>> Silo xi măng trong dây chuyền gạch block
>> Ánh sáng ở cuối silo

Các nhà sản xuất xi măng phụ thuộc vào các hệ thống an toàn mức và áp suất trong quá trình nạp đầy silo để ngăn ngừa thất thoát sản phẩm và giữ an toàn cho nhà máy của họ. Tuy nhiên, mối liên kết yếu ở đây thường là lỗi do con người gây ra – và nếu không được cải thiện về hành vi và bảo vệ an toàn dự phòng, thì có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng.
 
Trên thế giới, ngành xi măng xử lý hàng triệu tấn bột liệu mỗi năm. Nguyên liệu này thường được vận chuyển bằng các xe xi-téc và sau đó được tháo ra bằng cách sử dụng khí nén để hóa lỏng bột liệu và đưa vào các silo chứa bằng đường ống khí nén.

Phương pháp vận chuyển này là đơn giản trên một silo được bảo trì tốt với các thiết bị an toàn tin cậy. Tuy nhiên, vì rất nhiều silo không đạt được tiêu chuẩn này (và, quan trọng hơn, rất nhiều nhân viên ở hiện trường, những người lái xe và các nhà quản lý không nhận thức được nó quan trọng thế nào), các rủi ro đáng kể đang tiềm ẩn trong quá trình vận chuyển hàng ngày.

Sự quá áp của silo (và, ở mức độ thấp hơn là, nạp quá đầy) là một rủi ro nghiêm trọng trong quá trình xe xi-téc xả tháo bột liệu. Áp suất dư của silo có thể dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng, như nứt gãy hoặc phun trào. Trong trường hợp xấu nhất, sự cố quá áp có thể gây ra những tổn thương hoặc thậm chí chết người. Ví dụ, nếu một tổ hợp thân bộ lọc nặng 100kg (220 lb) bay ra khỏi mái silo, điều này gây ra rủi ro rất lớn cho các nhân viên đang làm việc bên dưới, và các rủi ro khác nữa. Ví dụ, các nguy hại môi trường phát sinh từ bột liệu bay vào trong khí quyển, dẫn đến các khoản tiền phạt và các chế tài xử phạt. Ngoài ra, khi làm việc trên cao cần phải kiểm tra các thiết bị kiểm soát an toàn, nếu không sẽ gây ra các rủi ro khi bị trượt chân hoặc bị ngã.
 
Mất an toàn

Tương tự như đối với tam giác an toàn cháy nổi tiếng, an toàn silo có ba điểm mấu chốt, như đã chỉ ra trong tam giác an toàn silo (Hình 1): bảo trì, người lao động, và thiết bị an toàn. Hình ảnh này chỉ ra ba khu vực chính mà các nhà máy phải tuân thủ để đảm bảo silo vận hành an toàn.
 
Lỗi của bất kỳ một trong ba điểm mấu chốt này sẽ gây mất an toàn trên hoặc xung quanh silo. Ví dụ:

‣ Bảo trì kém hệ thống an toàn silo có thể bỏ qua các bộ lọc bị tắc két hoặc các đầu dò an toàn bị hư hỏng.

‣ Việc thiếu huấn luyện nhân viên có thể dẫn đến việc bỏ lỡ hoặc không hiểu những dấu hiệu nguy hiểm.

‣ Các thiết bị an toàn không phù hợp hoặc không hoàn chỉnh có thể dẫn đến cảm giác an toàn sai hoặc thậm chí không đúng mà không có cảnh báo.

Rất nhiều vấn đề tiềm ẩn như vậy phát sinh từ các thiếu sót trong các yếu tố của tam giác an toàn, và chúng sẽ thường xuất hiện trong nhiều trường hợp.

Vì vậy, nguyên nhân gốc rễ của các vấn đề này là gì? Về cơ bản, vấn đề cốt lõi là lỗi do con người. Các quyết định đưa ra và các hành động do người lái xe, các nhân viên vận hành và các nhà quản lý thực hiện có khả năng gây ra nguy hiểm cho nhà máy – không thông qua hành động có chủ ý hoặc thậm chí là kém năng lực, nhưng lại thông qua một tập hợp các lỗi nhỏ, thực tiễn lịch sử, và các giám sát. Ví dụ, kiểm tra bảo trì có thể bị bỏ qua hoặc được tiến hành không đầy đủ; người lao động có thể bị thiếu đào tạo cần thiết, nghỉ việc hoặc thuyên chuyển, hoặc chỉ mắc lỗi trước hoặc trong khi giao hàng; các thiết bị an toàn có thể được chỉ định, hiệu chuẩn hoặc vận hành không chính xác.

