöttöjännitteen valvonta. 1.3 Logiikkaosan I/O-liitynnät TLJ:n I/O-liityntöjen tulee olla galvaanisesti erotettuja logiikkaosasta / keskusyksiköstä. Binäärilähtöjen tulee olla oikosulun kestäviä. Ohjelmoitavien ja elektronisten järjestelmien I/O:ta ei saa käyttää TLJ:ään liittymättömien laitteiden, mittausten tai ohjausten liittämiseksi esim. automaatiojärjestelmään (DCS) TLJ:n logiikkaosan kautta. 1.4 Liitynnät automaatio- ja muihin järjestelmiin TLJ:n ohjelmoitavan logiikkaosan ja automaatio- (DCS) tai muiden järjestelmien välisten väyläyhteyksien kautta saadaan siirtää käskyjä tai tietoja TLJ:n logiikkaosaan vain, jos se on sen tyyppihyväksynnässä hyväksytty tai turvallisuusviranomaiset hyväksyvät sen tapauskohtaisesti erikseen. Turvallisuuskriittisiä viestejä saa välittää väyläyhteyksien kautta vain, jos se on sen tyyppihyväksynnässä hyväksytty tai turvallisuusviranomaiset hyväksyvät sen tapauskohtaisesti erikseen. Muussa tapauksessa on käytettävä kovalangoitettavia liitäntöjä. 4

79 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio TLJ:stä saa siirtää mittausviestejä, toimintaym. tietoa automaatiojärjestelmään (DCS). 1.5 Käyttöliittymä On suositeltavaa, että jokaisen turvallisuuteen liittyvän kriteerin voimassaolo voidaan todeta valvomon näytöillä, ja kaikki TLJ:n analogiamittausten arvot sekä binääriset tilatiedot on nähtävissä valvomon näytöillä. Minkä tahansa kriteerin aiheuttaessa turvatoiminnan (laukaisun) tulee siitä saada valvomoon hälytys riittävällä erottelutarkkuudella. Suositellaan hälytysten taltioimista siten että turvatoiminnan laukeamisen syy ja aika voidaan jälkikäteen saada selville. 1.6 Sähkönsyöttö Turvallisuuteen liittyvien järjestelmien sähkönsyöttö tulee järjestää varmennetusti ja katkeamattomasti ja järjestelmät tulee suojata syöttöjen ali- ja ylijännitteiltä. Katkoissa ja häiriötapauksissa syötön tulee automaattisesti vaihtua varasyötölle ilman järjestelmän käyttökeskeytystä. Kumman tahansa syöttöjännitteen häiriöstä tulee antaa hälytys käyttäjälle. Em. asiat tulee huomioida myös TLJ:n sisäisissä sähkönsyötöissä. Varmistuksessa suositellaan käytettäväksi UPS-laitteistoa tai tasavirta-akustoa, joiden toiminnasta on luotettava valvonta. Syöttöjännite on varmistettava niin pitkäksi aikaa että laitos saadaan ajettua turvalliseen tilaan (tyypillisesti 30 minuuttia). Akustojen varauskykyä on testattava säännöllisin väliajoin. Toteutettaessa turvatoimintoja työvirtaperiaatetta käyttäen on sähkönsyöttö aina varmistettava. Työvirtaperiaatetta voidaan käyttää ainoastaan erikoistapauksissa (soodakattilan pikatyhjennys). Suositetaan lisäksi turvallisuuteen liittyvien laitteiden syöttöjännitteiden valitsemista siten, että erilaisia syöttöjännitteitä tarvitaan saman TLJ:n piirissä mahdollisimman vähän. Laitteiden jännitesyötöt on suositeltavaa keskittää omiksi ryhmikseen, ja ne tulee merkitä siten, että ne tunnistetaan ja erotetaan helposti muiden laitteiden syötöistä. Kunkin syöttöjänniteyksikön (mukaan lukien varalaitteet) jännitetason näyttö on suositeltavaa. TLJ:n kenttälaitteiden sähkönsyöttö tulisi tapahtua mieluiten TLJ:n logiikkaosan kautta. 1.7 Apuenergian valvonta Perusvaatimuksena on, että TLJ:n jonkin apuenergian hävitessä tapahtuu TLJ:ssä muutos turvalliseen suuntaan, ja tarvittaessa prosessi ohjautuu turvalliseen tilaan. Valitsemalla lepovirtatoiminta tämä tapahtuu itsestään ilman erillisiä TLJ:n kautta tapahtuvia ohjauksia. Kattilalaitoksen vaara- ja riskianalyysin yhteydessä on ratkaistava, onko myös muiden apuenergioiden tason alenemisesta tehtävä turvatoimenpide TLJ:n kautta ja missä laajuudessa. Kaikkien turvallisuuteen liittyvien järjestelmien ja laitteiden apuenergioiden syöttöä on valvottava niin, että käyttäjälle tuodaan yksilöity hälytys, jos jokin apuenergian taso (jännite, paine) laskee tai jos jokin apuenergioista puuttuu. Mikäli turvallisuuteen liittyvät valvontamittaukset käsittävät mittauslaitteita, joissa mittausviestin toimisuuntaa ei ole voitu valita niin, että se muuttuu apuenergian hävitessä turvalliseen suuntaan, on sellaisten laitteiden apuenergian syötön häviämisestä tuotava TLJ:n logiikkaosaan signaali, jolla on TLJ:ssä vaikutus turvalliseen suuntaan. 1.8 TLJ:n logiikkaosan sijoitus TLJ:n logiikkaosan sijoituspaikan on oltava turallisessa ympäristössä. Se on suojattava ja ilmastoitava niin että tilan ympäristössä mahdollisesti oleva kosteus, pöly, paineaikutukset ja syövyttävät aineet eivät vaikuta TLJ:ään. Sijoituspaikka on varustettava herkillä (esim. näytteenottava) paloilmaisimilla ja 5

80 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio tarvittaessa myös automaattisella sammutusjärjestelmällä. 1.9 Kattilan TLJ:n turvatoimintoihin liittyvät mittaukset Yleistä Turvallisuuteen liittyvien prosessisuureiden (suojauskriteerien) mittausmenetelmien tulee olla mahdollisimman yksinkertaisia ja luotettavia ja suojauskriteerien muodostamiseen tulee ensisijaisesti käyttää mahdollisimman primäärisesti mitattua viestiä. Turvallisuuteen liittyvillä mittauksilla tulisi pääsääntöisesti olla omat yhteet, juuriventtiilit, anturit ja mittauslaitteet, jotka yhdistetään mahdollisimman suoraan TLJ:ään välttäen välissä olevia ylimääräisiä ristikytkentöjä ja liitäntäpisteitä. Turvallisuuteen liittyvien mittauslaitteiden juuriventtiilit pidetään normaalisti aina aukiasennossa ja lukittuina, esimerkiksi niistä otetaan kahvat tai käsipyörät pois. Samaan venturiin tai mittalaippaan voidaan liittää rinnan useita turvallisuuteen ja käytönvalvontaan liittyviä lähettimiä. Turvallisuuteen liittyvää mittausta saadaan käyttää säätöön tai automaattisiin ohjauksiin mikäli turvatoiminnan eheystasovaatimus (TET) on korkeintaan 2, ja vain, jos säädön vikaantuminen ei aiheuta turvatoiminnon vaarallista vikaantumista, mikä on voitava osoittaa. Käytännössä tämä usein edellyttää että mittaus on toteutettu redundanttisesti, esim. 1/2, 2/3 tai 2/4 -periaatteella ja mittausarvojen keskinäisiä poikkeamia valvotaan. Mikäli turvallisuuteen liittyvää viestiä käytetään myös muihin kuin suojaustarkoituksiin, tulee viesti tuoda ensiksi TLJ:ään. Huom. Kattilassa on myös sellaisia turvallisuuteen liittyviä valvontoja, jotka eivät liity TLJ:ään (esim. lieriön vesilasi). Myös näille valvonnoille on annettu standardissa 5712 määräyksiä esim. sähkönsyötön suhteen Mittausten sijoitus prosessiin Turvallisuuteen liittyvät mittaukset tulee sijoittaa prosessiin siten, että mittauskohdat on valittu mittausteknisesti oikein ja suojauskriteerit voidaan muodostaa niiden perusteella mahdollisimman primäärisesti ja luotettavasti kaikissa tilanteissa ja olosuhteissa. Mittauksia häiritsevät tekijät on minimoitava. Turvallisuuteen liittyvien mittausten sijoitus prosessiin tulee ottaa huomioon kattilan suunnittelussa. Mittausten sijoituksessa prosessiin ja mittausyhteiden konstruktiossa käytetään standardeja ja suosituksia, esim. VDE/VDI 3512 Bl 1...3, SFS-ISO ja SFS , elleivät olosuhteet edellytä muunlaista ratkaisua Ympäristö- ja prosessiolosuhteiden huomioon ottaminen Turvallisuuteen liittyvien mittausantureiden ja laitteiden valinnassa ja mitoituksessa tulee ottaa huomioon ympäristö- ja prosessiolosuhteiden vaikutukset, kuten lämpötila, paine, kosteus, tärinä, kavitaatio, korroosio, tukkivat aineet, ilman epäpuhtaudet, peittauskemikaalit, sähkömagneettiset häiriöt, jne. Mittausanturien ja -laitteiden on siedettävä kattilan koepaineet. Kenttälaitteiden yleinen minimi kotelointiluokkavaatimus on IP54 (IEC 529), jos olosuhteet eivät edellytä parempaa suojausta. Kosketinantureilla vaatimus on kuitenkin vähintään IP65. Räjähdysvaarallisen kaasun kanssa tekemisiin joutuvista alueista on laadittava tilaluokitukset, ja laitteet ja piirit tulee valita, toteuttaa ja suojata asianomaisten räjähdyssuojausvaatimusten (EN ) mukaan. Sähköisten ja elektronisten laitteiden ja järjestelmien tulee täyttää EN-standardien 6

81 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio vaatimukset sähkömagneettisten häiriöiden päästöjen ja siedon suhteen teollisuusympäristössä. Häiriöiden päästöjen tulee täyttää EN vaatimukset, ja häiriöiden siedon EN vaatimukset Analogiamittaukset Mittauslaitteiden ja -elektroniikan tulee olla galvaanisesti erotettuja laitteen rungosta. Turvallisuuteen liittyvissä analogiamittauksissa on käytettävä ensisijaisesti standardoitua maviestiä ja elävää nollaa käyttäviä 2-johdinlähettimiä. Ohjelmoitavissa lähettimissä tulee olla vahingossa ohjelmoinnin esto, jonka tulee olla päälle kytkettynä. Mikäli käytetään erillisellä viestijohtoon liitettävällä ohjelmointilaitteella ohjelmoitavia lähettimiä, on varmistettava, että ohjelmointilaitteen käyttö ei aiheuta häiriöitä TLJ:ssä. Lämpötila-anturit voidaan liittää suoraan TLJ:ään, jos tämä kykenee ottamaan vastaan anturiviestit. Turvallisuuteen liittyvissä mittauksissa asetetaan analoginen mittaus etusijalle binääriseen mittaukseen nähden. Analogisten mittauslaitteiden luotettavuus piilevien vikojen suhteen on yleensä parempi kuin binääristen mittauslaitteiden ja sen lisäksi analoginen mittaus antaa mahdollisuuden jatkuvaan valvontaan. Turvallisuuteen liittyvien pienten paineiden ja paine-erojen (< 0,2 bar) mittauksissa suositellaan käytettäväksi paine- ja paine-erolähettimiä paineja paine-erokytkimien sijaan. Mittausalueet tulee yleensä valita siten, että ne peittävät turvallisuuskriittisen prosessisuureen normaalin käyttöalueen ja ulottuvat turvallisuuteen liittyvien suojausrajojen ohi. Redundanttisissa mittauksissa on suositeltavaa käyttää samaa mittausaluetta. Turvallisuuteen liittyvän mittauslaitteen mittausviestin toimisuunta tulee valita siten, että mittauslaitteen todennäköisin vikaantuminen aiheuttaa TLJ:ssä muutoksen turvalliseen suuntaan. Mittausviestin toimisuunnan ja itsediagnostiikan valinnalla voidaan vaikuttaa TLJ:n turvallisuuteen ja käytettävyyteen. Näitä toimenpiteitä voidaan käyttää käytettävyyden parantamiseksi turvatoiminnolta vaaditun TET:n sallimissa puitteissa. Mittauslaitteen sisäisen diagnostiikan havaitessa vian tulee viesti ohjata sellaiseen arvoon, että se aiheuttaa hälytyksen automaatiojärjestelmässä (DCS) Binäärimittaukset Binäärisellä mittauslaitteella tarkoitetaan tässä suoraan prosessiin tai prosessilaitteeseen kytkettyä prosessisuureen raja-arvon mittalaitetta. Mittauslaitteiden ja -elektroniikan tulee olla galvaanisesti erotettuja laitteen rungosta. Binääriantureiden koskettimien tulee olla galvaanisesti erotettuja laitteen rungosta. Turvallisuuteen liittyvien binäärimittauslaitteiden toimintapisteiden tulee olla työkalulla tai erillisellä laitteella aseteltavia tai lukittavia. Kosketinanturien koskettimien materiaalit tulee valita käytettävän tunnustelujännitteen ja mittausvirran mukaan niin että TLJ:ään saadaan luotettava signaali. Lepovirtaperiaatetta käytettäessä binäärianturien johdinkatkonvalvontaa ei edellytetä, mutta valvottujen koskettimien käyttö voi nopeuttaa vian löytymistä. Työvirtaperiaatetta käytettäessä on johdinkatkovalvontaa käytettävä. Jos samassa turvallisuuteen liittyvässä binäärisessä mittauslaitteessa on useampi kuin yksi raja, tulee varmistua siitä, että rajojen viritykset eivät vaikuta toisiinsa. Piirtureihin ja osoitinkojeisiin rakennettuja rajaarvon ilmaisimia ei tule käyttää turvallisuuteen liittyvinä antureina, eikä myöskään patopaineeseen perustuvia virtausvahteja. 7

82 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio Suorituskykyvaatimukset ja olotilakompensoinnit Turvallisuuteen liittyvien mittauslaitteiden suorituskyvyn (mittaustarkkuus) on oltava riittävä vaaratilanteen ilmaisemiseen. Yleensä normaali prosessi-instrumentoinnin suorituskyky on riittävä. Turvallisuuteen liittyvien mittausten olotilakompensointeja suojauskriteerien muodostamiseksi on käytettävä vain kun se on välttämätöntä, koska ne vaativat lisämittauksia ja saattavat mutkistaa rakenteita. Mikäli olotilakompensointeja joudutaan käyttämään, lasketaan niiden toteuttamiseksi tarvittavat laitteet TLJ:ään kuuluviksi (koskee myös termoelementtimittausten lämpötilakompensointeja). Sellaisten mittauslaitteiden käyttö turvallisuuteen liittyvissä mittauksissa, jotka itse suorittavat olotilakompensoinnin, on sallittua, mikäli ne muuten ovat turvallisuuskäyttöön soveltuvia laitteita Raja-arvojen muodostus Turvallisuuteen liittyvät analogisten mittausviestien raja-arvojen muodostukset on suositeltavinta toteuttaa TLJ:n logiikkaosassa, mikäli se on mahdollista. Erillisiä raja-arvon vartijoita tulee välttää, sillä ne voivat monimutkaistaa suojausjärjestelmän laitekokonaisuutta. Tällaiset erilliset raja-arvojen vartijat kuuluvat TLJ:ään. Suositellaan että turvallisuuteen liittyvät rajaarvot ovat aseteltavia. Asettelujen muuttaminen saa tapahtua ainoastaan TLJ:ä varten laadittavan ylläpito-ohjeen mukaisesti. Yksittäisen raja-arvon toiminnan saa estää automaattisesti mittauspiirin vikatapauksessa, vain mikäli mittaus on toteutettu redundanttisesti, esim. 1/2, 2/3 tai 2/4 -periaatteella, ja vaadittu turvatoiminnon eheystaso säilyy. Tästä toiminnasta pitää tulla käyttäjälle hälytys Mittausten asennukset Mittauslaitteet tulee asentaa siten, että ne on mahdollisimman hyvin suojattu haitallisten ulkoisten olosuhteiden vaikutukselta, kuten pöly, roiskevesi, tärinä ja korkea lämpötila ja että niiden luo on helppoa ja turvallista päästä. Ne on suojattava myös mekaaniselta vahingoittumiselta. Muutoin mittausten asennuksissa on noudatettava hyväksi tunnettuja asennustapoja. Mittausviestien kaapelien tulee olla olosuhteisiin ja TLJ:n häiriönsietokykyyn nähden riittävästi suojattuja, yleensä parikierrettyjä ja parisuojattuja kaapeleita. Kuumissa paikoissa on käytettävä kuuman kestäviä kaapeleita. Kaapelit on asennettava hyllyille tai suojaputkiin. Tarvittaessa hyllyt suojataan pellillä. Yksittäiset kaapelit lähellä mittauskohtaa on asennettava tukirakenteisiin kiinnitettyihin suojaputkiin. Kaikissa kaapeleissa on käytettävä luotettavia vedonpoistajia. Kaapelien asentamista häiritsevien vahvavirtakaapelien läheisyyteen on vältettävä. Suositellaan että TLJ:n redundanttiset mittausviestit viedään TLJ:n logiikkaosaan eri kaapeleilla ja mielellään eri reittiä. Jos asennuksissa käytetään runkokaapeleita, turvallisuuden eheystasolla TET3 ei TLJ:ään liittyvissä runkokaapeleissa saa kulkea muita viestejä Kattilan TLJ:n turvatoimintojen toteutus Tässä luvussa käsitellään tavallisimpien kattiloiden TLJ:n turvatoimintojen toteutusta. Kattilan vaara- ja riskianalyysissä määritellään kullekin turvatoiminnalle turvallisuuden eheystaso TET (0..4), joka puolestaan määrittää TLJ:llä toteutettavat turvatoiminnat ja antaa vaatimuksia koskien niiden toteutustapaa. (Jos esimerkiksi polttoaine-ilmasuhteen valvonta määritetään TET1:ksi niin sen toteutus on TLJ:ssä, jos määritellään TET0:ksi niin toteutus voidaan tehdä DCS:ssä.) 8

83 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio Ainakin osaan turvatoiminnoista on esitetty vaatimuksia myös KLTK:n polttoainekohtaisissa suojeluohjeissa Kuiviinkiehunnan valvonta Lieriökattilassa kuiviinkiehunnan vaaraa valvotaan lieriön pintamittauksien avulla. Pinnanmittaukset suositellaan toteutettavaksi analogisina mittauksina, yleensä paine-eroon perustuen. Myös muita tyyppihyväksyttyjä mittauslaitteita voidaan käyttää. (Lieriön pinnan valvonnasta on ohjeita standardissa SFS 5712.) Lieriön pinnanmittausyhteiden tulee olla kooltaan vähintään DN 40. Mittausten primääriset venttiilit on vesilukon estämiseksi asennettava siten, että niiden kara tulee vaakasuoraan asentoon. Primääristen sulkuventtiilien on oltava mallia, jotka voidaan lukita käyttöasentoonsa. Pinnanmittauksen tiheyskompensointia suojausta varten pyritään välttämään, mutta olosuhteiden sitä vaatiessa tiheyskompensoinnin tulee perustua lieriöstä mitattuun paineeseen. Tiheyskompensoinnin tulee tällöin toimia mahdollisimman kylmästä tilasta alkaen. Mikäli tiheyskompensointia joudutaan käyttämään tulee se toteuttaa seuraavasti: Erillisten pintamittausten tiheyskompensointiin voidaan TET1:ssä sekä TET 2:ssa vakiopainekattiloissa käyttää yhtä yhteistä lieriön painelähetintä, mikäli sen vikaantuminen voidaan todeta luotettavasti ja viimeinen luotettava mittausarvo voidaan jättää kompensointiarvoksi tai käyttää kompensointiarvona etukäteen valittua vakioarvoa. TET 2:ssa liukupainekattiloilla sekä aina TET 3:ssa on käytettävä pintamittauskohtaista kompensointilähetintä. Läpivirtauskattiloissa ei ole selvää vesipintaa, jonka perusteella voidaan valvoa kuiviinkiehumista. Veden vähyys suhteessa polttoaineeseen voidaan havaita höyrystimen ja/tai tulistimien kohonneesta lämpötilasta. Höyrystimessä ja tulistimissa on lukuisia putkia, joiden kaikkien lämpötilaa ei käytännössä ole mahdollista valvoa. Virtausten ja siitä johtuen lämpötilojen jakautumien voi olla epätasaista, josta syystä kattilasuojausta varten lämpötila on kuitenkin mitattava useasta kohdasta. Mittaukset toteutetaan luotettavilla termoelementeillä. Viime kädessä kattilan valmistaja määrittelee kattilan suojaukseen liitettävien mittausten paikat, määrät ja käytettävän redundanssiperiaatteen. Läpivirtauskattiloissa syöttövesivirtauksen alittaessa minimiarvon tai syöttövesipumpun pysähtyessä tulee poltto pysäyttää sallitun viiveen jälkeen Pakkokiertokattilan vesikierron valvonta Pakkokiertokattilassa on valvottava höyrystimien edellyttämää vesikiertoa. Vaihtoehtoisia valvontaluotettavalla mittauksella, kiertovesipumppujen käyntitieto ja kiertovesipumppujen paine-ero Palamisilman riittävyyden valvonta KLTK:n poltto-ohjeet edellyttävät joko palamisilman paineen tai virtauksen valvontaa (öljynpoltto-ohje), taikka polttoaine-ilmasuhteen valvontaa (kaasun ja hiilipölyn poltto-ohjeet). Kattiloissa, joissa poltto tapahtuu erillisissä polttimissa, polttoaine-ilmasuhteen valvontatapa on suositeltavin. Se soveltuu tällöin parhaiten poltinkohtaisesti toteutettuna valvontana. Kattilan ilmakanava- sekä polttoaineen ja ilman mittaus- ja säätöratkaisujen tulisi tukea tämän valvontatavan toteuttamista. Ilmavirtauksen valvonta sellaisenaan ei vastaa kysymykseen ilman riittävyydestä, vaan se olisi suhteutettava polttoainevirtaukseen, jolloin valvonta palautuu polttoaine-ilmasuhteen valvonnaksi. Valvontaan käytetyille ilmamäärämittauksille tulee yleensä suorittaa lämpötilakompensointi. Palamisilman paineen valvonta kuvastaa lähinnä sitä, että palamisilmaa on saatavilla. Ylipainekattiloissa tämän menetelmän käyttö saattaa olla kyseenalaista, koska paineen vaihtelualue voi valvonnan järkevyyden kannalta olla liian laaja, ja kattilan minimi- 9

