港口清扫器(散粮码头粉尘防爆方法与技术)

Posted 2023-06-01

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港口清扫器(散粮码头粉尘防爆方法与技术)

摘要：散粮在装船、卸船、进出仓等港口作业过程中，会产生粉尘；散粮粉尘具有爆炸特性；不同的散粮所产生的粉尘，其爆炸条件不同。

1、散粮粉尘的产生与分类

散粮在运输过程中会产生一定的粉尘。粉尘有两类，一类是原粮中的夹杂性粉尘，另一类是运输过程中的再生性粉尘。散粮粉尘中含有机性粉尘，也有无机性粉尘。粉尘有悬浮和积尘两种存在状况。

散粮的可燃性粉尘云的形成有两种方式：一种是尘化作用形成的。原粮通常含有一定量的粉尘在运输、称重、清理、装卸过程中由于粮流的运动、空气的诱导作用及气流与粉尘的剪切压缩作用，粮流中的部分粉尘被尘化而悬浮于空气中形成粉尘云；另一种形成方式是积尘的转化，积尘主要来源于：

a) 悬浮状粉尘云在重力作用下慢慢地降落在地面、墙面、设备、管道的内外表面；

b) 粉尘从密封不良的设备缝隙处泄漏，降落于地面、设备上；

c) 设备、管道内因设计不合理或管理不善而造成风量不足，粉尘沉积于设备、管道内；

d) 设备、管道内表面粗糙、结构不合理造成通风死角等处滞留形成的积尘：

e) 皮带输送机等输送设备洒落的粉尘物料进出口；

f) 因粉尘的吸附、粘连作用，沉积在设备、管道内外表面的粉尘；

g) 除尘器的滤袋或滤筒、集灰箱集结的积尘：

h) 斗式提升机底座因故障造成的积尘；

i) 中转仓底、内壁的积尘。

2、散粮粉尘的爆炸性

2.1 粉尘爆炸的五要素

粉尘在具备如下五要素时就能爆炸：

a) 存在悬浮状的可燃性粉尘；

b) 具有足够助燃剂一氧气；

c) 有足够能量的点火源；

d）粉尘呈分散状态（粉尘云）

e ) 相对密闭空间。

2.2 粉尘爆炸与其它气体爆炸的区别

a) 燃烧速度和爆炸压力比气体爆炸小，燃烧时间长，产生的能量大，其破坏力也大，产生的能量有时为气体爆炸时的几倍，温度可上升到2000℃～3000℃；

b) 粉尘爆炸首先是爆炸压力先行；

c) 爆炸时，由于粉尘粒子在燃烧中飞散，可燃物局部产生严重碳化，能烧伤人体；

d) 爆炸使周围的粉尘飘起，会引起二次、三次爆炸，破坏力更大；

e) 比起气体爆炸来，容易产生不完全的燃烧，因此，碳没烧光，燃烧后的气体中，一氧化碳存在较多，有中毒的危险。

3、粉尘爆炸特性

3.1 爆炸极限

粉尘与空气的混合物只有在爆炸上限和下限之间一定的浓度范围内，才具有爆炸性。

3.2 氧气爆炸浓度

当空气中的氧气浓度减少时．粉尘的爆炸极限浓度向高端移动，而爆炸上限浓度向低端移动。多数粉尘的氧气爆炸浓度在10～15％的范围内。

3.3 最小点火能量

它是最易点燃的混合物在20次连续试验时，刚好不能点燃时的能量。

3.4 着火温度

粉尘的最低着火温度取决于粉尘粒度、挥发组分的含量、周围气体的氧含量等。

3.5 爆炸压力和压力上升速度

可燃性粉尘爆炸时出现的最大爆炸特性值就是最大爆炸压力和最大压力上升速度。

4、爆炸性环境

4.1 主要设备设施

散粮码头爆炸性环境主要包括：卸船机、斗式提升机、刮板机、皮带输送机、计量称、初清筛、除尘器、筒仓或房仓、工作塔。

4.2 斗式提升机

斗式提升机在散粮输送设备中是最容易发生粉尘爆炸的设备之一，其粉尘浓度很多情况下达到或超过粉尘爆炸浓度的下限。此时，若出现点火源，就会发生局部第一次的粉尘爆炸。由于斗提机长时间的运转，斗提机内积尘，会在第一次粉尘爆炸波的冲击下抛起成为悬浮粉尘云，从而成为二次粉尘爆炸的尘源，二次爆炸带来更大的危害。

4.3 埋刮板输送机

当散粮粉尘浓度较高时，即使在正常操作的条件下，在埋刮板输送机里也是极易形成爆炸性粉尘混合物或积尘，刮板机的点火源可以来白热表面，或夹杂物进入运动、换向位置等，埋刮板输送机一般反向地传播爆炸．可能造成设备撕裂、火灾或者喷出粉尘造成二次爆炸。

4.4 皮带输送机

皮带输送机原则上不会出现粉尘爆炸事故，但由于维修、使用不当却极易形成点火源。如皮带输送机上的传动部件、张紧轮及轴承等，在运转过程中容易摩擦产生热量，造成火灾事故，而成为其它部位发生粉尘爆炸的导火索。

