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工贸行业可燃性粉尘作业场所工艺设施防爆技术指南(试行)

www.china-safety.org时间:2015/9/29 15:53:14来源:国家安全监管总局政府网站 次浏览

工贸行业可燃性粉尘作业场所工艺设施防爆技术指南(试行)

  目 录

  1 总则……………………………………………………………… 1

  2 安全管理……………………………………………………………… 1

  2.1 一般要求……………………………………………………………… 1

  2.2 积尘清扫.……………………………………………………………… 2

  2.3 动火作业………………………………………………………………  3

  3 防爆安全技术……………………………………………………………… 3

  3.1 点火源控制……………………………………………………………… 3

  3.2 保护措施……………………………………………………………… 5

  4 除尘系统………………………………………………………………  6

  4.1 吸尘罩……………………………………………………………… 6

  4.2 除尘管道……………………………………………………………… 7

  4.3 除尘器……………………………………………………………… 8

  4.3.1 干式除尘器……………………………………………………………… 8

  4.3.2 湿式除尘器……………………………………………………………… 10

  4.4 风机……………………………………………………………… 10

  4.5 运行维护. 10

  5 电气设备……………………………………………………………… 11

  5.1 可燃性粉尘危险场所区域划分……………………………………………………………… 11

  5.2 分区示例………………………………………………………………  13

  5.3 电气设备选型………………………………………………………………  17

  6 生产设备……………………………………………………………… 18

  6.1 料仓………………………………………………………………  18

  6.2 筒仓………………………………………………………………  19

  6.3 给料设备……………………………………………………………… 20

  6.4 输送设备……………………………………………………………… 20

  6.4.1 气力输送.……………………………………………………………… 20

  6.4.2 埋刮板输送机………………………………………………………………  21

  6.4.3 带式输送机………………………………………………………………  21

  6.4.4 斗式提升机……………………………………………………………… 22

  6.5 粉碎(研磨)设备………………………………………………………………  23

  6.6筛分设备……………………………………………………………… 24

  6.7 混合与搅拌设备………………………………………………………………  24

  6.8 干燥设备……………………………………………………………… 24

  6.9 抛光打磨……………………………………………………………… 25

  6.10 粉末喷涂……………………………………………………………… 26

  7 设备检查与维修.………………………………………………………………  27

  参考标准:……………………………………………………………… 28

工贸行业可燃性粉尘作业场所工艺设施防爆技术指南(试行)

  1 总则

  为深刻吸取江苏省苏州昆山市中荣金属制品有限公司“8·2”特别重大粉尘爆炸事故教训,认真贯彻落实《严防企业粉尘爆炸五条规定》(国家安全监管总局第68号令)和《关于深入开展粉尘作业和使用场所防范粉尘爆炸大检查的通知》(安委办明电〔2015〕14号)要求,在深入分析近年发生的粉尘爆炸事故和涉及可燃性粉尘作业场所粉尘防爆安全管理现状基础上,依照《粉尘防爆安全规程》等有关标准规范,编写了《工贸行业可燃性粉尘作业场所工艺设施防爆技术指南(试行)》,以指导工贸行业粉尘涉爆企业在工艺、设备、管理等方面做好粉尘防爆工作,确保安全生产。有关防爆具体技术要求,以相关国家标准和行业标准为准。

  2 安全管理

  2.1 一般要求

  2.1.1涉及可燃性粉尘企业通过危险源辨识、粉尘爆炸性检测分析确定本企业粉尘爆炸性场所,并根据粉尘特性、爆炸限值制定相应的预防和控制措施及其实施细则,结合危险源辨识结果,制定检查方案和大纲。重点检查料仓、除尘、破碎等存在粉尘爆炸隐患的生产作业区域。全面排查治理事故隐患,从源头上采取防爆控爆措施,防范粉尘爆炸事故的发生。

  2.1.2企业针对实际情况普及粉尘防爆知识,吸取国内外同行业粉尘爆炸事故教训,使员工了解本企业可燃性粉尘爆炸危险场所和危险程度,并掌握其防爆措施;完善粉尘防爆应急现场处置方案,提高员工安全专业知识和应急处置能力;同时完善相关安全管理规章制度,建立粉尘防爆工作的长效机制。

