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                      除尘器

                      识别并预防可燃粉尘爆炸风险

                      作者:郑州快三投注环保    来源:www.xinruiep.com    发布时间:2019-04-16 11:33:18

                      美国国家消防协会(NFPA)制定了保护建筑物免受火灾和爆炸风险的标准和规范,OSHA正在加强这些标准并提高警惕。对于可燃粉尘,必须考虑几个标准。可燃粉尘爆炸在工厂的许多区域都存在风险,但最常见的位置之一是除尘系统。您如何知道您的除尘系统是否符合要求?如果没有,你会怎么做?您的员工是否面临风险?有什么危害,你如何识别它们?本文回顾了OSHA国家可燃粉尘强调计划的现状,NFPA标准,解决如何预防或限制爆炸危险,如何识别这些危害,以及用于消除或控制爆炸危险的设备类型。

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                      可燃粉尘爆炸事故回顾

                      2003年1月,位于北卡罗来纳州金斯敦的West Pharmaceutical工厂发生爆炸,造成6名工人死亡,38人受伤,其中包括两名消防员。罪魁祸首是对工厂的粉尘危害控制不足。仅仅一个月后,2003年2月,另一场爆炸和火灾损坏了位于肯塔基州科尔宾的CTA Acoustics制造厂,造成7名工人致命受伤。调查人员发现,积聚在生产区域的树脂粉尘很可能被故障烤箱的火焰点燃,引发爆炸。

                      2008年2月在帝国糖业公司位于乔治亚州温特沃斯的制糖厂发生的事故可能是过去十年中最着名的可燃粉尘爆炸事故。尘埃云爆炸引发了致命的爆炸和火灾,造成13名工人死亡,42人受伤,引起媒体关注和政府审查。

                      这些并不是美国制造工厂发生的唯一致命爆炸,尽管它们是最受关注和调查的三个爆炸。最近,在2010年12月,两兄弟在AL Solutions的新西兰坎伯兰新工厂发生化学爆炸中丧生。2011年,在田纳西州加勒廷的Hoeganaes公司工厂发生了三起致命的火灾和爆炸事件。

                      调查人员发现,设施中积聚的细铁粉导致了爆炸。仅在美国,1980年至2005年期间,化学品安全委员会报告了由点燃的可燃粉尘引起的281次爆炸。这些爆炸造成199人死亡,718人受伤。过去10年美国工厂的可燃粉尘爆炸造成超过100人死亡,数百人受伤。遗憾的是,专家认为,如果所涉及的公司遵循防火和防爆的最佳做法,所有这些事故都是可以预防的。

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                      防爆解决方案

                      有两种类型的设备用于符合NFPA标准,用于除尘系统的防爆:主动防爆和被动防爆。被动防爆系统对事件作出反应,而主动防爆系统在事件发生之前或期间进行检测和反应。被动防爆系统的目标是控制爆炸,以保证员工安全并最大限度地减少设备中的设备损坏。相反,主动防爆系统可以防止爆炸发生。主动防爆系统涉及更昂贵的技术,通常需要每三个月进行一次重新认证。

                      被动防爆装置

                      泄爆片:设计为除尘器箱体上的“薄弱部位”,当除尘器内部达到预定压力时,防爆门被爆炸产生的瞬时高压冲破,允许超压和火焰前锋离开安全区域。它旨在最大限度地减少对除尘器的损坏,防止其在爆燃时发生爆炸,从而降低安全隐患。

                      无焰泄爆门:设计用于安装在标准防爆门上,无焰泄爆通风口熄灭离开通风区域的火焰前端,不允许其离开设备。这允许在室内完成传统的通风,否则会危及人员或点燃二次爆炸。

                      被动浮球阀:设计用于安装在除尘系统的出口管道中,该阀门利用机械屏障隔离由爆炸引起的压力和火焰前锋进一步传播过管道。机械屏障在几毫秒内反应,并被爆炸压力关闭。

                      隔爆阀:位于进气管道中。它利用一个机械屏障,由处理空气保持打开,并被爆炸的压力猛烈关闭。当关闭时,该屏障隔离压力和火焰前锋,使其不能进一步向上传播到过程流中。

                      火焰前分流器:这些装置将火焰前锋转移到大气中并远离下游管道。通常,这些装置用于配备有自己的防爆系统的两个不同的容器之间。火焰前部分流器用于消除两个容器之间的“火焰喷射点火”,这可能超过所安装的保护系统。

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                      主动防爆装置

                      化学隔离:设计用于在检测到爆炸的几毫秒内作出反应,化学抑制系统可安装在入口或出口管道中。典型组件包括爆炸压力检测器,火焰探测器和控制面板。该系统产生化学屏障,抑制管道内的爆炸,减少火焰通过管道的传播,并最小化连接的工艺设备内的压力增加。

