粉塵爆炸風(fēng)險降低PPT

粉塵爆炸風(fēng)險降低2013-12-242Agenda粉塵爆炸原理介紹—LauraZhou如何做風(fēng)險評估—JudyZhu電氣防爆等級選擇—LiuZhaozhou小組學(xué)習(xí)和現(xiàn)場演練—SnikeyChen

1）分區(qū)觀察2）確定區(qū)域級別&觸發(fā)源、進行風(fēng)險評估&制定糾正措施

3）PresentationDustExplosioninFranceFlour(notKraft)

法國制糖廠的粉塵爆炸（非卡夫）爆炸可以不用對人們造成毀滅性的傷害爆炸DustexplosioninSugarRefinery制糖廠的粉塵爆炸Feb2008DustExplosioninUSSugar(notKraft)

美國制糖廠的粉塵爆炸（非卡夫）5DustExplosioninUSSugar(notKraft)

美國制糖廠的粉塵爆炸（非卡夫）6DustExplosioninasugarmillatKFBrasil2007

2007年卡夫巴西糖果制造廠的粉塵爆炸Noinjury沒有受傷Limiteddamage有限的破壞…butwhatcouldhavehappened?有什么是已經(jīng)發(fā)生的呢？事故后內(nèi)部渦輪機的狀況（圖片中防護罩被移除）平衡裝置和渦輪機飛出原有的位置導(dǎo)致摩擦和耀斑和過熱閃光通過管道到達糖過濾器火只發(fā)生在排氣系統(tǒng)并且在設(shè)備外部沒有破壞。由于排氣氣筒內(nèi)部熱量，設(shè)備外部可以看到黑色，不同角度的過濾設(shè)備的狀況7LegalBackground法規(guī)背景EU-directive1994/9/EG,betterknownasAtex95aim:minimumstandardsforequipment目標(biāo)：設(shè)備的最低標(biāo)準dutyofequipmentmanufacturer設(shè)備制造商的責(zé)任EU-directive1999/92/EG,betterknownasAtex137aim:safeworkingplace目標(biāo)：安全工作場所dutyofallemployers所有員工的責(zé)任July1st2003fornewinstallations從2003年1月1日新設(shè)備的安裝July1st2006foroldinstallations從2006年1月1日新設(shè)備的安裝Guidelinetodirective1999/92/EUEUlawreflectedinKraftSafetyProcedureKraftprocedureisrecommendedstandardforNon-EUplantsaswell8LegalBackground法規(guī)背景GB4208-1984外殼防護等級的分類GB5748-1985作業(yè)場所空氣中粉塵測定方法GB15577-2007粉塵防爆安全規(guī)程GBT15604-2008粉塵防爆術(shù)語GBJ58-1983爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范工業(yè)粉塵爆炸防護方法和技術(shù)粉塵防爆電氣設(shè)計及設(shè)備選擇問題FM要求9S&EManual–ProcedureS&E7-1(newSE42)

“ControlofDustExplosionRisk”Whydoesitcometodustexplosions?為什么發(fā)生粉塵爆炸

Thebadnews:壞消息Oncethe3elementsarepresentatthesametime,theexplosionhappens

上述三點同時發(fā)生，爆炸就發(fā)生了。Thegoodnews:好消息Ifoneofthe3iseliminated,thereisnoexplosionrisk只要三個中的一個被消除了，就不會爆炸

=>thisisourgreatchanceandopportunity這是我們很大的改善機會有效的點火源氧氣粉塵云通風(fēng)/混合粉塵+空氣粉塵濃度須在爆炸極限僅在受限空間，如密閉的房間，SILO，過濾器，研磨機等粉塵爆炸要素粉塵爆炸