84 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio kuormalla paine voi olla häviävän pieni. Tämäkin riippuu kattilan ilmakanava- ja ilmansäätöratkaisuista. Kattilatyypeissä, joissa palaminen tapahtuu muualla kuin polttimissa (leijupetikattilat, arinakattilat, soodakattilat), valvonnan toteutusperiaate on tapauskohtaisesti kattilan valmistajan kanssa sovittava asia. Palamisilman valvonnan toteutusperiaatteet ja riittävyys tulee varmistaa vaara- ja riskianalyysissa Palamisen valvonta Palamisen valvonnassa tärkein sija on liekinvalvojilla, joka on usein viimeinen varmistus muiden toimenpiteiden epäonnistumisen varalta. Vaikka tekninen kehitys tuo uusia ja parempia valvontalaitteita, liekinvalvontaa ei voida käyttää kaikissa polttotilanteissa kaikilla polttoaineilla tai kattilatyypeillä. Pelkästään kaasun tai öljyn polttoon tarkoitetuissa kattiloissa käytetään pääasiassa poltinkohtaista liekinvalvontaa, jonka tulee olla itsetarkistavaa tyyppiä. Liekinvalvojaa, joka antaa sytytys- ja pääliekille yhteisen liekki on -signaalin, saadaan kaasuja öljypolttimissa käyttää vain, jos sytytyspolttoaineen palaminen sytytyspolttimessa takaa aina myös pääpolttoaineen palamisen pääpolttimessa. Hiilipölypolttimien liekkiä valvotaan omilla liekinvalvojillaan, joiden tulee myös olla itsetarkistavaa tyyppiä. Yleensä saman hiilimyllyn syöttämien polttimien (esim. 4 kpl) liekinvalvojista saa yksi ilmaista liekin puuttumisen, jolloin siitä on tuotava hälytys käyttäjälle. Kahden liekin puuttuessa on mylly yleensä laukaistava, mutta tämä on ratkaistava kuitenkin tapauskohtaisesti. Leiju- ja kiertopetikattiloissa leijupolttoa valvotaan useita antureita käsittävän lämpötilavalvonnan avulla. Lisäksi edellytetään pedin leijutusolosuhteiden (leijutusväliaineen virtaus ja paine) valvontaa. Turvepölykattiloissa palamisen valvontaa ei suoriteta pysäyttävillä laitteilla liekinvalvonnan epävarmuuden vuoksi. Jos turpeella ajetaan siten että tukipolttimet ovat päällä, tulee tukipolttimissa olla liekinvalvojat. Ajettaessa turpeella ilman tukipolttoa tulee turpeen palamista valvoa omilla liekinvalvojilla. Soodakattiloissa käynnistys tapahtuu öljy- tai kaasukäyttöisten käynnistyspolttimien avulla, jotka varustetaan omilla liekinvalvojillaan. Puhtaassa lipeäajossa palamisolosuhteita valvotaan lipeävirtauksien, lipeän kiintoainepitoisuuden ja palamisilmamäärien perusteella sekä tulipesän palamisolosuhteita ja kekoa tarkkailemalla. Lipeän alhaisesta kiintoainepitoisuudesta tulee olla hälytys, muuten tulipesän palamisolosuhteiden tarkkailu tapahtuu käyttäjän toimesta. Mikäli havaitaan turvallisten lipeän poltto-olosuhteiden puuttuminen, pysäytetään lipeäruiskutus. Höyryhajotteisten öljypolttimien hyvä palaminen edellyttää vähintään tiettyä hajotushöyryn minimipainetta ja tulistusastetta. Hajotushöyryn painetta voidaan valvoa kattila-, poltinryhmä- tai poltinkohtaisesti. Paineen laskiessa niin alas, että öljypolttimen toiminta häiriintyy, on polttimet pysäytettävä. Kostea höyry johtaa huonoon palamiseen. Alhaisesta hajotushöyryn lämpötilasta on tuotava hälytys käyttäjälle. Liekinvalvojan sijoitukseen, suuntaukseen ja selektiivisyyteen tulee kiinnittää huomiota. Liekinvalvojan tulee nähdä vain sen polttimen liekki, jota sen on tarkoitus valvoa Tulipesän paineen valvonta Tulipesän paineen nouseminen saattaa olla merkki jo tapahtuneesta tulipesätussahduksesta tai -räjähdyksestä, tai se on merkki siitä, että tulipesäolosuhteet ovat muuttuneet niin, että polton jatkaminen on epävarmaa. Valvonnan tarkoituksena on pysäyttää polttoaineen syöttö tulipesään, jotta tilanne ei enää pahenisi. 10

85 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio Tulipesän paineenmittausyhteiden ja impulssiputkien tulee olla asennettu vinoon asentoon, niiden on oltava riittävän väljät, etteivät yhteet tukkeudu helposti, ja ne on voitava rassata auki (esim. VDE/VDI 3512 BL.3 Bild 24) Savukaasujen poiston valvonta Savukaasujen poiston on oltava toiminnassa kattilan käydessä. Poiston valvonta käsittää puhaltimien käynnissäolon valvonnan ja savukaasukanavien peltien aukiolon valvonnan, ks. kohdat Moottorien käynnin valvonta ja Venttiilien ja peltien asennon valvonta Savukaasun lämpötilan valvonta Tulipesän lämpötilavalvonta tulee kyseeseen eräissä kattilatyypeissä, kuten kaasuturbiinin lämmön talteenottokattila, jossa saatetaan lisäpoltto pysäyttää tulipesän korkeasta lämpötilasta, sekä leiju-/kiertopetikattila, jossa lopetetaan koko poltto. Lämpötilan mittaus toteutetaan em. tapauksissa yleensä usealla luotettavalla termoelementillä verkkomittauksena, joista laukaisukriteeri muodostetaan sopivalla valinnalla. Erityistä huomiota on kiinnitettävä suojaputkien materiaalien sekä mittauskohtien valintaan. Savukaasukanavan lämpötilan valvonta tulee kysymykseen kattiloissa, joissa savukanavan lämpötila saattaa ylittää esim. savukaasupuhaltimien, sähkösuodattimien tai savupiipun sallitun maksimilämpötilan. Mikäli savukanavan lämpötilan valvonta on määritelty TLJ:ään liitettäväksi toiminnoksi, voi laitteiden suojaus tapahtua pysäyttämällä kattilan poltto kattilasuojan kautta Polttoainekohtaiset valvonnat Polttoaineen valvonnan tarkoituksena on varmistaa, että sitä on saatavilla ja sen käyttöarvot (paine / lämpötila / viskositeetti / kuiva-ainepitoisuus) ovat oikeat, jotta palaminen olisi hallittua. Polttoaineen virtaaminen pesään on estettävä, jos polttoaineen käyttöarvot eivät ole sallituissa rajoissa, koska tällöin voi pesään joutua palamatonta polttoainetta, mikä kerääntyessään voi aiheuttaa turvallisuusriskin. Huono palaminen voi aiheuttaa myös ympäristöriskin. Tavallisimpia valvontoja ovat: Polttoöljy: minimipaine (kevyt pö, raskas pö) ja minimilämpötila (raskas pö) Kaasu: minimi- ja maksimipaine Hiilipöly ja turvepöly: kantoilman lämpötila lämpötilakompensoituna Kiinteä polttoaine: polttoainemäärän mittaus kuljetinvaaoilla Polttolipeä: minimivirtaus. Lisäksi on valvottava lipeän kuiva-ainepitoisuutta. Kaasun ja öljyn minimipaineenvalvonta tulee toteuttaa siten, että paineenmittauskohta sijaitsee säätöventtiilien jälkeen ennen polttimia. Kaasun minimi- ja maksimipainerajojen mittausalueet voivat poiketa niin paljon toisistaan, että on tarpeellista käyttää eri mittauslaitteita niiden valvontaan. Muutoin yksityiskohtaisemmat vaatimukset tarvittavista valvonnoista sisältyvät KLTK:n poltto-ohjeisiin. Soveltuvat polttoainekohtaiset valvonnat voidaan vaihtoehtoisesti toteuttaa poltinkohtaisina Hätäpysäytyslaitteet Kattilalaitoksella on oltava valvomossa ja kentällä riittävä määrä hätä-seis painikkeita, joista kattila voidaan ohjata turvalliseen tilaan. Käsin tapahtuvat kattilan hätäpysäytykset voidaan toteuttaa osana TLJ:ää. Hätäseiskytkimien tulee olla tyypiltään sienipainikkeita, väriltään punaisia ja niiden tulee jäädä alaspainetuiksi, kunnes ne vapautetaan erikseen. Ne tulee sijoittaa helposti luoksepäästävään paikkaan ja siten, että ne ovat helposti havaittavissa. Ne on suojattava vahinkolaukaisuilta. 11

86 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio Hätä-seis-painikkeen painamisesta tulee olla erillinen hälytys. Soodakattilan pikapysäytys, joka on pikatyhjennystä edeltävä toimenpide, muodostaa itsenäisen toiminnan, joka toteutetaan TLJ:llä. Sama koskee soodakattilan pikatyhjennysjärjestelmää Moottorien käynnin valvonta Useiden kattilan päälaitteiden moottorien käynnin valvonta kuuluu TLJ-valvontoihin, esim. savukaasupuhaltimet. Käynnin valvonnassa on tapauksesta riippuen käytettävissä yksi tai useampia seuraavista vaihtoehdoista TLJ:ää varten: moottorin kontaktorin tai katkaisijan apukosketin moottorin virran valvonta puhaltimen tai pumpun pyörimisnopeuden valvonta vaihteiden jälkeen puhaltimen tai pumpun paineen (tai imun), paine-eron tai tuotetun virtauksen valvonta. Käynninvalvonnan toteutus ratkaistaan turvatoimintakohtaisesti vaara- ja riskianalyysin pohjalta. Moottorin kontaktorin tai katkaisijan antama tieto ei ole täysin primäärinen, koska se on mitattu keskuksesta eikä suoraan asianomaiselta laitteelta. Moottorin käynnin ilmaiseva kontaktorin tai katkaisijan kosketintieto on tuotava suoraan TLJ:ään Venttiilien ja peltien asennon valvonta TLJ:ään liitettyjen venttiilien ja peltien asentorajakytkimien tulee olla suoraan TLJ:n logiikkaosaan kytkettyjä, mieluimmin ohjaukseen käytetyistä rajoista erillisinä. Rajakytkimet voivat yleensä ilmaista auki-asennon, kun venttiili tai pelti on % auki. Peltien ja puhallinsiipien osalta on suositeltavaa mitata asento mahdollisimman läheltä valvottavaa kohdetta eli mahdollisten vipujen ja hydraulivahvistimien jälkeen TLJ-ohjaukset Kattilan vaara- ja riskianalyysin yhteydessä ratkaistaan turvatoimilaitteiden ohjauspiirien eheystasovaatimukset. Turvatoimilaitteen / turvatoimilaitteiden ryhmän ja niiden ohjauspiirien tulee olla sellaiset, että turvatoiminnoilta vaaditun turvallisuuden eheystason vaatimukset täyttyvät ( yhdessä antureiden ja TLJ:n logiikkaosan kanssa). Jos samalla turvatoimilaitteella / turvatoimilaiteryhmällä toteutetaan eri eheystasovaatimuksen omaavia turvatoimintoja, niin turvatoimilaitteiden / turvatoimilaiteryhmän ja niiden ohjauspiirien vaatimukset määräytyvät eheystasoltaan korkeimman turvatoiminnan mukaan. Kattiloiden turvatoiminnat kohdistuvat yleensä polttoaineiden pikasulkuventtiileihin ja syöttölaitteisiin. Joissakin kattilatyypeissä turvatoiminnan kohteena on myös ilmapuhaltimia. Pikasulkuventtiilien ohjaus toteutetaan poikkeuksetta lepovirtaperiaatteella pitoohjauksena, jolloin ohjauksen itsepito tapahtuu TLJ:n logiikkaosassa. Kytkinlaitoksen kautta ohjattavien moottorien laukaiseminen TLJ:n logiikkaosasta tulee tapahtua normaalista moottorin ohjauksesta riippumattoman laukaisukanavan kautta. Kytkinlaitososuuden toteutuksessa tulee kiinnittää huomiota turvatoiminnan varmistamiseen kytkinlaitososuuden vikatapauksissa halutun eheystason vaatimuksia vastaavaksi. Jos turvatoiminta toteutetaan pysäyttämällä kaksi polttoainelinjassa peräkkäin olevaa laitetta, ei kytkinlaitososuudelle kohdistu yleensä muita ylimääräisiä vaatimuksia, mutta mikäli TLJ:stä tuleva laukaisu kohdistuu 12

87 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio kyseisen turvatoiminnan osalta ainoastaan yhteen laitteeseen (moottoriin), on tarvittaessa tehtävä itse kytkinlaitososuudella lisävarmistuksia, jotta halutun eheystason vaatimukset saavutetaan Pneumaattinen säätötoimilaite turvaohjauksen kohteena Säätötoimilaite yksin ei yleensä ole riittävä turvatoimintojen toteuttamiseen, vaan lisäksi on käytettävä muita varmistuksia, kuten erillistä pikasulkuventtiiliä tai pumpun, puhaltimen, tms. ohjausta turvatoimintaa vaadittaessa. Pneumaattinen säätötoimilaite voidaan varustaa turvatoimintaa varten erillisillä ohjauslaitteilla (magneettiventtiili) sekä jousipalautuksella siten, että magneettiventtiilin ja säätötoimilaitteen turvallinen tila saavutetaan, kun magneettiventtiili on jännitteetön tai toimilaitteen apuenergia puuttuu, edellyttäen kuitenkin, että turvatoiminnon riippumattomuus säädöstä on varmistettu Kattilan TLJ:n laajuuden määrittäminen TLJ:llä toteutettavat turvatoiminnat (eli TLJ:n laajuus) määritetään kattilalaitoksen vaara- ja riskianalyysin perusteella. Tässä luvussa käsitellään tyypillisesti TLJ:llä toteutettavia turvatoimintoja Kattilasuojalogiikka Laukaiseva kattilasuojalogiikka kaikkine yksittäisten kriteerien kokoamisessa tarvittavine logiikkoineen toteutetaan TLJ:llä. Tämä käsittää myös yhteiset tasokohtaiset tai polttoainekohtaiset ehdot, mikäli ne on toteutettava TLJ:llä Tulipesän sytytysvalmius Kattilalaitoksen vaara- ja riskianalyysin yhteydessä ratkaistaan, onko tulipesän sytytysvalmiuteen liittyvät valvonnat ja logiikat osittain tai kokonaisuudessaan toteutettava TLJ:llä ja mikä on niiden eheystasovaatimus. Näitä valvontoja ovat mm.: tuuletuksen valvonta, sisältäen aikavalvonnat tuli-kattilassa -signaalin muodostus sytytysyritysten laskenta Polttimet ja muut polttolaitteet Poltinkohtaisista suojausehdoista tulee ainakin liekinvalvonta sekä pikasulkuventtiilien ohjaus/laukaisu toteuttaa TLJ:llä. Mikäli em. toiminnat sisältyvät erilliseen polttimen ohjauslogiikkaan, katsotaan sen kuuluvan TLJ:ään. Kattilalaitoksen vaara- ja riskianalyysin yhteydessä käsitellään ja ratkaistaan: mitkä muut polttimien lukitus/ suojauskriteerit on toteutettava TLJ:llä mitkä ohjaus/laukaisupiirit polttimien, hiilimyllyjen, ym. polttolaitteiden venttiileille, pelleille ja muille kohteille toteutetaan TLJ:llä. Tällöin on käsiteltävä ja ratkaistava mm. polttimien sytytyskaasuventtiilien, sytytysmuuntajien sekä puhallushöyryventtiilien ohjaus/laukaisupiirien toteutustapa mitkä kiinteän polttoaineen lukitukset, suojaukset ja syöttölaitteiden ohjaukset toteutetaan TLJ:ssä miten toteutetaan lipeän syötön pysäyttäminen ja primääri-ilman pysäyttäminen soodakattiloissa mitkä kattilan bio-, hajukaasu- tms. polttimien ja polttolaitteiden lukitukset ja suojaukset toteutetaan TLJ:ssä. Poltinohjausohjeita löytyy standardeista SFS- EN 230 (öljy) ja EN 298 (kaasu). Standardeissa vaaditaan mm. polttimen käynnistämisen estoa mikäli liekkisignaali on simuloitu tai väärä liekki havaittu. Samoin tuuletusilmansignaali tulisi testata simulointia vastaan. 13

88 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio Korkeapaine-ohituksien ohjaus KP-ohituksien ohjaus silloin kun ne toimivat kattilan varoventtiileinä, kuuluu TLJ:llä toteutettaviin toimintoihin. Tyypillisesti ohjauslaitteet hankitaan KP-ohituksien yhteydessä, ja ne muodostavat oman itsenäisen laitteistonsa, eivätkä siten sisälly varsinaiseen kattila-suojaan. KP-ohituksilla voidaan suojata myös kattilan välitulistimia liian alhaisesta höyryvirtauksesta johtuvaa ylilämpötilaa vastaan esim. höyryturbiinin käynnistystilanteessa. Vaara- ja riskianalyysissä on määritettävä em. toimintojen eheystasovaatimukset Soodakattilat Soodakattilan pikapysäytys- ja pikatyhjennyslogiikat ja -ohjaukset käsitellään vaara- ja riskianalyysissä ja määritetään niiden turvallisuuden eheystaso. Kattilalaitoksen vaara- ja riskianalyysin yhteydessä on ratkaistava, onko soodakattilan turbopumpun ohjauspiirit osittain tai kokonaisuudessaan toteutettava TLJ:llä ja mikä on ohjauspiirien eheystasovaatimus. Turbopumpun automaattinen käynnistys syvepumpun häiriössä voidaan toteuttaa TLJ:stä erillisellä logiikalla. Soodakattiloissa tulee varmistaa että syöttöveden säätöventtiili saadaan suljettua automaatiojärjestelmästä riippumattomasti, mikäli on olemassa vaara syöttöveden pääsystä tulipesään Määräaikaistestit Säännöllisillä määräaikaistesteillä varmistutaan TLJ:n toimintakyvyn ja eheystason säilymisestä varmennuskanavineen. Määräaikaistestissä testataan kaikki toiminnat kenttämittauksista logiikan kautta ohjattaville laitteille saakka. Määräaikaistestien tekijöillä tulee olla riittävä pätevyys. Testit on dokumentoitava. Testivälit voivat olla erilaisia TLJ:n eri osille. Suunnittelussa ja toteutuksessa on alusta lähtien otettava huomioon turvallisuuteen liittyvien mittausten ja järjestelmien tarkistus- ja testaustarpeet. Sen vuoksi on suunniteltava tarkistus- ja testausjärjestelyt siten, että tulevat tarkistukset ja testaukset voidaan suorittaa mahdollisimman helposti ja turvallisesti. Suunnittelussa on otettava huomioon, mitä voidaan tarkistaa ja testata käytön aikana, ja mitkä tarkistukset ja testaukset edellyttävät kattilan alasajoa. Testausjärjestelyjen suunnittelussa ja toteutuksessa tulee ottaa huomioon redundanssin avulla suojausjärjestelmiin sisäänrakennettu vikasietoisuus niin, että kaikkien rinnakkaisten suojauskanavien laitteiden ja järjestelmien toiminta tulee varmuudella todetuksi. Tarkistus- ja testausjärjestelyt tulee toteuttaa siten, että ne eivät heikennä turvallisuuteen liittyvän mittauksen luotettavuutta ja että tarkistukset eivät aiheuta häiriötä mittaukseen. redundanttisista antureista (esim. 2/3) voidaan testata yhtä kerrallaan laitoksen käytön aikana (suositus). Mittauslaitteiden vikatapauksissa ohituskytkimien käyttö tai viestien simulointi on sallittua sillä edellytyksellä, että vain yksi mittaus reduntanttisista mittauksista voi kerrallaan olla ohitettuna tai simuloituna. Ohituksesta tai simuloinnista on tuotava hälytys käyttäjälle. Hälytystiedot ja ohitusajat tallennetaan. Turvallisuuteen liittyvien mittauslaitteiden toiminnassa olo ja mittausviestien oikeellisuus tulee olla mahdollista tarkistaa käytön aikana. Mittausviestit tulisi voida mitata sähköisesti suojausjärjestelmän tuloissa. 14