  2.1.3安装有产生可燃性粉尘的工艺设备如装有抛光、研磨、除尘等设备的车间或存在可燃性粉尘的建(构)筑物如料仓等,应按照有关标准规定与其他建(构)筑物保持适当的防火距离。

  在结构方面首选轻型结构屋顶的单层建筑;若采用多层建筑,宜采用框架结构并在墙上设置符合泄爆要求的泄爆口;如果将窗户或其他开口作为泄爆口,核算泄爆面积以保证在爆炸时其能有效地进行泄爆。

  建(构)筑物的梁、支架、墙及设备等,在安装时应考虑便于清扫积聚的粉尘。工作区必须设置符合要求的疏散通道、撤离标志和应急照明设备。

  2.1.4在生产或检修过程中未经过安全主管批准,不得停止或更换、拆除除尘、泄爆、隔爆、惰化等粉尘爆炸预防及控制设备设施。

  2.1.5根据本企业可燃性粉尘特性对产生粉尘的车间采用负压吸尘、洒水降尘等不会产生二次扬尘的方式进行清扫,使作业场所积累的粉尘量降至最低。

  2.1.6粉尘爆炸危险场所严禁各类明火,在粉尘爆炸危险场所进行动火作业前,办理动火审批,清扫动火场所积尘,同时停止抛光、打磨等产生粉尘的作业,同时采取相应防护措施。检修时应当使用防爆工具,不得敲击各金属部件。

  2.1.7存在可燃性粉尘车间的电器线路采用镀锌钢管套管保护,设备接地可靠、电源采取防爆措施;严禁乱拉私接临时电线,电气线路符合行业标准。

  2.2 积尘清扫

  2.2.1工艺设备的接头、检查门、挡板、泄爆口盖等封闭严密,防止粉尘泄漏,从源头上防止扬尘。

  2.2.2制定完善粉尘清扫制度,明确清扫时间、地点、方式以及清扫人员的职责等内容,交接班过程中做到“上不清,下不接”。

  2.2.3为避免二次扬尘,清扫过程中不能使用压缩空气等进行吹扫,可采取负压吸尘、洒水降尘等方式清扫。

  2.3 动火作业

  2.3.1企业根据自身情况制定动火作业安全管理制度和操作规程。在粉尘爆炸危险场所进行动火作业前,报告企业安全负责人审批,并取得动火作业证。

  2.3.2凡可拆卸的设备、管道一律拆下并搬运到安全地区进行动火作业。在与密闭容器相连的管道上有隔离闸门的,确保隔离闸门严密关闭;无隔离闸门的,拆除一段管道并封闭管口或用阻燃材料将管道隔离。作业现场在建(构)筑物内时,打开动火作业点所处楼层10米半径范围内的所有门窗,便于泄爆;同时严密堵塞作业现场10米范围内的全部楼面和墙壁上的孔洞、通风除尘吸口,防止火苗侵入。

  2.3.3动火作业开始前,停止一切产生粉尘的作业,并清除作业点10米范围内的可燃性粉尘,用水冲洗淋湿地面和墙壁(遇湿反应的粉尘除外);清除作业范围内的所有可燃物,不能移走的可燃建筑或物体用阻燃材料加以保护。

  2.3.4动火作业时,有安全员在现场监护,并备有适量和适用的灭火器材及供水管路,确保作业现场及时冷却和淋灭周围火星。

  2.3.5作业结束后,动火人员和监护人员要共同熄灭残余火迹,清扫作业现场,检查无残留火迹,确认安全方准撤离现场。

  3 防爆安全技术

  3.1 点火源控制

  3.1.1引起可燃性粉尘爆炸的点火源主要包括进入现场人员所携带的火种、发热设备设施、雷电、静电、生产中摩擦或碰撞产生的火花以及有自燃倾向粉尘的自燃。

  3.1.2任何人员进入可燃性粉尘的场所禁止携带打火机、火柴等火种或其他易燃易爆物品;与粉尘直接接触的设备或装置(如光源、加热源等)的表面温度低于该区域存在粉尘的最低着火温度。

  3.1.3存在可燃性粉尘的场所应尽量不采用皮带传动;若采用皮带传送,应当安装速差传感器和自动防滑保护装置,当发生滑动摩擦时,保护装置能确保自动停机。工艺设备的轴承密封防尘,如有过热可能,安装能连续监测轴承温度的探测器。经常检查轴承的温度,如发现轴承过热,能够立即停车检修。