火焰在粉塵云中傳播，引起壓力、溫度明顯躍升的現(xiàn)象一次爆炸與二次爆炸、多次爆炸

一次爆炸：也叫初始爆炸，由初始點火源引起的爆炸。

二次爆炸：第一次爆炸氣浪把沉積在設(shè)備或地面上的粉塵吹揚起來，在第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。二次爆炸時，粉塵濃度一般比一次爆炸時高得多，故二次爆炸威力比第一次要大得多。多次爆炸：隨著爆炸引起極大的震動，沉積在不同部位的粉塵揚起，形成多個粉塵云，從而產(chǎn)生連環(huán)爆炸！粉塵爆炸要素（1）氧氣

:一定的氧含量是粉塵燃燒的基礎(chǔ)。（2）點火源達到MIE(10-50mJ)，能使局部粉塵云的溫度發(fā)生突變形成火焰的高溫?zé)嵩础?/p>

點火源能量：

自燃、軸承過熱<100J；靜電<10mJ；摩擦火花<10J；火焰、熱表面<10,000J粉塵爆炸要素根據(jù)產(chǎn)生能量的方式的不同，點火源可分成七類：①明火焰

(動火、吸煙、氣焊割等)

②高溫物體

(過熱馬達、電烙鐵、白熾燈、汽車排氣管、煙囪火星、焊割作業(yè)金屬熔渣、暖氣片等過熱表面)③電氣火花

(接線盒、開關(guān)、控制箱漏電、短路、接觸不良、繼電器接點等)④撞擊與摩擦（使用鐵制工具、運輸工具撞刮、潤滑不良軸承、氧化劑撞擊)⑤絕熱壓縮

⑥光線照射與聚焦(雷閃電、光線聚焦)⑦化學(xué)反應(yīng)放(氧化燃燒、自燃)。⑧靜電放電（電暈放電、靜電積累、火花放電）粉塵爆炸要素（3）粉塵云粉塵必須處于懸浮狀態(tài)，即粉塵云狀態(tài)。這樣可以增加氣固接觸面積，加快反應(yīng)速度。最小濃度（MEC），低于MEC，粉塵粒子間距過大，火焰難以傳播。如玉米及淀粉:45g/m3、沙糖:19g/m3

14Whatcanwedotominimizethedustexplosionrisk?我們可以做什么降低粉塵爆炸風(fēng)險Eliminateoxygen?消除氧氣othergaslikeCO2,Nitrogen,…?–verycostlyinbigsilosathighdischarge/loadfrequency如CO2,氮氣？在大型SILO中成本很高，頻繁的加載和流出Eliminatepresenceofdustand/ordustcloud?消除粉塵或粉塵云goodidea,butasiloorpneumaticfeedingsystemalwayshasdustandrelatedclouds…?好辦法，但silo和啟動進料系統(tǒng)經(jīng)常有粉塵和相關(guān)的粉塵云Eliminateeffectiveignitionsources?消除有效的點火源alsogoodidea,butcanwebesure,thatthereisnoremainingrisk?同樣是一個好辦法，但我們能確保沒有剩余的風(fēng)險了嗎Livewithexplosionrisk,butminimizetheimpact?存在爆炸風(fēng)險，但把影響降到最低alsopossible(explosionventingorexplosionresistantdesign),butveryhighinvestment!同樣是可行的（泄爆和抗爆設(shè)計），但是非常貴的投資Lotsofopportunitiesanddoubts/systematicapproachneededtodealwiththematter需要很多機會和疑問/系統(tǒng)方法來處理