89 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio Turvallisuuteen liittyvät mittaukset on varustettava sellaisin liitännöin ja varustein, että suojaustoimintojen testaukset voidaan suorittaa mieluimmin asennuksia purkamatta, kuten laitteiden, impulssiputkien tai johtojen irrottaminen. Lämpötila-anturien asennukset on suunniteltava siten, että anturit voidaan siirtää testausta varten erilliseen lämpöhauteeseen tai -uuniin. Turvallisuuteen liittyvät paine- ja paine-eromittaukset tulee varustaa venttiilein ja tarkistusmittausliitännöin siten, että niiden avulla voidaan tarkistaa laitteen 0-piste, viritys ja rajaarvojen asettelu esim. syöttämällä ulkoista painetta mittauslaitetta paikaltaan irrottamatta. TLJ:n käytönaikaisten testauksien helpottamiseksi voidaan käyttää avaimella varustettua testauskytkintä, joilla esim. voidaan estää testattavaa suojauskanavaa suorittamasta laukaisua muiden suojauskanavien jäädessä aktiivisiksi. Testauskytkimen ollessa testausasennossa tulee käyttäjälle tuoda määräajoin uusiutuva hälytys. Avaimen poisotto tulee olla sallittua vain kytkimen 0-asennossa, jolloin kaikki suojauskanavat ovat aktiivisia. 15

90 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio OSA 2 TLJ-projektin läpivienti Tässä osassa on esimerkki TLJ-projektin elinkaaresta (ks. taulukko 1). Turvallisuuden hallinta (Management of Safety) Turvallisuussuunnitelma Henkilöstön pätevyys TLJ-projekti Elinkaaren vaiheet (Safety Lifecycle) TLJ:n vaatimusmäärittely TLJ:n toteutuskuvaus TLJ:n suunnittelu ja toteutus Tehdastestaus (FAT) Asennus ja kylmätestaus Kokonaiskelpoistus (SAT) ja käyttöönotto Käyttö ja ylläpito Muutosten hallinta Toiminnallisen turvallisuuden arviointi Arvioinnin eri osuudet Arvioinnin riippumattomuus Taulukko 1. TLJ-projekti 2.1 Yleistä Projektisuunnitelma. Laitoksen toteuttamisen projektisuunnitelmassa on otettava huomioon TLJ-osuudet ja niiden aikataulu. Esimerkiksi vaara- ja riskianalyysit sekä turvatoimintojen ja eheystasojen määrittely on syytä tehdä jo ennen automaation hankintaa, että ne ovat valmiit, kun laitoksen automaation toteutuksen määrittely alkaa. Projektisuunnitelmassa määritellään turvallisuussuunnitelman teko. Turvallisuussuunnitelma. (Liite 3.2) Turvallisuussuunnitelma muodostuu TLJ:n projekti- ja laadunvarmistussuunnitelmista. Turvallisuussuunnitelmassa kuvataan TLJ:n turvallisuuden hallinta. Se sisältää turvallisuuden varmistamiseksi käytettävät menettelyt ja vastuut. Turvallisuussuunnitelmasta tehdään projektin alussa runko ja sitä täydennetään koko projektin ajan, ja tarvittaessa myös käytön aikana. Käytön aikainen turvallisuussuunnitelma voi myös olla erillinen kokonaisuus jossa käyttöhenkilökunnan koulutus, ylläpito ja muutosmenettelyt on ohjeistettu sekä vastuut määritelty. Turvallisuussuunnitelman tekee tai teettää laitoksen rakennuttaja/käyttäjä. Turvallisuussuunnitelman osia voivat tehdä myös eri osuuksien toimittajat. Esimerkiksi TLJ:n toimittaja voi tehdä oman osuuteensa turvallisuussuunnitelmasta ja tähän viitataan kokonaisuuden turvallisuussuunnitelmassa. Turvallisuussuunnitelman tulee kattaa kaikki TLJ:n elinkaarimallin eri vaiheet. Henkilöstön pätevyys. Turvallisuuteen liittyvien järjestelmien (TLJ) toiminnoissa toimivilla henkilöillä, jotka osallistuvat johtamiseen, määrittelyyn, suunnitteluun, toteutukseen, todennukseen, kelpoistukseen, ylläpitoon ja muutostöihin, pitää olla asianmukainen todennettu koulutus, tekninen tietämys, kokemus ja pätevyys hoitaa vastuualueitaan. Henkilöstön pätevyys voidaan arvioida osana toiminnallisen turvallisuuden arviointia. Henkilöstön pätevyysvaatimukset esitetään turvallisuussuunnitelmassa. Elinkaarimalli. Turvallisuuden elinkaarimalli sisältää kaikkien TLJ:n elinkaaren vaiheiden kuvauksen. Siinä määritetään eri vaiheille turvallisuuden saavuttamiseksi ja ylläpitämiseksi tehtävät toimenpiteet sekä tekniset menetelmät ja ratkaisut. 16

91 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio Tässä ohjeessa on annettu esimerkki kattilalaitoksen TLJ:n elinkaarimallista. Myös kansainvälisissä standardeissa on elinkaarimalleja joita on hyvä käyttää. Arviointi. Projektin TLJ osuuden suunnittelun, toteutuksen ja laadunvarmistusmenettelyjen ja niiden dokumentoinnin pitää olla sellaiset, että tarvittaessa TLJ-projektin kulku voidaan arvioida myös projektin ulkopuolisten toimesta Vaara- ja riskianalyysi Suunnittelun alkaessa selvitetään vaara- ja riskianalyysin tarpeellisuus sekä laajuus. Olemassa olevan laitteiston laajennuksen tai modernisoinnin yhteydessä selvitetään muutokset ja niiden vaikutukset. Uusien laitosten osalta vaara- ja riskianalyysi tehdään aina. Vaara- ja riskianalyysin sekä tämän perusteella tehtävän TLJ:n vaatimusmäärittelyn tekee tai teettää laitoksen omistaja /käyttäjä. Näiden tekemiseen hankitaan tarvittava asiantuntemus kattila- ja automaatioasiantuntijalta sekä laitoksen käytöstä vastaavilta. Vaara- ja riskianalyysit on syytä tehdä jo ennen automaation hankintaa. Riskianalyysin sisällöstä enemmän liitteessä TLJ:n vaatimusmäärittely Vaara- ja riskianalyysin perusteella tehdään laitoksen kokonaisturvallisuusmäärittely, joka sisältää laitoksen turvatoiminnat ja niiden kuvaukset (laukaistavat kohteet ym.). Turvatoiminnat toteutetaan joko TLJ:llä tai muilla riskinvähennyskeinoilla. (Riskianalyysissä ja toimintojen osittelussa voidaan päätyä myös siihen että tarvitaan myös TLJ:stä ja DCS:stä erillinen ohjauspiiri johonkin turvatoimintaan, esim maakaasun pääsulkuventtiili). TLJ:llä toteutettavat turvatoiminnat kootaan TLJ:n vaatimusmäärittelyksi. TLJ:n vaatimusmäärittelyn (liite 3.4) tekee tai teettää laitoksen omistaja / käyttäjä. TLJ:n vaatimusmäärittely on syytä tehdä ennen automaation hankintaa. Turvallisuuteen liittyvän järjestelmän (TLJ) eri turvatoiminnat ja niiltä vaadittava eheystaso (TET) määräytyy seuraavasti: 1) Vaara- ja riskianalyysissä määritetään vaaratekijät ja vahinkomahdollisuudet. Niistä valitaan sellaiset joissa riskiä voidaan tai halutaan pienentää TLJ:llä (ensisijaisesti riskejä tulee pienentää prosessiteknisin keinoin). Pääasiassa kyse on henkilöriskeistä mutta myös ympäristöriskeistä sekä omaisuusriskeistä ja tuotannonmenetyksistä 2) Määritetään tarvittavat automaattiset turvatoiminnat 3) Kullekin turvatoiminnalle määritetään turvallisuuden eheyden taso (TET) Turvallisuuden eheystason määrittely tehdään soveltuvien IEC- tai EN-standardien mukaisesti. Kattilalaitoksilla voidaan soveltaa myös seuraavaa taulukkoa 2. Henkilöturvallisuuteen liittyvät riskit määrittävät turvatoimintojen toteutuksen minimitason, ympäristö- ja taloudellisista seikoista johtuen voidaan haluttaessa vaatimustasoa korottaa. 17

92 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio A. Maksimivahingon suuruus B. Maksimivahingon (sar. A ) toteutumisen todennäköisyys ilman TLJ-turvatoimintaa tai turvatoiminnan pettäessä Suhteellisen korkea: Vähäinen tai erittäin vähäinen: - Ei muita riittäviä (automaatiosta riippumattomia) turvatoimintoja - Ei mahdollisuutta torjua vaaraa käyttäjän toimenpitein (vaaratilanne kehittyy nopeasti ja/tai se on vaikea havaita) Ei henkilöriskejä 0 - Lievä (ohimenevä) 0 0 vammautuminen Vakava vammautuminen 1:lle 2 1 tai useammalle tai 1 henkilön kuolema Useamman henkilön kuolema 3 2 Hyvin monen henkilön kuolema Muita (lähes) riittäviä turvatoimintoja on - Vaara mahdollista torjua käyttäjän toimenpitein (vaaratilanne kehittyy hitaasti ja/tai se on helppo havaita) Taulukko 2. Suositus TLJ:n turvatoimintojen turvallisuuden eheystasojen (TET) määrittämiseksi kattilalaitoksilla. Huom 1. Mikäli omaisuus-, keskeytys- tai ympäristöriskit ovat suuret, voi se johtaa jonkun turvatoiminnan osalta TET-vaatimuksen korottamiseen. Huom 2. Kattilalaitoksen onnettomuustilanteiden aiheuttamien henkilövahinkojen suuruus arvioidaan kattilalaitoksen vaara- ja riskianalyysissa. Tyypillisesti kattilalaitoksen maksimivahingon seurauksena voidaan pitää yhden tai useamman henkilön kuolemaa. Hyvin monen henkilön kuolema on mahdollista kattilalaitoksella vain poikkeuksellisissa olosuhteissa, jos seuraukset eivät rajoitu kattilalaitoksen alueelle. Turvatoiminnon toteutustapa (sisältäen anturit, logiikkaosan ja toimilaitteet) valitaan siltä vaaditun eheystason mukaan. Kunkin turvatoiminnan TET-vaatimus määrää (yleensä) sarjaan kytketyn anturi/lähetin-osan, logiikan I/ O-piireineen ja toimilaitteiden suurimman sallitun summavikatodennäköisyyden. (Taulukko 3, lähde IEC , taulukko 2). Tämä koskee laitteistopuolen (hw) satunnaisvikoja. Käytännössä tällöin logiikkojen osuus koko toiminnan vikataajuudesta on hyvin pieni. Kenttälaitteet määrittävät automaatiolla toteutettujen turvatoimintojen eheyden tason valtaosin. 18

93 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio TET Vaarallisen vian todennäköisyys Taulukko 3. Suurimmat sallitut turvatoiminnan vikatodennäköisyydet eri turvallisuuden eheystasoilla (TET) 2.4 TLJ:n toteutuskuvaus Kun TLJ:n vaatimusmäärittely on tehty, tehdään TLJ:stä hankintaa varten tarvittavat asiakirjat (liite 3.5 ja 3.6). Toimituskokonaisuuksiin jako kannattaa tehdä sellaiseksi, että TLJ:n toteutuksen toimitusrajat ovat selkeät. Valittu TLJ:n toimittaja (tai toimittajat) tarkistaa, että TLJ:n vaatimusmäärittely ja muut lähtötiedot ovat riittäviä toteutuskuvauksen tekemistä varten, ja niistä selviää mm. TLJ:n erillisyysperiaatteen toteutuminen sekä mittausalueiden, suojaus- ja ennakkohälytysrajojen yksiselitteiset määrittelyt. TLJ:n toimittaja (tai muu turvallisuussuunnitelmassa nimetty) tekee TLJ:n toteutuskuvauksen /määrittelydokumentin. (Jos on useampia toimittajia, niin työjako kirjataan turvallisuussuunnitelmaan). Tarvittaessa pidetään katselmuksia yhdessä laitoksen rakennuttajan ja prosessilaitetoimittajien kanssa. 2.5 Projektin toteutus Yleistä TLJ-projektin toteutuksen rinnalla aloitetaan tehdastestauksen (FAT), asennuksen ja käyttöönoton, kokonaiskelpoistuksen (SAT), sekä käytön ja ylläpidon suunnittelu. Jatkovaiheet suunnitellaan etukäteen siten, että suunnitelmat ovat valmiina riittävän ajoissa ennen kutakin vaihetta ja mahdollista arviointia. Turvallisuussuunnitelmassa pitää määritellä kuka on vastuussa eri vaiheista ja tarpeellisten tietojen toimittamisesta, esim. mitkä tiedot tulevat tilaajalta ja mitkä toimittajilta. Seuraavassa on esimerkki tehtävien jaosta. Tehdastestauksen (Factory Acceptance Test, FAT) suunnittelu TLJ:n logiikkaosan kelpoistussuunnitelman tekee TLJ:n logiikkaosan toimittaja. Suositeltavaa on tehdä suunnitelma yhdessä kattilan käyttäjän kanssa. Asennuksen ja käyttöönoton suunnittelu TLJ:n asennuksen ja käyttöönoton suunnitelman (liite 3.9) tekijä sovitaan projektikohtaisesti. Kokonaiskelpoistuksen (Site Acceptance Test, SAT) suunnittelu Kokonaiskelpoistus sisältää asennettujen TLJ:n logiikkaosan ja kenttälaitteiden testauksen kokonaisuutena. Suunnitelman TLJ:n kokonaiskelpoistuksesta tekee laitoksen omistaja/ haltija yhdessä kaikkien toimittajien kanssa, jotka ovat toimittaneet jotain TLJ:ään liittyviä laitteita tai työtä. Käytön ja ylläpidon suunnittelu Käytön ja ylläpidon suunnittelu aloitetaan TLJ:n toteutuksen rinnalla. Siihen kuuluu mm. koulutuksen suunnittelu käyttö- ja ylläpitohenkilökunnalle. Tästä vastaa laitoksen omistaja/ käyttäjä TLJ:n suunnittelu ja toteutus 19

94 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio TLJ:n laitteistoa ja ohjelmistoa käsitellään suunnittelu- ja toteutusvaiheessa yhtenä kokonaisuutena. Kun käytetään turvallisuuskäyttöön tyyppihyväksyttyjä (sertifioituja) järjestelmiä TLJ:n logiikkaosana, joiden peruslaitteisto ja -ohjelmisto on valmiiksi hyväksytty, ei ole tarpeen erottaa laitteiston ja ohjelmiston suunnittelua, toteutusta ja tehdastestausta. Vain, jos TLJ:n sovellusohjelmisto on laaja tai logiikkaosan perusohjelmistoa ei ole tyyppihyväksytty, on perusteltua erottaa TLJ:n ja sen ohjelmiston elinkaaret. Suunnittelu (laitteisto ja ohjelmisto) Suunnitteluvaiheessa tehdään TLJ:n logiikkaosan ja kenttäinstrumentoinnin (sekä sähköistyksen) yksityiskohtainen suunnittelu- ja toteutusdokumentaatio TLJ:n määrittelyn mukaisesti (liite 3.7). Toteutus (Integrointi) TLJ:n logiikkaosa kootaan järjestelmän suunnitteludokumentaation mukaan ja testataan kokoonpanon testimäärittelyjen mukaisesti. Kokoonpanoon liittyvät testit tekee TLJ:n logiikkaosan toimittaja Tehdastestaus (FAT) TLJ:n logiikkaosalle suoritettavien tehdastestausten tarkoituksena on paljastaa logiikan suunnittelun, konfiguroinnin ja ohjelmien latauksen yhteydessä mahdollisesti syntyneet virheet. Tehdastestauksessa tarkastetaan, että järjestelmä ja sen sovellusohjelmisto on oikein ja täydellisesti toteutettu TLJ:n vaatimusmäärittelyn mukaisesti. TLJ:n logiikkaosan tehdastestaus (FAT) tehdään TLJ:n logiikkaosan kelpoistussuunnitelman (liite 3.8) mukaisesti. Testaus suoritetaan tyypillisillä testiaineistolla, siten, että ainakin kaikki turvatoimintojen yksittäiset laukaisukriteerit ja laukaisut sekä hälytysten ja ilmoitusten toiminta käydään läpi testauksessa. Kaikki kanavat ja redundanttisten mittausten eri kombinaatiot ja raja-arvot testataan, jotta myös mahdolliset redundanssin peittämät piilevät viat saadaan paljastettua. Myös TLJ:n vikoja (toimilaitteet, kenttäpiirit ja TLJ:n logiikkaosa) testataan. Tehdastestaus tehdään joko toimittajan tiloissa tai asennuspaikalla. Testauksessa on mukana TLJ:n logiikkaosan toimittaja sekä toimittajasta riippumaton taho esim. vaatimusmäärittelystä vastaava prosessilaitetoimittajan tai laitoksen rakennuttajan edustaja. Tehdastestauksista laaditaan pöytäkirjat Asennus ja kylmätestaus TLJ:n logiikkaosuus kytketään kenttäkaapelointiin ja kenttälaitteisiin asennuspaikalla asennusja käyttöönottosuunnitelman mukaisesti. Kenttälaitteiden asentamiseen on ohjeita kappaleessa Mittausten asennukset. Vastaanottotarkastuksessa ennen asennusta tai kylmätestauksessa asennuksen jälkeen tarkastetaan kenttälaitteiden toiminta, viritys ja alueiden oikeellisuus. Asennustarkastuksessa ja kylmätestauksessa tarkastetaan, että kaikki laitteet (logiikka, kenttälaitteet ja kaapeloinnit) on oikein ja asianmukaisesti asennettu, kytketty ja merkitty. Kylmätestauksessa käydään läpi TLJ:n kaikki kenttäpiirit. Suositeltavaa on tehdä testaus siten että piirit testataan kenttälaitteelta TLJ:n logiikkaosan kautta DCS:n näytölle asti, ja TLJ:n logiikkaosasta turvatoimilaitteelle. Testauksista laaditaan pöytäkirjat TLJ:n Kokonaiskelpoistus (SAT) ja käyttöönotto TLJ:n kokonaiskelpoistus (SAT) suoritetaan kattilan käyttöönoton yhteydessä osana kattilalaitoksen turvallisuuden kokonaiskelpoistusta. 20

95 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio Kokonaiskelpoistuksen tarkoituksena on varmistaa, että TLJ ja sen sovellusohjelmisto on oikein ja täydellisesti toteutettu TLJ:n vaatimusmäärittelyn mukaisesti, kaikki asennukset on oikein suoritettu (asennuksen piilevät viat saadaan paljastetuksi) ja kaikki TLJ:n kenttälaitteet on viritetty oikein ja toimivat suunnitellulla tavalla. TLJ:n kokonaiskelpoistuksessa asennettujen TLJ:n logiikkaosan ja kenttälaitteiden testaus suoritetaan kokonaisuutena, kun TLJ:n logiikkaosa ja kaikki siihen liittyvät kenttälaitteet ja niiden kaapelointi on asennettu ja valmiina otettavaksi käyttöön lopullisessa käyttöympäristössä. Testauksessa testataan kaikki toiminnat kenttämittauksista logiikan kautta ohjattaville laitteille saakka. Testaus suoritetaan testiaineistolla erilaisilla kombinaatioilla siten, että ainakin yksittäisen laukaisukriteerin riittävät kombinaatiot, kaikki laukaisukriteerit (kaikkien anturien oikeat rajaarvot) ja laukaisut (kaikki turvatoiminnat ja erilliset laukaisukanavat) sekä hälytysten ja ilmoitusten toiminta käydään läpi testauksessa. Testaus suoritetaan ensisijaisesti simuloimalla prosessisuuretta ja toissijaisesti simuloimalla signaalia (lähinnä lämpötilamittaukset). Mikäli TLJ:n käyttöönotossa joudutaan ohittamaan tai simuloimaan turvallisuuskriittisiä ehtoja, tulee niistä pitää pöytäkirjaa. Ennen TLJ:n kokonaiskelpoistuksen hyväksymistä tulee ohitukset ja simuloinnit olla poistettuja. Toimintatestaukset suoritetaan primäärisesti käyttöönotto-ohjelman mukaisesti todellisissa käyttöolosuhteissa aiheuttamalla suojauskriteerien kautta polttolaitteiden pysäytyksiä. TLJ:n kokonaiskelpoistuksesta tehdään raportti, jonka kaikki asiaan liittyvät osapuolet allekirjoittavat. 2.6 Käyttö ja ylläpito Käyttö- ja ylläpito-ohjeet TLJ:n käyttöä ja ylläpitoa varten laaditaan menettelyohje. Se sisältää ohjeistuksen käyttöhenkilökunnalle TLJ:n toiminnoista ja siinä kuvataan miten TLJ:n valvonta hoidetaan ja miten toimitaan prosessin ja TLJ:n häiriötapauksissa. Siinä on ohjeet TLJ:n tapahtumalokista sekä raportointiohjeet TLJ:n laukaisuista ja häiriötapauksista. Samoin se sisältää TLJ:n huolto-ohjeet sekä ohjeet määräaikaistesteistä. Käyttöohjeissa kuvataan olosuhteet, joissa TLJ:n ohitukset sallitaan. Lisäksi kuvataan TLJ:n ohitusten aiheuttamat toimenpiteet (kuten mm. työluvat) ennen ohituksia ja se miten TLJ:n toimintakunto todetaan ohituksien jälkeen. Toimintaohjeet TLJ:n häiriötilanteissa sisältävät ohjeet mahdollisista toiminnan rajoituksista häiriötilanteen aikana. Huolto-ohjeet häiriötilanteissa sisältävät toimenpiteet vian diagnosoimiseksi ja korjaamiseksi, sekä testausvaatimukset häiriön jälkeen Määräaikaistestiohjeet ja pöytäkirjat Vaaditun turvallisuuden tason säilyttämiseksi TLJ:n toimintakykyä tulee ylläpitää käytön aikana tehtävin määräaikaistestauksin. Käytön aikaisia testauksia varten on laadittava testausohjeet. Suoritetuista testauksista tulee pitää pöytäkirjaa. TLJ:n käyttö- ja ylläpito- sekä määräaikaistestiohjeen tekee (kokoaa) tai teettää laitoksen omistaja / käyttäjä. TLJ:n toimittajat ja prosessilaitetoimittajat toimittavat aineistoa ohjeeseen ja käyttäjä sovittaa ne omaan ohjeistukseensa Muutosten teko, dokumentointi ja seuranta TLJ:n muutosmenettely on ohjeistettava. Erityisesti on määriteltävä, ketkä saavat tehdä muutoksia TLJ:ihin. TLJ:n muutokset tekevät henkilöt (esim TLJ:n logiikkaosan toimittajan tai loppukäyttäjän), joilla on riittävä pätevyys. Myös muutosten hyväksyjä on määriteltävä. 21