Nếu có lỗi ở bất kỳ điều nào trong ba điều nêu trên này, sẽ gây ra rủi ro.

Do đó, đây là một ‘vấn đề của con người’, và có thể thực hiện hai phương thức hành động đồng thời để giải quyết vấn đề - cải thiện và loại bỏ.

Cải thiện: Các tiêu chuẩn và sự hiểu biết

Theo nhiều cách, việc nâng cao tiêu chuẩn nhận thức và hành vi của ngành xi măng là một thách thức phức tạp. Vì Hycontrol đã khám phá ra trong quá trình thực hiện khóa huấn luyện an toàn áp suất silo MPQC cho các thành viên trong ngành của Vương Quốc Anh, các cá nhân với kinh nghiệm hiện trường hàng chục năm có thể hoàn toàn bỏ qua các rủi ro do quá áp silo và các dấu hiệu cảnh báo về điều đó.

Những thói quen xấu, ăn sâu trong nhiều năm, có thể khó phá vỡ. Ví dụ, một số lái xe sẽ xả khí còn lại trong xe xi-téc của họ qua silo khi kết thúc quá trình nạp đầy. Silo gần như đầy, xe xi-téc gần như rỗng, và xe chở hàng có áp suất bên trong cao khi không còn liệu chảy. Loại xả khí có áp không kiểm soát này từ xe xi-téc gây ra tình huống nguy hiểm mỗi khi nó xảy ra.

Việc kiểm soát nạp đầy vẫn là một quá trình thực hành rất thủ công. Nó phụ thuộc nhiều vào việc lắng nghe sự thay đổi âm độ từ quạt gió của người lái xe vì đường ống thay đổi từ đầy sang rống, sự cảm nhận đường ống (thường bằng bàn chân đặt lên đường ống), hoặc gõ vào thành bên két chứa bằng một cái vồ (búa gỗ) để xác định mức bột liệu chứa bên trong. Đánh giá và kinh nghiệm là cần thiết để duy trì lượng liệu xả tháo trong tầm kiểm soát.

Nhờ xả lượng khí còn lại ra khỏi két chứa rỗng mà không cần kiểm soát, mức lưu lượng có thể đạt tới 13.000 m3/giờ (7560 ft3/phút), vượt xa năng suất xả 1750-2000 m3/giờ (1030 – 1177 ft3/phút) của một tổ hợp thiết bị lọc silo điển hình. Thể tích khí lớn như vậy cố gắng thoát ra khỏi lỗ mở hạn chế gây ra áp suất ngược, quá áp cho silo. Áp suất này có thể gây ra một thảm họa, như đã thấy trước đây.

Người lái xe xi-téc có trách nhiệm nạp đầy các silo chứa theo một cách thức có kiểm soát trong lúc giao hàng. Sự tích tụ áp suất còn lại cần phải được xả hết dần và an toàn qua két chứa và không được xả qua silo. Một điều quan trọng phải biết đối với tất cả các nhân viên ở hiện trường và những người lái xe đó là dòng khí đi vào silo không bao giờ được vượt quá dòng khí ra lớn nhất của silo.

Hành vi của người lái xe là một yếu tố cần được cải thiện. Tuy nhiên, có những dấu  hiệu tích cực: ví dụ, ở UK, hướng dẫn mới từ Hiệp hội Sản phẩm Khoáng (MPA) sẽ được công bố cho các thành viên trong 6 tháng đầu năm 2022. Tài liệu này, có tên là ‘Hướng dẫn Phòng ngừa Quá Áp Silo chứa trong Quá trình Giao Bột liệu không nổ bằng Xe Xi-téc’, giải quyết các trường hợp hiểu lầm phổ biến nhất về áp suất silo, các vấn đề được đặt ra, và làm thế nào để phát hiện các dấu hiệu nguy hiểm. Nguyên liệu như loại này, cùng với việc cải thiện đào tạo và nâng cao nhận thức chung, có thể hỗ trợ cải thiện an toàn chung ở hiện trường.

Kể cả với việc hành vi được cải thiện, lỗi do con người gây ra vẫn là một rủi ro. Giải pháp? Loại bỏ hoàn toàn yếu tố con người?

Loại bỏ: Lỗi do con người gây ra

Loại bỏ rủi ro của lỗi do con người gây ra có nghĩa là sẽ đưa vào sử dụng hệ thống an toàn dự phòng được tự động hóa điều khiển giám sát và bảo vệ silo trong quá trình nạp đầy.