15粉塵爆炸風(fēng)險控制內(nèi)容粉塵爆炸風(fēng)險降低路徑/6步驟-針對每個設(shè)備首要工作確定區(qū)域級別確定觸發(fā)源風(fēng)險評估糾正措施/新的風(fēng)險評估文件化需嚴格按序執(zhí)行，缺一不可16粉塵爆炸風(fēng)險降低路徑6步驟17粉塵爆炸風(fēng)險降低路徑6步驟18Step1首要工作/確定所有的區(qū)域，并獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)1.列出所有可能產(chǎn)生和存在爆炸性粉塵的區(qū)域和設(shè)備2.從原材料供應(yīng)商那里獲取原材料的相關(guān)數(shù)據(jù)（MSDS+火災(zāi)爆炸相關(guān)的系數(shù)）例如：顆粒平均的大小（微米）燃燒級別最低爆炸極限(g/m3)最大爆炸壓力（bar)導(dǎo)致爆炸的最小觸發(fā)源的能量(mJ)沒有感應(yīng)系數(shù)的最小觸發(fā)源的能量(mJ)導(dǎo)致堆積灰塵爆炸的最小觸發(fā)源的溫度(°C)具有爆炸性粉塵濃度的粉塵的最小觸發(fā)源的溫度(°C)特殊的粉末抵抗系數(shù)――如像砂糖的“絕緣”材料

Pleasecheckalso:www.hvbg.de/bia/gestis-staub-ex3.獲取所有相關(guān)區(qū)域和設(shè)備的設(shè)計圖紙、說明書、布局圖等，和其他相關(guān)資料如：功率powerofengines(KW)攪拌器、喂料輥、旋轉(zhuǎn)閥的旋轉(zhuǎn)速度容器、粉罐、磨糖機的允許壓力19粉塵爆炸風(fēng)險降低流程6步驟20Step2:確定這些區(qū)域和設(shè)備存在爆炸性粉塵的級別1.確定爆炸性粉塵的存在：涉及到區(qū)域設(shè)備的分布圖、設(shè)計圖、說明書等。不管粉塵是否可見，通風(fēng)設(shè)備都可能導(dǎo)致粉塵云存在，這個需要考慮進去，設(shè)備故障也要也要考慮（如：泄漏、密封失靈）2.確定粉塵爆炸濃度是否已經(jīng)達到“最低爆炸極限”，參照MSDS的信息3.根據(jù)爆炸性粉塵存在級別來確定爆炸性粉塵濃度存在的可能性和頻次：Zone20

爆炸性的粉塵濃度經(jīng)常性的出現(xiàn)，并可能長時間的存在；>50%的作業(yè)時間Zone21

爆炸性的粉塵濃度有時會出現(xiàn)，但出現(xiàn)時間較短；<50%的作業(yè)時間Zone22

爆炸性的粉塵濃度在正常情況下不可能出現(xiàn)，只是會在異常情況下偶爾會短時間出現(xiàn)。(每年只出現(xiàn)很少的次數(shù)，每次只出現(xiàn)大約0.5小時)NoZone

爆炸性的粉塵濃度不存在21Step2:確定這些區(qū)域和設(shè)備存在爆炸性粉塵的級別摘自GB12476.3-200722Step2:確定這些區(qū)域和設(shè)備存在爆炸性粉塵的級別23Step2:確定這些區(qū)域和設(shè)備存在爆炸性粉塵的級別舉例24Step2:確定這些區(qū)域和設(shè)備存在爆炸性粉塵的級別舉例爆炸的最小粉塵量-直觀地一個爆炸性的粉塵云類似于一個非常大的霧，能見度小于2m，能清晰的看到腳印1mm厚的粉塵在通風(fēng)設(shè)備的工作下能填滿一個5m高的房間

26粉塵爆炸風(fēng)險降低路徑6步驟27Step3:確定和評估觸發(fā)源1.評估可能的觸發(fā)源：涉及到相關(guān)的設(shè)備的設(shè)計和說明，如step1-31）熱的表面–由外部原因?qū)е碌臒岜砻?）正在燃燒的煤氣，或者灼熱的瓦斯3）機械運動產(chǎn)生的火花(如，由于外部導(dǎo)體產(chǎn)生的火花)4）電氣設(shè)備5）異常的電流和電極6）靜電a)Corona放電b)毛刷的放電c)傳播刷放電d)圓錐形物體的放電e)電火花的產(chǎn)生7）雷電8）電磁場(9KHz到300GHz)9）電磁輻射(300GHz到3x10e6GHz)10）電離輻射2811）超聲波12）隔熱的壓縮機和震動擺動設(shè)備13）化學(xué)反應(yīng)和發(fā)光發(fā)熱的反映，以及自燃與食品工廠相關(guān)的主要有1,2,3,4,6-4,6-5,7，不存在5,8,9,10,11,12,13，這些更多的適用于化工廠，但也需要進行快速的確認2.評估可能的有效的觸發(fā)源，如step3-1;參照材料特性（最小觸發(fā)能源），如step1-1熱的表面，火焰和熱的燃氣當(dāng)溫度達到最小點火溫度的70%，就是有效觸發(fā)源機械電火花的產(chǎn)生主要由轉(zhuǎn)速、馬達功率決定

