我們都知道“安全高于一切”是所有產業的共識，粉塵爆炸更是有著如同原子彈爆發般的威力，了解粉塵爆炸的原理、落實安全的粉體處理流程顯得至關重要。

本期，由特友為您帶來“粉體處理設備的安全設計：實務篇”，從安全設計、工廠重建實例兩個維度為大家展開介紹。



→ 查看上期，復習粉塵爆炸的基礎原理

01 安全設計要點提到粉塵爆炸處理措施中的安全要點，首先要在各流程工序前、中期測試評估粉體“爆炸特性值”以把控危險性質。為此，特友建立了一套安全性評估&設計體系（詳見下表）

14項評判基準

施工前的安全評估雖以“安全第一 ”為大前提，但也需要考慮投資成本和預期效果，并結合設備防爆能力、法律法規合規性、設備的安全維護成本以及運行成本等實際情況綜合才是現實可行的方案。 關于安全設計，總結了以下3大要點：

Point 1：采用相對應的工程安全設計
特別是粉碎、分級、干燥、混合、造粒等不同程度的操作過程中粉塵爆炸特性隨之發生顯著變化。僅根據一個工序中的粉塵爆炸數據來評估所有工序的安全性是非常危險的，因此必須采用每個工序相對應的粉塵爆炸特性的數據來保障工程安全設計。

Point 2：提前驗證實際過程可能出現的變化
雖然能從單機設備的實驗中獲得“帶電性，可充填性，軸部升溫”等數據已經可以用于安全設計，但各連接各設備，例如氣動輸送機、喂料器、管道和滑道連接后，實際的調試驗證帶電量變化，溫度上升變化——提前驗證，隨時觀察變化是更重要的。

Point 3：掌握實際的相關數據
如下圖所示，使用空氣輸送設備和集塵器組合的粉體處理理論上會產生較多的靜電，進行實粉運送調試后粉體的帶電量數據是重要把控對象。

粉體處理單機設備所含靜電量

在上述“粉體處理設計”中，將供給、貯藏、排出、輸送、計量和集塵等設備高效結合成【粉體工程產線】，通過模擬實際工廠的試驗，預測和判斷危險發生環節，能有效減少和防止因“實際操作中的爆炸事故”而導致人力物力的損失。

02 粉塵爆炸后的工廠修復實例設備的安全管理，必須包含運行前的安全評估和實際運行后的維護及檢查。日本曾發生過兩起不幸的粉塵爆炸事故，他們加工的分別是：（1）金屬粉體和（2）樹脂粉體，由特友進行產線修復與重建，在此與大家分享實際案例。

為了定量每種粉體的爆炸危險，我們與日本消防法規定的危險粉體做了相關的危險性比較。

日本消防法規定的危險粉體和日常粉體的危險性比較

*鋁粉、金屬粉B、鐵粉為日本規定的危險粉體
*日本消防法（昭和二十三年法律第百八十六號）
https://elaws.e-gov.go.jp/document?lawid=323AC1000000186

樹脂粉體的爆炸狀態

Case 1：金屬粉事故案例
本案例是屬于日本消防法下涉及重大危險粉末原料粉碎作業的工廠。所以基于日本消防法的各項規定，就修復計劃和再預防此類事故悲劇重演進行了優化立案。尤其是在我們重新審查了各道研磨工序下的粉塵爆炸數據，并進行多次驗證后，根據各項情況擬定了具體的安全措施，并在有限的經濟條件和施工期限內完成項目，并制定了預防爆炸事件建議書，此案獲得政府主管部門的許可和批準。

案件概要

另外，重新審視消防法安全規范下所適用的各項設備，從耐磨損式樣，惰性氣體使用對策等特征實現各受損單機設備的修復。

(1)確定設備的氧氣管理濃度
為了確定防爆的氧氣濃度，我們請了日本三家計量機構進行了實驗，對收集到的數據的可靠性進行了核查，確定了設備的管理濃度。

金屬粉爆炸的最低氧氣管理濃度

(2)氧濃度儀的使用注意事項
雖然有精密的測量儀器，但除了濃度計的檢測精度FS和重現性外，防止粉塵進入檢測部分也很重要。實驗初步證實：粉塵吸進檢測裝置會導致檢測精度下降，無法進行檢測，因此安裝了與各工序粉塵顆粒大小相對應的專門設計的吸塵過濾器。而且為了防止過濾器堵塞，在非測定時段，還采用了基于氮氣過濾器的逆洗脈沖清洗方法。

(3)爆炸損毀局部化--關閉裝置
由于金屬粉的高磨損性，用于爆炸損害定位的關閉裝置/旋轉閥需要高密封性和耐磨性。根據每個過程中的顆粒大小，進行了磨損試驗，以確定設備材料和結構的耐磨性。

粉塵爆炸局部化耐磨陶瓷旋轉閥的開發

Case 2：樹脂制造設備
雖然本案例的有關粉體不屬于日本《消防法》規定的危險粉體，但它具有很高的爆炸危險，并發生過許多事故，如上述“危險性比較”圖中的舉例。在本項目中的設備修復時，重點進行了下圖概要中的“易產生靜電的集塵器和鼓風機的靜電消除措施和發生爆炸時的局部化和最小化措施”。

案件概要

消除靜電的措施包括改進和開發材料以提高所使用材料的導電性，還通過規劃和建造放置設備的隔離裝置來實施安全措施。

樹脂粉體是一種粘性強、熔點低的粉體，除了混合過程，需要特別注意對這種爆炸性粉體的隔離。這些都是需要密封和低速處理的粉體，各環節需要采用下圖的“高濃度低速空氣輸送系統”。

活用高濃度低速空氣輸送系統

(1)使用高濃度、低速的塞式輸送系統
當使用惰性氣體來防止爆炸時，使用如上圖中塞式輸送系統是很有效的，因為它有許多優點，如減少氣體消耗、降低運行成本、較小的維修設備以及減少磨損、粘附、偏析和細微粉塵。

高速低濃度運輸裝置有效應對粉塵爆炸

此外，高濃度低速的運輸可以使運輸過程中即使粉塵濃度（固氣混合比）大大超過了爆炸極限濃度的上限值，也能保證不爆炸，而且低速大大減少了帶電量，從而降低了運輸的罐體和集塵器的爆炸風險。

本期總結通過本期案例，我們了解了粉體產線中不僅要保障生產過程的安全，安全設備建成后的管理制度和維護方法也很重要。

特友將日本品質深耕中國市場，在粉體行業積累50多年經驗，與中國企業有達到500+深度合作案例，專注有關粉體的一切，為粉體工程事業安全提供可靠、高性價比的解決方案。

后續，我們會在本公眾號與您分享，針對中國粉塵防爆相關法規，為客戶規劃的相應的措施及應用案例介紹。