摘要：某饲料企业在生产过程中使用了液体和可燃粉体两类物料，为研究此生产工艺流程中可燃气体和粉尘爆炸的风险及其防护，本文通过收集及分析该两类物料的可燃性气体及粉尘的爆炸特性参数，并根据其释放情况进行了爆炸性环境场所分类，最终实现对此生产工艺流程的风险评估，给出具体的防护建议。
关键词：气体爆炸；粉尘爆炸；爆炸性环境；场所分类；风险分级；防护措施
0 引言
2023 年 9 月 14 日，位于上海市临港新片区的上海汉邦联航激光科技有限公司发生一起中效净化箱较大爆炸事故，导致 3 人死亡、1 人重伤。该事故调查报告中提到事故暴露的问题：“对新工艺新材料安全风险辨识不足”以及“对事故车间主管、作业人员未开展安全教育培训，未掌握岗位操作规范及粉尘爆炸防控措施，员工对岗位风险认识不足……”。
2024 年 1 月 20 日 3 时 38 分，江苏省常州市武进区南夏墅街道的常州燊荣金属科技有限公司生产车间发生粉尘爆炸，共造成 8 人死亡、8 人轻伤。
由此可以看出，对生产过程中涉及的可燃气体、可燃粉尘的危害识别和风险评估至关重要。
1 生产工艺概述
1.1 半成品制备
某饲料企业半成品制备是指饲料生产过程中需要制备半成品的中间物料。其生产过程主要包括“原料从储罐中泵送至‘反应罐 RM1301’中反应 ；反应过程注意使用夹套冷冻水对半成品降温，使半成品温度控制在室温 26 ℃以下 ；反应完的半成品输送到‘中间储罐 FM1304’中”。
1.2 产品生产
半成品在生产之后会被加入不同的液体物料（FM1002、PM1001、PM1002）和粉体物料（FM1101、FM1201）。通过将物料进行合理配料实现再次地反应（RM1101、RM1201）；随后将生产出的物料输送至暂存罐（FM1102/3、FM1202/3）中静置，静置后的物料泵送至 DM1201A/B 罐中 ；再通过计量泵（PM1003）加入香味物料最终得到成品。
2 饲料生产过程爆炸风险与防护措施分析
2.1 物料及其设备
该饲料生产工艺流程涉及多种饲料产品，主要包括固体线和液体线产品。根据风险分析的需要，该饲料生产企业提供了液体线液体物料（以下简称“液料”）的理化数据。
其中，液料 A 含有氨，氨的 AIT 值（即自动点火温度，英文是 Auto-Ignition Temperature，简称“AIT”）为651 ℃；
液料 B 的闪点为 39 ℃，AIT 为 463 ℃；
液料 C 的闪点为 58 ℃～ 65 ℃，AIT 为 500 ℃；
液料 D 的闪点为 50.5 ℃，AIT 为 485 ℃；
液料 E 的闪点为 120 ℃；
液料 F 的闪点为 170 ℃；
成品的闪点为 >93 ℃。该液体生产线同时含有粉尘物料。某企业对该生产工艺流程中的 3 种可燃粉尘，通过委托测试，针对性地测试了粉尘爆炸特性参数。
粉料 A 的 MIE 值（即“最小点火能”，Minimum Ignition Energy, 简称“MIE”）为 10 mJ<MIE<30 mJ；粉尘云 MIT 值 ( 即最低点火温度，Minimum Ignition Temperature， 简称“MIT”)MIT ≥ 360 ℃；比电 阻ρ=（5±0.8）×1 012 Ωm。
粉料 B 的 MIE 值为 100 mJ<MIE<300 mJ；粉尘云 MIT值为 MIT ≥ 510 ℃ ；比电阻 ρ=（2.4±0.3）×1 012 Ωm。
粉料 B 的 MIE 值 为 10 mJ<MIE<30 mJ ；粉尘云MIT 值为 MIT ≥ 410 ℃。
2.2 防爆区域划分
防爆区域划分是气体及粉尘爆炸防护研究的前置条件[3]。根据 GB 50058—2014《爆炸危险环境电力装置设计规范》（以下简称《规范》）第 3.2.1 条规定：“爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间分为 0 区、1 区、2 区。”
对闪点不高于 60 ℃的物料进行气体防爆区域划分，如表 1 所示。
《规范》第 4.2.2 条规定 ：“爆炸危险区域应根据爆炸性粉尘环境出现的频繁程度和持续时间分为 20 区、21区、22 区。”
