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

本期，由特友為您帶來“粉體處理設(shè)備的安全設(shè)計(jì)：實(shí)務(wù)篇”，從安全設(shè)計(jì)、工廠重建實(shí)例兩個(gè)維度為大家展開介紹。



→ 查看上期，復(fù)習(xí)粉塵爆炸的基礎(chǔ)原理

01 安全設(shè)計(jì)要點(diǎn)提到粉塵爆炸處理措施中的安全要點(diǎn)，首先要在各流程工序前、中期測(cè)試評(píng)估粉體“爆炸特性值”以把控危險(xiǎn)性質(zhì)。為此，特友建立了一套安全性評(píng)估&設(shè)計(jì)體系（詳見下表）

14項(xiàng)評(píng)判基準(zhǔn)

施工前的安全評(píng)估雖以“安全第一 ”為大前提，但也需要考慮投資成本和預(yù)期效果，并結(jié)合設(shè)備防爆能力、法律法規(guī)合規(guī)性、設(shè)備的安全維護(hù)成本以及運(yùn)行成本等實(shí)際情況綜合才是現(xiàn)實(shí)可行的方案。 關(guān)于安全設(shè)計(jì)，總結(jié)了以下3大要點(diǎn)：

Point 1：采用相對(duì)應(yīng)的工程安全設(shè)計(jì)
特別是粉碎、分級(jí)、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(fā)生顯著變化。僅根據(jù)一個(gè)工序中的粉塵爆炸數(shù)據(jù)來評(píng)估所有工序的安全性是非常危險(xiǎn)的，因此必須采用每個(gè)工序相對(duì)應(yīng)的粉塵爆炸特性的數(shù)據(jù)來保障工程安全設(shè)計(jì)。

Point 2：提前驗(yàn)證實(shí)際過程可能出現(xiàn)的變化
雖然能從單機(jī)設(shè)備的實(shí)驗(yàn)中獲得“帶電性，可充填性，軸部升溫”等數(shù)據(jù)已經(jīng)可以用于安全設(shè)計(jì)，但各連接各設(shè)備，例如氣動(dòng)輸送機(jī)、喂料器、管道和滑道連接后，實(shí)際的調(diào)試驗(yàn)證帶電量變化，溫度上升變化——提前驗(yàn)證，隨時(shí)觀察變化是更重要的。

Point 3：掌握實(shí)際的相關(guān)數(shù)據(jù)
如下圖所示，使用空氣輸送設(shè)備和集塵器組合的粉體處理理論上會(huì)產(chǎn)生較多的靜電，進(jìn)行實(shí)粉運(yùn)送調(diào)試后粉體的帶電量數(shù)據(jù)是重要把控對(duì)象。

粉體處理單機(jī)設(shè)備所含靜電量

在上述“粉體處理設(shè)計(jì)”中，將供給、貯藏、排出、輸送、計(jì)量和集塵等設(shè)備高效結(jié)合成【粉體工程產(chǎn)線】，通過模擬實(shí)際工廠的試驗(yàn)，預(yù)測(cè)和判斷危險(xiǎn)發(fā)生環(huán)節(jié)，能有效減少和防止因“實(shí)際操作中的爆炸事故”而導(dǎo)致人力物力的損失。

02 粉塵爆炸后的工廠修復(fù)實(shí)例設(shè)備的安全管理，必須包含運(yùn)行前的安全評(píng)估和實(shí)際運(yùn)行后的維護(hù)及檢查。日本曾發(fā)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(jìn)行產(chǎn)線修復(fù)與重建，在此與大家分享實(shí)際案例。

為了定量每種粉體的爆炸危險(xiǎn)，我們與日本消防法規(guī)定的危險(xiǎn)粉體做了相關(guān)的危險(xiǎn)性比較。

日本消防法規(guī)定的危險(xiǎn)粉體和日常粉體的危險(xiǎn)性比較

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

樹脂粉體的爆炸狀態(tài)

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(xiǎn)粉末原料粉碎作業(yè)的工廠。所以基于日本消防法的各項(xiàng)規(guī)定，就修復(fù)計(jì)劃和再預(yù)防此類事故悲劇重演進(jìn)行了優(yōu)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(shù)據(jù)，并進(jìn)行多次驗(yàn)證后，根據(jù)各項(xiàng)情況擬定了具體的安全措施，并在有限的經(jīng)濟(jì)條件和施工期限內(nèi)完成項(xiàng)目，并制定了預(yù)防爆炸事件建議書，此案獲得政府主管部門的許可和批準(zhǔn)。

