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粉尘防爆:避免5大常见陷阱

作者:广州新瑞环保     来源:www.xinruiep.com     发布时间:2018-03-07 15:40:26

可燃粉尘爆炸在工业厂房的许多区域都是存在的,爆炸最可能发生的地点之一是工厂的粉尘收集系统。为了尽量减少爆炸的可能性,NFPA制定了保护工业设施的标准,而OSHA的任务是执行这些标准。一系列问题都有可能导致爆炸风险,担忧一些最常见的问题。本文介绍了经常遇到的5大合规缺陷以及如何避免它们。

粉尘爆炸

维持现状

“ 我在这里工作了30年,我们从来没有遇到过问题。”则是一个经常听到的反应。这种思维模式部分来源于一种普遍的误解,即粉尘不是爆炸性的,因为设施从没有发生过爆炸事件。事实上,恰恰相反。在某些情况下,粉尘可能需要很多年才能积聚到爆炸级别。

要了解风险,有必要回顾一下被称为 “ 爆炸五角形” 的五个要素。它们是:

  1. (1)可燃性粉尘;

  2. (2)点火源;

  3. (3)空气中的氧气;

  4. (4)足够浓度的粉尘扩散;

  5. (5)空间限制。

所有这些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。如果没有遏制,如果元素1-4同时出现,仍然可能发生闪光。

爆炸五要素

爆炸五要素

在诸如滤筒除尘器的密闭容器中,当点火源(火星)进入除尘器时,爆炸通常开始。这种点火源可能来自许多方面,在大多数情况下从未被识别。当发生脉冲清理事件时,除尘器内就会形成高浓度地悬浮着可燃性尘埃云。这完成了粉尘爆炸的五个要素并引发爆炸。

尽管一些事件涉及单次爆炸,但发生一系列爆燃事件更为常见。最初的爆炸可以驱散隐藏在高空表面或大面积其他区域的可燃灰尘,并引发可能从最初爆炸或其他火源点燃的二次爆炸。正是这些二次爆炸历史上造成了大多数伤害和财产损失。

你怎么知道你的设施是否有风险?即使以前从未有过问题,这也不能保证未来的安全。无论是由于引入新工艺,临时性的管理失误,还是由于不正确的接地引起的静电放电,危害水平都可能每天都在变化,甚至每时每刻都在变化。需要持续保持警惕并进行变更管理,以确定工厂中可能导致潜在安全问题的情况。

缺乏风险评估或危害分析

未能进行危害分析是一种太常见的疏忽。NFPA指出,需要进行危害分析来评估风险并确定所需的防火和防爆水平。分析可以在内部进行,也可以由独立的第三方顾问进行,但无论哪种方式,具有管辖权的主管部门都将最终审查和批准调查结果。

关于防爆,危险分析的第一步是确定你的粉尘是否爆炸。许多商业测试实验室提供了一种低成本测试来确定粉尘样品是否可燃。如果测试结果为正值,则粉尘的爆炸指数(Kst)和最大压力升高值(Pmax)应由ASTM E 1226-12a “尘埃云爆炸性标准测试方法”确定。

您的除尘设备供应商需要Kst和Pmax 值才能正确确定防爆系统的尺寸。未能提供这些信息会增加您的成本,因为供应商将不得不使用Kst和Pmax值的最坏情况估算,甚至可能拒绝提供设备。对制造商和设备购买者的责任过高,不能忽视生命安全目标。

事实是,任何高于0Kst的 粉尘都被认为是爆炸性的,大部分粉尘属于这一类。如果美国职业安全与健康委员会发现即使是非常低的Kst烟尘,在一个没有防爆措施的设施中也会引用防爆设施。这是2008年重新引入OSHA可燃粉尘国家重点计划(NEP,Dust National Emphasis Program)时发生的最大变化之一。“ 常见粉尘的Kst值”图表显示了一些常见粉尘的值。

 常见粉尘的KST值

常见粉尘的KST值

选用廉价除尘器的危险

每位EHS经理都熟悉将生命周期成本(有时称为“总拥有成本”)作为采购决策基础的好处,并选择价格最低的设备。除尘器也不例外。精心设计的集尘系统可以快速节省能源和维护费用,比初始价格低的设备运行成本要低得多。

如果发生可燃粉尘问题,高质量的耐用除尘器在爆炸问题中的出现问题更少。正如在全面测试和现场经验中所记录的那样,如果除尘器中出现粉尘爆,“讨价还价”模式将更可能需要更换整套设备。但是,由具有较高容器强度的较厚规格金属制成的除尘器将经受爆炸,并且通常可以继续使用,只需要更换爆炸口和滤芯。