  3.1.4有粉尘爆炸危险的建筑物应当设置避雷针、避雷带、避雷网、避雷线等可靠防雷措施。

  3.1.5有粉尘爆炸危险的场所所有金属设备、装置外壳、金属管道、支架、构件、部件等均采用防静电直接接地,接地电阻不得大于100Ω,不便或工艺不允许直接接地的,通过导静电材料或制品间接接地;金属管道连接处(如法兰)进行跨接。对于可能会因摩擦产生静电的粉末,直接用于盛装的器具、输送管道(带)等采用金属或防静电材料制成。

  3.1.6在粉尘爆炸危险场所的工作人员穿戴防静电的工作服、鞋、手套,禁止穿戴化纤、丝绸衣物;必要时操作人员佩带接地的导电的腕带、腿带和围裙;地面采用导电地面。

  3.1.7给料设备在加料时保持满料且流量均匀,防止断料造成空转而摩擦生热,同时在进料处安装能除去混入料中杂物的磁铁、气动分离器或筛子,防止杂物与设备碰撞产生火花;当粉料为铝、镁、钛、锆等金属粉末或含有这些金属的粉末时,采取有效措施防止粉末与设备摩擦产生火花。研磨机如果研磨具有爆炸危险的物料,设备内衬选用橡皮或其他软材料,所有的研磨体采用青铜球,以防止研磨过程中产生火花。

  3.1.8在检修和清理作业过程中使用铜、铝、木器、竹器等防爆工具并尽量防止碰撞发生;在使用旋转磨轮和旋转切盘进行研磨和切割时采取与动火作业等效的保护措施。

  3.1.9进入粉尘生产现场的人员严禁穿带铁码、铁钉的鞋,同时不准使用铁器敲击墙壁、金属设备、管道及其他物体。

  3.1.10对于有自燃倾向的粉料,热粉料在贮存前应设法冷却到正常贮存温度。在贮存过程中连续监测粉料温度;当发现温度升高或气体析出时,采取使粉料冷却的措施;卸料系统有防止粉料积聚的措施。

  3.2 保护措施

  目前粉尘爆炸保护措施主要有:泄爆、抑爆、隔爆、提高设备耐压能力或多种保护方案并用。

  3.2.1泄爆主要指在设备或建筑物壁面安装或设置泄压装置,在爆炸压力尚未达到设备或建筑物的破坏压力之前被打开,泄放内部爆炸压力,使设备或建筑物不致被破坏的控爆技术。

  容器、筒仓与设备的爆炸泄压一般设置在阀门、观察孔、人孔、清扫口以及管道部位,泄爆口的朝向避免人员受到泄爆危害;如果被保护的设备位于建筑物内,采用泄压导管的方式将泄压口引到建筑物外。

  有粉尘爆炸危险的房间或建筑物各部分的泄爆可利用房间窗户、外墙或屋顶来实现。泄压口附近设置足够的安全区,使人员和设备不会受到危害。

  管道各段应进行径向泄压,泄压面积至少等于管道的横截面积。安装在建筑物内的管道设置通向建筑物外的泄压导管。

  3.2.2抑爆是指爆炸初始阶段,利用压力或温度传感器,探测爆炸发生后,通过切断电源、停车、关闭隔爆门、开启灭火装置等抑制爆炸的发展,保护设备的技术。

  3.2.3隔爆是指爆炸发生后,通过物理化学作用阻止爆炸传播的技术。可采用化学和物理隔爆或其他隔爆装置,目前广泛采用的是隔爆阀。

  3.2.4惰化是指在生产或处理易燃粉末的工艺设备中,采取其他安全技术措施后仍不能保证安全时,采用惰化技术。通常适用于筒仓、气力输送管道内部惰化,一般使用惰性气体如N2、C02等替代空气。

  3.2.5爆炸时实现保护性停车:应根据车间的大小,安装能互相联锁的动力电源控制箱;在紧急情况下能及时切断所有电机的电源。

  3.2.6约束爆炸压力:生产和处理能导致爆炸的粉料时,若无抑爆装置,也无泄压措施,则所有的工艺设备应足以承受内部爆炸产生的超压,同时,各工艺设备之间的连接部分(如管道、法兰等)和设备本身有相同的强度;高强度设备与低强度设备之间的连接部分安装阻爆装置。