                      化学抑制:化学隔离用于检测和抑制管道内的爆炸,化学抑制可保护除尘器本身。当不可能安全地发泄爆炸或粉尘有害或有毒时,它通常与隔离一起使用。系统会在几毫秒内检测到爆炸危险,并在发生爆炸之前释放化学剂以熄灭火焰。

                      快动阀:设计为在检测到爆炸的几毫秒内关闭,阀门安装在入口或出口管道中。它在管道内形成一个机械屏障,有效地将压力和火焰前锋从任一方向隔离,防止它们在整个过程中进一步传播。

                      高速中止门:闸门安装在粉尘收集系统的入口或出口管道中,用于转移可能的点火危险,使其不会进入除尘器,防止可能发生的爆炸,防止火焰和燃烧碎屑进入设施通过回风系统。机械屏障将处理空气转移到安全位置。中止门由位于上游足够远的火花检测系统激活,以允许时间激活终止门。

                      在规划防爆时,不要忽视有助于降低除尘系统内火灾风险的其他设备和材料。对于产生火花的应用,可提供一系列功能和技术,从阻燃和碳抗导电过滤介质到盒形式的火花捕获器,穿孔筛网或安装在除尘器入口处的旋风装置。某些安装也可能需要消防喷淋系统。

                      使用垂直安装的滤筒的除尘器还可以降低火灾和爆炸风险。对于水平安装的滤筒,粉尘会被困在滤筒上三分之一的褶皱中。即使过滤介质是阻燃的,这种被困的粉尘也会燃烧。水平滤筒也暴露在进入除尘器的所有粉尘中,粗糙和细小。这导致磨损和泄漏导致的过早失效。这些泄漏可能会被忽视很长一段时间,而细小的可燃粉尘被吹入您的设施。垂直安装的滤筒使用挡板系统将大部分粉尘分离到料斗中,这减少了滤筒的负荷并有助于消除这些问题。

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                      避免思维固化

                      各种情况都可能使设施面临风险,但有一些共同点。我们在现场经历中最常遇到的是:对维持现状的自满:“我已经在这里待了多年,我们从来没有遇到过问题”是一个非常普遍的副作用。这种思维方式部分源于一种常见的误解,即设施的尘埃不是爆炸性的,因为它没有发生爆炸事件,而实际情况恰恰相反。在某些情况下,如CTA声学事件所示,可能需要数年时间才能将粉尘累积到爆炸性水平。为了理解风险,让我们回顾一下所谓的“粉尘爆炸五角形”的五个要素:

                      可燃粉尘

                      点火源

                      空气中的氧气

                      尘埃的分散程度足以使其具有爆炸性

                      在密闭或半封闭的空间内形成尘埃云

                      所有这五种元素都可能存在于工业设施中,但所有这些元素必须同时存在才能发生爆炸。如果不遏制,如果元素1-4同时存在,则闪火仍然可能爆发。在诸如滤筒除尘器的封闭容器中,爆炸通常在点火源进入粉尘除尘器时开始。这种点火源可能来自很多东西,在大多数情况下从未被识别出来。当发生脉冲清洁事件时,在除尘器内以高浓度存在悬浮的可燃粉尘云。

                      虽然有些事故涉及一次爆炸,但更常见的是发生一系列爆燃。最初的爆炸可以震起隐藏在大面积上面或其他区域上的可燃尘埃,并触发可能从初始爆炸或其他点火源点燃的二次爆炸。正是这些二次爆炸历史上造成了大部分伤害和财产损失。危险程度可能每天都在变化,甚至可能瞬间变化 - 无论是由于新工艺的引入,工厂内务管理的暂时失效,还是由于接地不当造成的静电放电。需要持续保持警惕并对变更进行管理,以确定工厂中可能导致潜在安全问题的条件。

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                      未能进行危害分析(也称为风险评估)

                      这可能是我们看到的最大疏忽。NFPA指出,需要进行危害分析,以评估风险并确定所需的防火和防爆等级。分析可以在内部进行,也可以由独立顾问进行,但无论哪种方式,拥有管辖权的机构都将最终审查和批准调查结果。

                      在防爆方面,危害分析的第一步是确定您的粉尘是否具有爆炸性。大多数商业测试实验室提供低成本测试,以确定粉尘样品是否可燃。如果测试结果为阳性,那么粉尘的爆炸指数(Kst)和最大压力上升(Pmax)应根据ASTM E 1226-10“粉尘爆炸性标准试验方法”确定。您的除尘设备供应商需要Kst和Pmax值才能正确确定爆炸通风或抑制系统的尺寸。未能提供此信息将增加您的成本,因为供应商将使用最坏情况下的Kst和Pmax值估算值,甚至可能拒绝提供设备。对制造商和设备购买者的责任是视生命安全目标。事实上,任何高于0 Kst的粉尘现在都被认为具有爆炸性,大多数粉尘属于这一类。如果OSHA确定即使在没有防爆保护的设施中存在非常低的Kst粉尘,也会产生引用。这是2008年重新引入OSHA NEP时发生的最大变化之一。