96 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio Tapahtumaloki ja muutos/parannusloki (mappi tai muu menettely) on hyvä tapa TLJ:n muutosten hallitsemiseen. Tapahtumalokiin kerätään tiedot TLJ:n laukaisuista ja häiriöistä. Muutos/parannuslokiin kerätään muutosehdotukset ja toteutetuista muutoksista vaikutusanalyysin raportit, kelpoistusraportit (tai viittaukset näihin) sekä viittaukset kaikkiin muuttuneisiin dokumentteihin. Kunnossapito tai -käyttöorganisaation (johdon) tulee katselmoida tapahtumaloki ja muutos/parannusloki määrävälein ja päättää mahdollisesti tarvittavista toimista. Osa 3 Liitemateriaalia Tässä osassa on periaatteita turvallisuuteen liittyvistä järjestelmistä sekä tarkistuslistatyyppisiä malleja osassa 2 käsitellyistä dokumenteista. 3.1 Turvallisuuteen liittyvät järjestelmät Turvallisuuteen liittyvien järjestelmien vikaantuminen Turvallisuuteen liittyvien järjestelmien tulisi suorittaa annettu suojaustehtävä mahdollisimman luotettavasti. Ne voivat kuitenkin vikaantua sillä tavoin, että ne eivät kykene suorittamaan turvatoimintaa vaadittaessa. Vikaantuminen voi tapahtua usealla eri tavalla. Tässä yhteydessä voidaan todeta mm. seuraavat vikaantumistyypit: satunnaisviat / systemaattiset viat Satunnaisviat ovat yleensä fyysisiä sisäisiä tai ulkoisia, pysyviä tai ohimeneviä vikoja. Ohimenevät viat ovat vikoja, jotka esiintyvät sähköisten tai magneettisten häiriöiden vaikutuksesta virtapiireissä. Pysyvät viat taas johtuvat satunnaisista vioista järjestelmän komponenteissa. Systemaattiset viat ovat yleensä ihmisestä riippuvia vikoja, kuten määrittelyvirheet, suunnittelu- ja toteutusvirheet, ohjelmointivirheet, käyttövirheet ja väärinkäyttö. Systemaattisia vikoja voidaan välttää käyttämällä esim. erilaisia periaatteita saman toiminnan varmistamiseksi. yksittäisvika / yhteisvika Yksittäisviat ovat yleensä satunnaisia fyysisiä vikoja, joko sisäisiä tai ulkoisesta vaikutuksesta johtuvia. Yhteisviassa on kyse kahden tai useamman rakenneosan vioittumisesta yhteisen syyn takia, jolloin vioittumiset eivät tapahdu toisistaan riippumattomalla tavalla. Yhteisvikamahdollisuuksia voidaan torjua noudattamalla toteutuksessa erillisyysperiaatteita. turvallinen / vaarallinen aktiivinen eli paljastuva / passiivinen eli piilevä Turvallinen vika on vika, joka syntyessään saa järjestelmässä muutoksen turvalliseen suuntaan tai ei estä turvatoimintaa vaadittaessa. Vaarallinen vika sen sijaan heikentää järjestelmän kykyä suorittaa siltä vaadittu turvatoiminta. Turvallisuuteen liittyvien järjestelmien vaarallinen vikaantumistaajuus on erilaisten toimenpiteiden avulla suunnittelussa, laitevalinnassa ja toteutuksessa saatava riittävän alhaiselle tasolle kyseessä olevaan riskiin nähden. Koko turvallisuuteen liittyvän järjestelmän vikaantumistaajuus voidaan satunnaisvikojen osalta teoreettisesti laskea, kun tunnetaan sen yksittäisten komponenttien vikaantumistaajuudet. Vikaantumisen todennäköisyys on ajasta riippuva suure, eli mitä pidempi aika on kulunut siitä, kun turvallisuuteen liittyvän järjestelmän toiminta on viimeksi tarkistettu, sitä suurempi on todennäköisyys, että järjestelmään on syntynyt vaarallinen piilevä vika. IEC määrittelee turvallisuuden eheystasoittain enimmäistodennäköisyyksien 22

97 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio tavoitearvot sille, että suojausjärjestelmä ei toteuta toimintaa vaadittaessa. Keinoja turvallisuuteen liittyvien järjestelmien luotettavuuden parantamiseksi Turvallisuutta voidaan parantaa vikaturvallisen suunnittelun ja varmennuksien (redundanssin) avulla sekä käyttäen luotettavia komponentteja ja järjestelmiä. Nämäkään eivät aina takaa riittävää luotettavuutta, eli vaarallisen vikaantumisen todennäköisyyden pitämistä sallituissa rajoissa, vaan sitä on lisäksi ylläpidettävä määräaikaisin testauksin, joiden avulla vaaralliset piilevät viat pyritään paljastamaan ennaltaehkäisevästi. Suunnittelu Turvallisuuteen liittyvien järjestelmien luotettavuutta (= todennäköisyys, jolla vaadittu turvatoiminta toteutuu) voidaan parantaa ottamalla vikamahdollisuudet huomioon jo suunnittelussa, siten että vikaantumistapauksissakin järjestelmän tulee pystyä toteuttamaan turvatoiminta. Tämä johtaa tavallisesti siihen, että turvallisuuteen liittyvät järjestelmät toteutetaan lepovirtaperiaatteella, jolloin useat laiteviat ja myös apuenergian häviäminen johtavat järjestelmän toimimiseen turvalliseen suuntaan. Vikadiagnostiikka ja itsetestaukset Lepovirtaperiaatetta käytettäessä suurin osa konventionaalisten laitteiden (releet, elektroniset logiikkalaitteet) vioista vaikuttaa turvalliseen (laukaisevaan) suuntaan, mutta osa vioista saattaa jäädä piileviksi estäen vaaditun turvatoiminnan toteutumisen. Erikoistekniikkoja, kuten pulssi- tai vaihtovirtatekniikka, käyttäen on mahdollista toteuttaa järjestelmiä, joissa vaarallisten piilevien vikojen todennäköisyys on käytännöllisesti katsoen nolla. Näitä tekniikoita kutsutaan itsetestaaviksi. Ohjelmoitavissa laitteissa ja järjestelmissä vikaantumisen vaikutussuunnan arviointi ei ole yhtä yksiselitteistä, koska se riippuu ohjelman hetkellisestä tilasta. Jotta ohjelmoitavien järjestelmien luotettavuus voidaan saada turvallisuuden kannalta riittävän korkealle tasolle, on niissä oltava riittävän kattava itsediagnostiikka. Diagnostiikalla testataan laitetoimintoja (esim. prosessorit, muistit, I/Okortit) sekä ohjelmien suoritusta (esim. vahtikoira). Lisäksi niissä on rinnakkaisten yksiköiden tila- ja tulosvertailu. Varmennukset (redundanssit) Koko suojausjärjestelmä muodostuu suojausketjusta, joka alkaa turvallisuuskriittisen prosessisuureen mittaamisesta ja päättyy turvallisuuteen liittyvän järjestelmän kautta turvalaitteeseen, jonka avulla puututaan prosessiin siten, että vaaratilanteen kehittyminen onnettomuudeksi estyy. Jotta koko suojausjärjestelmä toimisi, tulee sen jokaisen yksittäisen komponentin toimia. Kyseinen suojalaiteketju muodostaa luotettavuusteknisen sarjarakenteen. Suojauslaiteketjujen luotettavuutta voidaan parantaa varmennuksilla eli redundanssilla, mikä tarkoittaa saman toiminnan suorittamista kahdella tai useammalla rinnakkaisella laitteella tai järjestelmällä olettaen, että ne eivät voi vikaantua samanaikaisesti yhteisen vian takia. Tunnetaan seuraavia varmennustapoja: rinnakkaisvarmennus Toiminta varmennetaan järjestelmän kriittisissä kohdissa joko fyysisesti rinnan tai sarjassa olevilla ylimääräisillä yksiköillä. Esim. peräkkäiset polttoaineen pikasulkuventtiilit ovat rinnakkain suojaustehtävän kannalta. ryhmärinnakkaisrakenne eli m/n-rakenne Varmennus, jossa järjestelmän n:stä komponentista vähintään m kappaleen on toimittava, jotta järjestelmä toimii, esim. tekee turvalaukaisun. sarja/rinnanrakenne 23

98 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio Paras luotettavuustekninen tulos saadaan ns. sarja/rinnanrakenteella, jossa samaa turvatoimintaa suorittavat rinnakkaiset sarjasuojausketjut on jaettu osiin ja ketjujen vastaavat osat on kytketty rinnan toisiaan varmentamaan. käyttö- ja vaihtovarmennus Toiminta on varmennettu varalaitteella, joka on toiminnassa samanaikaisesti päälaitteen kanssa (kuuma vaihtovarmennus), tai tarpeen tullen kytkettävisssä mukaan (kylmä vaihtovarmennus). Kylmä vaihtovarmennus ei tule yleensä kysymykseen kattilalaitoksen TLJ:ssä. Tavallisimmat turvallisuuteen liittyvät redundanssiperiaatteet ovat: 1 / 1 ei varmennettu 1 / 2 kaksi rinnakkaista järjestelmää, joista kumman tahansa toimiminen voi aiheuttaa laukaisun. Parantaa prosessin turvallisuutta, mutta heikentää käytettävyyttä. 2 / 2 kaksi rinnakkaista järjestelmää, joiden kummankin tulee toimia, jotta suojaus toimisi. Parantaa prosessin käytettävyyttä, mutta heikentää turvallisuutta. 2 / 3 kolme rinnakkaista järjestelmää, joista kahden toiminta aiheuttaa turvatoiminnan. 2 / 3 -periaate parantaa sekä prosessin turvallisuutta että käytettävyyttä 1 / 1 - periaatteeseen nähden Käytetyllä redundanssiperiaatteella, paitsi että sillä on vaikutuksensa suojausjärjestelmällä saavutettavaan turvallisuuden tasoon, on vaikutusta myös vaadittavaan testausaikaväliin, kattilalaitoksen käytettävyyteen sekä luonnollisesti järjestelmän suunnittelu-, hankinta- ja ylläpitokustannuksiin. 3.2 Turvallisuussuunnitelma Turvallisuussuunnitelmassa määritellään TLJ:n turvallisuuden varmistamiseksi tarvittavat hallinnolliset ja tekniset toimenpiteet koko TLJ:n elinkaarelle alustavasta suunnittelusta käytön aikaisiin toimenpiteisiin. Tässä määritellään myös organisaatiot ja henkilöt, jotka ovat vastuussa kustakin TLJ:n elinkaaren vaiheesta tai sen edellyttämistä toimenpiteistä. Turvallisuussuunnitelma muodostaa laadunvarmistussuunnitelman turvallisuuteen keskittyvän osan. Turvallisuuteen liittyvien laadunvarmistusmenettelyjen tulee olla sellaisia että ne voidaan tarvittaessa arvioida. Turvallisuussuunnitelma sisältää mm. seuraavia asioita : Laatujärjestelmien käyttö (myös toimittajien) Valittavat menetelmät ja tekniikat, joita käytetään turvallisuuden elinkaaren vaiheiden vaatimusten täyttämiseen Toiminnallisen turvallisuuden arvioinnin tekijä Dokumentoinnin periaatteet; suositellaan että TLJ:n dokumentaatio on erillinen muun automaatiojärjestelmän dokumentaatiosta Toiminnan menettelytavat sen varmistamiseksi, että syntyviä suosituksia (vaara- ja riskianalyysissä, testaus- ja kelpoistustoimenpiteissä sekä muutosten hallinnassa) noudatetaan ja valvotaan Vaatimukset käytön aikaisille määräaikaisille toiminnallisen turvallisuuden katselmuksille Muutosten tekemisen toimintamalli Tehdastestauksen (FAT), asennuksen ja käyttöönoton, kokonaiskelpoistuksen (SAT), sekä käytön ja ylläpidon suunnitelmien vastuuhenkilöt ja hyväksyjät 24

99 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio Laitoksen turvallisuussuunnitelman tulee sisältää ohjeet TLJ:n kelpoistuksia varten sekä käyttö- ja ylläpitosuunnitelman. 3.3 Vaara- ja riskianalyysi Vaara- ja riskianalyysissä selvitetään systemaattisesti laitoksen vaaranlähteet, sekä ne olosuhteet ja tilanteet, joissa onnettomuus on mahdollinen, ja vaaratilanteiden seuraukset laitoksen sisäpuolella ja vaikutukset laitoksen ulkopuolelle. Samoin selvitetään, kuinka vaaratilanteiden estämiseen laitoksen normaalikäytön, korjaus- ja huoltotöiden yhteydessä sekä vaara- ja häiriötilanteissa varaudutaan. Lisäksi selvitetään prosessilaitteiden ohjaus-, säätö-, valvonta- ja varo- sekä suojajärjestelmien toiminta näissä tilanteissa. Yksityiskohtaisempia ohjeita vaaran arvioimisesta on ohjeissa vaaran arvioinnista ja turvallisuusselvityksestä sekä KTM:n päätöksessä painelaiteturvallisuudesta. Ainakin seuraavat asiat on otettava huomioon riskianalyysissa: Palo / räjähdysvaara Käytettävien aineiden myrkyllisyys Korkean paineen / lämpötilan (muuttuminen) aiheuttamat vaarat Päästö / vuotomahdollisuudet Henkilövahingon vaarat Henkilön virheellisestä toiminnasta aiheutuvat vaarat Laitteiden vaurioituminen / vikaantuminen Säätö- ja ohjausjärjestelmän vikaantuminen Häiriö / poikkeustilanteet, alas / ylösajot Vaara- ja riskianalyysistä voi seurata muitakin paloja työturvallisuuteen liittyviä vaatimuksia. 3.4 TLJ:n vaatimusmäärittely (TLJ:llä toteutettavat turvatoiminnat) TLJ:n turvallisuusvaatimuksista tehdään vaatimusmäärittelydokumentti. Siihen kirjataan laitoksen kokonaisturvallisuusvaatimuksista TLJ:n osuuden vaatimukset. Vaatimusmäärittely sisältää : toiminnalliset vaatimukset turvatoiminnoille (turvatoimintojen kuvauksen), sekä niiden turvallisuuden eheyden vaatimukset (TET) Vaatimusmäärittely sisältää sanallisen selityksen ja logiikkakaavion turvatoiminnoista. Vaatimusmäärittely sisältää lisäksi kuvauksen ja listan kaikista piireistä, jotka sisältävät turvatoimintoja (anturit ja toimilaitteet laukaisuperiaatteineen : pikasulkuventtiilit, moottorit, jne). prosessin vaatimuksista johdetut vasteaikavaatimukset turvatoiminnoille. Vaatimusmäärittelyssä ei välttämättä oteta kantaa TLJ:n toteutustapaan. Siinä voidaan antaa TLJ:n toteutusperiaatteisiin vaikuttavia vaatimuksia kuten turhien alasajojen väli tai määräaikaistestausväli. Vaatimusmäärittelystä viitataan muihin dokumentteihin (laitoksen yleinen toiminta- ja ajotapakuvaus sekä virtauskaaviot, PI-kaaviot ja logiikkakaaviot), joihin on selkeästi merkitty turvatoimintoja sisältävät osuudet. Siinä luetellaan sovellettavat standardit, määräykset, suositukset ja ohjeet. Lisäksi vaatimusmäärittely voi sisältää TLJ:n logiikkaosan eheystasoon liittyviä vaatimuksia (jotka riippuvat suurimmasta samalla logiikkaosalla toteutettavan turvatoiminnan TET:sta). 25

100 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio Vaatimusmäärittelyä tehdessä on syytä varmistua siitä, että vaatimukset esitetään yksiselitteisesti ja ymmärrettävästi sekä vaatimusten todennettavuus huomioiden. 3.5 Tarjouspyyntö TLJ:n hankinta-asiakirjoissa (esim. tarjouspyynnössä) eritellään soveltuvin osin seuraavat asiat, jotka saadaan TLJ:n vaatimusmäärittelystä ja turvallisuussuunnitelmasta: TLJ:llä toteutettavat toiminnat ja niiden kuvaus TLJ:n eheystasovaatimukset turvatoiminnoittain TLJ:n määräaikaistestausväli tai -välit Käytettävyysvaatimukset Vasteaikavaatimukset TLJ:n I/O liitynnät (määrät ja tyypit ottaen huomioon redundanssivaatimukset) TLJ:n kenttälaitevaatimukset Liityntä automaatiojärjestelmään (DCS) Näytöt automaatiojärjestelmässä (DCS) TLJ:n erottaminen muusta järjestelmästä; merkinnät, sähkönsyötöt, jne. TLJ:n dokumentointi Muut TLJ:n elinkaareen liittyvät laadunvarmistustoimenpiteet Noudatettavat standardit ja säädökset 3.6 TLJ:n toteutusmäärittely TLJ:n määrittelyssä valitaan, millä periaatteilla TLJ toteutetaan (esim. toteutetaanko TLJ:n logiikkaosuus langoitetulla tai ohjelmoitavalla järjestelmällä, redundanssiperiaatteet, mittaus- ja laukaisutietojen välittäminen, jne). Toteutusperiaatteita valittaessa on erityisesti kiinnitettävä huomiota TLJ:n määräaikaistestausväliin. TLJ:n määrittelydokumentti sisältää kaikki järjestelmän suunnitteluvaiheelle tarpeelliset määrittelyt turvatoimintojen toteuttamiseksi. TLJ:n määrittely sisältää lisäksi turvatoimintojen turvallisuuden eheyden osoittamisen. TLJ:n määrittely sisältää: toteutusperiaatteiden kuvauksen (TLJ:n logiikkaosan ja siihen liittyvien TLJ:ään kuuluvien kenttälaitteiden liitynnöistä) positioluettelon siitä, mitä toteutusperiaatetta sovelletaan kuhunkin piiriin. TLJ:n eri osille asetettavat vasteaikavaatimukset, joiden perustana ovat prosessin vaatimuksista johdetut ja TLJ:n turvallisuusvaatimuksiin määritellyt vasteaikavaatimukset. TLJ:n muiden osien (kenttälaitteet ja sähköistys) määrittelyt TLJ:n kenttälaitteiden (anturit ja toimilaitteet), kenttäpiirien ja logiikkaosan valvonnat sekä näistä tehtävät hälytykset tai ilmoitukset. TLJ:n tyyppihyväksynnässä mahdollisesti asetetut rajoitukset TLJ:n käyttöliittymän Lisäksi määrittelyssä tulisi selvittää: järjestelmän käyttäytyminen vikatilanteissa anturit ja toimilaitteet mukaan lukien järjestelmän käynnistys- ja uudelleenkäynnistystoimenpiteet) 26

