在谷物加工设施中进行粉尘危害分析

对于饲料加工和谷物加工设施经理来说，2022年1月1日是完成一项计划的最后期限粉尘危害分析(DHA)根据国家消防协会标准61的第7章对现有设施进行农业和食品加工设施火灾和粉尘爆炸的预防。

NFPA 61和其他相关的NFPA标准详细说明了在处理、加工和储存散装谷物(如玉米、小麦、燕麦、大麦、葵花籽和大豆)及其副产品以及其他与农业相关的可燃性粉尘的设施中，保护人员、工艺和财产免受火灾和粉尘爆炸危害的基本策略和程序。所有处理和产生可燃粉尘的新工艺和设施现在都需要执行DHA。

如何评价粉尘防爆性能

NFPA 61(2020)附录F提供了一个全面的清单，作为生成DHA的蓝图。该检查清单包括对工艺设备的粉尘防爆评估，这些设备通常存在风险，如斗式提升机、输送机、磨床、筒仓和喷雾干燥和除尘系统。

认识到不合规的风险以及潜在的责任，粮食和食品加工商已经完成了他们规定的DHA，并正在努力确定下一步是什么，以遵守NFPA 61作为其当地司法安全要求的组成部分。

这包括与工艺设备的防爆有关的决策，这可能代表着需要仔细考虑的相当大的财务投资。

制定行动计划以识别粉尘危害

在准备DHA文档之后，工作还没有完成。DHA团队必须针对已识别的危险制定行动计划，并准备一份优先行动项目清单，其中包括具体任务、分配的各方、目标时间框架和所需的资源。

这既是减少危险的路线图，也是为管理风险作出合理努力的工作文件。针对可燃性粉尘危害管理缺陷的建议必须记录在案，并以具有管辖权的当局可接受的方式及时处理。

“DHA只是使设施和流程符合相关NFPA标准的起点，”位于俄克拉荷马州塔尔萨的销售经理克莱夫·尼克松说压力安全管理是一家生产各种粉尘防爆技术的制造商。

“下一步是实施。在这样做之前，业主/运营商应该考虑一些关键问题。”

尼克松建议设施的所有者和经营者问这些问题:

• DHA是否由对工厂及其工艺设备有可靠经验的个人或团队完成，并了解相关NFPA标准的应用?

• DHA中是否有缺失或不完整的区域?

• 设施或流程是否有任何相关变化，值得更新DHA?

• DHA的所有组成部分都有明确的具体行动项目吗?还是需要澄清?

• 我们是否知道如何执行DHA所产生的行动项目?

• 为了达到合规性，我们有哪些保护选择?

向专家咨询你的DHA计划

Nixon建议，如果有任何遗漏或不清楚的地方，请安全专家审查或更新DHA，因为如果设施中发生可燃粉尘爆炸，不充分遵守和保护的风险和潜在责任可能是非常昂贵的。

“有一系列解决方案可以提供具有成本效益的可燃性粉尘危害保护，但每个设施的选择将根据其具体需求而有所不同。技术选择不仅应考虑粉尘危害的性质及其特征等因素，还应考虑设备位置、强度、操作压力、温度和工艺互连。”Nixon说。

“业主和运营商最好与专业供应商合作，为特定应用提供完整的安全解决方案。他们应该意识到，供应商只有一种特定的解决方案，他们的建议可能会有偏见。”

根据尼克松的说法，在粮食和食品加工设施中，主要的防爆选择广泛包括爆炸排气、爆炸抑制和爆炸隔离。

防爆通风

排气是最广泛采用的保护机制，因为它通常提供了一个方便和经济的解决方案。虽然它通常被认为是一种随用随弃的解决方案，但它确实需要根据NFPA 68进行定期检查。对于位于外墙外或靠近外墙的设备来说，这通常是最实用的解决方案，因为这些设备有一条清晰的路径可以将粉尘爆炸火球投射到一个安全的区域，在那里它不会危及人员或损坏设备或附近的结构。

在粉尘爆炸的早期阶段，泄爆口在预定的爆炸压力下迅速打开。这使得快速膨胀的燃烧气体和粉尘/空气混合物逸出到大气中，并将设备内产生的压力限制在计算的安全极限。如果工艺外壳足够坚固，大多数农业粉尘材料在几分之一秒内就会产生超过100 psi的压力。

例如，防爆板可以应用于位于室外的斗式升降机，或靠近外墙的地方，在那里，粉尘爆炸可以通过短通风管道安全地排到室外。这些通风口安装在腿部套管和电梯头上，并迅速打开，以缓解快速燃烧的粉尘的爆炸压力，称为爆燃。

对于通风解决方案，通风口的大小和设备的强度是一个重要的考虑因素。处理生谷物的斗式提升机的通风口尺寸由NPFA 61规定。

对于加工过的粮食，NFPA 61遵循NFPA 68，其中设备所需的强度由材料爆炸指数(Kst值)决定。生粒和加工粒的排气孔面积计算依据不一样，两种形态物料的排气孔数量和位置一般不同。

