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防爆除尘器的泄爆要求

作者:广州新瑞环保     来源:www.xinruiep.com     发布时间:2018-02-28 10:52:28

制造厂和金属加工厂的爆炸风险是真实存在的,它甚至可能源于不正确保护的除尘系统。美国国家消防协会(NFPA)68 - 爆燃防爆标准通风重点放在燃烧气体的爆炸泄放和外壳或除尘器内爆燃产生的压力。

被占用的外壳(即建筑物或房间)标准的生命安全目标是防止外壳结构失效,并将外壳附近区域(即除尘器或管道)附近区域的人员伤害降至最低。由于该规则非常适用于金属加工行业,因此我们将关注关键点,合规性要求以及如何满足这些要求。

你的粉尘是否可燃?

在描述的标准“在第1秒范围,NFPA 68表示,它 “ 适用于设计,位置,安装,维护和使用的设备和通气孔的壳体中,使得内燃烧气体和压力从爆燃产生的系统的结构和机械损伤最小化“(NFPA 68 1.1),”适用于需要爆燃排气的场合“(NFPA 68 1.3)。重要的一点是确定您的应用是否需要爆燃排气。而这又要求你确定你的粉尘是否被认为是爆炸性的。粉尘的爆炸力是尘云的爆燃指数(即压力上升速度),记为“ Kst。“NFPA 68在公式中使用此值来计算除尘器所需的爆炸通风面积。美国国家防火协会 68建议所有粉尘都要进行测试,标准明确规定最终用户而非设备供应商负责确定粉尘的Kst值。您的除尘器供应商可以提供用于此目的的粉尘测试设施清单。通常情况下,执行粉尘爆炸性测试,涉及两部分:1)可不可燃,如果可燃,则2)确定Kst和Pmax。请参阅图1以获取可燃粉尘特性列表。

可燃性粉尘特性

图1:可燃性粉尘特性列表

根据NFPA的爆炸性 - 即Kst 值,NFPA对其进行分类。1类粉尘的额定值低于200 Kst,2类粉尘的范围为200至300 Kst,3类粉尘的额定值高于300 Kst。通常情况下,当粉尘接近600 Kst时,它们非常易爆,建议采用湿法收集方法。

除Kst以外,其他重要的测量因素还包括“ Pmax ”,即在爆炸(或爆炸下的最佳混合物爆燃)中产生的最大压力和“ Pred ”,即通风外壳在爆燃期间产生的最大压力。

只有当粉尘被认为是惰性的(即它具有0Kst的 值)时,才能排除爆炸排气的需要。石灰石,烟尘和岩石粉尘就是例子。即使是Kst值相对较低(如50)的1类粉尘也被认为是爆炸性的。因此,如果您的粉尘的Kst 值大于零,则必须遵循NFPA 68的要求,并在除尘器中使用爆炸排气装置。您还需要了解NFPA 69中涵盖的必需入口和出口爆燃隔离和火焰前转向器。

表1列出了某些金属的爆炸性能。更完整的清单见NFPA 484,地址:https://www.nfpa.org/codes-and-standards/all-codes-and-standards/list-of-codes-and-standards/detail?code=484

有关可燃粉尘的全面汇编,请访问欧洲数据库,名为Gestis Dust-Ex,其中包含来自几乎所有行业部门的4000多个粉尘的燃烧和爆炸特性的可搜索数据库。

常见金属爆炸指数

表1:常见金属爆炸指数

当你准备更新现有或安装新的除尘设备,设备供应商可能会要求你做的两件事情:1)提供书面粉尘KST值,或2)提供灰尘的一份KST为基础的灰尘测试报告。

因此,您需要确定您的粉尘是否具有爆炸性。在密闭的容器中,例如除尘器,通常在除尘器内高浓度悬浮的可燃性尘埃云时开始爆炸。当风扇吸入大量空气时,外部火花或灰烬可能会被吸入除尘器,并在压力下与尘埃云相撞,引发爆炸。火花的来源可能是生产过程,烟头被扔进灰尘捕获罩或从附近不正确设备接地的静电放电。

分析,检查,记录

我们建议您对粉尘收集系统进行危害分析。NFPA第68章第4章规定 “ 设计基准爆燃危险情景应予以识别和记录”(4.2.3.1),并且 “ 应允许具有管辖权的主管部门可接受的形成文件的风险评估,以确定防护等级提供“(4.2.3.2)。

这意味着您必须对工厂的粉尘收集系统进行危害分析(也称为风险评估),并将报告存档以便在当地通知时向当地消防部门主管或其他具有管辖权的当局展示。

危险分析不是NPFA 68要求的唯一文件。在11.2节中,标准列出了19份文件,您必须保存这些文件以满足当地消防部门或其他有管辖权限的部门。其中一些 - 例如供应商的设备数据表和图纸,说明手册和规格 - 可以很容易地获得。获取其他信息 - 包括可燃物(粉尘)性能测试报告,符合适用标准和员工培训要求的用户文档 - 对您,工厂或安全工程师负责更为重大。

第11章还规定,根据您记录的操作经验,必须至少每年或更频繁地检查您的防爆透气设备。这个检查的目的是简单地确定所有系统的组件运行正常。

本章概述了在这个目标下进行的16点排气检查(11.4.4)。您的工厂所有者或操作员还必须书面确认自上次检查(11.4.5)以来您的工艺材料未发生变化。您必须将检验报告与其他所需文件一起提交(11.2)。对于检查和文件记录,责任再次由最终用户承担。对于没有专门的安全工程师的小型金属加工或焊接设备而言,这可能尤其具有挑战性。