101 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio TLJ:n käyttöliittymän määrittelyyn kuuluu mm.: määritellään mitkä tiedot (esim. kattilasuojan tilatieto, laukaisutieto, jne) näkyvät automaatiojärjestelmän (DCS) valvomonäytöillä ja/tai muulla tavoin valvomossa millaiset hälytykset ja ilmoitukset (esim. kattilasuojan laukaisu, yhden kanavan laukaisu, laukaisusyy, kenttäpiirien valvonta, jne) muodostetaan hätä-seis-painikkeet mahdolliset muut TLJ:n manuaalilaukaisut TLJ:n määrittelyssä määritellään TLJ:n liitynnät muihin järjestelmiin (esim. automaatiojärjestelmään DCS). Mahdolliset yhteiset osat luetellaan ja perustellaan. Se sisältää myös vaatimukset TLJ:ään kuuluvien laitteiden (esim. logiikka, kaapelit ja kenttälaitteet) merkitsemisestä siten, että ne selvästi erotetaan muista piireistä. TLJ:n määräaikaistestien sisältö ja suoritusväli määritellään myös. TLJ:n määrittelyvaiheessa tarkennetaan myös mitä laadunvarmistusmenetelmiä TLJ:n toteutuksessa käytetään. 3.7 Suunnittelu ja toteutusdokumentaatio Suunnitteluvaiheessa tehdään TLJ:n yksityiskohtainen suunnittelu- ja toteutusdokumentaatio TLJ:n määrittelyn mukaisesti: Logiikkakaaviot Kaappilay-outit Ohjelmakaaviot (ei-langoitetussa tekniikassa) Johdotuskaaviot (jos sisäisiä johdotuksia käytetään) tai kytkentälistat Langoitettujen ohjausten piirikaaviot Näytöt (käyttöliittymä) Suunnitteluvaiheessa tehdään myös TLJ:n kenttäinstrumentoinnin (sekä sähköistyksen) yksityiskohtainen dokumentaatio TLJ:n määrittelyn mukaisesti: Laiteluettelot, venttiililuettelot Automaatiojärjestelmäkaavio (DCS) Asennustyyppipiirustukset Sähkönsyöttö- ja maadoituskaavio Kenttäinstrumentointidokumentit Piirikaaviot Johdotustaulukot / kytkentälistat Kaapeliluettelot Sähköpiirustukset Piirikaaviot Johdotustaulukot / kytkentälistat Kaapeliluettelot Näillä voi olla eri suunnittelija kuin TLJ:n logiikkaosuudella. 3.8 Tehdastestauksen (FAT) suunnitelma TLJ:n kelpoistuksen suunnitelma sisältää seuraavat asiat soveltuvin osin : Milloin tehdään Ketkä tekevät (testausorganisaatio) Testausmenetelmien luettelon Testauslaitteiden kytkentäohjeet ja käyttöohjeet ja tarvittaessa kalibrointi 27

102 KLTK 10 Kattilalaitoksen 2000 turvallisuuteen liittyvä automaatio Kelpoistustoimenpiteet (mitkä asiat testataan) ja niiden raportointi Testien hyväksymis- ja hylkäämiskriteerit Toimintaperiaate, miten hylkäysten osalta toimitaan 3.9 Asennus- ja käyttöönottosuunnitelma Asennus- ja käyttöönottosuunnitelma sisältää seuraavat asiat soveltuvin osin: Testausmenetelmien luettelon Testauslaitteiden kytkentäohjeet, kalibrointitiedot ja käyttöohjeet Kelpoistustoimenpiteet (mitkä asiat testataan) ja niiden raportointi Testien hyväksymis- ja hylkäämiskriteerit Toimintaperiaate, miten hylkäysten osalta toimitaan. Asennuksen aikataulu Ketkä tekevät asennuksen eri osat Eri osien asennusjärjestys Kriteerit, joilla todetaan TLJ (tai sen osa) valmiiksi asennukseen Kriteerit, joilla todetaan, että asennus on valmis Vikojen ja yhteensopimattomuuksien selvitysmenetelmä Käyttöönoton aikataulu Ketkä tekevät käyttöönoton eri osat Käyttöönottomenetelmät Yhteydet asennuksen eri vaiheisiin Yhteydet kelpoistukseen 3.10 Kokonaiskelpoistuksen (SAT) suunnitelma Kokonaiskelpoistuksen suunnitelma sisältää seuraavat asiat soveltuvin osin : Milloin tehdään Ketkä tekevät (testausorganisaatio) 28

103 Kattilalaitosten turvallisuusohjeet HÖYRYKATTILAN VESI- HÖYRYJÄRJESTELMÄ KLTK 11 Höyrykattilan vesi höyryjärjestelmä Suojeluohjeen on laatinut Kattilalaitosten turvallisuuskomitea (KLTK) ja se on julkaistu vuonna 1985 Teollisuusvakuutuksen suojeluohjeena G Soveltamisala 2. Lait, asetukset, päätökset ja ohjeet 3. Vaurioedellytysten syntyminen kattilassa 4. Valvonta- ja turvallisuuslaitteet 5. Käyttö, kunnossapito ja koulutus 6. Kattilakohtaiset käyttöohjeet 1. SOVELTAMISALA Tämä ohje antaa suositukset höyrykattilan vesi-höyryjärjestelmän häiriöiden ja vaurioiden välttämiseksi lähinnä tarpeellisten varolaitteiden, vedenkierron varmistuslaitteiden, instrumentoinnin, säätöjen, lukitusten ja käyttötoimenpiteiden avulla. 2. LAIT, ASETUKSET, PÄÄTÖKSET JA OHJEET 2.1 Höyrykattiloita koskeva paineastialainsäädäntö sekä siihen liittyvät asetukset ja päätökset on julkaistu Suomen Asetuskokoelmassa sekä osin myös mm. Suomen Standardisoimisliiton kasikirjassa n:o 12 "Paineastiat, yleiset hallinnolliset säädökset ja määräykset". 2.2 Nimenomaan kattilan vesi- ja höyrykierron turvaamiseen tähtääviä määräyksiä ja ohjeita on seuraavissa standardeissa: SFS 2864 Höyrykattilat. Syöttö- ja kiertovesilaitteet SFS 2869 Höyrykattilan varustelu SFS 3335 Kattilalaitoksen käyttö SFS 3337 Kattilalaitoksen käyttöedellytykset SFS 3338 Höyrykattilan käyttöönotto- ja määräaikaistarkastukset SFS 3336 Miehittämättömänä käytettävä kattilalaitos (valmisteilla) 2.3 Mittaus-, säätö- ja valvontalaitteiden rakennetta koskevia ohjeita on annettu KLTK:n ohjeessa "Automaatio ja instrumentointi", joka on julkaistu EKONO-sarjassa numerolla 148 (suojeluohje G 10). Myös muut EKONO - sarjassa julkaistut KLTK-ohjeet sisältävät asiaa koskevia ohjeita. EKONO-sarja 141 Öljynpoltto (KLTK) (suojeluohje G 2) 142 Kaasunpoltto (KLTK) (suojeluohje G 3) 143 Hiilipölynpoltto (KLTK) (suojeluohje G 4) 144 Turvepölynpoltto (KLTK) (suojeluohje G5) 145 Puupölynpoltto (KLTK) (suojeluohje G6) 146 Soodakattilaohje (KLTK) (suojeluohje G7) 147 Karkean polttoaineen poltto (KLTK) (suojeluohje G 8) 148 Automaatio ja instrumentointi (KLTK) (suojeluohje G 10) 107 Henkilöturvallisuusohje (tietolehti nro59) 1

104 KLTK 11 Höyrykattilan vesi höyryjärjestelmä 3. VAURIOEDELLYTYSTEN SYNTYMINEN KATTILASSA 3.1 Kuiviinkiehuminen Kattilan kuiviinkiehumisella tarkoitetaan sellaista vedenpuutetta kattilassa, josta seurauksena on kattilan ylikuumeneminen. Kuiviinkiehumisen syynä voi olla esim.: - Riittämätön vedensyöttö tai laitevika syöttövesijärjestelmässä - Säätö-, käytönvalvonta- tai lukituslaitteiden joutuminen epäkuntoon tai naiden laitteiden puuttuminen - Putkivuoto vesipuolella, joka puolestaan voi aiheutua mm. seuraavista syistä: - kiertohäiriö - putkien syöpyminen tai kuluminen - kerrostumat putkissa - hitsausvirheet - materiaali- ja lämpökäsittelyvirheet - nuohouksen kuluttava vaikutus - mekaaniset vauriot - Muu häiriö tai käyttövirhe kuten: - mitta- ja säätölaitteisiin kerääntyneet epäpuhtaudet - mittauslaitteisiin tuleva vuoto tai muu vika, joka johtaa virheelliseen mittaustai säätöviestiin - suoja- ja mittalaitteiden riittämätön koestus, jolloin esim. veden huonon laadun tai kosketinvian takia laitteet toimivat häiriö-tilanteissa väärin - paikallisen vedenkorkeusosoittimen virheellinen tulkinta - varoventtiilin juuttuminen auki - soodakattilan pikatyhjennysjärjestelmän virheellinen toiminta. 3.2 Kiertohäiriö höyrystimessä Kiertohäiriöllä tarkoitetaan riittämätöntä tai virheellistä vesi-höyryseoksen kiertoa höyrystimessä, jolloin lämpöpinnan jäähdytys paikallisesti häiriytyy ja josta voi aiheutua putkiston paikallinen ylikuumeneminen. Kiertohäiriöiden syynä voi olla esim.: - rakennevika - tukkeutuminen tai kuluminen kattilan virtauksen tasauslaitteissa - kiertopumpun pysähtyminen - säätö-, käytönvalvonta- tai lukituslaitteen epäkuntoon joutuminen tai näiden laitteiden puuttuminen - kerrostumat tai hitsausjätteet putkissa - väärä poltinyhdistelmä tai polttotapa - raju äkillinen paineenvähennys - varoventtiilin juuttuminen auki 3.3 Virtaushäiriö Virtaushäiriöllä tarkoitetaan veden tai höyryn riittämätöntä tai virheellistä virtausta yksittäisessä putkessa tai putkiryhmässä. Virtaushäiriön syynä voi olla esim.: - säätö-, käytönvalvonta- tai lukituslaitteiden joutuminen epäkuntoon tai näiden laitteiden puuttuminen - riittämätön virtaus höyrystimessä, tulistimessa tai välitulistimessa esim. kattilaa käynnistettäessä, pysäytettäessä tai käytettäessä pienellä teholla - kerrostumat tai hitsausjätteet putkien sisäpinnalla - magnetiittikalvon muodostuminen dyynimäiseksi - väärä poltinyhdistelmä tai polttotapa - tukkeutuminen tai kuluminen kattilan virtauksen tasauslaitteissa - varoventtiilien aukeaminen väärässä järjestyksessä 3.4 Tulistuksen vinous Tulistuksen vinoudella tarkoitetaan höyryn lämpö-tilan epätasaisuutta rinnakkaisten tulistinputkien välillä. Tulistuksen vinouden syynä voi olla esim.: - eri polttimien kautta tulevan palamisilman tai polttoaineen epätasainen jakautuminen - väärä poltinyhdistelmä tai polttotapa - savukaasun lämpötilan tai virtauksen vinous - höyryvirtauksen vinous 2

105 KLTK 11 Höyrykattilan vesi höyryjärjestelmä - höyryn lämpötilan säädön virheellinen tai puutteellinen toiminta 3.5 Veden hallitsematon pääsy tulistimeen tai päähöyrylinjaan Veden hallitsemattomasta pääsystä tulistimeen voi aiheutua lämpötilan äkillinen muutos tulistinputkissa tai kammioissa, kiertohäiriö riippuvissa tulistimissa tai, mikäli kyseessä on lieriökattila, silikaatti- tai muuta suolakerrostumaa tulistinputkien ja kammioiden sisäpinnalle. Veden joutuminen päähöyryputkeen saattaa aiheuttaa vesi-iskuja, jotka voivat vakavasti vaurioittaa putkistoa ja sen kannattimia sekä turbiinia. Veden pääsy turbiiniin voi myös aiheuttaa tähän suolan kerrostumista. Veden hallitsemattoman pääsyn syynä voi olla esim.: - säätö-, käytönvalvonta- tai lukituslaitteen joutuminen epäkuntoon tai näiden laitteiden puuttuminen - lieriön höyrynkuivauslaitteiden vaurioituminen - vuoto pintamallisessa höyryn jäähdyttimessä - muu häiriö tai käyttövirhe kuten - mitta- tai säätölaitteisiin kerääntyneet epäpuhtaudet - kattilaveden kuohuminen, joka johtuu väärästä konsentraatiosta tai kemikaalien virheellisestä valinnasta - mittalaitteisiin tuleva vuoto tai muu vika, joka johtaa virheelliseen mittaus- tai säätöviestiin - varoventtiilin juuttuminen kiinni - lieriökattilan liian nopea käynnistäminen tai kuorman muutos, jolloin seurauksena saattaa olla veden pinnan äkillinen kohoaminen. 4. VALVONTA JA TURVALLISUUSLAITTEET Vedenkorkeuden säätö- ja käytönvalvontalaitteilla yhtäältä sekä lukituslaitteilla toisaalta tulee olla omat erilliset mittauksensa. Lieriökattiloissa tulee lisäksi olla vähintään yksi erillinen pinnankorkeuden mittaus. 4.1 Kauko-osoitus ja pinnan säätö Jokaisessa kattilassa tulee olla kaksi toisistaan riippumatonta vedenkorkeuden valvontalaitetta tai läpivirtauskattiloissa höyrystimen virtauksen valvontalaitetta, joista kummastakin näytöt viedään valvomoon tai kattilan valvontapaikalle. Virtauksen mittauksessa käytettävä mittalaippa tai suutin saa kuitenkin olla yhteinen, mikäli impulssiputkistot sulkuventtiileineen ovat erilliset. Lisäksi on otettava huomioon SFS-standardien määräykset. Toinen valvontalaitteista voi normaalisti olla kytketty syöttöveden säätöön Ennen kuin vedenkorkeuden tai virtauksen mittauksen impulssiputkia puhalletaan, tulee säätö kytkeä toiselle lähettimelle tai käsinohjaukselle, ettei säätö puhalluksen aikana häiriydy Vedenpinnan valvontaan voidaan käyttää lisäksi esim. TV-laitetta, johon näyttö otetaan suoraan paikallisesta vesilasista. Pinnankorkeuden mittaus tulisi varustaa piirturilla Vedenpinnan mittalaitteen tulee vastata standardin edellyttämiä vaatimuksia. Lukitus- ja hälytysrajat tulisi merkitä näkyviin paikalliseen vedenkorkeuden osoituslaitteeseen. 4.2 Paikallinen vedenkorkeuden osoituslaite (vesilasi) Vesilasista tulee normaalinäytön lisäksi voida selvästi todeta esim. erivärinäytön avulla, onko vesilasi tyhjä vai täynnä. 4.3 Hälytykset Vedenpinnan ylä- ja alarajoista tulee olla eri hälytykset. Hälytys tulee antaa akustisoptisena. Ylä- ja alarajan hälytykset on voitava erottaa toisistaan joko optisesti tai akustisesti. 3

106 KLTK 11 Höyrykattilan vesi höyryjärjestelmä 4.4 Kuiviinkiehunnan estin Kuiviinkiehunnan estimellä tarkoitetaan laitetta, joka pysäyttää lämmityksen, jos vedenpinta laskee lieriössä alle ennalta määrätyn rajan Kuiviinkiehunnan estin (lukitus) tulee asentaa kaikkiin öljy-, kaasu- ja pölylämmitteisiin suurvesikattiloihin sekä suositellaan asennettavaksi muuntyyppisiin kattiloihin, joissa lämmitys saadaan nopeasti katkaistuksi Arinakattiloissa voidaan kuiviinkiehunnan estintä käyttää osittaiseen lukitukseen keskeyttämään polttoaineen syöttö, pysäyttämään ilma-puhaltimet, lisäämään ketjuarinan nopeutta tms Kuiviinkiehunnan estimellä saa käyttää kattilan valmistajan hyväksymää lukitusviivettä. 4.5 Ylitäyttösuoja Ylitäyttösuojalla tarkoitetaan laitetta, joka pysäyttää veden syötön kattilaan tai poistaa kattilasta vettä, jos vedenpinta nousee lieriössä yli ennalta määrätyn rajan Ylitäyttösuoja (lukitus) suositellaan asennettavaksi tulistimella varustettuihin kattiloihin Ylitäyttösuojana toimivan vedenpoistoputken lähtökohdan tulee olla lieriön alavesirajan yläpuolella. KÄYTTÖ, KUNNOSSAPITO JA KOULUTUS 5.1 Käyttö Kattilan veden ja höyryn laatua on valvottava riittävän usein ja arvot pidettävä käyttöohjeiden mukaisina, jottei kattilaan tai mittalaitteisiin pääse syntymään kerrostumia tai tukkeutumia Laitteiden poikkeuksellisesta käytöstä (esim. impulssiputkien puhallus) ja vioista on oltava ilmoitus valvomossa tai valvontapaikalla Virheellisesti osoittava mittari on peitettävä tai virheellisyys selvästi merkittävä Laitteille, jotka ovat kulumiselle alttiita, on järjestettävä säännöllinen huolto. Seuraavat kohteet on tarkastettava säännöllisesti standardin määräämin tai kirjallisten käyttöohjeiden mukaisin väliajoin ja tarkistuksista suositellaan pidettäväksi kirjaa: - paikalliset vesilasit - kaukovesilasit - muut vedenkorkeuden osoituslaitteet - syöttöveden (vedenkorkeuden) säätölaitteet, myös varasäätölaitteet - vedenkorkeuden hälytyslaitteet - vedenkorkeuden lukituslaitteet (kuiviinkiehunnan estin, ylitäyttösuoja) - varasyöttölaitteen käynnistyvyys - syöttövesijärjestelmän muut laitteet - virtausmittarit (syöttövesi, höyry) - tärkeät paineen- ja lämpötilanmittauslaitteet - kattilan tiiveys - kattilaveden ja höyryn laadunvalvontalaitteet - syöpyminen ja kuluminen Lukituslaitteiden sekä tärkeiden mittausja säätölaitteiden viat on korjattava viivyttelemättä. Ennen kuin korjauksiin ryhdytään, on asiasta sovittava kattilalaitoksen käytönvalvojan kanssa, tiedotettava käyttöhenkilökunnalle sekä varmistettava, ettei työ vaaranna turvallisuutta Kattilan vesi- ja höyrypuolen lukitukset ohittaen saadaan kattilaa käyttää vain poikkeustilanteissa ja laitoskohtaisessa erikoisohjeessa mainitun vastuuhenkilön nimenomaisella suostumuksella. Vastuuhenkilön on merkittävä ohitus käyttöpäiväkirjaan Jos todetaan vuoto, ei veden syöttöä kattilaan saa keskeyttää ennen tulipesän lämmönkehityksen riittävää vähentämistä, ellei vuodosta aiheudu suurempi vahingonvaara kuin kuiviinkiehunnasta Jos kattila on kuumentunut jälkilämmön takia, saa veden syötön aloittaa uudelleen vasta kun se on turvallista. 4

107 KLTK 11 Höyrykattilan vesi höyryjärjestelmä 5.2 Kunnossapito ja koulutus Laitoksen putki-, instrumentti- ja lukituskaaviot on pidettävä ajan tasalla Käyttö- ja kunnossapitohenkilökunnalle on annettava riittävän usein koulutusta, jossa käsitellään myös ennakoitavien häiriö- ja hätätilanteiden poistamista Koulutuksen perustaksi tulee laatia laitoskohtaiset ohjeet, joihin kuuluvat varsinaisen kattilan käyttöohjeen lisäksi muut laitosta koskevat käyttöohjeet sekä suojelutekniset ohjeet. Näissä ohjeissa tulee käsitellä ainakin seuraavia kohteita: - syöttöhäiriö, osittainen tai täydellinen - käyttö yhden syöttöpumpun varassa (mikäli kattilalla ei ole täyden kuorman pumppuja) - putkivuodot (pieni, iso, putkirepeämä) - säätö-, käytönvalvonta- ja lukituslaiteviat - sähköhäiriö - instrumentti-ilmahäiriö - puhallinhäiriö - nopea pysäytys - hätäpysäytys Teoreettisen koulutuksen lisäksi tulee kattilalaitoksen käyttöhenkilökunnalle antaa opetusta laitoksen tai sen osien käsinajosta. KATTILAKOHTAISET KÄYTTÖOHJEET Jokaiselle kattilalle on valmistajan laadittava tilaajan haluamalla kotimaisella kielellä yksityiskohtaiset käyttöohjeet, joihin sisältyvät myös ohjeet toimenpiteistä käynnistys-, häiriö- ja hätätilanteissa. Mikäli käyttäjä myöhemmin käyttökokemusten tai muiden sellaisten seikkojen perusteella haluaa täsmentää tai täydentää kattilan käyttöohjeita, tulee toimittajan yhteistyössä käyttäjän kanssa selvittää ohjemuutokset ja vahvistaa ne kirjallisesti. 5

