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工貿行業可燃性粉塵作業場所工藝設施防爆技術指南(試行)

www.china-safety.org時間:2015/9/29 15:53:14來源:國家安全監管總局政府網站 次瀏覽

工貿行業可燃性粉塵作業場所工藝設施防爆技術指南(試行)

  目 錄

  1 總則……………………………………………………………… 1

  2 安全管理………………………………………………………………?1

  2.1 一般要求………………………………………………………………?1

  2.2 積塵清掃.………………………………………………………………?2

  2.3 動火作業………………………………………………………………??3

  3 防爆安全技術………………………………………………………………?3

  3.1 點火源控制………………………………………………………………?3

  3.2 保護措施………………………………………………………………?5

  4 除塵系統………………………………………………………………??6

  4.1 吸塵罩………………………………………………………………?6

  4.2 除塵管道………………………………………………………………?7

  4.3 除塵器………………………………………………………………?8

  4.3.1 干式除塵器………………………………………………………………?8

  4.3.2 濕式除塵器………………………………………………………………?10

  4.4 風機………………………………………………………………?10

  4.5 運行維護. 10

  5 電氣設備………………………………………………………………?11

  5.1 可燃性粉塵危險場所區域劃分………………………………………………………………?11

  5.2 分區示例………………………………………………………………??13

  5.3 電氣設備選型………………………………………………………………??17

  6 生產設備………………………………………………………………?18

  6.1 料倉………………………………………………………………??18

  6.2 筒倉………………………………………………………………??19

  6.3 給料設備………………………………………………………………?20

  6.4 輸送設備………………………………………………………………?20

  6.4.1 氣力輸送.………………………………………………………………?20

  6.4.2 埋刮板輸送機………………………………………………………………??21

  6.4.3 帶式輸送機………………………………………………………………??21

  6.4.4 斗式提升機………………………………………………………………?22

  6.5 粉碎(研磨)設備………………………………………………………………??23

  6.6篩分設備………………………………………………………………?24

  6.7 混合與攪拌設備………………………………………………………………??24

  6.8 干燥設備………………………………………………………………?24

  6.9 拋光打磨………………………………………………………………?25

  6.10 粉末噴涂………………………………………………………………?26

  7 設備檢查與維修.………………………………………………………………??27

  參考標準:………………………………………………………………?28

工貿行業可燃性粉塵作業場所工藝設施防爆技術指南(試行)

  1 總則

  為深刻吸取江蘇省蘇州昆山市中榮金屬制品有限公司“8·2”特別重大粉塵爆炸事故教訓,認真貫徹落實《嚴防企業粉塵爆炸五條規定》(國家安全監管總局第68號令)和《關于深入開展粉塵作業和使用場所防范粉塵爆炸大檢查的通知》(安委辦明電〔2015〕14號)要求,在深入分析近年發生的粉塵爆炸事故和涉及可燃性粉塵作業場所粉塵防爆安全管理現狀基礎上,依照《粉塵防爆安全規程》等有關標準規范,編寫了《工貿行業可燃性粉塵作業場所工藝設施防爆技術指南(試行)》,以指導工貿行業粉塵涉爆企業在工藝、設備、管理等方面做好粉塵防爆工作,確保安全生產。有關防爆具體技術要求,以相關國家標準和行業標準為準。

  2 安全管理

  2.1 一般要求

  2.1.1涉及可燃性粉塵企業通過危險源辨識、粉塵爆炸性檢測分析確定本企業粉塵爆炸性場所,并根據粉塵特性、爆炸限值制定相應的預防和控制措施及其實施細則,結合危險源辨識結果,制定檢查方案和大綱。重點檢查料倉、除塵、破碎等存在粉塵爆炸隱患的生產作業區域。全面排查治理事故隱患,從源頭上采取防爆控爆措施,防范粉塵爆炸事故的發生。

  2.1.2企業針對實際情況普及粉塵防爆知識,吸取國內外同行業粉塵爆炸事故教訓,使員工了解本企業可燃性粉塵爆炸危險場所和危險程度,并掌握其防爆措施;完善粉塵防爆應急現場處置方案,提高員工安全專業知識和應急處置能力;同時完善相關安全管理規章制度,建立粉塵防爆工作的長效機制。

  2.1.3安裝有產生可燃性粉塵的工藝設備如裝有拋光、研磨、除塵等設備的車間或存在可燃性粉塵的建(構)筑物如料倉等,應按照有關標準規定與其他建(構)筑物保持適當的防火距離。