Silo là một hệ thống phức tạp với rất nhiều biến động, và như vậy, người vận hành dễ bị mất kiểm soát các yếu tố quan trọng. Ví dụ, các bộ chuyển đổi kiểu cánh quay, thường được sử dụng làm báo động mức cao, được biết đến bởi sự mòn đi và vỡ hỏng trong lúc vận hành mà không ai biết. Nếu như yếu tố này bị bỏ qua trong lúc kiểm tra, mức bột liệu cao sẽ khiến cho tổ hợp bộ lọc bị tích tụ và bị bít kín. Nếu như công tắc áp suất không được kiểm tra hoặc được đặt sai điểm chuyển đổi, báo động áp suất có thể sẽ bị trễ -  hoặc có thể hoàn toàn không xảy ra. Và nếu báo động được kích hoạt, sự tồn tại của silo chỉ có thể trông chờ ở sự phản ứng cắt dòng chảy vào kịp thời của người lái xe.

Kịch bản này minh họa cho việc tại sao thiết bị an toàn dự phòng và tự động hóa là rất quan trọng đối với các ứng dụng bảo vệ silo.

Áp suất tăng đột ngột trong quá trình giao hàng xảy ra quá nhanh đối với con người để phản ứng, nghĩa là dòng liệu chảy vào sẽ không thể dừng lại đúng lúc. Do đó, hệ thống an toàn phải cung cấp việc ngắt tự động khi phát hiện ra áp suất tăng đột ngột. Trong một hệ thống ngắt tự động được tích hợp phù hợp, sự gia tăng áp suất nguy hiểm sẽ kích thoạt việc đóng tự động van an toàn đầu vào, ngắt dòng liệu chảy vào mang áp lực và bảo vệ silo. Hệ thống sau đó sẽ báo cho người vận hành biết vấn đề, buộc họ phải duy trì áp suất dòng chảy ở mức an toàn để tiếp tục nạp đầy. Bằng cách này, một hệ thống thích hợp sẽ đảm bảo silo an toàn trong suốt quá trình giảm tải.

Tuy nhiên, các nhà máy thường hiểu nhầm việc bảo vệ silo, dẫn đến lắp đặt các hệ thống không hiệu quả. Silo có vẻ như được trang bị đầy đủ, với một bộ lọc khí, đầu dò áp suất, van xả áp, và đầu dò mức, cũng như một van ngắt và bảng điều khiển. Tuy nhiên, nếu như các thành phần được trang bị không hiệu quả, vấn đề sẽ vẫn tồn tại. Giải pháp tiếp cận kiểu đánh dấu hộp để xác định thiết bị không phải là câu trả lời – nó phải là giải pháp an toàn dự phòng và được thiết kế cho ứng dụng.

Giải pháp tiếp cận này là một lỗi phổ biến khi cố gắng thực hiện bảo vệ silo – các hệ thống tổ hợp tại chỗ sử dụng các đầu dò đa năng có sẵn, không có khả năng an toàn dự phòng. Như vậy, chúng có thể dừng hoạt động mà các nhân viên ở hiện trường không biết. Bằng cách đưa ra cảm giác an toàn sai, các hệ thống này làm tăng rủi ro hơn là hạn chế nó.

Bất kỳ thiết bị bảo vệ an toàn nào trong một ứng dụng quan trọng đều phải an toàn dự phòng để nếu như có bất kỳ bộ phận nào bị vỡ hỏng hoặc dừng hoạt động, nó thông báo cho người sử dụng biết. Một ví dụ hàng ngày về kết cấu an toàn dự phòng sẽ là bộ chỉ báo pin yếu trên thiết bị báo động khói trong nhà, cảnh báo người sử dụng trước khi thiết bị dừng hoạt động. Về phương diện này, hệ thống bảo vệ silo là rất giống nhau.

Việc kiểm tra thường xuyên là cần thiết đối với bất kỳ hệ thống an toàn quan trọng nào, và thiết kế hệ thống tốt sẽ kết hợp điều này. Tuy nhiên, bằng cách đảm bảo rằng thiết bị là an toàn dự phòng, rủi ro từ thiết bị được loại bỏ, và, bằng cách đảm bảo các hành động an toàn được tự động hóa, rủi ro từ phía con người cũng được loại bỏ.

Việc lắp đặt hệ thống bảo vệ silo an toàn dự phòng được tự động hóa là cần thiết cho sự an toàn của silo.

Nhớ rằng: Lỗi an toàn áp suất silo có thể gây ra tai nạn chết người trên hiện trường. Tổ hợp bộ lọc silo rơi xuống có thể giết chết bất kỳ ai ở bên dưới nó.

 Nguyễn Thị Kim Lan dịch từ Global Cement Magazine số tháng 4/2022