108 KLTK 13 Kattilalaitoksen 1991 suunnittelu Kattilalaitosten turvallisuusohjeet KATTILALAITOKSEN SUUNNITTELU Suojeluohjeen on laatinut Kattilalaitosten turvallisuuskomitea (KLTK) ja se on julkaistu vuonna 1991 Teollisuusvakuutuksen suojeluohjeena G Ohjeen soveltamisala 2. Voimalaitosrakennusten sijoituksessa huomioon otettavia asioita 3. Kattilarakennus 4. Polttoaineiden käsittelyjärjestelmät 5. Palonilmaisu- ja sammutusjärjestelmät Liite 1 Lait, asetukset, päätökset, ohjeet ja standardit Liite 2 Voimalaitoksen kuvat Liite 3 Esimerkkejä melun vaimennusratkaisuista Liite 4 Polttoainejärjestelmien suojaustapoja Liite 5 Palonilmaisu- ja sammutusjärjestelmien soveltuvuus eri tilojen ja laitteiden suojaukseen 1. OHJEEN SOVELTAMISALA Ohje koskee ensisijaisesti kattilarakennuksen ja siihen liittyvien laitteiden suunnittelua. Laitospaikan valintaa. rakennusten sijoitusta, lupa-asioita ja työmaan toimintoja käsitellään koko voima-laitoksen osalta. Ohje on laadittu suurehkoa laitosta varten. Pienehköä lämpökeskusta tms. rakennettaessa voidaan ohjetta käyttää soveltaen. Polttoainejärjestelmän osalta ohje koskee lähinnä kiinteää polttoainetta käyttäviä laitoksia. Eri polttoaineiden (myös nestemäisten ja kaasumaisten) erityisvaatimuksia on lisäksi käsitelty polttoainekohtaisissa KLTK-ohjeissa. 2. VOIMALAITOSRAKENNUSTEN SIJOITUKSESSA HUOMIOON OTETTAVIA ASIOITA 2.1 Yleistä Voimalaitos- tai Iämpökeskusrakennukset sijoitetaan tähän tarkoitukseen osoitetulle tontille tai alueelle teknis-taloudellisin perustein ottaen huomioon ympäristön vaatimukset sekä palo- ja muut turvallisuusnäkökohdat. Suunnittelussa on otettava huomioon sekä investoinnit että käyttökustannukset. Sijoitukseen vaikuttavia tekijöitä ovat mm.: - kaavamääräykset ja julkisivuvaatimukset - ympäristövahinkojen ennalta ehkäisy ja päästöt - perustamisolosuhteet - jäähdytysvesi ja muut vesiasiat - sähkön, kaukolämmön ja prosessihöyryn siirto - polttoaineiden tuonti laitokselle sekä käsittely ja varastointi laitoksella - henkilöliikenne - rakennusajan olosuhteet ja vaikutukset - prosessijätteiden varastointi, poiskuljetus ja hyötykäyttö - aikataulu - henkilöturvallisuus - omaisuuden suojelu. Sijoittelussa on periaatteessa pyrittävä siihen, että eri toiminnot risteävät keskenään mahdollisimman vähän, kuitenkin ilman ylimääräistä kiertoa tontilla tai alueen ulkopuolella. 1

109 KLTK 13 Kattilalaitoksen 1991 suunnittelu Kattilahuoneen palo- ja henkilöturvallisuus toteutetaan suojelusuunnitelman mukaan. 2.2 Kaava-, lupa- ja ympäristöasiat Liitteenä 2 on luettelo tärkeimmistä tarvittavista luvista. Voimalaitoksen rakentaminen edellyttää yleensä joko asema- tai rakennuskaavaa sekä eräiden ympäristölupien saantia. Kaavassa ja luvissa saattaa olla sellaisia ehtoja, jotka oleellisesti vaikuttavat voimalaitokseen, aluesuunnitelmaan ja alueen rakenteisiin. Kaava sisältää mm. rakennusoikeuden ja määräykset rakennusten korkeudesta. Voimalaitoskaavaa laadittaessa tulee rakennettavan voimalaitosyksikön ja siihen liittyvien toimintojen lisäksi ottaa huomioon tilavarauksena todennäköiset laajennukset ja prosessimuutokset. Tämä on tärkeätä, koska voimalaitosten käyttöaikaa ollaan perusparannuksin ja laajennuksin yleisesti kasvattamassa jopa yli 40 vuoden. Laajennusvaraukset on syytä tehdä mm. - toiselle (useammalle) yksikölle - lisäpolttoaineelle ja -varastolle - eri laitoksille, esimerkiksi savukaasujen puhdistuslaitteille - uudelle lisäprosessille, esimerkiksi kaasuturbiini-pakokaasukattilaprosessille höyryvoimalaitoksen yhteydessä tai kaukolämpöakulle - jäähdytysveden lisääntyvälle tarpeelle. Yleisperiaatteena rakennusten sijoituksessa tulisi pitää tarkoituksenmukaisuutta ja eri toimintojen selkeyttä sekä rakennusten soveltuvuutta ympäristöön. 2.3 Ympäristövaikutukset Voimalaitoksen ympäristöpäästöt muodostuvat melusta. savukaasuista, polttoaineiden ja tuhkan kuljetuksista syntyvästä pölystä sekä jäte-lämmöstä ja jätevesistä. Melua syntyy sekä itse prosessista että kuljetuksista. Rakennusten sijoituksella voidaan vain rajoitetusti vaikuttaa melun leviämiseen ympäristöön. Lähinnä tulisi pääpolttoaineen jatkuvasta autokuljetuksesta syntyvää melua rajoittaa siten, että vastaanottosuunta on melun rajoittamisen kannalta sopiva. Joissakin tapauksissa voidaan melua rajoittaa alueelle rakennettavilla meluvalleilla, joita varten olisi varattava tilaa ja käytettävä hyväksi aluetöissä mahdollisesti syntyviä maansiirtomassoja. Kuljetusreittien pengerryksellä voidaan pienentää rekkojen nousukulmaa ja paikallista melua. Savukaasuhaittoihin ei voida rakennusten sijoittelulla vaikuttaa. Keinoja ovat savukaasujen puhdistus ja polttotekniset ratkaisut. Koska on mahdollista, että voimalaitoksen käyttöaikana ympäristöpäästöjä joudutaan vähentämään, olisi uusien puhdistuslaitteiden tilantarpeeseen varauduttava. 2.4 Perustamisolosuhteet Tontin maaperän olisi oltava kantavaa rakennusten, rakenteiden ja kuljetusreittien kohdalla. Kantavuus voidaan aikaansaada myös paaluttamalla. Pääkoneistojen perustukset on pyrittävä saamaan kalliovaraisiksi tai muuten kantavan maapohjan varaan. Pohjaveden pinnan tulee olla riittävän alhaalla tai sitä joudutaan mahdollisesti alentamaan. Sen lisäksi alueen pihatason korkeus on pyrittävä saamaan sopivaksi suhteessa jäähdytysveden pintaan erityisesti lauhdutusvoimalaitoksella, jolloin ei turhaan jouduta pumppaamaan jäähdytysvettä liian korkealle. 2.5 Vesiasiat Lauhdutusvoimalaitoksella samoin kuin lämmitysvoimalaitoksella, johon tehdään apujäähdytin tai apulauhdutin sähkötehon priimausta varten, muodostavat jäähdytysvesikanavat ja putkistot huomattavan kustannustekijän niiden suuresta koosta johtuen. Turbiinihalli on pyrittävä sijoittamaan alueelle siten, että kanavien rakennuskustannus (pituus) ja pumppauskustannukset minimoituvat. 2

110 KLTK 13 Kattilalaitoksen 1991 suunnittelu Jäähdytysveden sisäänotto- ja purkukanavat on sijoitettava vesistön yhteyteen siten, että lämpimän veden jälleenkierto tulokanavaan on mahdollisimman vähäistä. Ilmajäähdytystä käytettäessä on sen vaatimat laitteet sijoitettava turbiinihallin läheisyyteen ottaen huomioon syntyvät melu- ja sumuhaitat. Voimalaitoksen tarvitsema makea raakavesi mm. prosessin lisävedeksi ja talousvedeksi hankitaan kunnan vesijohtoverkostosta ja/tai ympäristöstä. Syntyvät jätevedet johdetaan riittävästi käsiteltyinä kunnan viemäriverkkoon tai ympäristöön. Alueelle on varattava riittävät tilat pumppaamoita, putkistoja, raakavesi- ja selkeytysaltaita, öljynerottimia ja viivästysaltaita sekä muita tarvittavia rakenteita varten. Lisäksi on selvitettävä sprinklerilaitoksen tarvitsema vesilähde. Veden riittävyys ja laatu on selvitettävä riittävän aikaisessa vaiheessa sekä laitoksen rakentamisen että käytön aikaista tarvetta varten. 2.6 Energian siirto voimalaitokselta Voimalaitoksen päämuuntaja. kytkinasema ja suurjännitelinjat on pyrittävä sijoittamaan mahdollisimman suojaiseen paikkaan ja siten, että sähkön siirtosuunta lähtee suoraan laitokselta ilman mutkia. Muuntajat ja kytkinasema eivät saa sijaita esimerkiksi turpeen, hiilen tai maakaasun kuljetusreitin tai käsittelypaikan vieressä pölyhaittojen ja paloriskien vuoksi. Paloturvallisuussyistä muuntajat on sijoitettava StM:n 13 mukaisesti riittävän suojaetäisyyden päähän muista rakennuksista tai rakennukset on tehtävä palonkestäviksi. Voimalaitosrakennukset ja laitteet olisi sijoitettava siten, että laitokselta lähtevät kaukolämpö- ja prosessihöyryputket eivät risteä muiden prosessi- ja toimintolinjojen kanssa. Maanpäälliset putket ovat yleensä kustannuksiltaan edullisemmat kuin maan alla kulkevat. 2.7 Polttoaineiden siirto voimalaitoksella Polttoaineiden kuljetukset voimalaitosalueelle on pyrittävä saamaan - sujuviksi mahdollisimman vähillä risteyksillä ja risteykset on tehtävä siten, että vasemmalle kääntymisiä (ristiin vastaantulijan kanssa) on mahdollisimman vähän - itsenäisiksi erilleen muusta liikenteestä ja toiminnoista. Polttoaineiden käsittelystä ja mm. suojaetäisyyksistä on paloturvallisuusohjeissa yksityiskohtaisemmat määräykset (mm. SFS 3350). Polttoaineiden kuljetus rekoilla vaatii yleensä alle 4 o kaltevuuskulmaa, joka on otettava huomioon rinnetonttia käytettäessä. Polttoainevaraston sijoituksessa on otettava huomioon polttoaineesta ja varastointitarpeesta riippuen mm.: - perustamisolosuhteet - tontin korkeuserojen hyödyntäminen - vastaanottoaseman toiminta - loivien siirtokuljettimien vaatima tila - paloturvallisuus - pölyämis- ja muut ympäristöhaitat - muu liikenne laitosalueella. Polttoaineiden kuljetinlinjat tulisi suunnitella mahdollisimman suoriksi. Niiden käyttö ja kunnossapito on tehtävä helpoksi riittävin tilajärjestelyin. Kiinteän polttoaineen kuljetuslinjoista varisevan polttoaineen leviäminen pitäisi pyrkiä estämään esim. helposti siivottavilla umpinaisilla tasoilla kuljettimien alla. 2.8 Henkilö- ja muu liikenne Rakennusten ja eri tilojen sijoitus on pyrittävä järjestämään siten. että henkilöiden läpikulku prosessitiloissa minimoituu. Näin voidaan välttää prosessitilojen luokitus oleskelutilaksi ja samalla parantaa yleistä turvallisuutta. 3

111 KLTK 13 Kattilalaitoksen 1991 suunnittelu Ulkopuolisten liikkuminen alueella tulisi olla valvottua ja se tulisi järjestää erilliseksi voimalaitoksen muusta liikenteestä. Tiestö ja rakennusten ympäristö on varsinkin turvelaitoksilla suunniteltava siten, että palokunta voi toimia tehokkaasti. Teiden kantavuuden on oltava riittävä ja alikulkureitit riittävän korkeita (asennus- ja käytönaikaiset kuljetukset, palo-kunta). Teiden ja ympäristöalueiden pohjustukseen ja päällystykseen tulee kiinnittää huomiota jo ennen rakentamisen alkua. 2.9 Rakennusajan vaikutukset Ahtaalla tontilla rakennus- ja asennustyömaan tarpeet saattavat edellyttää laitososien sijoittelua toisistaan erilleen ja myös ajallista erottelua. Tällöin vältetään ahtaudesta aiheutuvat lisäkustannukset ja turvallisuusriskit sekä työvoiman ja maiden resurssien määrän kasvu. Esimerkiksi huolto- ja varastorakennuksen rakentaminen erilliseksi muista rakennuksista ja jo ennen käytön tarpeita voi olla edullista kasvaneista korkomenoista ja rahoitustarpeen aikaistumisesta huolimatta. Itse työmaan toiminnot on pyrittävä sijoittamaan erilleen rakennuskohteista. Työmaalle on varattava riittävät varastotilat rakennus- ja asennustarvikkeille. Palosuojelun edellyttämä sammutusveden saanti on järjestettävä heti rakennusvaiheen alussa, jotta vältetään mahdollisen tulipalon johdosta syntyvät suoranaiset vahingot ja käyttöönoton viivästyminen. Raskaiden kuljetuksen reitit on suunniteltava rakennusten sijoittelun yhteydessä. 3. KATTILARAKENNUS 3.1 Kattila laitteineen Yleistä Laitteiden sijoittelulla voidaan vaikuttaa mm.: käytön ja kunnossapidon helppouteen - rakennuksen palokuormiin - syttymis- ja räjähdysriskiin - palon tai räjähdyksen vaikutuksiin - palon sammuttamismahdollisuuksiin - räjähdyspaineen keventämismahdollisuuksiin - laitoksen seisokkiaikaan palon tai räjähdyksen jälkeen (rinnakkaiset tuotantolinjat, varapolttoainejärjestelmät) Suurilla turve- ja hiilikattiloilla tulee pyrkiä minimoimaan varsinaisen kattilahuoneen sisäpuolelle asennettavat palokuormaa lisäävät laitteet. Kokonaan ulos on paras sijoittaa pölyräjähdysvaaralliset prosessiosat kuten polttoaineen kuivauslaitteet ja kuivatun polttoaineen siilot, ellei niitä voida mitoittaa maksimiräjähdyspaineen kestäviksi tai ellei niiden paineenkevennyksiä voida helposti järjestää. Mikäli joudutaan käyttämään räjähdyspaineenkevennystä, on paras tapa sijoittaa ko. laitteet rakennuksen ulkoseinämille, mieluiten välittömästi niihin rajoittuen tai alle kolmen metrin etäisyydelle niistä. Tätä pitempien paineenkevennyskanavien käyttö aiheuttaa mitoitusongelmia. Melu- ja tärinäsuojauksen tarpeellisuus on otettava huomioon pumppujen ja puhaltimien sijoittelussa. Melun vaimennuksesta on esimerkkejä liitteessä Kattila tai useampia kattiloita Kattila tulee sijoittaa kattilahuoneeseen siten, että sen turvallinen käyttö ja huolto on mahdollinen. Useamman kuin yhden kattilan sijoittamista samaan kattilahuoneeseen tulee välttää Varoventtiilit Varoventtiilit tulee liittää välittömästi suojattavaan kohteeseen ja niille tulee järjestää hoitotasot (SFS 3333, SFS 3323). Ulospuhallusputket on sijoitettava niin, että ne eivät aiheuta vaaraa käyttö- ja huoltohenkilökunnalle Putkistot ja venttiilit 4

112 KLTK 13 Kattilalaitoksen 1991 suunnittelu Putkistot on sijoitettava siten, että ne eivät haittaa kattilan huoltoa ja käyttöä ja että niiden tuenta on mahdollinen kannatusrakenteeseen. Putkistojen varusteiden huoltoa ja käyttöä varten on suunniteltava ja rakennettava riittävät hoitotasot. Korkeapaineputkistoja ei saa sijoittaa poistumisteinä käytettäviin tiloihin, esim. porraskäytäviin Syöttövesisäiliö, syöttövesi- ja kiertopumput Syöttövesisäiliö tulisi sijoittaa mieluiten suoraan syöttövesipumppujen yläpuolelle. Syöttövesi- ja kiertopumppujen sijoittelussa tulee pyrkiä mahdollisimman lyhyisiin putkistoihin ja varata riittävä imukorkeus kavitoinnin estämiseksi Puhaltimet Puhaltimien sijoittelussa tulee pyrkiä mahdollisimman lyhyisiin kanavistoihin. Lisäksi melu, tärinä ja pöly asettavat omat vaatimuksensa sijoitukselle. Usein tarvitaan erillinen äänieristetty puhallinhuone Ilma- ja savukaasukanavat Kanavien sijoittelussa on otettava huomioon niiden suuri tilantarve, säätö- ja sulkupeltien ja palkeiden paikat sekä kanavien kannatusjärjestelyt. Lisäksi on vältettävä eri paloosastojen läpi meneviä kanavia Paineenkevennys Paineenkevennyskanavat on suunniteltava siten, että ne eivät aiheuta vaaraa myöskään kattila-huoneen ulkopuolella mahdollisen räjähdyksen sattuessa. Paineenkevennyskanavat on suunniteltava siten, että ne voidaan huoltaa ja tarkastaa ulko- ja sisäpuolisesti. Kanavan mitoitus voidaan tehdä esim. SFS kasikirjan 60 mukaan Savukaasun puhdistuslaitteet Savukaasun puhdistuslaitteet sijoitetaan yleensä kattilarakennuksen ulkopuolelle omalle perustukselleen Sähkötilat ja kaapelihyllyt Sähkötilat tulisi järjestää omiksi palo-osastoiksi siten. että suurjännitekojeistot, pienjännitekojeistot ja automatiikkatilat ovat eri huonetiloissa. Muuntajat sijoitetaan mieluimmin ulos kytkinkentälle tai ulkoseinälle siten, ettei muuntajapalo uhkaa itse rakennusta tai toisia muuntajia. Tilojen sijoittelussa tulee ottaa huomioon paksujen, suuren taivutussateen vaativien syöttökaapeleiden reitit. Sähkötilojen sijoittelussa on otettava huomioon myös katkaisijoiden aiheuttamat häiriöt kuvaputkinäyttölaitteissa. Kaapelihyllyjen sijoittamista kuljetintunneleihin olisi syytä välttää, koska palon sattuessa kaapelit vaurioituvat myös sprinklatuissa kohteissa. Sisätiloissa kaapelihyllyt tulisi sijoittaa siten, että ne eivät kulje polttoainekuljettimien tai -siilojen läheisyydessä eikä niiden läheisyydessä ole kuumia pintoja tai muuta palokuormaa. Kaapelihyllyjen kannatus ja kulkureitit tulisi valita niin, että mahdollinen kaapelipalo ei aiheuta vaaraa kattilaa suoranaisesti kannattaville rakenteille. Pölyisissä tiloissa kaapelihyllyt tulisi varustaa suojakatteella tai asentaa hyllyt pystysuoraan seinää vasten tai johdottaa vaakasuorat hyllyt mahdollisimman väljästi. Kaapelikuilu suositellaan tehtäväksi esim. porraskuilun yhteyteen erilliseksi palotekniseksi tilaksi Kiinteän polttoaineen käsittelylaitteet Kiinteän polttoaineen varastointi- ja suojausvaihtoehtoja on esitetty liitteessä 4. 5

113 KLTK 13 Kattilalaitoksen 1991 suunnittelu Räjähdyspaineenkestävät tai muuten räjähdyspaineelta suojatut myllyt ja päiväsiilot hiilelle tai muulle vastaavalle polttoaineelle voidaan sijoittaa kattilahuoneeseen. Herkästi syttyvän polttoaineen, kuten turpeen, päiväsiilon voi alaosastaan tuoda kattilahuoneeseen, kunhan siilon yläosa on erotettu palo-osastoivalla seinällä kattila-huoneesta ja mahdollinen siiloräjähdys pystyy vapaasti purkautumaan siilosta ulkoilmaan. Puu- ja hiilipölyn sekä kuivatun turpeen siilot on sijoitettava kattilahuoneen ulkopuolelle. Liitteessä 4 ei ole erityisesti käsitelty kyseisien rakennusratkaisujen suojaustapoja. Katso KLTK:n polttoainekohtaiset ohjeet. Polttoaineen syöttöjärjestelmä tulee varustaa tyhjennysyhteillä, joiden kautta siilot voidaan tyhjentää siinä tapauksessa, että siilossa olevaa polttoainetta ei voida syöttää tulipesään Nestemäisten ja kaasumaisten polttoaineiden käsittelylaitteet Ks. KLTK:n polttoainekohtaiset ohjeet. 3.2 Rakenteet Runkorakenteet Standardin SFS 3206 mukaan kattilahuone on rakennettava runkorakenteisena. Runkorakenteeksi katsotaan kantavista pystyrakenteista (pilareista) ja kantavista vaakarakenteista (palkeista) muodostuva kehä, jolla on riittävästi momenttijäykkiä nurkkia takaamaan rakenteen stabiliteetti tai edellä olevien rakenteiden ja vinosauvojen muodostama avaruusristikko, jossa ristikkoja voidaan korvata levymäisillä jäykisteillä. Pystyrakenteinen pilari voidaan korvata kantavalla seinällä, jossa momentin ja leikkausvoiman siirto on asianmukaisesti varmistettu. Rakennesysteemi voi olla myös kehä- ja ristikkorakenteen yhdistelmä. Standardin SFS 3206 mukaiset lujarakenteiset seinät tuetaan sen rakennuksen runkoon, johon tie rakennustavaltaan paremmin soveltuvat. Paine-kuorma kohdistuu itse seinään, sitä välittömästi tukeviin rakenteisiin sekä kiinnityksiin. Kuormien yhdistelyssä noudatetaan RakMK:n ohjetta B 1. Mikäli seinä liittyy laajaan rakennusrunkoon, joka on suunniteltu vastaanottamaan tuulikuorma, voidaan itse rakennusrungon katsoa olevan riittävä ilman erillistä tarkastelua siirtämään painekuorma perustuksille. Kattilarakennukseen normaalisti liittyvät tilat, kuten turbiinisali, valvomo-, sähkö-, toimisto- ja sosiaalitilat erotetaan liikuntasaumalla kattilahuoneesta. Erottavat seinät tuetaan ensisijaisesti liittyvien tilojen runkoon. Kun betonista hissi- ja porraskuilua käytetään kattilarakennuksen jäykistämiseen, myös se on erotettava muista siihen liittyvistä tiloista liikuntasaumoin Kuorirakenteet Ulkoseinät Kattilarakennuksen ulkoseinien sisäpintojen on suositeltavaa olla sileäpintaisia ja tarttumista estäviä, kuten esim. peltiseinä. Seinien ulkoverhoilupellin aiheuttaman hormivaikutuksen katkaisemiseksi suositellaan ulkoseinän profiiliosaan käytettäväksi profiilin muotoista nauhaa n. 15 m:n välein. Hätäpoistumistien kohdalla seinäelementit on kiinnitettävä normaalia lujemmin sisäpuolista painevaikutusta vastaan. Tulipesäräjähdyksessä aukeaviksi tarkoitettujen nurkkien läheisyyteen järjestetään ulkoseiniin paineenkevennys, joka turvaa räjähdyspaineen purkautumisen turvalliseen suuntaan Katto Vesikaton alusrakenteet suositellaan tehtäväksi palamattomasta materiaalista. Katon räystäällä olevat vastakallistukset viemäriin päin suositellaan tehtäväksi kasvattamalla esim. eristevillalla tai vastaavalla materiaalilla kuin katon alusta muuten on tehty. Kuitenkin ulkoseinän 6

