提升机的燃爆风险评估

文摘   2024-10-31 12:12   新加坡  

提升机在输送燃料替代燃料时存在较高的爆炸风险,主要是由于其容易产生不同来源的点火源。因此,正确进行提升机的爆炸风险评估十分重要,目的是降低爆炸发生的概率,并在爆炸发生时减少其影响,以避免设备损坏和人员伤亡。
在国际上,有多个标准可用于进行正确的风险评估,其中主要包括:
- 欧洲技术报告CEN/TR-16829:该报告专门讨论提升机的火灾与爆炸预防和防护措施,基于多项研究成果。
- 德国标准VDI-2263,第8部分:2008年发布的《粉尘燃烧与爆炸,危险评估与防护措施》为依据欧洲指令2014/34/EU和1999/92/EC的提升机防护指南,适用于制造商和最终用户。
- 美国标准NFPA 61:农业和食品加工设施的防火防爆标准,其中包含了提升机的专门防护措施章节。

图1 提升机爆炸示例(来源:https://siouxcityjournal.com)
爆炸风险评估
正确的爆炸风险评估至少应包括以下几点:
1. 爆炸风险区域分类
2. 有效点火源的评估
3. 爆炸发生的概率
4. 爆炸对设备和设施的影响
提升机潜在的爆炸区域分类
通常将提升机视为室内区域,因其运行速度较高,粉尘云在可燃浓度内连续生成的可能性较高。此外,粉尘层容易积聚在墙面并悬浮起来。
有效点火源
提升机自身可能产生的点火源包括:
1. 高温表面,原因如下:
 - 皮带与机壳摩擦(由于皮带偏移)
 - 皮带与皮带轮摩擦(若皮带张力不足)
 - 松动部件(料斗、皮带轮部件)与运动部件摩擦
- 轴承故障(轴承在多尘环境和高温条件下使用寿命较短,若不良轴承继续运行会产生热量)
图2 高温轴承表面(来源:https://bulkhandlingtoday.co.za)
2. 机械火花,原因如下:
- 料斗撞击机壳(由于皮带张力不足、皮带损坏、料斗脱落)或撞击提升机出口
- 皮带偏移
- 电气设备,原因如下:
- 设备错误安装或损坏
- 接地不当或缺少连续性
3. 静电放电,原因如下:
- 皮带与皮带轮之间的分离充电
- 料斗的感应充电
- 其他未接地部件的充电
4. 来自其他设备的点火源,例如相连设备中热粒子或爆炸传播至提升机的点火源,以及提升机外电气设备产生的点火源。
5. 外部点火源,例如维护过程中的焊接、切割(热作业)、设备附近吸烟或来自其他设备的火焰,这类点火源通过组织措施加以防范。
6. 被输送物料自身产生的点火源,例如因提升机内粉尘堆积自燃而导致的点火源。
推荐的预防和防护措施
由于提升机内几乎持续存在爆炸性气氛且多种点火源可能有效,提升机爆炸发生的概率较高,其后果对设施和人员而言可能是灾难性的。因此,在该设备中应采取爆炸预防和防护措施,具体包括:
  • 预防措施
1. 预防爆炸性气氛:
  - 在提升机头部和底部安装除尘系统
  - 定期清洁
2. 预防点火源:
  - 安装磁铁或栅栏,防止异物进入
  - 配备皮带偏移检测器
  - 控制底部电机轴的转动
  - 在物料卸料点安装卡料检测器
  - 轴承温度检测
  - 正确接地和等电位连接,当物料的最低点火能量(EMI)低于10 mJ时,使用防静电材料制成的皮带
  • 防护措施
 - 在底部、顶部和提升机侧安装爆炸泄压板,按照公认的标准或指南(如CEN/TR 16829)进行配置
 - 若设备位于室内,采用无火焰泄爆装置
 - 爆炸抑制系统
  •  爆炸隔离措施
 - 回转锁风阀(符合ATEX指令2014/34/EU或NFPA 61)用于隔离系统,安装在喂料入口和出口
 - 化学隔离系统(化学屏障),安装在喂料入口和出口
 - 通过止回阀在收尘管线上进行机械隔离
注意:提升机的防护系统实施应遵循公认的标准或指南(如技术报告CEN/TR 16829、VDI 2263或NFPA 61)。

图3 提升机防爆措施(来源: https://atex.center/)

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