The role and importance of risk assessment in machinery design and control systems on the example of a model research line designed for the production of low-emission composite fuel

Kozłowski, Artur; Smyła, Jarosław; Bembenek, Michał; Wojtas, Piotr; Kasprzyczak, Leszek

doi:10.5604/01.3001.0016.3234

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

The role and importance of risk assessment in machinery design and control systems on the example of a model research line designed for the production of low-emission composite fuel

Autorzy

Kozłowski Artur , Smyła Jarosław , Bembenek Michał , Wojtas Piotr , Kasprzyczak Leszek

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0016.3234

Warianty tytułu

Rola i znaczenie oceny ryzyka w konstrukcji maszyn i systemach sterowania na przykładzie modelowej linii badawczej przeznaczonej do wytwarzania niskoemisyjnego paliwa kompozytowego

Języki publikacji

Abstrakty

The article discusses the construction and functionality of a modular line for the production of low-emission composite fuel, which was developed as part of a project cofinanced by European Funds, the aim of which was to develop an ecological, composite solid fuel intended for low and medium power boilers. The designed and built innovative production line has been tested in terms of safety requirements in accordance with the Machinery Directive 2006/42/EC. Based on the harmonized standards, the risk estimation algorithm was selected. The assessment covered, inter alia, mechanical, electrical and thermal hazards, hazards related to noise and processed material, and those related to control systems that perform safety functions. In order to eliminate non-conformities, technical and organizational measures increasing the safety of service were proposed.

W artykule omówiono budowę i funkcjonalność modułowej linii do wytwarzania niskoemisyjnego paliwa kompozytowego, która została opracowana w ramach projektu dofinansowanego z Funduszy Europejskich, którego celem było opracowanie ekologicznego, kompozytowego paliwa stałego przeznaczonego do kotłów małej i średniej mocy. Zaprojektowana i zbudowana innowacyjna linia produkcyjna została sprawdzona pod kątem wymagań bezpieczeństwa według Dyrektywy Maszynowej 2006/42/WE. Na podstawie norm zharmonizowanych dokonano wyboru algorytmu szacowania ryzyka. Ocenie podlegały m.in. zagrożenia mechaniczne, elektryczne, termiczne, zagrożenia związane z hałasem i przetwarzanym materiałem oraz dotyczące systemów sterowania realizujących funkcje bezpieczeństwa. W celu eliminacji niezgodności zaproponowane zostały techniczne i organizacyjne środki podnoszące bezpieczeństwo obsługi.

Słowa kluczowe

production line low-emission fuel composite fuel risk assessment safety analysis safety control system

linia produkcyjna paliwo niskoemisyjne paliwo kompozytowe ocena ryzyka analiza bezpieczeństwa system sterowania bezpieczeństwem

Wydawca

Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych

Czasopismo

Journal of KONBiN

Rocznik

2023

Tom

Vol. 53, iss. 1

Strony

25--45

Opis fizyczny

Bibliogr. 40 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kozłowski Artur

Łukasiewicz Research Network – Institute of Innovative Technologies EMAG (Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Technik Innowacyjnych EMAG)

https://orcid.org/0000-0003-1195-5198

autor

Smyła Jarosław

Łukasiewicz Research Network – Institute of Innovative Technologies EMAG (Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Technik Innowacyjnych EMAG)

https://orcid.org/0000-0001-5283-2464

autor

Bembenek Michał

Łukasiewicz Research Network – Institute of Innovative Technologies EMAG (Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Technik Innowacyjnych EMAG)
AGH University of Science and Technology (Akademia Górniczo-Hutnicza)

https://orcid.org/0000-0002-7665-8058

autor

Wojtas Piotr

Science and Industry Centre EMAG JSC (Centrum Naukowo-Przemysłowe EMAG S.A.)