114 KLTK 13 Kattilalaitoksen 1991 suunnittelu kattotason yläpuolisella osuudella voi käyttää puuperäisiä rakennusaineita. Suositeltavaa on myös järjestää katon kallistus antamalla reunaorrelle (reunaosille) riittävä alkukallistus ja siten järjestää vastakallistukset. Sadevesien johtamista kattotasoilta toisille tulee välttää. Ylisuuren vesikuorman muodostuminen yhden kaivon tukkeuduttua on estettävä joko johtamalla vesi riittävän aikaisin (ennen kuin kuorma muodostuu) viereiseen kaivoon tai ylijuoksu-putkella vastavalleissa. Polttoainetta kuljettavien tai tuhkaa poistavien kuljettimien alla olevat katot on mitoitettava luonnonkuormien lisäksi karikekuormalle, ellei karikekuormien syntymistä ole estetty kuljetinjärjestelmän suunnittelulla Välipohjat ja hoitotasot Hoitotason kulkuväylän vapaan leveyden suunnitteluarvona suositellaan käytettäväksi 0,8 m. Kulkuväylän vapaaksi korkeudeksi suositellaan vähintään 2,4 m (SFS 3206). Teräksisten hoitotasojen ja kulkusiltojen kiinnityspalkkien ja kansirakenteiden tulee olla siten kiinnitetyt, etteivät räjähdyksen vaikutuksesta aiheutuvat siirtymät ole vaaraksi. Hoitotasoilla ja kulkusilloilla tulee olla tukevat kaiteet kohdissa, joissa taso on yli 0.5 m korkeudella. Jos osa hoitotasosta, kulkuteistä tai portaista poistetaan, on syntyvä aukko ympäröitävä kaiteella. Hoitotasoissa, kulkusilloissa ja aukoissa tulee olla vähintään 100 mm korkea jalkalista. joka portaiden kohdalla muotoillaan standardin SFS 4440 mukaiseksi. Hoitotasot. kulkusillat ja portaat saa tukea joko höyrykattilan tai rakennuksen runko- tai kannatusrakenteisiin. Tällöin on varauduttava höyrykattilan lämpö-laajenemiseen. Hoitotasoina, kulkusiltoina ja askelmina saa käyttää betonia, rihlalevyä, ritilää tai muuta vastaavaa rakennetta. Jos kulkutien tai työskentelytason alapuolella työskennellään pysyvästi, ei kulkuteissä tai työskentelytasoissa saa olla aukkoja. Hoitotasoille ja kulkusilloille, jotka ovat vähintään 0,5 m ympäröivää tasoa ylempänä, tulee johtaa tarkoituksenmukainen kulkutie. Portaat ja tikkaat tehdään SFS-standardien 4440, 4441, 4713 ja 4714 mukaisesti. Portaat saa korvata tikkailla, jos niitä tarvitaan harvoin. Tulipesäräjähdyksissä aukeaviksi tarkoitettujen nurkkien ja räjähdysluukkujen läheisyydessä olevat vaara-alueet on merkittävä erityisesti hoitotasojen, kulkusiltojen ja portaiden kohdalla. Huoltoa tai valvontaa vaativia laitteita ei saa sijoittaa näihin kohtiin ja oleskelu niissä on kiellettävä Väliseinät ja ovet Osastoivat väliseinät Osastoivien väliseinien luokkavaatimus määräytyy palokuorman mukaan. Koska A60 on kattilalaitoksissa yleisin, sitä on käsitelty tässä tarkemmin. Seinän tulee olla palamatonta materiaalia, esim. betonia, tiiltä tai terästä. Pintakerrosten tulee täyttää syttymisherkkyysluokan 1 ja palonlevittämisluokan I vaatimukset. Osastointivaatimuksen A60 täyttäviä seinärakenteita ovat mm.: rakennevahvuudet kantamaton kantava - betoni 80 mm 120 mm - tiili 80 mm 110 mm - tyyppihyväksytty ohutlevykasettirakenne 100 mm - Kattilahuoneeseen rajoittuvat lujarakenteiset seinät mitoitetaan kestämään mahdollisen räjähdyksen aiheuttamat rasitukset siten, että paine purkautuu kevytrakenteisten ulkoseinien kautta turvalliseen suuntaan. Lujarakenteisten seinien tulee kestää 5 kn/m2:n paine Kevyet väliseinät 7

115 KLTK 13 Kattilalaitoksen 1991 suunnittelu Kattilahuoneissa on suositeltavaa erottaa likaiset, pölyiset tai meluisat tilat ja laitteistot erillisiin huonetiloihin. Näitä tiloja voivat olla esimerkiksi: - siilo-osat - hiilivintti - hiilimyllyt - kuonasiilon purkaus - puhallintilat - pääilmakojeet - syöttöpumput - sähkösuodattimen alapuolinen tila Näissä tiloissa voidaan käyttää kevyitä väliseiniä, ellei erityisesti jostain syystä vaadita suurempaa palonkestoa. Seinärakenteen tulisi olla tiivis ja sileäpintainen. Mahdolliset orsirakenteet, jotka keräävät pölyä, sijoitetaan siten, että ne voidaan helposti puhdistaa. Seinän materiaalin tulee olla palamaton ja pintakerrosten tulee täyttää syttymisherkkyysluokan 1 ja palonlevittämisluokan I vaatimukset Ovet Kaikissa kattilahuoneeseen liittyvissä seinissä suositellaan käytettäväksi SFS-tyyppihyväksyttyjä vähintään palonkestovaatimuksen A30 täyttäviä ovia. Osastoivaan seinään sijoitettavan oven tulee olla palonkestoajaltaan vähintään puolet seinältä vaadittavasta palonkestoajasta Nostoaukot Nostoaukko tulisi sijoittaa kattilahuoneeseen siten, että pohjatason pääkulkuväylillä liikkuville ei aiheudu vaaraa nostoaukosta mahdollisesti putoavista esineistä. Nostoaukon reunojen irrotettavat kaiteet tehdään standardin SFS 4441 mukaisesti. Jalkalistan aukon ympärillä tulisi olla kiinteä. Tasoalue nostoaukon ympärillä tulisi mitoittaa ko. tasolle aukon kautta siirrettävän painavimman laitteen mukaisesti. Minimivaatimus hyöty-kuormalle on 5 kn/m 2 5 m:n kaistalla aukon ympärillä. Aukon reunapalkin alareunaan olisi suositeltavaa laittaa nostovaijerin rispaantumisen estävä suojapyöristys esim. teräsputkesta. Nostoaukon kohdalle pohjatasolle suositellaan irrotettavaa kaidetta maalausrajausten lisäksi. Käyntiovi ei saa olla aukon kohdalla. Ikkunarakenteita ei tulisi sijoittaa aukon kohdalle vaan mieluiten välittömästi aukon viereen, jolloin huolto on helposti järjestettävissä ja särkymisvaara on pienempi Läpiviennit Putkien läpiviennit ulkoseinissä, väliseinissä ja tasoissa tehdään SFS-standardien 4919, ja 4922 mukaisesti. Osastoivan rakennusosan läpiviennin tulee paloluokaltaan vastata lävistettyä rakennetta. (Huom. myös kaapeliläpivientien erityisvaatimukset.) Kattorakenteiden lävistysten kohdilla käytetään palamatonta eristettä vähintään 300 mm:n sateella läpiviennistä (SFS 4921). Kuumien pintojen läpivientien läheisyydessä ei saa käyttää palavia materiaaleja. Sama vaatimus koskee myös tilapäisesti kuumien putkistojen läpivientejä, kuten varoventtiilien ulospuhallus-putkistoja ja pölyputkistoja. 3.3 Rakenteellinen palo ja henkilöturvallisuus Rakennuksen paloluokka Kattilalaitosrakennus rakennetaan palonkestäväksi (RakMk E 1). Kantavat rakenteet mitoitetaan siten, että rakennus säilyttää lujuutensa tulipalossa, jossa palaa rakennuksen sisältämä palokuorma. 8

116 KLTK 13 Kattilalaitoksen 1991 suunnittelu Paloluokkaa määritettäessä kattilalaitosrakennus tulkitaan yleensä kaksikerroksiseksi rakennukseksi. Rakennuksen runko voidaan tehdä suojaamattomista teräsrakenteista, jos kattilarakennuksessa on niin vähän palokuormaa, että teräs ei kuumene tulipalossa kantokyvyn kannalta kriittiseen lämpötilaan. Tämä selvitetään laskennallisesti käyttäen todellisia rakennus- ja palokuormatietoja. Siilojen sisältämää palokuormaa ei tarvitse laskea kattilahuoneen palokuormaan edellyttäen seuraavia sammutus- ja osastointijärjestelmiä: Mikäli hiilisiilot ovat sisällä, on siilojen avoin osa erotettu kattilahuoneesta pölytiiviillä rakenteella siten, että painepurkaus on suunnattu ulkoseinälle. Lisäedellytyksiä ovat: siilojen yläosat on suojattu sprinklerillä, myllytila on sprinklattu ja myllyt sekä syöttölaitteet on inertisoitu. Jos hiilisiilot on sijoitettu ulos, ne voidaan jättää sprinklaamatta. Kokonaan tai osittain sisälle sijoitetut turvesiilot on varustettava sisäisellä sammutusjärjestelmällä ja niiden kattilahuoneessa sijaitsevat yläosat on sprinklattava. Teräksiset siilot on erotettava kattilahuoneesta paloluokan A60 seinällä ja betoniset siilot pölytiiviillä rakenteella. Myllyt ja syöttölaitteet on inertisoitava ja myllytila on sprinklattava Palovaarallisuusluokittelu RakMK E 2 luokittelua käytetään soveltuvin osin Osastointi Kattilahuoneen palokuormaa voidaan vähentää erottamalla paljon palokuormaa sisältävät tilat omiksi osastoikseen. Osastoinnin tarkoituksena on rajoittaa palo sen syttymisosastoon ja estää savukaasujen leviäminen, jolloin turvataan ihmisten poistuminen rakennuksesta ja pienennetään omaisuuteen kohdistuvia palovahinkoja. Osastoinnin avulla helpotetaan palokunnan sammutus- ja pelastustyötä. Poistumistienä toimiva porrashuone erotetaan kattilahuoneesta lujarakenteisella ja osastoivalla A60 luokan seinällä. Kattilahuoneen ja turbiinisalin välinen seinä tehdään päähoitotason yläpuoliselta osalta A60 ja päähoitotason alapuoliselta osalta A120 luokan osastoivana rakenteena. Kattilahuoneen viereen sijoitetut toimistoja valvomotilat, työhuoneet ja henkilökunnan pukeutumis-, peseytymis- ja ruokailutilat erotetaan kattilahuoneesta lujarakenteisella ja osastoivalla A60 luokan seinällä. Kattilahuoneen viereen sijoitetun palovaaraa aiheuttavan tilan tai laitteen kohdalla rakennuksen ulkoseinä on tehtävä osastoivana rakenteena, jonka Iuokka määräytyy viereen sijoitetun kohteen palokuormasta ja suojaustasosta. Öljyn esilämmitystila ja sähkötilat suositellaan sijoitettaviksi omiin paloteknisiin osastoihin Poistumistiet Kattilahuoneesta tulee olla varsinaisen uloskäytävän Iisaksi hätäpoistumismahdollisuus (RakMK E 1 ja E 9). Kulkutien pituus uloskäytävään saa tällöin olla enintään 30 m. Jos kattilahuoneesta on järjestetty kaksi toisistaan riippumatonta uloskäytävää, saa kulkutien pituus lähimpään uloskäytävään olla enintään 45 m. Uloskäytävän vähimmäisleveys yksikaistaisena on 0,9 m ja vähimmäiskorkeus 2.1 m (RakMK E 1). Jos kulkutiet hoito- tai aputasolta kahteen toisistaan riippumattomaan uloskäytävään osittain yhtyvät, yhteisen osan pituus on laskettava kaksinkertaisena (RakMK E 1). Kattilahuoneen ovien tulee aueta ulospäin. Kuitenkin ovien, jotka johtavat porrashuoneeseen tai sellaisiin tiloihin, joita ei 9

117 KLTK 13 Kattilalaitoksen 1991 suunnittelu käytetä poistumistienä, tulee olla itsestään sulkeutuvat ja palonkestävät sekä aueta kattilahuoneeseen (SFS 3206) Savunpoisto Rakennuksen katolle tai ulkoseinän yläosaan järjestetään savunpoisto luukuilla tai koneellisesti tarkoitukseen hyväksytyillä puhaltimilla (SisM ohje). Ensisijaisesti savunpoistoluukut on varustettava luotettavalla kauko-ohjauksella. Tarvittaessa osa luukuista voidaan varustaa automaattisella avausmekanismilla (lämpösulake tms.). Tehollisen savunpoistopinta-alan tulee olla vähintään 1 % lattiapinta-alasta. Tarvittava pinta-ala voidaan määrittää myös laskennallisesti ottamalla huomioon rakennuksen korkeus-, tilavuus- ym. tiedot ja palokuorman vaikutus sekä muut savun muodostumiseen vaikuttavat tekijät. Umpinaisten välitasojen vaikutus on otettava huomioon savunpoistoa suunniteltaessa Hätäsuihkut Tilat, joissa käsitellään vaarallisia kemikaaleja tai joissa on mahdollisuus joutua kosketuksiin kemikaalien kanssa, on varustettava hätäsuihkulla. Lisäksi suositellaan hätäsuihkujen asentamista tiloihin, joissa on palon tai pölyräjähdyksen vuoksi vaatteiden syttymisvaara (SFS 5411). 3.4 LVI Kattilarakennuksen LVI-järjestelmät ja palamisilman otto tulee suunnitella siten, etteivät kattilahuoneen ja ympäröivien tilojen väliset paine-erot vaikeuta ovissa kulkua, eivätkä aiheuta turvallisuusriskiä henkilökunnalle tai putkistojen jäätymistä. LVI-järjestelmien suunnittelua varten tulee määritellä huoneilmavaatimukset ottaen huomioon huoltokohteet, laitteiden ja kaapeleiden lämpötilavaatimukset sekä ihmisten työskentely. Mitoituksessa on otettava huomioon käyvän ja seisovan laitoksen normaalit olosuhteet. 3.5 Puhtaanapito Puhtaanapidossa noudatetaan kohdan 4.6 ohjeita soveltuvin osin. 4. POLTTOAINEIDEN KÄSITTELYJÄRJESTELMÄT 4.1 Yleistä Polttoaineiden käsittelyn suunnittelussa on otettava huomioon laitoksen ja tontin koko, sijainti, ilmasto, korkeussuhteet sekä tarvittavat polttoaineiden käsittely- ja kuljetuskapasiteetit. Monipolttoainejärjestelmässä tai esim. useampaa hiililaatua samanaikaisesti polttavissa kattilalaitoksissa suositellaan laitosalueen varastot pitämään erillään ja sijoittamaan tavalla, joka tarvittaessa mahdollistaa niiden itsenäisen, toisistaan riippumattoman täytön ja tyhjennyksen. Laitosta sekä ympäristön asutusta rasittavan pöly- ja meluhaitan vuoksi kuljetukset laitosalueelle suositellaan tapahtuvaksi erillistä, suojattua kuljetusreittiä pitkin. Usein polttoaineen kuljetuksen ja purkamisen suorittaa vuorotyönä laitoksen ulkopuolinen organisaatio, mikä myös puoltaa kuljetusreitin ja vastaanoton eriyttämistä omaksi laitosalueeksi. Lisäksi polttoainejärjestelmän sijoittelussa tulisi ottaa huomioon ilmastolliset olosuhteet. lämpötila, kosteussuhteet, tuulen voimakkuus ja päätuulien suunnat. Lisäohjeita löytyy esim. KLTK:n polttoainekohtaisista ohjeista, Karkean polttoaineen poltto-ohjeesta, Rakenneohjeesta ja Henkilöturvallisuus-ohjeesta. 4.2 Rakennukset Käsittelyjärjestelmän rakennukset, kuten vastaanotto, murskaamot, pumppaamot ja 10

118 KLTK 13 Kattilalaitoksen 1991 suunnittelu välivarastot, tulisi mahdollisen palon leviämisen estämiseksi rakentaa toisistaan erillisiksi. Suurissa laitoksissa käsittelyjärjestelmän ja vastaanoton valvomo tulisi sijoittaa keskeiselle näköalapaikalle, mistä liikennettä on helppo valvoa sekä häiriö- ja vaaratilanteet voidaan havaita. Rakennusten kattoja ylittäviltä kuljettimilta varisevan polttoaineen kertyminen katoille tulee estää sopivilla kuljetin- ja kattorakenteilla. Sähkötilat sijoitetaan mielellään valvomon ja turbiinisalin läheisyyteen, erilliseen pölyttömään rakennukseen tai huonetilaan. Pölyäviä toimintoja sisältävät rakennukset, kuten vastaanotto ja murskaamo, sekä avonaiset polttoainevarastot. kuten hiilikentät, tulisi sijoittaa etäälle laitoksen kytkinkentästä ja voimalaitos-alueen puhtautta vaativista kohdista sekä mielellään päätuulien alapuolelle. Pölyisissä rakennuksissa tulisi välttää hyllymäisiä, pölyä kerääviä rakenteita ja suosia sileitä, helposti siivottavia pintoja Polttoaineen vastaanotto Kiinteän polttoaineen vastaanottoon oleellisesti liittyvä punnitusasema tulisi sijoittaa kuljetusreittien risteyskohtaan. Rautatievaaka on edullisinta sijoittaa purkauspaikkaan. Kiinteiden polttoaineiden purkaminen ja vastaanotto tapahtuu: - sivukaatamalla, peräkippaamalla tai peräpurkamalla vastaanottotaskuun - sivukaatamalla, peräkippaamalla tai peräpurkamalla varastokentan sivulle - purkamalla laiturin vastaanottosuppiloon. Pölyisten vastaanottoprosessien ympäristöhaitat pyritään yleensä rajaamaan vastaanottorakennuksilla, tuulen ja sateen suojalla, suppiloiden pölynrauhoituskoteloilla tai tarkoitukseen rakennetulla pölynsidontajärjestelmällä. Suoraan avoimelle varastokentälle (hiili) autosta tapahtuva purkaminen aiheuttaa pölyhaittoja ja kustannuksia (puhdistus, leviämisen estoaidat, tuulensuojat). Vastaanottorakennukset, jotka ovat usein kylmiä, rakennetaan runkorakenteisena ja katetaan kevyillä kuorirakenteilla, jotka räjähdystilanteessa toimivat paineenpurkausteinä. Mahdollisuuksien mukaan rakennukset tulisi toteuttaa maanpinnan yläpuolisina. Kellaritiloja tulisi välttää. Rakennuksen pysyvästi miehitetyt tilat, valvomo, sosiaalitilat jne. erotetaan lujarakenteisella seinällä Seulomo ja murskaamo Kiinteiden polttoaineiden esikäsittelytilat, kuten seulomot ja murskaamot, on syytä suojata rakennuksella. Häiriöiden ja esim. varastoissa itsesyttyneen, kytevän poltto-aineen varalta tulee prosessit varustaa ohituksilla. Seulomo- ja murskaamorakennukset rakennetaan kuten vastaanottorakennukset Välivarastot Kiinteiden polttoaineiden, esim. turpeen, välivarastosiilot ovat kylmiä, holvaamisvaaran estämiseksi joskus eristettyjä rakenteita. Polttoaineen kanssa kosketukseen joutuvat välivaraston lattiat ovat teräs- tai betonirakenteisia. Seinärakenteina voi käyttää filmivaneria. Käyttöolosuhteissa helposti syttyviä ja palokuormaa lisääviä seinämateriaaleja on vältettävä. Siilot tulee varustaa räjähdysluukuilla tai kattaa keveillä kuorirakenteilla, jotka räjähdystilanteessa toimivat paineenpurkausteinä. 11