  4 除尘系统

  除尘系统是利用吸尘罩捕集生产过程产生的含尘气体,在风机的作用下,含尘气体沿管道输送到除尘设备中,将粉尘分离出来,同时收集与处理分离出来的粉尘。因此,除尘系统主要包括吸尘罩、管道、除尘器、风机四个部分。

  4.1 吸尘罩

  在除尘系统中,粉尘入口处的吸尘罩内一般不会发生爆炸事故,因为粉尘浓度在这里一般不会达到粉尘爆炸的下限。但吸尘罩如果将生产过程中产生的火花吸入,例如砂轮机工作时会产生大量的火花,就可能会引爆管道或除尘器中的粉尘,因此在磨削、打磨、抛光等易产生火花场所的吸尘罩与除尘系统管道相连接处安装火花探测自动报警装置和火花熄灭装置或隔离阀。同时在吸尘罩口安装适当的金属网,以防止铁片、螺钉等物被吸入与管道碰撞产生火花。

  吸尘罩的设置会直接影响产尘场所的除尘效果,设置时遵循“通、近、顺、封、便”的原则。

  通:在产尘点应形成较大的吸入风速,以便粉尘能畅通地被吸入;

  近:吸尘罩要尽量靠近产尘点;

  顺:顺着粉尘飞溅的方向设置罩口正面,以提高捕集效果;

  封:在不影响操作和生产的前提下,吸尘罩应尽可能将尘源包围起来;

  便:吸尘罩的结构设计应便于操作,便于检修。

  4.2 除尘管道

  除尘系统管道发生爆炸的实例较多,主要是因为除尘管道内可燃性粉尘达到爆炸下限,同时遇到积累的静电或其他点火源,就可能发生爆炸;再者粉尘在管内沉积,当受到某种冲击时,可燃性粉尘再次飞扬,在瞬间形成高浓度粉尘云,若遇上火源,也容易发生爆炸。

  4.2.1管道应采用除静电钢质金属材料制造,以避免静电积聚,同时可适当增加管道内风速,以满足管道内风量在正常运行或故障情况下粉尘空气混合物最高浓度不超过爆炸下限的50%。

  4.2.2为了防止粉尘在风管内沉积,可燃性粉尘的除尘管道截面应采用圆形,尽量缩短水平风管的长度,减少弯头数量,管道上不应设置端头和袋状管,避免粉尘积聚;水平管道每隔6米设有清理口。管道接口处采用金属构件紧固并采用与管道横截面面积相等的过渡连接。

  4.2.3为了防止局部管道爆炸后能及时控制爆炸的进一步发展或防止爆炸引起冲击波外泄,造成扬尘,产生二次爆炸,管道架空敷设,不允许暗设和布置在地下、半地下建筑物中;管道长度每隔 6米处,以及分支管道汇集到集中排风管道接口的集中排风管道上游的1米处,设置泄压面积和开启压力符合要求的径向控爆泄压口,各除尘支路与总回风管道连接处装设自动隔爆阀;若控爆泄压口设置在厂房建筑物内时,使用长度不超过6米的泄压导管通向室外。

  4.3 除尘器

  4.3.1 干式除尘器

  除尘器中很容易形成高浓度粉尘云,例如在清扫布袋式除尘器的布袋时,反吹动作足以引起高浓度粉尘云,如果遇到点火源,就会发生爆炸,并通过管道传播,会危及到邻近的房间或与之联接的设备。因此除尘器一般设置在厂房建筑物外部和屋顶,同时与厂房外墙的距离大于10米,若距离厂房外墙小于规定距离,厂房外墙设非燃烧体防爆墙或在除尘器与厂房外墙间之间设置有足够强度的非燃烧体防爆墙。若除尘器有连续清灰设备或定期清灰且其风量不超过15000立方米/小时、集尘斗的储尘量小于45千克的干式单机独立吸排风除尘器,可单台布置在厂房内的单独房间内,但采用耐火极限分别不低于3小时的隔墙或1.5小时的楼板与其他部位分隔。除尘器的箱体材质采用焊接钢材料,其强度应该能够承受收集粉尘发生爆炸无泄放时产生的最大爆炸压力。

  为防止除尘器内部构件可燃性粉尘的积灰,所有梁、分隔板等处设置防尘板,防尘板斜度采取小于70°设置。灰斗的溜角大于70°,为防止因两斗壁间夹角太小而积灰,两相邻侧板焊上溜料板,以消除粉尘的沉积。