爆炸通风设计

设计良好的防爆口是设备压力的重要元素,释放内部压力(背压)以防止除尘器被炸成碎片。通风口的功能如图2所示,一系列照片显示了装有防爆门的滤筒除尘器中的分阶段爆燃。

爆炸泄爆滤筒除尘器分级爆燃

图2:A(左上),B(左下),C(右上)和D(右下)。爆炸泄爆滤筒除尘器分级爆燃

通常情况下,除尘器位于外部,设计为远离建筑物和居住地点,如图3所示。防爆除尘器通常可以使除尘器避免严重损失。尽管如此,如果人员保持安全,防爆设备就已经完成了工作。NFPA 68包括几章,其中详细介绍了防爆设备的设计要求。让我们关注一些最重要的领域。

NFPA 68第5章介绍了一种基于性能的设计选项,该选项规定如果另一种保护除尘器不受爆炸影响的方法可以被具有管辖权的主管部门接受,则可以使用该方法而不是NFPA 68中指定的方法。但是,请记录并维护此可选设计方法及其数据源超过除尘器的使用寿命。

以性能为基础的设计方案的一个例子是对除尘器进行实际爆炸测试,以证明其能够承受某些压力条件,而不是使用NFPA 68中的除尘器的背压计算。

一些除尘器供应商可以使用现场测试和全面除尘器实验室测试的组合来提供这种测试。这种方法有时可以产生比NFPA 68中提供的计算更准确的实际性能数据。

远离建筑物的防爆除尘器

图3:远离建筑物的防爆除尘器

通风口和管道设计

NFPA 68第7章至第9章提供了必须使用的计算方法,以便正确确定防爆通风口,通风口排气管(也称为通风管)和其他部件的尺寸。有信誉的除尘器供应商将遵循第8章中的通风口尺寸公式,并且可以提供一个计算表格,该表格成为您保存的文件的一部分,以证明您的工厂的符合性。

关于排放通风管,第6章规定“相对于计算的安装通风面积,总长度小于一个水力直径的通风管道和喷嘴不需要修正以增加通风面积”(6.8.4)。(水力直径表示非圆形开口面积。)

这意味着,例如,如果您有一个水力直径为40英寸的防爆口,则可以使用长度为40英寸的排气口排气管,而不会由于背压增加而损坏除尘器。然而,对于长度超过40英寸(或任何长度相当于通风口水力直径)的风管,您必须按照更为严格的通风口尺寸计算来补偿除尘器背压的估计增加。因此,当您需要更长的通风口排气管时(例如除尘器位于内部时)以及标准计算不再适用时,您必须与供应商合作以验证粉尘的Kst值,排放排气管长度并加强要求。

当为这样的应用设计除尘器时,基于性能的设计选项可能会发挥作用。第6章还指出,“为了防止积雪和积冰,如果有潜力存在,并防止雨水和碎片进入,通风口或通风管道出口不应安装在水平位置,除非6.5中的任何替代方法.2.3.1遵循“(6.5.2.3)。这意味着如果您的除尘器有水平安装的滤芯和水平安装的防爆通风口,您可能需要采取额外步骤来达到合规性。

公认的用于保护水平通风口的“替代方法”是固定雨帽,以一定角度安装的挡风玻璃以及除霜装置,如加热通风口盖(减压盖)。如果您使用这些方法之一,您的通风口可能需要额外的安全组件和测试。

例如,如果您使用天气罩,标准说您必须使用约束并设计和测试罩以防止其在爆炸中变成自由射弹。另一种选择是通过使用带有垂直安装的筒式过滤器和垂直安装的防爆口的除尘器来完全消除水平防爆通风口。

其他保护方法

当室外排气不可行或不可取时,NFPA 68允许建筑物内无焰排气(6.9)。无焰通风装置可让您在室内安全地排放爆炸物,而不会让任何火焰(或压力前沿)从除尘器中逸出。

符合此标准的设备可以以各种配置购买。如图4所示,用于熄灭爆炸的无焰设备是管道式爆炸通风口的可行选择,但不建议用于有毒粉尘应用,因为可能会将灰尘排入发生泄漏的房间。

无焰泄爆口

图4:无焰泄爆口

如果通过粉尘收集应用中的墙壁或天花板将爆炸导向外部是不可行的,则需要爆炸抑制或抑制隔离系统。像这样的系统可能比除尘器本身花费更多。

抑制方法包含在单独的文件NFPA 69:防爆系统标准中。NFPA 69超出了爆炸排放的范围,以处理整个除尘系统 - 即进出口管道,火花,灭火系统以及防止爆炸返回建筑物的方法。

问除尘器供应商的问题

鉴于NFPA 68对防爆透气的许多要求,在与除尘器供应商和安装承包商合作时,以下是一些有用的问题:

  1. •防爆设备是否由专门从事此类设备并提供所有文件的公司按照NFPA 68制造?

  2. • 供应商是否会提供关于通风口尺寸和通风口排放管道的计算表单?

  3. • 供应商是否具有工程和测试能力以在需要时使用基于性能的设计选项?

  4. • 供应商能否进行危害分析或推荐合格的顾问来完成此任务?

  5. • 供应商是否有权使用并熟悉替代防护技术,如无焰排气和爆炸抑制?

  6. • 安装承包商是否熟悉NFPA 68?没有正式的供应商认证,因此您必须查询供应商的具体经验和能力。

防爆除尘器

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