Dlaczego kontrola temperatury w strefach zagrożenia wybuchem (Ex) jest kluczowa dla bezpieczeństwa?

W kotłach przemysłowych oraz w instalacjach grzewczych temperatura powierzchni elementów grzejnych często przekracza temperaturę medium. Sprzyja to powstawaniu atmosfer wybuchowych – potencjalne źródło zapłonu może powstać m.in. na obudowie grzałki, płaszczu kotła czy izolacji termicznej, a pożar może wywołać nawet pojedyncza iskra.

Właśnie dlatego systemy grzewcze wymagają niezależnego zabezpieczenia przeciwwybuchowego, realizowanego najczęściej jako:

• TW (monitor temperatury) – kontrolujący procesy,

• STW (monitor temperatury bezpieczeństwa) – wykrywający anomalie i zagrożenia,

• STB (ogranicznik temperatury bezpieczeństwa) – przerywający obwód grzałki w sytuacji krytycznej.

Od ochronnych urządzeń w wykonaniu przeciwwybuchowym oczekuje się głównie odporności środowiskowej, stabilności mechanicznej oraz precyzyjnego monitorowania temperatury powierzchni. W strefach Ex dochodzi dodatkowo wymóg, aby element pomiarowy i jego elektronika nigdy nie mogły stać się źródłem inicjacji wybuchu.

Jaką rolę pełnią termostaty ATEX w instalacjach z kotłami przemysłowymi?

Termostaty do pracy w strefach Ex, stosowane w kotłach i instalacjach grzewczych, muszą reagować na zmiany temperatury powierzchni szybciej niż klasyczne czujniki zanurzeniowe. W środowisku wybuchowym liczy się bowiem nie tylko sam pomiar temperatury, ale przede wszystkim monitorowanie tego, gdzie powstaje ryzyko zapłonu.

Dlatego coraz częściej w tego typu aplikacjach stosuje się termostaty powierzchniowe Ex, takie jak JUMO exTHERM S200, których eksploatacja ma miejsce bezpośrednio na elemencie narażonym na przegrzanie.

Takie podejście:

• zmniejsza opóźnienia pomiarowe,

• poprawia dokładność reakcji,

• pozwala szybciej wykryć zbliżanie się do granic klasy temperaturowej.

Dzięki temu termostaty do ochrony przeciwwybuchowej pełnią funkcję kluczowego elementu łańcucha bezpieczeństwa, chroniąc grzałki i cały układ przed przekroczeniem wartości, które mogą doprowadzić do inicjacji zapłonu.

Dodatkowe obudowy przeciwwybuchowe – jakie mają ograniczenia?

Standardowe instalacje urządzeń i systemów ochronnych w wielu zakładach przemysłowych opierają się na klasycznym podejściu. Wedle niego stosuje się zwykłe termostaty umieszczone w obudowach Ex d lub Ex e. Takie rozwiązanie jest oczywiście skuteczne i zapewnia bezpieczeństwo w strefach zagrożonych wybuchem, ale niesie ze sobą pewne niedogodności operacyjne.

Mowa o nadmiernym rozbudowaniu, zwłaszcza jeśli chodzi nam o charakter obwodu, który pracuje przy minimalnych energiach i niskich napięciach, a w dodatku na niewielkiej przestrzeni.

Prowadzi to do kilku problemów:

• obudowy są masywne i obciążają konstrukcję rurociągów oraz kotłów,

• wymagają certyfikowanych przepustów kablowych i dodatkowych kabli,

• utrudniają dostęp serwisowy,

• zwiększają koszty eksploatacyjne i audytu ATEX.

Tym samym inżynierowie często zastanawiają się, czy można stosować termostat Ex bez obudowy przeciwwybuchowej? W wielu przypadkach – tak. Pod warunkiem użycia rozwiązania w technologii Ex‑i.

Iskrobezpieczny termostat Ex‑i JUMO exTHERM S200 – ochrona podczas eksploatacji w strefach Ex bez obudów

JUMO exTHERM S200 to iskrobezpieczny termostat powierzchniowy, który można montować bezpośrednio w strefie 1 lub 21 bez stosowania obudów Ex d/e. Rozwiązanie opiera się na kilku kluczowych elementach konstrukcyjnych gwarantujących zgodność z dyrektywą ATEX.

Zabezpieczenie typu Ex‑i (iskrobezpieczeństwo)

Obwód termostatu pracuje przy:

• napięciu do 30 V,

• prądzie do 100 mA,

• mocy do 750 mW,

czyli poniżej energii zdolnej do zainicjowania atmosfery wybuchowej. W związku z tymi parametrami termostat JUMO exTHERM S200 bez dodatkowej obudowy przeciwwybuchowej spełnia wymagania dotyczące pracy w strefach zagrożenia wybuchem.

Odporna obudowa IP65 z poliestru wzmacnianego włóknem szklanym

Materiał obudowy ogranicza możliwość gromadzenia ładunków i zapewnia odporność mechaniczną, co niweluje potrzebę dodatkowego zabezpieczenia na zewnątrz.

Zgodność z wytycznymi strefy 0 dzięki osłonom termometrycznym ATEX

Dzięki możliwości zastosowania osłony termometrycznej ATEX ochrona może sięgać do strefy 0. Dzięki temu exTHERM S200 sprawdza się w procesach destylacji, recyklingu i w aplikacjach grzewczych wymagających kontaktu z medium łatwopalnym.

Funkcje bezpieczeństwa i diagnostyki

Monitorowanie przerwania kapilary, stabilność przełączania oraz opcjonalne obwody NAMUR pozwalają na pełną kontrolę nad stanem czujnika i linii sygnałowych. W aplikacjach kotłowych ogranicza to liczbę fałszywych alarmów i zmniejsza liczbę przestojów.

Realne zwiększenie bezpieczeństwa wybuchowego i pełna izolacja źródeł zapłonu w zakładach przemysłowych

Taka konstrukcja urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do stref Ex umożliwia zabezpieczanie elementów grzewczych bez dodatkowych obudów przeciwwybuchowych. Wcześniej wymagano ciężkich skrzynek Ex d, a obecnie można zadbać o bardziej ergonomiczne ułożenie instalacji elektrycznych.

W układach typowych dla kotłów montaż powierzchniowy pozwala na szybką reakcję i efektywne ograniczenie temperatury powierzchni. W praktyce oznacza to uproszczenie całej architektury: mniej elementów, kabli i certyfikowanych obudów oraz łatwiejsze utrzymanie ruchu. Wszystko to z dużym ograniczeniem ryzyka wybuchu w warunkach Ex.

Jeżeli chcesz sprawdzić, czy Twoja aplikacja może korzystać z podobnej architektury ochrony temperatury opartej na termostacie JUMO exTHERM S200, skontaktuj się z nami! Przeanalizujemy z Tobą istniejący układ i zaproponujemy najbezpieczniejsze rozwiązanie.

O autorze

Mam na imię Michał, a moją codziennością od kilku lat są pisanie i content marketing. Tworzę treści zarówno zawodowo, jak i hobbystycznie – przelewanie słów na papier (lub ekran) i nagrywanie podcastów sprawia mi wielką satysfakcję. Prywatnie miłośnik sportu, spacerów, książek i krzyżówek.