  在結構方面首選輕型結構屋頂的單層建筑;若采用多層建筑,宜采用框架結構并在墻上設置符合泄爆要求的泄爆口;如果將窗戶或其他開口作為泄爆口,核算泄爆面積以保證在爆炸時其能有效地進行泄爆。

  建(構)筑物的梁、支架、墻及設備等,在安裝時應考慮便于清掃積聚的粉塵。工作區必須設置符合要求的疏散通道、撤離標志和應急照明設備。

  2.1.4在生產或檢修過程中未經過安全主管批準,不得停止或更換、拆除除塵、泄爆、隔爆、惰化等粉塵爆炸預防及控制設備設施。

  2.1.5根據本企業可燃性粉塵特性對產生粉塵的車間采用負壓吸塵、灑水降塵等不會產生二次揚塵的方式進行清掃,使作業場所積累的粉塵量降至最低。

  2.1.6粉塵爆炸危險場所嚴禁各類明火,在粉塵爆炸危險場所進行動火作業前,辦理動火審批,清掃動火場所積塵,同時停止拋光、打磨等產生粉塵的作業,同時采取相應防護措施。檢修時應當使用防爆工具,不得敲擊各金屬部件。

  2.1.7存在可燃性粉塵車間的電器線路采用鍍鋅鋼管套管保護,設備接地可靠、電源采取防爆措施;嚴禁亂拉私接臨時電線,電氣線路符合行業標準。

  2.2 積塵清掃

  2.2.1工藝設備的接頭、檢查門、擋板、泄爆口蓋等封閉嚴密,防止粉塵泄漏,從源頭上防止揚塵。

  2.2.2制定完善粉塵清掃制度,明確清掃時間、地點、方式以及清掃人員的職責等內容,交接班過程中做到“上不清,下不接”。

  2.2.3為避免二次揚塵,清掃過程中不能使用壓縮空氣等進行吹掃,可采取負壓吸塵、灑水降塵等方式清掃。

  2.3 動火作業

  2.3.1企業根據自身情況制定動火作業安全管理制度和操作規程。在粉塵爆炸危險場所進行動火作業前,報告企業安全負責人審批,并取得動火作業證。

  2.3.2凡可拆卸的設備、管道一律拆下并搬運到安全地區進行動火作業。在與密閉容器相連的管道上有隔離閘門的,確保隔離閘門嚴密關閉;無隔離閘門的,拆除一段管道并封閉管口或用阻燃材料將管道隔離。作業現場在建(構)筑物內時,打開動火作業點所處樓層10米半徑范圍內的所有門窗,便于泄爆;同時嚴密堵塞作業現場10米范圍內的全部樓面和墻壁上的孔洞、通風除塵吸口,防止火苗侵入。

  2.3.3動火作業開始前,停止一切產生粉塵的作業,并清除作業點10米范圍內的可燃性粉塵,用水沖洗淋濕地面和墻壁(遇濕反應的粉塵除外);清除作業范圍內的所有可燃物,不能移走的可燃建筑或物體用阻燃材料加以保護。

  2.3.4動火作業時,有安全員在現場監護,并備有適量和適用的滅火器材及供水管路,確保作業現場及時冷卻和淋滅周圍火星。

  2.3.5作業結束后,動火人員和監護人員要共同熄滅殘余火跡,清掃作業現場,檢查無殘留火跡,確認安全方準撤離現場。

  3 防爆安全技術

  3.1 點火源控制

  3.1.1引起可燃性粉塵爆炸的點火源主要包括進入現場人員所攜帶的火種、發熱設備設施、雷電、靜電、生產中摩擦或碰撞產生的火花以及有自燃傾向粉塵的自燃。

  3.1.2任何人員進入可燃性粉塵的場所禁止攜帶打火機、火柴等火種或其他易燃易爆物品;與粉塵直接接觸的設備或裝置(如光源、加熱源等)的表面溫度低于該區域存在粉塵的最低著火溫度。

  3.1.3存在可燃性粉塵的場所應盡量不采用皮帶傳動;若采用皮帶傳送,應當安裝速差傳感器和自動防滑保護裝置,當發生滑動摩擦時,保護裝置能確保自動停機。工藝設備的軸承密封防塵,如有過熱可能,安裝能連續監測軸承溫度的探測器。經常檢查軸承的溫度,如發現軸承過熱,能夠立即停車檢修。