案件概要

另外，重新審視消防法安全規(guī)范下所適用的各項(xiàng)設(shè)備，從耐磨損式樣，惰性氣體使用對(duì)策等特征實(shí)現(xiàn)各受損單機(jī)設(shè)備的修復(fù)。

(1)確定設(shè)備的氧氣管理濃度
為了確定防爆的氧氣濃度，我們請(qǐng)了日本三家計(jì)量機(jī)構(gòu)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，對(duì)收集到的數(shù)據(jù)的可靠性進(jìn)行了核查，確定了設(shè)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(xiàng)
雖然有精密的測(cè)量儀器，但除了濃度計(jì)的檢測(cè)精度FS和重現(xiàn)性外，防止粉塵進(jìn)入檢測(cè)部分也很重要。實(shí)驗(yàn)初步證實(shí)：粉塵吸進(jìn)檢測(cè)裝置會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)精度下降，無法進(jìn)行檢測(cè)，因此安裝了與各工序粉塵顆粒大小相對(duì)應(yīng)的專門設(shè)計(jì)的吸塵過濾器。而且為了防止過濾器堵塞，在非測(cè)定時(shí)段，還采用了基于氮?dú)膺^濾器的逆洗脈沖清洗方法。

(3)爆炸損毀局部化--關(guān)閉裝置
由于金屬粉的高磨損性，用于爆炸損害定位的關(guān)閉裝置/旋轉(zhuǎn)閥需要高密封性和耐磨性。根據(jù)每個(gè)過程中的顆粒大小，進(jìn)行了磨損試驗(yàn)，以確定設(shè)備材料和結(jié)構(gòu)的耐磨性。

粉塵爆炸局部化耐磨陶瓷旋轉(zhuǎn)閥的開發(fā)

Case 2：樹脂制造設(shè)備
雖然本案例的有關(guān)粉體不屬于日本《消防法》規(guī)定的危險(xiǎn)粉體，但它具有很高的爆炸危險(xiǎn)，并發(fā)生過許多事故，如上述“危險(xiǎn)性比較”圖中的舉例。在本項(xiàng)目中的設(shè)備修復(fù)時(shí)，重點(diǎn)進(jìn)行了下圖概要中的“易產(chǎn)生靜電的集塵器和鼓風(fēng)機(jī)的靜電消除措施和發(fā)生爆炸時(shí)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(jìn)和開發(fā)材料以提高所使用材料的導(dǎo)電性，還通過規(guī)劃和建造放置設(shè)備的隔離裝置來實(shí)施安全措施。

樹脂粉體是一種粘性強(qiáng)、熔點(diǎn)低的粉體，除了混合過程，需要特別注意對(duì)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(huán)節(jié)需要采用下圖的“高濃度低速空氣輸送系統(tǒng)”。

活用高濃度低速空氣輸送系統(tǒng)

(1)使用高濃度、低速的塞式輸送系統(tǒng)
當(dāng)使用惰性氣體來防止爆炸時(shí)，使用如上圖中塞式輸送系統(tǒng)是很有效的，因?yàn)樗性S多優(yōu)點(diǎn)，如減少氣體消耗、降低運(yùn)行成本、較小的維修設(shè)備以及減少磨損、粘附、偏析和細(xì)微粉塵。

高速低濃度運(yùn)輸裝置有效應(yīng)對(duì)粉塵爆炸

此外，高濃度低速的運(yùn)輸可以使運(yùn)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(yùn)輸?shù)墓摅w和集塵器的爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

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

特友將日本品質(zhì)深耕中國市場(chǎng)，在粉體行業(yè)積累50多年經(jīng)驗(yàn)，與中國企業(yè)有達(dá)到500+深度合作案例，專注有關(guān)粉體的一切，為粉體工程事業(yè)安全提供可靠、高性價(jià)比的解決方案。

后續(xù)，我們會(huì)在本公眾號(hào)與您分享，針對(duì)中國粉塵防爆相關(guān)法規(guī)，為客戶規(guī)劃的相應(yīng)的措施及應(yīng)用案例介紹。