该生产工艺流程中粉料 A、粉料 B 和粉料 C 涉及的工艺设备的粉尘防爆区域划分结果如表 2 所示。
2.3 防爆电气设备
根据 GB/T 3836.15—2017《爆炸性环境 第 15部分：电气装置的设计、选型和安装》第 4 总则以及第 5 设备选型（不包括电缆和导管）的要求，气体及粉尘防爆电气设备选型如下 ：
对于气体而言，根据上述分析可选择 IIA T1 Ga 和 IIA T1 Gc。
对于粉尘而言，根据上述分析可选择 IIIB T3 Da 和 IIIB T3 Dc。
2.4 气体及粉尘爆炸工艺风险评估
风险评估的方法有多种，本文选取“LS 风险矩阵分级法”分析评估该生产工艺流程中的可燃气体、液体及粉尘操作过程中的燃爆风险。
燃爆风险的严重性划分为 5个等级，其划分依据如表 3；
其可能性划分为 5 个等级，其划分依据如表 4；
对燃爆风险确定了“可能性和严重性”后，根据图1 所示风险矩阵再进行风险分级。
1）深红色区域表示风险很高，接受程度为“不可接受”，需立即采取临时管理及工程措施。及时（如一到两个星期）评估并采取合适的管理及工程措施。
2）红色区域表示风险高，不可接受，需及时（如一个月）评估采取合适的管理及工程措施。
3）橙色区域表示风险较大，有条件接受，应采取合适的管理和人员防护措施。
4）黄色区域表示风险一般，基本接受，可采取合适的管理或人员防护措施。
5）绿色区域表示风险低，可接受，无需采取措施。
对于该生产工艺流程中涉及的可燃气体、液体和粉尘，本文分析点燃源主要有 5 类，分别是热表面、火焰和热气体（包括颗粒）、机械产生的火花、电气设备和静电。
气体及粉尘爆炸风险分析如表 6所示（仅列 I、II、III级）。
从该饲料加工工艺的初步风险分析可看出，存在0区及 20 区的设备，如投料站及附属袋滤器、下料管、混合釜内部区域及液料卸车区域存在不可接受的 I、II 级风险，需重点关注。
3 结论
系统地识别并分析饲料加工生产工艺中的风险，对于风险管控至关重要。该工艺的气体及粉尘爆炸防护措施如下：
1）饲料加工工艺中涉及多种液料和 3 种粉料。对于液料中的氨气和液料 B 而言，氨的闪点为 17℃、液料B 的闪点为 39℃。对于处理这两种物质的设备需做好防爆设计、选型、安装和使用。粉料 A 和粉料 C 的 MIE值较低，处于 10 mJ ～ 30 mJ，对此，需关注粉料自身形成的锥型放电和操作人员的静电释放。
总体而言，处理气体和粉尘的设备与车间其他设备大多数是分开的。除了粉料和液料 B 会混合，成品反应釜内的液位及温度仪表等电气设备需选择气粉双防爆之外，其余电气设备可单独选择气体或粉尘防爆型号。
2）该生产工艺流程中涉及多种不同的工艺设备。对于0、1、2 区或 20、21、22 区内的电气设备在正确选型安装后，日常使用还需做好检查维护工作，确保设备性能完好。
对于粉尘防爆，粉料投料站需定期检查维护除铁器和格栅，企业需确认粉料的粒径、料仓直径及投料量数据，评估料仓的本质安全性。同时做好设备和管道的接地与跨接工作，定期检测并记录。
对于气体防爆，半成品反应车间应设置可燃气体检测报警及通风设施 ；成品反应釜车间内部应安装水喷雾，避免气粉混合爆炸风险发生。
3）企业应落实相关的安全管理制度。根据工艺风险情况落实各项安全防护对策。制定完善的安全操作规程，规范投料站、卸车位及其他相关岗位的安全操作要求。及时更新设备检维修制度。对于静电接地跨接、防爆电气设备、通风除尘设备等做好维护保养和记录工作。企业应提供符合防爆区工作的劳动防护用品，比如导静电工作服和安全鞋。
4）“人”是企业安全生产中不可或缺的一环。
企业应将工艺中存在的各项风险告知相关作业人员且对其培训，使之熟悉风险，提升安全操作技能。同时，定期安排人员进行气体及粉尘爆炸事故的应急演练并保留演练记录。
对于在防爆区内的动火和检维修作业，应监督并观察作业人员的工具使用情况及作业人员的安全作业行为。综上，只有做好了物料、设备、管理和人员的有机运行，整个企业的生产安全机制才能有效发挥，实现安全平稳地发展。
作者：校康明 贺小双 袁凡雨