  3.1.4有粉塵爆炸危險的建筑物應當設置避雷針、避雷帶、避雷網、避雷線等可靠防雷措施。

  3.1.5有粉塵爆炸危險的場所所有金屬設備、裝置外殼、金屬管道、支架、構件、部件等均采用防靜電直接接地,接地電阻不得大于100Ω,不便或工藝不允許直接接地的,通過導靜電材料或制品間接接地;金屬管道連接處(如法蘭)進行跨接。對于可能會因摩擦產生靜電的粉末,直接用于盛裝的器具、輸送管道(帶)等采用金屬或防靜電材料制成。

  3.1.6在粉塵爆炸危險場所的工作人員穿戴防靜電的工作服、鞋、手套,禁止穿戴化纖、絲綢衣物;必要時操作人員佩帶接地的導電的腕帶、腿帶和圍裙;地面采用導電地面。

  3.1.7給料設備在加料時保持滿料且流量均勻,防止斷料造成空轉而摩擦生熱,同時在進料處安裝能除去混入料中雜物的磁鐵、氣動分離器或篩子,防止雜物與設備碰撞產生火花;當粉料為鋁、鎂、鈦、鋯等金屬粉末或含有這些金屬的粉末時,采取有效措施防止粉末與設備摩擦產生火花。研磨機如果研磨具有爆炸危險的物料,設備內襯選用橡皮或其他軟材料,所有的研磨體采用青銅球,以防止研磨過程中產生火花。

  3.1.8在檢修和清理作業過程中使用銅、鋁、木器、竹器等防爆工具并盡量防止碰撞發生;在使用旋轉磨輪和旋轉切盤進行研磨和切割時采取與動火作業等效的保護措施。

  3.1.9進入粉塵生產現場的人員嚴禁穿帶鐵碼、鐵釘的鞋,同時不準使用鐵器敲擊墻壁、金屬設備、管道及其他物體。

  3.1.10對于有自燃傾向的粉料,熱粉料在貯存前應設法冷卻到正常貯存溫度。在貯存過程中連續監測粉料溫度;當發現溫度升高或氣體析出時,采取使粉料冷卻的措施;卸料系統有防止粉料積聚的措施。

  3.2 保護措施

  目前粉塵爆炸保護措施主要有:泄爆、抑爆、隔爆、提高設備耐壓能力或多種保護方案并用。

  3.2.1泄爆主要指在設備或建筑物壁面安裝或設置泄壓裝置,在爆炸壓力尚未達到設備或建筑物的破壞壓力之前被打開,泄放內部爆炸壓力,使設備或建筑物不致被破壞的控爆技術。

  容器、筒倉與設備的爆炸泄壓一般設置在閥門、觀察孔、人孔、清掃口以及管道部位,泄爆口的朝向避免人員受到泄爆危害;如果被保護的設備位于建筑物內,采用泄壓導管的方式將泄壓口引到建筑物外。

  有粉塵爆炸危險的房間或建筑物各部分的泄爆可利用房間窗戶、外墻或屋頂來實現。泄壓口附近設置足夠的安全區,使人員和設備不會受到危害。

  管道各段應進行徑向泄壓,泄壓面積至少等于管道的橫截面積。安裝在建筑物內的管道設置通向建筑物外的泄壓導管。

  3.2.2抑爆是指爆炸初始階段,利用壓力或溫度傳感器,探測爆炸發生后,通過切斷電源、停車、關閉隔爆門、開啟滅火裝置等抑制爆炸的發展,保護設備的技術。

  3.2.3隔爆是指爆炸發生后,通過物理化學作用阻止爆炸傳播的技術??刹捎没瘜W和物理隔爆或其他隔爆裝置,目前廣泛采用的是隔爆閥。

  3.2.4惰化是指在生產或處理易燃粉末的工藝設備中,采取其他安全技術措施后仍不能保證安全時,采用惰化技術。通常適用于筒倉、氣力輸送管道內部惰化,一般使用惰性氣體如N2、C02等替代空氣。

  3.2.5爆炸時實現保護性停車:應根據車間的大小,安裝能互相聯鎖的動力電源控制箱;在緊急情況下能及時切斷所有電機的電源。

  3.2.6約束爆炸壓力:生產和處理能導致爆炸的粉料時,若無抑爆裝置,也無泄壓措施,則所有的工藝設備應足以承受內部爆炸產生的超壓,同時,各工藝設備之間的連接部分(如管道、法蘭等)和設備本身有相同的強度;高強度設備與低強度設備之間的連接部分安裝阻爆裝置。