autor

Kasprzyczak Leszek

Silesian University of Technology (Politechnika Śląska)

https://orcid.org/0000-0003-2413-7610

Bibliografia

1. Ağbulut Ü., Sarıdemir S.: A general view to converting fossil fuels to cleaner energy source by adding nanoparticles. International Journal of Ambient Energy, 2021, 42(13), 1569-1574.
2. Arulprakasajothi M., Beemkumar N., Parthipan J.: Investigating the physio-chemical properties of densified biomass pellet fuels from fruit and vegetable market waste. Arabian Journal for Science and Engineering, 2020, 45(2), 563-574.
3. Baiul K.: Synthesis of roller press rational design for composite solid fuel production. Problemele Energeticii Regionale, 2019. 43(2), 103-116.
4. Bembenek M., Buczak M., Baiul K.: Modelling of the Fine-Grained Materials Briquetting Process in a Roller Press with the Discrete Element Method. Materials, 2022, 15, 4901. https://doi.org/10.3390/ma15144901.
5. Bembenek M., Dzik T., Smyła J., Kozłowski A., Wojtas, P.: Analiza porównawcza spalania kwalifikowanego paliwa kompozytowego dla okresu przejściowego w sektorze komunalno-bytowym w Polsce. VII międzynarodowa konferencja naukowo-techniczna Energia, środowisko, eksploatacja kopalin – zarządzanie i zrównoważony rozwój, Rybnik 06-09.06.2022.
6. Bembenek M., Dzik T., Smyła J., Wojtas P.: Badanie możliwości wytwarzania przyjaznego środowisku kwalifikowanego paliwa kompozytowego dla okresu przejściowego w sektorze komunalno-bytowym w Polsce. Przemysł Chemiczny, 2022, 101(3), 191-196.
7. Bembenek M., Zięba A., Kopyściański M., Krawczyk J.: Analysis of the Impact of the Consolidated Material on the Morphology of Briquettes Produced in a Roller Press. Journal of Materials Engineering and Performance, 2020, 29(6), 3792-3799.
8. Buravchuk N. I., Guryanova O. V.: Briquetting of Fine Coal Raw Materials with Binders. Solid Fuel Chemistry, 2021, 55(3), 148-153.
9. Cader M., Kasprzyczak L.: Inspection Robots in Hard Coal Mines. In: Szewczyk, R., Kaliczyńska, M. (eds) Recent Advances in Systems, Control and Information Technology. SCIT 2016. Advances in Intelligent Systems and Computing, 2017, vol. 543. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-48923-0_37.
10. Carrillo-Parra A., Rutiaga-Quiñones J. G., Ríos-Saucedo J. C., Ruiz-García V. M., Ngangyo-Heya M., Nava-Berumen C. A., Núñez-Retana V. D.: Quality of pellet made from agricultural and forestry waste in Mexico. BioEnergy Research, 2022, 15(2), 977-986.
11. Čomić D. R., Glavonjić B. D., Anikić N. D., & Avdibegović M. H.: Comparative Analysis of Wood Fuels Consumption in Households in the Federation of Bosnia and Herzegovina. South-east European forestry: SEEFOR, 2021,12(1), 43-56.
12. da Silva Alves L., de Almeida Moreira B. R., da Silva Viana R., Pardo-Gimenez A., Dias E. S., Noble R., Zied D. C.: Recycling spent mushroom substrate into fuel pellets for low-emission bioenergy producing systems. Journal of Cleaner Production, 2021, 313, 127875.
13. Directive 2006/42/EC of the European Parliament and of the Council of 17 May 2006 on machinery, and amending Directive 95/16/EC (recast).
14. Dołżyńska M., Obidziński S., Piekut J., Yildiz G.: The utilization of plum stones for pellet production and investigation of post-combustion flue gas emissions. Energies, 2020, 13(19), 5107.
15. EN 60204-1:2018 Safety of machinery. Electrical equipment of machines General requirements.
16. EN IEC 62061:2021 Safety of machinery. Functional safety of safety-related control systems.
17. EN ISO 12100:2010 Safety of machinery. General principles for design. Risk assessment and risk reduction.
18. EN ISO 13849-1:2015 Safety of machinery. Safety-related parts of control systems General principles for design.