(>1m/s，>4kw是危險的)機械產(chǎn)生的靜電和電火花是非常危險的3.列出所有相關(guān)的可能的觸發(fā)源Step3:確定和評估觸發(fā)源29粉塵爆炸風(fēng)險降低路徑6步驟30被定為zone20/21/22的區(qū)域(根據(jù)step2-3),并判斷至少存在一個有效點火源（根據(jù)step3-3），可能導(dǎo)致爆炸，需對爆炸的可能性和帶來的影響進行評估推薦使用蘇黎世風(fēng)險矩陣.根據(jù)政策、愿景及法規(guī)要求，將區(qū)域定義為：可接受的風(fēng)險（綠色）不可接受的風(fēng)險（紅色）可能性是指:爆炸性粉塵云出現(xiàn)的可能性x同時出現(xiàn)有效點火源的可能性Step4:風(fēng)險評估/Zurich風(fēng)險矩陣31粉塵爆炸風(fēng)險降低路徑6步驟32二者擇其一，或者混合選擇預(yù)防性的通過措施消除爆炸性粉塵（從step2變?yōu)榫G色）通過措施消除存在爆炸性粉塵區(qū)域的點火源（從step3變?yōu)榫G色）通過措施減少爆炸性粉塵的出現(xiàn)，或者減少有效點火源的出現(xiàn)，以將爆炸的可能性降低至可接受的水平（從step4變?yōu)榫G色）保護性的采取措施減少爆炸帶來的影響；減少可能的損失和商業(yè)中斷，避免大的人員傷害（從step4變?yōu)榫G色）Step5:對評估出來的“不可接受的風(fēng)險”制定糾正措施33對step4中評估出來的“不可接受的風(fēng)險”必須制定對應(yīng)的糾正措施，并付諸于實施，進行有效評估。非歐洲國家的工廠必須遵守當(dāng)?shù)胤煞ㄒ?guī)（如電氣設(shè)備的IP等級）。預(yù)防措施避免或減少爆炸性粉塵，或者減少爆炸性粉塵的濃度，以低于最低爆炸極限。保證日常的清潔，清除粉塵

設(shè)備日常的檢查，減少潛在的故障（泄露、破損等）設(shè)備合理的設(shè)計（密封的系統(tǒng)，沒有粉塵泄露到外面，砂糖筒倉直徑<1.6m）合理的吸入方式攪拌器的填充率，螺旋推進器的填充率應(yīng)該>70%消除存在爆炸性粉塵區(qū)域的觸發(fā)源，或?qū)⒂|發(fā)可能性降到盡可能的小在高風(fēng)險區(qū)域使用導(dǎo)電鞋(如果最小點火能量<10mJ)熱加工作業(yè)程序和許可證制度（在zone20,21區(qū)域不能進行熱加工作業(yè)）Step5:對評估出來的“不可接受的風(fēng)險”制定糾正措施34經(jīng)常性的設(shè)備檢查和預(yù)防性維護對員工、訪客和供應(yīng)商的指導(dǎo)和培訓(xùn)所有金屬設(shè)備、裝置外殼、金屬管道、支架、構(gòu)件、部件等應(yīng)采用防靜電直接接地，每年至少一次的設(shè)備接地有效性檢查直接用于盛裝起電粉末的器具、輸送粉末的管道(帶)等，應(yīng)采用金屬或防靜電材料制成所有金屬管道連接處(如法蘭)，應(yīng)進行跨接（GB15577-2007）溫度控制和持續(xù)的監(jiān)視-可能的話設(shè)置自動報警金屬探測磁鐵(氣動裝置通常無效，不建議使用-氣動分離器