                      初始成本与运行成本

                      每个工厂工程师都熟悉以购买决策为基础的生命周期成本 - 有时称为“总拥有成本”,但人都是这样的,都是一开始选择价格最低的设备,除尘器也不例外。精心设计的除尘系统可以在节约能源和维护方面快速收回成本,与初始价格低的设备相比,其运行成本要低得多。正如在全面测试和现场经验中所记录的那样,如果除尘器中发生粉尘爆炸,低端型号很可能需要完全更换。然而,由具有较高容器强度的较厚规格金属制成的除尘器将在爆炸中存活并且通常可以继续使用,仅需要更换防爆门和滤筒。

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                      使用不合规的设备

                      与“价格与质量”问题密切相关的问题涉及使用不合规或未经认证的防爆设备。例如,有些产品,例如后挡板阻尼器,可能由不具备防爆专业知识的供应商进行逆向工程,或者选择不执行所需的测试以满足基于规定的标准或性能。没有测试证明该设备符合现行标准。如果OSHA检查员在现场发现这种情况,工厂将不得不更换设备并可能会被罚款。更糟糕的是,如果发生可燃粉尘爆炸问题,则无法保证设备将按预期执行。

                      工厂内务管理不规范

                      在2011年10月关于可燃性粉尘NEP的最新消息中,OSHA报告说,在检查过程中遇到的一个常见违规行为是“由于工厂内务管理不善造成工作场所的粉尘积聚危险。”根据作者的经验,有时OSHA检查员将他的手指划过设备表面都可以看到足迹。如果忽略更高的区域,即使勤勉地清理地板和工作面也是不够的,屋梁和其他水平顶部表面或机器顶部的粉尘堆积是常见的罪魁祸首。此外,NFPA最近加强了对危险表面粉尘的定义(在NFPA 654中),将其定义为1/64英寸(0.4毫米)或更大的任何粉尘层,而之前的限制为1/32英寸(0.8毫米)的粉尘。当涉及除尘器时,一个简单但重要的内务管理要求是当通过系统的气流达到制造商规定的压差极限或当除尘器上的压降对除尘能力产生负面影响时更换滤筒。另一个内务管理失误是在除尘器的料斗中存放粉尘。料斗应配备一个装置,在清洁过程中将粉尘从滤筒中冲出后,将粉尘排放到单独的桶或储存容器中。同样重要的是,这个储存容器必须定期清空,否则粉尘可能会回到料斗中。存在料斗中的粉尘会产生潜在的火灾或爆炸危险。

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                      对“开放式”除尘器的误解

                      人们普遍存在一种误解,即开放式除尘系统,例如那些纳入下沉式工作台和展位的除尘系统,并不存在危险。虽然这些除尘器与传统的除尘器不同,因为它们不采用紧密容纳的容器的形式,但五角形爆炸五种元素中至少有四种可能仍然存在:可燃粉尘,点火源,氧气和分散体尘埃浓度足以造成危害。因此,由于工人在这些环境中非常接近,因此压力前沿仍然存在闪火的风险。

                      过度工程化的错误

                      到目前为止所描述的问题和陷阱涉及以某种方式做得不够。但有时工厂工程师在做太多的事情上犯了错误 - 过度规格的错误,这导致防爆解决方案可能不必要地昂贵且维护和监控耗时。NFPA允许使用真实的破坏性测试数据代替其自己的标准计算,前提是除尘供应商可以提供足够的数据来证明除尘系统的设计符合特定情况的特定标准。因此,使用真实世界的破坏性测试数据是一种允许的,有时是被忽视的策略。

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                      结论

                      关于解决可燃粉尘问题的最佳方法尚未达成普遍共识。一些人同意CSB的立场,OSHA需要加快制定和执行自己的标准的努力,理由是谷物行业的长期先例。谷物箱中的爆炸曾经是美国最大的安全问题之一1987年,在一系列致命爆炸之后,OSHA颁布了一项谷物处理设施标准,该标准至今仍然有效。该标准在这些设施中对可燃粉尘安全性进行了重大改进。根据OSHA的说法,“粮食行业的经验教训可以应用于生产,生产或使用可燃粉尘的其他行业。”其他人则认为,欧洲渔业部和地方当局认真执行的NPFA更严格,也许是合并后的粉尘标准,比单独的OSHA标准更可取。

                      每个人似乎都承认,需要采取更激烈的行动来防止可燃粉尘爆炸悲剧继续发生。在强制执行此类行动之前,需要进行一定程度的自我监管。每个工厂工程师都可以选择成为问题的一部分或解决方案的一部分。遵循本文中的指导原则,并获得工程顾问和设备供应商的帮助,这些供应商在可燃粉尘应用和基于性能的解决方案方面具有良好的记录,您可以最大限度地降低风险因素并最大限度地提高工厂的可燃粉尘安全性。

                      有关更多识别并预防可燃粉尘爆炸风险的更多信息,或采购防爆除尘器和防和装置,请联系除尘器厂家郑州快三投注环保13322814846。