购买廉价的产品还可能导致使用不合规或未经认证的防爆设备。有时产品如后挡风门可能会逆向,由没有任何防爆专业知识的供应商来说设计,他们可能会选择不执行所需的测试来满足标准的规定。折旧导致没有测试证明该设备符合当前的标准。如果一名OSHA检查员在现场发现这种情况,工厂将不得不更换设备,可能会被罚款。更糟糕的是,如果发生可燃性粉尘问题,则不能保证设备的性能如预期般。

值得注意的是,没有像“NFPA批准”设备那样的东西。供应商可能正确声明设备 “ 携带CE和ATEX认证”或“按照NFPA标准制造”,但必须提供测试数据以支持这些索赔。这样的设备可能比不符合标准的设备花费更多,但是从长远来看,它可以节省成本、保护生命和提高管理效率。

在2011年10月的可燃粉尘NEP更新中,OSHA报告说,在检查过程中遇到的一个常见违规行为是“工作场所由于内务管理不善而导致的灰尘堆积危险水平”。作者的经验中,如果职业安全与健康管理局的一名检查员可以将他的手指将手指划过机器表面看到一条灰尘划痕,那么这家工厂的内务管理水平就如上句所说是非常差的。

实木工厂加工车间未安装任何除尘设备

如果高层区域被忽略,无论多勤快的清理地面和工作区域都没有多大意义。在横梁和其他水平顶部表面或机器顶部堆积的灰尘常常是罪魁祸首。在NFPA 654,危险表面的灰尘被定义为1/32英寸(0.8毫米)或更大的灰尘层。

对于除尘器,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时,或者当除尘器上的压降对能力产生负面影响时,灰尘就会散逸到空气中。一些耐用的滤筒可以运行两年甚至更长时间,但对于大量的灰尘加载应用,过滤器更换可能会更频繁。

此外,使用列出的便携式真空吸尘器有助于保持周围区域不会溅出灰尘和表面灰尘。只有在特定条件下才允许使用压缩空气来控制灰尘,因为真空吸尘器会制造可燃尘埃云增加危险。

另一个内务管理失误是将灰尘存储在除尘器的料斗中。料斗应该配备一个装置,在清洁过程中脉冲气体吹向过滤器后,将灰尘排入单独的滚筒或储存容器。同样重要的是,这个储存容器必须定期清空,否则灰尘可能会回到空气室中。灰尘在漏斗中会产生潜在的火灾或爆炸风险,并且还可能影响灰尘收集系统的性能。这将导致空气流失,这会降低输送速度,灰尘就会在管道中积累,吸尘罩也就无法完全吸入含尘空气。

对“开放式”除尘器误解

人们对开放式的除尘收集系统有一种误解,像袋式倾泻站、下抽式工作台与除尘工作间,都没有危害。虽然这些除尘器不同于传统的除尘器,因为它们不采用紧密容器的形式,爆炸五角形的五种成分中至少有四种可能仍然存在:可燃性粉尘,点火源,氧气和浓度。

因此,由于工作人员在这些环境中非常接近爆炸源,因此仍然存在着由于爆炸压力而引发闪火的风险,这也是非常致命的。如果您使用的是开放式除尘器,则仍然必须测试和评估粉尘的可燃性,并根据需要在该区域配备防火或防爆设备。

打磨工作台

过度规范

上述问题涉及到以这种或那种方式做得不够。但有时候安全工程师会犯太多的错误过度设计或过度规格的错误,这会导致爆炸防护解决方案可能会不必要地昂贵且耗费维护和监视的时间。美国消防协会在其防爆设备标准中使用相对保守的计算。但是,NFPA还允许使用真实世界的破坏性测试数据代替自己的标准计算,前提是除尘器供应商可以提供足够的数据来证明收集系统的设计符合针对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可允许且有时被忽视的策略。

例如,除尘器的实际爆炸试验表明其能够承受预期的压力条件,而不是使用NFPA 68中的减压计算。通过结合现场试验和全尺寸粉尘收集实验室试验装置来证明某些假设,这种方法可能允许您在给定的应用程序中安装更长的风管; 在需要多个通风口的情况下使用单个防爆口; 甚至可以使用爆炸排气来代替更昂贵的化学抑制系统。了解您的粉尘收集供应商是否可以提供真实世界的测试数据,以帮助您制定一个可以帮助您避免过度设计并节省设备成本而又不影响安全性的策略。



标签:防爆除尘器