  4 除塵系統

  除塵系統是利用吸塵罩捕集生產過程產生的含塵氣體,在風機的作用下,含塵氣體沿管道輸送到除塵設備中,將粉塵分離出來,同時收集與處理分離出來的粉塵。因此,除塵系統主要包括吸塵罩、管道、除塵器、風機四個部分。

  4.1 吸塵罩

  在除塵系統中,粉塵入口處的吸塵罩內一般不會發生爆炸事故,因為粉塵濃度在這里一般不會達到粉塵爆炸的下限。但吸塵罩如果將生產過程中產生的火花吸入,例如砂輪機工作時會產生大量的火花,就可能會引爆管道或除塵器中的粉塵,因此在磨削、打磨、拋光等易產生火花場所的吸塵罩與除塵系統管道相連接處安裝火花探測自動報警裝置和火花熄滅裝置或隔離閥。同時在吸塵罩口安裝適當的金屬網,以防止鐵片、螺釘等物被吸入與管道碰撞產生火花。

  吸塵罩的設置會直接影響產塵場所的除塵效果,設置時遵循“通、近、順、封、便”的原則。

  通:在產塵點應形成較大的吸入風速,以便粉塵能暢通地被吸入;

  近:吸塵罩要盡量靠近產塵點;

  順:順著粉塵飛濺的方向設置罩口正面,以提高捕集效果;

  封:在不影響操作和生產的前提下,吸塵罩應盡可能將塵源包圍起來;

  便:吸塵罩的結構設計應便于操作,便于檢修。

  4.2 除塵管道

  除塵系統管道發生爆炸的實例較多,主要是因為除塵管道內可燃性粉塵達到爆炸下限,同時遇到積累的靜電或其他點火源,就可能發生爆炸;再者粉塵在管內沉積,當受到某種沖擊時,可燃性粉塵再次飛揚,在瞬間形成高濃度粉塵云,若遇上火源,也容易發生爆炸。

  4.2.1管道應采用除靜電鋼質金屬材料制造,以避免靜電積聚,同時可適當增加管道內風速,以滿足管道內風量在正常運行或故障情況下粉塵空氣混合物最高濃度不超過爆炸下限的50%。

  4.2.2為了防止粉塵在風管內沉積,可燃性粉塵的除塵管道截面應采用圓形,盡量縮短水平風管的長度,減少彎頭數量,管道上不應設置端頭和袋狀管,避免粉塵積聚;水平管道每隔6米設有清理口。管道接口處采用金屬構件緊固并采用與管道橫截面面積相等的過渡連接。

  4.2.3為了防止局部管道爆炸后能及時控制爆炸的進一步發展或防止爆炸引起沖擊波外泄,造成揚塵,產生二次爆炸,管道架空敷設,不允許暗設和布置在地下、半地下建筑物中;管道長度每隔 6米處,以及分支管道匯集到集中排風管道接口的集中排風管道上游的1米處,設置泄壓面積和開啟壓力符合要求的徑向控爆泄壓口,各除塵支路與總回風管道連接處裝設自動隔爆閥;若控爆泄壓口設置在廠房建筑物內時,使用長度不超過6米的泄壓導管通向室外。

  4.3 除塵器

  4.3.1 干式除塵器

  除塵器中很容易形成高濃度粉塵云,例如在清掃布袋式除塵器的布袋時,反吹動作足以引起高濃度粉塵云,如果遇到點火源,就會發生爆炸,并通過管道傳播,會危及到鄰近的房間或與之聯接的設備。因此除塵器一般設置在廠房建筑物外部和屋頂,同時與廠房外墻的距離大于10米,若距離廠房外墻小于規定距離,廠房外墻設非燃燒體防爆墻或在除塵器與廠房外墻間之間設置有足夠強度的非燃燒體防爆墻。若除塵器有連續清灰設備或定期清灰且其風量不超過15000立方米/小時、集塵斗的儲塵量小于45千克的干式單機獨立吸排風除塵器,可單臺布置在廠房內的單獨房間內,但采用耐火極限分別不低于3小時的隔墻或1.5小時的樓板與其他部位分隔。除塵器的箱體材質采用焊接鋼材料,其強度應該能夠承受收集粉塵發生爆炸無泄放時產生的最大爆炸壓力。

  為防止除塵器內部構件可燃性粉塵的積灰,所有梁、分隔板等處設置防塵板,防塵板斜度采取小于70°設置?;叶返牧锝谴笥?0°,為防止因兩斗壁間夾角太小而積灰,兩相鄰側板焊上溜料板,以消除粉塵的沉積。