)火花濾網(wǎng)，過濾器、篩網(wǎng)（防止異物進入）滑動控制（不宜使用皮帶傳動；如果使用皮帶傳動，應(yīng)安裝速差傳感器和自動防滑保護裝置；當(dāng)發(fā)生滑動摩擦?xí)r，保護裝置應(yīng)能確保自動停機）過載保護使用帶保護的，和有資質(zhì)的電氣設(shè)備(zone20,21=IP64以上,zone22IP54以上)在抽風(fēng)系統(tǒng)的真空泵前安裝過濾器（集塵器/袋若破損，異物會進入抽風(fēng)系統(tǒng)）筒倉設(shè)計：直徑<1.6m，以避免錐形放電（砂糖）壓縮機后安裝空氣冷卻裝置（

溫度不超過80°C）Step5:對評估出來的“不可接受的風(fēng)險”制定糾正措施35保護措施如果所采取的預(yù)防措施不能將粉塵爆炸的風(fēng)險降到可接受的程度，需要采取保護措施，當(dāng)有效點火源因工藝特性不可避免（砂糖筒倉>1.6m，或其他高風(fēng)險的設(shè)備，如磨糖機

）。或者不能有效控制粉塵爆炸所帶來的影響。請根據(jù)當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)要求，制定其他的相關(guān)措施，如：泄爆口和隔爆閥爆炸抑制和隔離（爆炸時加入惰性氣體隔離等）防爆、抗爆設(shè)計消防系統(tǒng)（與其他措施結(jié)合使用）依據(jù)地方法規(guī)，保護措施有可能是法規(guī)要求（不管分區(qū)、點火源如何）Step5:對評估出來的“不可接受的風(fēng)險”制定糾正措施保護措施舉例37粉塵爆炸風(fēng)險降低路徑6步驟38根據(jù)6個步驟對所有設(shè)備/區(qū)域作出的結(jié)論都需要被記錄。如果設(shè)備/區(qū)域被識別為nozone（不屬于粉塵爆炸區(qū)），也需要文件化。地方要求（如，歐洲對防爆的要求）必須執(zhí)行。一些地區(qū)和國家要求廠長簽署責(zé)任書。Step6：文件39爆炸保護的文件-主要包含的內(nèi)容:工作區(qū)域描述工藝描述材料/材料特性描述風(fēng)險評估結(jié)果采取的爆炸保護措施技術(shù)上的預(yù)防措施：避免和消除爆炸性粉塵緩解措施：設(shè)備的防護（泄爆、抗爆設(shè)計）組織上的操作指導(dǎo)確保人員能力經(jīng)常性的培訓(xùn)工作許可PPE危險區(qū)域設(shè)置標(biāo)示維護/檢查計劃移動設(shè)備操作規(guī)定Implementation,Coordination,Responsibilities(Name)簡單的表格40ATEXDOCUMENTATION-EXPLOSIONPROTECTIONDOCUMENT-SHORTFORMReferencetoKFsafetyStandardS&E7-3andLocalprocedure…..