119 KLTK 13 Kattilalaitoksen 1991 suunnittelu 4.3 Laitteet ja rakenteet Rakennusten ulkopuoliset putkistot ja kaapelireitit tulisi kanavoida maahan, koteloida pölytiiviisti tai linjata rakennusten seinille. Venttiili- ja sprinklerikeskukset sijoitetaan siten, että valvovan henkilöstön sekä palokunnan pääsy varmistetaan niiden luo. Polttoaineiden käsittely- ja kuljetuslaitteet tulisi sijoittaa siivouksen ja kunnossapidon kannalta väljään, huoltoystävälliseen ympäristöön. Siilot ja mahdolliset pölynpoistojärjestelmien syklonit ja suodattimet sijoitetaan ulos tai varustetaan ulosjohtavilla räjähdyskanavilla Kuljetinjärjestelmät Kuljetinjärjestelmien rakennevaihtoehdot ovat: - avoin kylmä järjestelmä - suljettu kylmä järjestelmä - suljettu lämmin järjestelmä. Kiinteiden polttoaineiden ja palamisjätteiden käsittelyjärjestelmien pölyhaittoja aiheuttavat erityisesti käsittelyvaiheet, joissa materiaalia joudutaan purkamaan, kuormaamaan tai siirtämään avonaisilla varastokentillä. Rakennevaihtoehtoja valittaessa tulee pölyhaittojen sekä räjähdys- ja palovaaran ohella ottaa huomioon kylmän ilmaston ja jäisen materiaalin aiheuttamat haittatekijät. tukokset ja holvaaminen sekä ympäristövahinkojen ennalta esto. Asutuskeskuksen tai yleisten liikenneväylien läheisyydessä sijaitsevissa voimalaitoksissa ja lämpökeskuksissa tulee suosia suljettuja kuljetinjärjestelmiä. Samaa periaatetta tulee noudattaa myös ahtaissa ja vaikeasti siivottavissa tehdaskiinteistöissä. järjestelmän toimintavarmuus ja räjähdyksen ja palon leviämisen estäminen. Helppoa ja turvallista käyttöä varten kuljetinjärjestelmät automatisoidaan tehokkaasti. Yleensä järjestelmän käyttöä ohjaa ja valvoo logiikka, joka lukituksillaan estää virheelliset toiminnot ja suorittaa käynnistykset oikeassa järjestyksessä. Logiikan lisäksi järjestelmiä usein valvotaan videoilla tai erillisillä CO-, kipinä- ja lämpöilmaisimilla. Valvontalaitteiden tehtävä on hälyttää ja pysäyttää vikautunut järjestelmä sekä käynnistää pelastustoimet Kuljetinlaitteet Polttoaineet kuljetetaan nesteinä tai kaasuina putkistoissa, kiinteinä polttoaineina pneumaattisesti, kola- ja hihnakuljettimilla, ruuveilla, elevaattoreilla, nosturikahmareilla sekä köysiradoilla. Kuljetinlaitteet kannatetaan teräs-rakenteisilla silloilla, jotka ovat eristettyjä ja lämmitettyjä tai alta avonaisia ja kylmiä. Molemmissa vaihtoehdoissa pitkät kuljetinsillat osastoidaan kevyin väliseinin hormivaikutuksen estämiseksi ja kunkin osaston yläpäähän sijoitetaan savunpoistoluukku. Jos hihnakuljetin kulkee vuorotellen lämpimän ja kylmän tilan kautta, on talvisin varauduttava jäätymisongelmiin. Polttoaineen kanssa kosketukseen, esim. hiilikentällä, joutuvat kuljetinsiltojen tukijalat ovat betonirakenteisia, muilta osin joko betonitai teräsrakenteisia. Hydraulisten käyttöjen huonetilat varustetaan vuotojen varalta öljyn talteenottojärjestelmällä. Kaikissa vaihtoehdoissa tulee toteutetuilla laitteistojen rakenneratkaisuilla olla tavoitteena 12

120 KLTK 13 Kattilalaitoksen 1991 suunnittelu 4.4 Palo- ja henkilöturvallisuus Kohdan 3.3 Rakenteellinen palo- ja henkilöturvallisuus lisäksi on otettava huomioon mm. seuraavaa. Polttoaineen käsittelyjärjestelmä tulee palon leviämisen estämiseksi mahdollisuuksien mukaan osastoida. Pölyävää polttoainetta käytettäessä käsittelyjärjestelmän laitteet on tarvittaessa varustettava räjähdyskevennyksin. Kiinteän polttoaineen käsittelyjärjestelmät ja käsittelytilat suositellaan varustettavaksi pääsääntöisesti automaattisella sprinklerilaitteistolla, joka voidaan toteuttaa myös kuivajärjestelmänä. 4.5 LVI Soveltuvin osin noudatetaan kohdan 3.4 ohjeita. 4.6 Puhtaanapito Pölymäisen tai pölyävän polttoaineen käsittelyjärjestelmän puhtaanapitoa varten tulisi polttoaineen käsittelytilat varustaa imurointi- ja/tai vesi-pesujärjestelmällä. Vesipesussa on kiinnitettävä huomiota ennen kaikkea lattiapintojen kallistuksiin ja riittävään viemäröintiin. Pölyn kertymisen vähentämiseksi ja puhdistuksen helpottamiseksi tulee rakenteissa pyrkiä tiiviisti koteloituihin ratkaisuihin ja sileisiin pintoihin sekä välttää hyllymäisiä pölyä kerääviä rakenteita. Lämpöeristetyissä rakenteissa tulee sisäpintojen suojaukset tehdä siten tiiviiksi, ettei pöly tai vesi tunkeudu eristeisiin. Kaapelihyllyt tulee sijoittaa tunnelien ulkopuolelle. Palokuorman välttämiseksi kuljetinjärjestelmät rakennetaan mahdollisimman tehokkaasti itsepuhdistuviksi tai helposti puhdistettaviksi. Järjestelmän ympäristö ja laitteet toteutetaan tavalla, joka mahdollistaa koneellisen puhtaanapidon tai lämmitettynä vesipesun. 5. PALONILMAISU- JA SAMMUTUSJÄRJESTELMÄT 5.1 Yleistä Paloturvallisuuden varmistamiseksi on kattilalaitos varustettava järjestelmin, joilla tulipalot voidaan havaita ja sammuttaa nopeasti. Palosuojausjärjestelmien laatu ja määrä harkitaan laitoskohtaisesti ottaen huomioon käytetyt tila-, rakenne- ja laiteratkaisut, palokuormat, polttoaineen ominaisuudet sekä laitoksen käytettävyysnäkökohdat. Liitteessä 5 on taulukko sammutus- ja palonilmaisujärjestelmien soveltuvuudesta eri kohteisiin. Suojausratkaisuihin vaikuttavat viranomaisten määräykset ja vakuutusyhtiön suojeluohjeet. 5.2 Palonilmaisujärjestelmät Palonilmaisulaitteilla pyritään saamaan mahdollisimman aikainen havainto tulipalosta tai kytöpesäkkeestä. Laitteiden toiminnasta on saatava hälytys valvomoon ja yleensä hälytys menee myös palokuntaan. Automaattiseen palonilmaisuun käytetään lämpö-, savu-, kaasu- ja säteilyilmaisimia. Myös automaattiset sammutuslaitokset toimivat palonilmaisimina. Palonilmaisulaitteen tyyppi tulee aina valita kohteen olosuhteet huomioiden. Seuraavassa on valintaohjeita: - Lämpöilmaisimia käytetään kiinteän polttoaineen käsittelytiloissa, kuljettimissa, siiloissa, kattilahuoneessa, öljynkäsittelytiloissa sekä konttori-, sosiaalija korjaamotiloissa. - Savuilmaisimet soveltuvat parhaiten valvomo-, elektroniikka- ja sähkötilojen valvontaan. - Kaasuilmaisimia käytetään pääasiassa siilopalojen havaitsemiseen. 13

121 KLTK 13 Kattilalaitoksen 1991 suunnittelu - Säteilyilmaisimia käytetään kuljettimien pudotuskohdissa ja pölynkuljetusputkissa. Palojen havainnointiin käytetään myös TVvalvontaa. TV-kamerat soveltuvat ennen kaikkea kuljettimien, siilojen ja tulipesän valvontaan sekä kiinteistön yleisvalvontaan. 5.3 Sammutusjärjestelmät Tulipalojen sammuttaminen on sitä tehokkaampaa, mitä aikaisemmin sammutus voidaan suorittaa. Sen vuoksi tulee kattilalaitos varustaa automaattisilla sammutusjärjestelmillä ja/tai muilla sammutustyötä nopeuttavilla ja helpottavilla laitteilla. Automaattista sprinklerilaitosta käytetään kiinteän polttoaineen käsittelytilojen, kuljettimien, siilojen, hydrauliikkakeskusten, öljynkäsittelytilojen, syöttövesipumppujen öljyjärjestelmän, kattilan polttimien ja kaapelireittien suojaamiseen. Sprinklaus soveltuu myös kattilan päähoitotason alapuolisten osien suojaamiseen, ellei kantavien rakenteiden palonkestoaikaa muuten saada riittäväksi. Erityisen tärkeä automaattinen sprinklerilaitos on maanalaisten ym. vaikeasti luoksepäästävien tilojen ja kuljetintunnelien sammutuksessa. Hienojakoisten aineiden kuten turvepölyn sammutusta voidaan tehostaa sekoittamalla sammutusveteen pintajännitystä alentavaa ainetta. Kohteissa. joihin ei tule automaattista sprinklerilaitosta, voidaan operatiivisten sammutustoimien tukemiseksi käyttää käsinlaukaistavia tai palokuntasyöttöisiä kiinteitä sammutusputkistoja. Kiinteät sammutusputkistot soveltuvat erityisesti suljettujen tai koteloitujen laitteiden sisäpuoliseen sammuttamiseen. Tällöin vältytään luukkujen avaamiselta, mikä voi kiihdyttää paloa ja vaarantaa henkilöturvallisuutta sammutustyössä. CO 2 -laitosta voidaan käyttää kattilan öljynkäsittelytilojen ja polttimien suojaamiseen, jos kohteeseen ei rakenneta sprinklerilaitosta. CO 2 -laitoksella voidaan suojata myös elektroniikka- ja sähkötiloja. CO 2 -laitoksia suunniteltaessa on otettava huomioon henkilöturvallisuuden vaatimukset. Sammutusvaahtojen avulla voidaan tehostaa palon sammuttamista etenkin siilojen ja öljytilojen tulipaloissa sekä esimerkiksi mahdollistaa siilojen sisällön purkaminen palon uhatessa. Vaahdon syöttöä helpottaa kiinteä putkisto, joka ohjaa vaahdon tasaisesti oikeisiin paikkoihin. Höyryinertoinnilla voidaan tukahduttaa tai hillitä myllyjen, polttoaineenjakajien, siilojen, kolakuljettimien ym. suljettujen laitteiden palo. Vesivaleluputkistoilla voidaan estää kattilan, kattilarakennuksen ja siilojen teräksisten tukirakenteiden sekä öljysäiliöiden pettäminen tulipalon kuumuudessa. Sammutusjärjestelmien käytöstä mahdollisesti aiheutuvat kuormitukset, kuten veden paino ja höyryn paine on otettava huomioon laitteiden ja rakennusten suunnittelussa. 5.4 Palopostit Voimalaitosrakennuksessa tulee olla vähintään yksi seinäpaloposti ulkoseinällä sekä vähintään yksi paloposti jokaisella tasolla palokunnan vedensaannin turvaamiseksi. Lisäksi rakennus varustetaan pikapaloposteilla, joista voidaan selvittää suihku jokaiseen kattilahuoneen pisteeseen. Kiinteiden polttoaineiden käsittelyrakennukset on varustettava palopostein, niiden sisäpuoliset tilat ja kuljetintunnelit pikapalopostein. 5.5 Käsisammuttimet Laitos tulee varustaa riittävällä määrällä tarkoitukseen sopivia käsisammuttimia nopean alkusammutuksen mahdollistamiseksi. AB III E-luokan jauhesammuttimia tulisi olla ainakin seuraavissa paikoissa: - poltintasolla polttimien läheisyydessä 14

122 KLTK 13 Kattilalaitoksen 1991 suunnittelu - joka tasolla porrasnousun läheisyydessä - nestemäisten polttoaineiden käsittelytiloissa (B III E tai AB III E) - kiinteiden polttoaineiden käsittelytiloissa - korjaamotiloissa. Lisäksi on tapauskohtaisesti harkittava edellä mainittua järeämmän alkusammutuskaluston (esim. 25 tai 50 kg jauhesammutin) sijoittamista erityisen riskialttiisiin paikkoihin. Sähkö-, elektroniikka- ja valvomotilat tulisi varustaa 6 kg CO 2 - sammuttimilla. Sosiaali- ja toimistotiloihin sijoitetaan harkinnan mukaan vesi-, CO 2 - tai jauhesammuttimia. Turpeenkäsittelytilat olisi hyvä varustaa myös ns. pehmennetyllä vedellä täytetyillä astioilla (esim. sankoruisku). 15

123 KLTK 13 Kattilalaitoksen 1991 suunnittelu LIITE 1. (Liitettä ei ole päivitetty vuoden 1991 jälkeen). LAIT, ASETUKSET, PÄÄTÖKSET, OHJEET JA STANDARDIT Rakennussäännöstö: Rakennuslaki (370/ /85) Rakennusasetus (266/ /88) Suomen rakentamismääräyskokoelma (RakMk): - El Rakenteellinen paloturvallisuus - E2 Tuotanto- ja varastorakennusten paloturvallisuus - E6 Osastoivat ovet - E9 Kattilahuoneiden ja polttoainevarastojen paloturvallisuus Rakenteellinen paloturvallisuus, määräysten soveltamisesimerkkejä. Ympäristöministeriön tiedotuksia 6/1983 Sisäasiainministeriön päätös eräistä savunpoistolaitteista sekä ohjeet automaattisten savunpoistolaitosten mitoituksesta. Sisäasiainmin. pelastusos. julk. 1981:4 Paineastiasäännöstö: Paineastialaki (98/73 muutoksineen) Paineastia-asetus (547/83 muutoksineen). SFS-standardeja: SFS 3206 Paineastiain sijoitus, varustelu ja käyttö. Höyrykattilan sijoittaminen ja kattilalaitosjärjestelyt SFS 3323 Paineastiain sijoitus, varustelu ja käyttö. Putkistot SFS 3333 Painesäiliöt. Sijoitus. varustelu ja käyttö SFS 3350 Palavien nesteiden varastopaikka ja siellä olevat palavan nesteen käsittelypaikat SFS 4438 Teräsrakenteiset kulkutiet ja hoitotasot SFS 4439 Nousutiet, nousun ja etenemän määritys SFS 4440 Teräsportaat SFS 4441 Teräsputkikaiteet SFS 4713 Terästikkaat SFS 4714 Teräksiset palotikkaat SFS 5069 Koneturvallisuus. Työskentelytasot, kulkutiet, portaat ja tikkaat. SFS 5411 Hätätilanteisiin tarkoitetut suihkut SFS 4919 Putkien läpiviennit ulkoseinissä SFS 4920 Putkien läpiviennit väliseinissä SFS 4921 Putkien ja säiliöiden läpiviennit katoissa. Suunnitteluohjeita SFS 4922 Putkien läpiviennit tasoissa. Suunnitteluohjeita SFS-käsikirjat: SFS-käsikirja 59, Räjähdysvaarallisten tilojen luokittelu. Palavat nesteet ja kaasut SFS-käsikirja 60, Räjähdysvaaralliset pölyt. Turvallisuusohjeet KLTK:n ohjeet: - G2 Öljynpoltto - G3 Kaasunpoltto - G4 Hiilipölynpoltto - G5 Turvepölynpoltto - G6 Puupölynpoltto - G8 Karkean polttoaineen poltto - G9 Rakennusohje - N:o 59 Henkilöturvallisuus Muita ohjeita ja lakeja: Sähköturvallisuusmääräykset, 13 Sähkötarkastuskeskus Sprinklerisäännöt; Suomen Vakuutusyhtioiden Keskusliitto ry. Palovesiputkistot, suojeluohje, Suomen Vakuutusyhtiöiden Keskusliitto ry. Meluntorjuntalaki (302/89) Kemikaalilaki (744/89) Ilmansuojelulaki (67/82, 66/86) Vesilaki (264/61) 16

124 KLTK 13 Kattilalaitoksen 1991 suunnittelu LIITE 2. VOIMALAITOKSEN LUVAT Lupa/ilmoitus Lupaperuste Tarvevaihe 1 Asemakaava (1 Rakennuslaki Ennen rakentamisen aloitt. 2 Tonttijako + tonttimittaus Rakennuslaki Ennen rakentamisen aloitt. 3 Sijoituspaikkalupa (2 Naapuruussuhdelaki Ennen rakentamisen aloitt. 4 Sijoituspaikkalupa (2 Terveydenhoitoasetus (55/67) Ennen rakentamisen aloitt. 5 Rakennuslupa+ muut rakennuslainsäädännön Rakennuslaki Ennen rakentamisen aloitt. edell. luvat ja tarkastukset (tarpeen mukaan) (3 6 Rakentamislupa (4 Sähkölaki Ennen sitovia laitetilauksia 7a Lupa rakentamiseen vesistössä Vesilaki Ennen rakentamisen aloitt. 7b Lupa jäähdytysveden ottamiseen Vesilaki Ennen johtamisen aloitt. 7c Ennakkoilmoitus jäähdytys- ja jätevesien johtamisesta vesistöön (5 Asetus vesiensuojelua koskevista ennakkotoimenpiteistä (283/62 muutoksineen) 6 kk ennen ko. laitteiden rakentamisen aloittamista 7d Lupa jäähdytys- ja jätevesien johtamiseen vesistöön (5 Vesilaki Ennen johtamisen aloitt. 8 Ilmoitus ilman pilaantumisen Ilmansuojelulaki Ennen laitteiden hankintaa ehkäisemisestä ja sen valvonta 9 Jätehuoltosuunnitelma Jätehuoltolaki Viimeistaan 3 kk ennen jätteiden tuottamisen aloitusta. 10 Ilmoitus työsuojelusta Työsuojelun valvontalaki 1 kk ennen rakentamisen aloitusta 11 Paineastioiden luvat ja tarkastukset - valmistuslupa - sijoitussuunnitelma - rakennustarkastus - käyttöönottotarkastus Paineastia-asetus Valmistajalla Ennen asenn. aloitt. Valm./asenn. jälkeen Ennen käyttöönottoa 12 Räjähdysaineiden varastointi Laki räjähdysvaarallisista aineista Ennen varaston perustamista 13 Nostolaitteiden käyttö Erill. ohjeet ja määräykset Ennen käyttöönottoa 14 Luvat palaville nesteille Asetus vaarallisten kemikaalien Ennen perustam. aloitt. - perustamislupa teollisesta käsittelystä ja - käyttölupa varastoinnista 682/90 - ennakkoilmoitus vesien suojelusta Asetus vesiensuojelua koskevista ennakkotoimenpiteistä (283/62 3 kk ennen ko. laitteiden rakentamisen aloittamista. 15 Luvat kaasumaisille polttoaineille muutoksineen) Nestekaasuasetus (316/79 muutoksineen) Maakaasuasetus (623/87 muutoksineen - perustamislupa - käyttölupa 16 Vesi- ja viemäri-ilmoitukset ja sopimukset 17 Tie- ja rautatieliittymäluvat 18 Lupa soranottoon (tai maa-ainesten Maa-aineslaki ottoon) 19 Turvallisuuslupa säteileville laitteille Säteilysuojalaki 20 Savupiippu Ilmailuhallitukselle (lentoeste) Ennen perustam. aloitt. Ennen käyttöönottoa Ennen soranoton aloitt. 1) Kaupungissa asemakaava, maalaiskunnassa rakennuskaava. Jos kaavaa ei ehditä saada vahvistetuksi, on mahdollisuus hakea poikkeuslupaa kaupungissa ympäristöministeriöltä ja maalaiskunnissa lääninhallitukselta. 2) Ei aina tarvita. 3) Jos esim. puidenkaato tai ojitukset aloitetaan ennen rakennusluvan hakua, voi tällaisille töille hakea kaupungin- tai kunnanhallitukselta töiden aloitusluvan. 4) Jos ei kuulu runkosuunnitelmaan, on haettava isojen laitosten kohdalla lupa valtioneuvostolta (lupakäytäntö muutoksen alla). 17

125 KLTK 13 Kattilalaitoksen 1991 suunnittelu 5) Vaihtoehtoinen, riippuen laitoksen koosta ja ympäristötekijöistä. LIITE 3. ESIMERKKEJÄ MELUNVAIMENNUSRATKAISUSTA Äänilähde Laitteen vaimentamaton melutaso (db) Äänierist ysvaippa Oma erillinen tila Erillinen äänenvaimenni n Laitteen suunnittelu Syöttövesipumppu n. 120 X X Ilmapuhallin n. 100 X X Korkeapainepuhallin n. 130 X X Savukaasupuhallin n. 110 X X Kompressori n. 130 X X Imuilmakanava n. 110 X Kaasun paineen n. 100 X alennus Hii!imyllyt n. 100 X Liuotinsäiliö n. 120 X Varoventtiilit, Käynnistysventtiilit tms. n. 130 X Yleismelutaso ei saa ylittää arvoa 85 db(a) kattilahuoneessa yleisillä työskentelyalueilla. Mikäli on useampia melulähteitä, ei yhteinen melu saa ylittää arvoa 85 db(a) kattilahuoneessa. Äänieristykseen tulisi käyttää palamatonta materiaalia. 18

126 KLTK 13 Kattilalaitoksen 1991 suunnittelu LIITE 4. POLTTOAINEJÄRJESTELMIEN SUOJAUSTAPOJA 19

127 KLTK 13 Kattilalaitoksen 1991 suunnittelu 20

128 KLTK 13 Kattilalaitoksen 1991 suunnittelu 21