4.5 散粮溜管

对于散粮溜管，即使是正常作业时，爆炸性粉尘混合物也能出现。如果溜管内壁没有具有抗静电、阻燃的耐磨衬板，则在散粮摩擦或异物刮擦下，产生火花放电形成点火源。溜管可以传播粉尘爆炸，而引起撕裂、形成火灾或者喷出的粉尘导致二次爆炸。

4.6 计量秤

在秤区有可能出现爆炸性粉尘混合物，但在正常操作时，一般不会出现点火源，没有特殊情况不会引发粉尘爆炸。

4.7 初清筛

初清筛在前区域工艺设备粮流的冲击下，容易形成爆炸性粉尘云，由于粉尘的粘性及静电等作用形成了内壁积尘，在扰动气流的作用下，更易形成爆炸性粉气混合物，遇到来自于粮流中金属杂质与筛面等金属物的碰撞产生的火花及维修操作中的点火源造成粉尘爆炸。

4.8 除尘器

爆炸性粉尘混合物在除尘器里浓度很高，点火源可能来自明火、金属碰撞的火花、静电或者电阻的放电，粉体自燃或者随粉尘气流进入的火星等；火灾爆炸由此可能产生并通过管道传播，除尘器可能会爆炸，压力和火焰的传播随即会危机邻近的房间或与之连接的设备，爆炸时除尘器的内部除尘设施会引起火灾，属粉爆高发性设备。

4.9 筒仓及房仓

筒仓及房仓在进粮过程中可能出现全局性的爆炸粉尘云。另外在进粮过程中也可能出现点火源。万一爆炸在筒仓内发生，筒仓可能被炸裂，同时也可能导致车间里发生二次粉爆或着火。

4.10 工作塔

工作塔为多层建筑，按国标“粉尘防爆安全规程”要求，工作塔是框架敞开结构时，不会发生粉尘爆炸；是封闭建筑物结构时，具有粉尘爆炸的可能，应在作业时保持通风和积尘及时清理。如果封闭建（构）筑物与筒仓或主车间相连时，发生二次爆炸的可能性很高。

4.11 耐磨衬板的选择

在防爆环境中，比较重要的是耐磨衬板的选择问题。当前，市场什么价位的耐磨材料都有出售，给耐磨材料的选择带来了困难。有关专家在经过调查后，给出了耐磨材料的一些参数，见表1。

5、粉尘防爆方法与技术

5.1 建筑设计与设备布置

a) 有粉尘爆炸危险的建筑采用框架结构，墙体采用轻质材料；

b) 宜采用单层建筑；

c) 有粉尘爆炸危险的作业场所要预留足够的防火间距；

d) 人员集中的办公区域原理有爆炸危险的场所。

e) 把有粉尘爆炸危险的设备设置在建筑外，或靠墙布置，以便于泄爆。

f) 除尘器布置在建筑高处。

除尘器外置

5.2 防止出现点燃源

a) 防止机械火花与摩擦：跑偏、打滑、断链监控；安装除铁器；安装轴温监控等。

b) 防止静电积累与放电：设备跨接与接地、除尘器使用防静电滤袋。

c) 使用粉尘防爆型电气设备。

d) 防止自然。

e) 防止明火。

5.2 粉尘控制

a) 防止物料与粉尘泄露：及时维修出现物料泄露的设备、工艺设备的检查孔应密封。

b) 除尘系统的设计与维修：

近40%的粉尘爆炸事故是除尘系统引起的。除尘系统的设计应保证出力，防止粉尘在风管中沉淀；除尘系统须符合防爆标准的要求：如防静电滤袋、防爆电机、爆炸泄压、爆炸隔离等；

特备注意：除尘系统中，吸尘罩可以将作为火源的火花吸入。集尘灰斗部分是工作环境最为恶劣的地方，容易引发自然，也容易引起期货爆炸。

c) 清扫：

地面、设备、建筑的梁与支架、建筑内壁都应清扫。清扫过程、检修过程防止出现粉尘云。不使用压缩空气清扫；不使用产生火花的清扫工具。

d) 爆炸泄压：

应采用爆炸泄压的设备和建构筑物：有容积的设备：筒仓、料仓、除尘器等；输送设备：提升机、刮板机、封闭式皮带机等；产生粉尘的作业空间；管道。

e) 爆炸抑制：

早期探测、扑灭火焰、抑制爆炸。

f) 爆炸隔离：阻断爆炸传播

g) 抗爆设计：提高设备耐压能力

h) 多种保护方案并用：泄爆、隔爆、抑爆、抗爆相互组合。

6、粉尘防爆标准一览

国家标准：

GB 15577-2007 粉尘防爆安全规程

GB/T 15605-2008 粉尘爆炸泄压指南

GB 17269-2003 铝镁粉加工粉尘防爆安全规程

GB/T 17919-2008 粉尘爆炸危险场所用收尘器防爆导则

GB 17440-2008 粮食加工、储运系统粉尘防爆安全规程

GB 12476.1-2013 可燃性粉尘环境用电气设备第1部分：通用要求

GB 18245-2000 烟草加工系统粉尘防爆安全规程

安全生产行业标准：

AQ 4232-2013 塑料生产系统粉尘防爆规范

AQ 4228-2012 木材加工系统粉尘防爆安全规范

AQ 4229-2013 粮食立筒仓粉尘防爆安全规范

AQ 4230-2013 粮食平房仓粉尘防爆安全规范

AQ 4231-2013 散粮码头爆炸性粉尘环境施工及装卸设备维修安全规范

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