BasicInformation

Equipment/Area:

Purpose/Processdescription

DustSource

RelevantMaterialDataDataDescription

MinIgnitionEnergy(MJ)

LowerExplosionLimit(g/m3)

MedianParticleSize(micron)

MinIgnitionTemperature(C°)

CurrentSituation

ZoningZoneReason/Justification

Roomclosetoequipment

Room>1mawayfromequipment

Equipmentinside

x

y

z

Referencetoinspectionplan

Referencetocleaningplan

Otherremarks

IgnitionSources(onlyifzone20,21,22)effectiveexplanation

HotSurface

Flames/HotGases

MechanicallyGeneratedSparks

ElectricalApparatur

ElectricalCurrents

StaticElectricity(SparkDischarge)

StaticElectricity(ConicalPileDischarge)

StaticElectricity(BrushDischarge)

StaticElectricity(CoronaDischarge)

Other

Other

Remarks/Observations

RiskEvaluation(onlyifzone20,21,22andatleast1ignitionsourceeffective)

Probability/Likelyhood/Frequency

(1)>monthly,(2)>annualy,(3)>every10years,(4)lessthan10years

Impact

(1)smallinjury,(2)losttimeaccident,(3)catastrophic/fatality

AcceptableRiskyes/noExplanation

ProposedSituation

CorrectiveActionPlan(onlyifRiskevaluated"notacceptable")

Action

Resp

Proposedcompletationdate

IntermediateActiontillcompletation

ImpactofCorrectiveAction

Zoning

IgnitionSource

RiskEvaluation

RiskAssessmentDate:…………………..RiskAssessmentteam/Sign:………………………….41總結(jié)-粉塵爆炸風(fēng)險控制沒有一種措施是可以解決所有風(fēng)險的6步驟方法適用于所有區(qū)域和設(shè)備一些推薦的措施：內(nèi)務(wù)清潔-沒有可見的粉塵云設(shè)備接地不存在熱表面、熱加工作業(yè)空壓機出口需安裝空氣冷卻器、滅?。ɑ蛘呋鸹ǎ┭b置根據(jù)分區(qū)選擇不同的電氣設(shè)備等級轉(zhuǎn)速<1m/s如果砂糖筒倉較大，設(shè)置泄爆口購買沒有異物的原材料/不定期驗證供應(yīng)商42材料特性數(shù)據(jù)表43FlowSheet-Zoning44可能點火源的評估EXAMPLE45風(fēng)險評估46蘇黎世風(fēng)險矩陣12,3456EXAMPLE12,345647對紅色部分采取的糾正行動EXAMPLE48NewRiskmatrix123,4,5,649舉例-對操作人員及維修人員的培訓(xùn)關(guān)于爆炸風(fēng)險的意識相關(guān)的知識

分區(qū)/粉塵云火源預(yù)防措施避免粉塵云避免有效點火源保護措施泄爆、抑爆、隔離抗爆設(shè)計需要遵守的工作指導(dǎo)維修和檢查計劃被標(biāo)示的區(qū)域-特殊工作要求50在卸糖前需確認:所有設(shè)備都正常連接了接地線壓力管有火花熄滅裝置壓縮空氣的溫度<80°C在原料中無異物壓力管和產(chǎn)品管連接正確是否有其他異常？在卸糖過程中需確認是否有異常：聲音溫度泄露異常震動萬一有問題-立即停止，通知工廠的粉塵防爆代表

舉例-從卡車中卸糖的工作指導(dǎo)51根據(jù)預(yù)期粉塵釋放的風(fēng)險確定檢查頻率（最少每班一次）特別關(guān)注“隱藏”區(qū)域（電氣馬達散熱器、控制柜等）立即清除可見的粉塵避免在清潔時形成粉塵云干清潔/吸塵濕清潔發(fā)現(xiàn)任何不正常的粉塵，匯報給粉塵防爆代表

舉例-清潔粉塵區(qū)域的工作指導(dǎo)52

舉例-zone20,21,22區(qū)域的工作指導(dǎo)Zone20:無工作許可如果需要在此區(qū)域清潔或維修，需確保此區(qū)域暫時性地沒有任何粉塵-在進入此區(qū)域前需要清除所有粉塵在進入該區(qū)域前吸走或洗掉所有殘留的粉塵Zone21,22:工作需要許可使用保護的工作不能進行熱加工作業(yè)，不允許進行任何產(chǎn)生