在选择这种保护方法时，泄爆火焰球的路径和通风板的可及性是重要的考虑因素。这些都包括在NFPA 61 - 2020第9.3.14节和NFPA 68 - 2018第8.8节中。

Flamefree™通风口

根据尼克松的说法，有一些应用，比如斗式提升机或其他食品加工设备的启动装置在建筑物内或低于地面。由于火焰和压力会释放到密闭空间，这就给防爆排气带来了挑战，需要不同的保护方法，如无火排气和抑制。

当设备位于室内或有人员或可燃物质存在时，传统的通风口会释放火球，可被无火焰通风口取代。

这些通风口旨在扩散压力波，并消除通常由通风口爆炸所投射的火焰。对于谷物、饲料和食品工业以外的应用，应考虑到在建筑物内激活这些设备时产生的潜在有毒副产品。

对于所有应用，应在无火焰通风口周围建立安全区，该通风口在释放爆燃时将短时间释放热气体。此外，在评估这种保护方法时，必须考虑受保护设备所在房间的大小。这是为了避免在泄放爆燃膨胀气体时给小房间加压。

无火焰通风口包括一个安装在外壳前面的传统通风口，该外壳包含一个不锈钢网，可以提取爆燃的热量，同时允许爆炸性膨胀的气体安全排放。这种网状物阻止火焰前方，至少部分地过滤灰尘和烟灰的释放。不锈钢网代表了对流动的限制，并通过分配排气效率来确保选择正确的排气尺寸，从而考虑到这一点。

该网格被配置为部分吸收膨胀气体的压力波，并在不同程度上捕获灰尘和煤烟颗粒，这决定了无焰排气装置的“排气效率”。排气效率通常在50%到95%之间，这意味着对于相同的应用，无火排气面积计算将比传统排气面积更大。在这一点上需要非常小心，无论何时考虑用无火通风口替换传统通风口。

在选择无火通风口用于斗式提升机保护等应用时，要考虑其重量和排气效率。相关规范为NFPA 61 - 2020第9.3.14节和NFPA 68 - 2018第8.8节。

爆炸抑制

爆炸抑制系统设计用于在产生破坏性压力之前抑制爆燃的初始阶段。这与爆炸排气相反，爆炸排气允许爆燃继续完成，同时将设备暴露在燃烧温度下。

爆炸抑制设备被设计成在毫秒内对压力或火焰探测器监测过程产生的信号作出反应。这导致爆炸抑制器迅速放电火焰淬火剂，如碳酸氢钠，进入受保护的设备体积。这有效地阻止了爆炸，并降低了爆炸压力，这对受保护设备是安全的。

尼克松说:“我们可以把抑爆想象成一个自动触发的灭火器，但速度是它的1000倍左右。”

抑制系统是可取的，因为清理和改装的速度可以快速恢复生产。使用排气或无焰排气，爆炸在工艺设备中完全发生，需要清理，减轻与火灾相关的损害，以及需要时间才能使工艺恢复运行的其他后果。

双腿斗式提升机常采用保护抑制方法，用于粮食搬运。保护包括电梯机头和开机段的爆炸探测和抑制，以及支腿外壳、进、出料点和除尘点的隔爆。

抑制单腿斗式提升机在粮食应用中也是实用的，尽管在启动器和头部之间开放的内部体积将需要额外的灭火剂注入点。最重要的是，无论是应用于双腿斗式提升机还是单腿斗式提升机，建议抑制系统包含爆炸隔离，以防止爆炸传播到连接的设备体积，如筒仓。

爆炸隔离

爆炸隔离是任何防爆策略的重要组成部分。粉尘爆炸的传播可能会在连接的设备中导致次要事件，这些事件可能比初始事件更具破坏性。所有工艺连接处都应考虑隔离，如进口管道、排放管道和粉尘提取点。

虽然隔爆是抑爆系统的一个组成部分，但它并不是泄爆系统的固有特征。当选择防爆通风口进行防爆保护时，必须考虑采用化学或机械隔离手段，以防止爆炸通过进口管道、出口管道、输送机和粉尘提取点传播到互连的工艺体积。有关合规解决方案，请参阅NFPA 69，并参阅NFPA 61-2020节9.7.4。

虽然对粮食加工设施来说，考虑对工艺系统应用部分保护是很诱人的，但必须小心管理来自和连接设备的风险。一块未受保护的设备可能是设施保护计划的致命弱点。

对于谷物和食品加工商来说，考虑到风险区域、保护方法、相关NFPA代码、其他司法管辖要求以及加工材料的类型，在选择粉尘爆炸预防、保护和缓解设备时，除了DHA之外，还涉及许多关键决策。

但是，仔细注意处理设备中的粉尘爆炸缓解和隔离，可以确保对设施人员和基础设施的保护。这也将限制可预防的生产和业务中断的可能性。

欲了解更多信息，请发电子邮件(电子邮件保护)或访问bsbsystems.com．