19. ISO/TR 14121-2:2012 Safety of machinery. Risk assessment - Practical guidance and examples of methods.
20. Japhet J. A., Tokan A., Kyauta E. E.: A Review of Pellet Production from Biomass Residues as Domestic Fuel, International Journal of Environment Agriculture and Biotechnology, 2019, 4 (3), 835-842.
21. Kasprzyczak L.: Safety of machinery – determination of Performance Level, Journal of KONBiN 2013, 1(25),75-84.
22. Kosturkiewicz B., Janewicz A.: The preparation of composite solid fuels in the roll press. In E3S Web of Conferences, 2019, 108, EDP Sciences.
23. Li N., Liu H., Cheng Z., Yan B., Chen G., Wang S.: Conversion of plastic waste into fuels: A critical review. Journal of Hazardous Materials, 2022, 424, 127460.
24. McLean E. V., Bagchi-Sen S., Atkinson J. D., Schindel A.: Household dependence on solid cooking fuels in Peru: an analysis of environmental and socioeconomic conditions. Global Environmental Change, 2019, 58, 101961.
25. Picchio R., Latterini F., Venanzi R., Stefanoni W., Suardi A., Tocci D., Pari L.: Pellet Production from Woody and Non-Woody Feedstocks: A Review on Biomass Quality Evaluation. Energies 2020, 13, 2937. https://doi.org/10.3390/en13112937
26. Pradhan P.; Mahajani S.M.: Arora, A.: Production and utilization of fuel pellets from biomass: A review. Fuel Process. Technol. 2018, 181, 215–232.
27. Rychlewska K., Telenga-Kopyczyńska J., Bigda R., Żeliński J.: Periodic inspections of residential heating appliances for solid fuels: Review of legal regulations in selected European Countries. Journal of Ecological Engineering, 2021, 22(2), 54–62.
28. Sandroa N., Agis P., Gojmir R., Vlasta Z., Müslüm A.: Using pellet fuels for residential heating: A field study on its efficiency and the users’ satisfaction. Energy Build. 2019, 184, 193–204.
29. Stelmach S., Matuszek K.: Niskoemisyjne paliwo węglowe dla ogrzewnictwa komunalnego. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 2018, 10 354-358.
30. Strona dostawcy oprogramowania PAScal https://www.pilz.com/
31. Strona dostawcy oprogramowania SISTEMA https://www.dguv.de/ifa/index.jsp
32. Ungureanu N., Vladut V., Voicu G., Dinca M. N., Zabava B. S.: Influence of biomass moisture content on pellet properties–review. Engineering for Rural Development, 2018, 17, 1876-1883.
33. Vaish S., Sharma N. K., Kaur G.: A review on various types of densification/briquetting technologies of biomass residues. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2022, 1228, 1, 012019, IOP Publishing.
34. Verma P., Kumari T., Raghubanshi A. S.: Energy emissions, consumption and impact of urban households: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2021,147, 111210.
35. Wejkowski R., Kalisz S., Tymoszuk M., Ciukaj S., Maj I.: Full-Scale Investigation of Dry Sorbent Injection for NOx Emission Control and Mercury Retention. Energies, 2021, 14, 7787. https://doi.org/10.3390/en14227787.
36. https://www.pilz.com/pl-PL/eshop/Technologia-czujnik%C3%B3w/Czujnikibezpiecze%C5%84stwa/PSENcode-bezkontaktowy-kodowany-czujnikbezpiecze%C5%84stwa/PSENcode-kompaktowe/PSEN-cs3-1p-1switch/p/541060 (2023.01.16).
37. https://products.schmersal.com/en_GB/srb206st-230v-227.html?type=productmzexpanded-view-608672802263www.danfoss.com (2023.01.16).
38. https://www.danfoss.com/pl-pl/products/dds/low-voltage-drives/vlt-drives/vltrefrigeration-drive-fc-103/tab-overview (2023.01.16).
39. https://www.cantonigroup.com/pl/page/silniki/details/1/248 (2023.01.16).
40. Zhang G., Sun Y., Xu Y.: Review of briquette binders and briquetting mechanism. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018. 82, 477-487.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-cb56743f-190d-41cc-b4ff-bf28d78d050f