  通常袋式除尘器是工艺系统的最后部分,含尘气体经过管道送入袋式除尘器被捕集形成粉尘层,并通过脉冲反吹清灰落入灰斗。在这些过程中,粉尘在袋式除尘器中浓度很有可能达到爆炸下限。因此,要加强除尘系统通风量,特别是要及时清灰,使袋式除尘器和管道中的粉尘浓度低于危险范围的下限。

  在袋式除尘器内点火源主要是以下几种:普通引燃源、冲击或摩擦产生的火花、静电火花及外壳温度等。

  (1)普通引燃源。主要是外界的火源直接进入,特别是气割火焰和电焊火花。因为袋式除尘器一般为焊件,修理仪器时易产生气割火焰和电焊火花。企业应该加强安全管理,提高工人防爆意识,在进行仪器修理前及时清除修理部位周围的粉尘。

  (2)冲击或摩擦产生的火花。通常是由螺母或铁块等金属物件吸入袋式除尘器发生碰撞引起的火花,其消除方法主要是:在吸尘罩处设置适当的金属网、电磁除铁装置等,并且维修后及时取出落入管道中的金属物质,防止金属进入收尘管道和袋式除尘器中。其次,通风机最好布置在有洁净空气侧的袋式除尘器后面,防止金属异物与风机高速旋转叶片碰撞产生火花,并可防止易燃易爆粉尘与高速旋转叶片摩擦发热燃烧。最后管网内的风速要合理,过高风速可使粉尘加速对管道的磨损,试验表明磨损率同风速成立方关系,会给除尘器内部带来更多的金属物质。

  (3)静电火花。防止静电火花产生是预防粉尘爆炸的一个重要措施。可以将除尘系统的除尘器、管道、风机等设施联接起来作接地处理,也可采用防静电滤布或将除尘器的袋子用铁夹子夹牢后接地。

  (4)外壳温度。保持除尘器外壳的温度不能过高,由于大量粉尘被外壳内壁吸附,外壳温度过高使粉尘表面受热,获得能量后易发生熔融和气化,会迸发出炽热微小质子颗粒或火花,形成粉尘的点火源。

  对于金属粉尘,如铅、锌、氧化亚铁、锆等,在除尘系统的灰斗中堆积时发生缓慢氧化反应,塑料合成树脂、橡胶等仍保持着制品加工时的摩擦热,此时应采取连续排灰的方法,勿使灰斗内积存过多的粉尘,并要经常观察灰斗及袋室内的温度。企业安装温度传感器,以便随时控制装置内的温度,防止积蓄热诱发火灾引起爆炸。

  隔爆装置可以采用紧急关断阀,它是由红外线火焰传感器快速启动气动式弹簧阀而实现的。能够触发安装在距离传感器足够远的紧急关断阀,防止火焰、爆炸波、爆炸物等向其他场所传播形成二次爆炸,从而将爆炸事故控制在特定区域内,避免事态恶化。小型袋式除尘器易采用被动式有压水袋或阻燃粉末装置,粉尘为亲水物质易采用有压水袋,其他采用阻燃粉末装置;大型袋式除尘器易采用智能高压喷洒装置。

  4.3.2 湿式除尘器

  湿式除尘器是使含尘气体与液体(一般为水)密切接触,利用水滴和颗粒的惯性碰撞或者利用水和粉尘的充分混合及其他作用捕集颗粒,使颗粒增大或留于固定容器内达到水和粉尘分离效果的装置。能够处理高温、高湿的气流,将着火、爆炸的可能性减至最低。

  湿式除尘器使用过程中要防止蒸汽凝聚成水滴,特别在负压时更应注意。由于湿式除尘器外壳常常会有空气漏入,使袋室气体温度过低,滤袋受潮,致使灰尘不松散,粘附在滤袋上,造成织物孔眼堵死,清灰失效或产生糊袋无法除尘,并且使除尘器压降过大,无法继续运行。因此加强除尘器和除尘系统的温度监测,以便掌握湿式除尘器的使用条件,防止水滴产生。

  4.4 风机

  除尘系统的通风机叶片应采用导电、运行时不产生火花的材料制造,通风机及叶片应安装紧固、运转正常,不应产生碰撞、摩擦,无异常杂音。

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