  通常袋式除塵器是工藝系統的最后部分,含塵氣體經過管道送入袋式除塵器被捕集形成粉塵層,并通過脈沖反吹清灰落入灰斗。在這些過程中,粉塵在袋式除塵器中濃度很有可能達到爆炸下限。因此,要加強除塵系統通風量,特別是要及時清灰,使袋式除塵器和管道中的粉塵濃度低于危險范圍的下限。

  在袋式除塵器內點火源主要是以下幾種:普通引燃源、沖擊或摩擦產生的火花、靜電火花及外殼溫度等。

  (1)普通引燃源。主要是外界的火源直接進入,特別是氣割火焰和電焊火花。因為袋式除塵器一般為焊件,修理儀器時易產生氣割火焰和電焊火花。企業應該加強安全管理,提高工人防爆意識,在進行儀器修理前及時清除修理部位周圍的粉塵。

  (2)沖擊或摩擦產生的火花。通常是由螺母或鐵塊等金屬物件吸入袋式除塵器發生碰撞引起的火花,其消除方法主要是:在吸塵罩處設置適當的金屬網、電磁除鐵裝置等,并且維修后及時取出落入管道中的金屬物質,防止金屬進入收塵管道和袋式除塵器中。其次,通風機最好布置在有潔凈空氣側的袋式除塵器后面,防止金屬異物與風機高速旋轉葉片碰撞產生火花,并可防止易燃易爆粉塵與高速旋轉葉片摩擦發熱燃燒。最后管網內的風速要合理,過高風速可使粉塵加速對管道的磨損,試驗表明磨損率同風速成立方關系,會給除塵器內部帶來更多的金屬物質。

  (3)靜電火花。防止靜電火花產生是預防粉塵爆炸的一個重要措施??梢詫⒊龎m系統的除塵器、管道、風機等設施聯接起來作接地處理,也可采用防靜電濾布或將除塵器的袋子用鐵夾子夾牢后接地。

  (4)外殼溫度。保持除塵器外殼的溫度不能過高,由于大量粉塵被外殼內壁吸附,外殼溫度過高使粉塵表面受熱,獲得能量后易發生熔融和氣化,會迸發出熾熱微小質子顆?;蚧鸹?,形成粉塵的點火源。

  對于金屬粉塵,如鉛、鋅、氧化亞鐵、鋯等,在除塵系統的灰斗中堆積時發生緩慢氧化反應,塑料合成樹脂、橡膠等仍保持著制品加工時的摩擦熱,此時應采取連續排灰的方法,勿使灰斗內積存過多的粉塵,并要經常觀察灰斗及袋室內的溫度。企業安裝溫度傳感器,以便隨時控制裝置內的溫度,防止積蓄熱誘發火災引起爆炸。

  隔爆裝置可以采用緊急關斷閥,它是由紅外線火焰傳感器快速啟動氣動式彈簧閥而實現的。能夠觸發安裝在距離傳感器足夠遠的緊急關斷閥,防止火焰、爆炸波、爆炸物等向其他場所傳播形成二次爆炸,從而將爆炸事故控制在特定區域內,避免事態惡化。小型袋式除塵器易采用被動式有壓水袋或阻燃粉末裝置,粉塵為親水物質易采用有壓水袋,其他采用阻燃粉末裝置;大型袋式除塵器易采用智能高壓噴灑裝置。

  4.3.2 濕式除塵器

  濕式除塵器是使含塵氣體與液體(一般為水)密切接觸,利用水滴和顆粒的慣性碰撞或者利用水和粉塵的充分混合及其他作用捕集顆粒,使顆粒增大或留于固定容器內達到水和粉塵分離效果的裝置。能夠處理高溫、高濕的氣流,將著火、爆炸的可能性減至最低。

  濕式除塵器使用過程中要防止蒸汽凝聚成水滴,特別在負壓時更應注意。由于濕式除塵器外殼常常會有空氣漏入,使袋室氣體溫度過低,濾袋受潮,致使灰塵不松散,粘附在濾袋上,造成織物孔眼堵死,清灰失效或產生糊袋無法除塵,并且使除塵器壓降過大,無法繼續運行。因此加強除塵器和除塵系統的溫度監測,以便掌握濕式除塵器的使用條件,防止水滴產生。

  4.4 風機

  除塵系統的通風機葉片應采用導電、運行時不產生火花的材料制造,通風機及葉片應安裝緊固、運轉正常,不應產生碰撞、摩擦,無異常雜音。

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