保护您的设施免受灾难

每一个饲料和谷物加工设施都可能发生毁灭性的爆炸，原因很简单，因为所有的元素都一直存在。这些条件包括以细粒度可燃粉尘形式存在的燃料;引燃源的范围可以从焊接火花到雷击;氧化剂，通常是空气中的氧气;造成压力积聚的限制;并将灰尘分散到气流中。当所有这些因素结合在一起时，你的公司就面临着将员工和流程置于危险之中的风险，更不用说在媒体和行业出版物上制造负面标题了。

在饲料和谷物植物中，最常见于粉尘爆炸的过程设备包括：集尘器，铣床，储藏料斗或筒仓，以及铲斗电梯。所有这些血管都可以在正常操作期间或处于镦粗条件下具有悬浮形式的粒粉尘。一旦将谷物粉尘悬挂在尘云中，就需要出点火源，以启动净化。来自衬套的压力以声速行驶，而生长的火球最初以较慢的速度传播。

粉尘爆炸的典型步骤包括:

• 点火尘云
• 爆燃压力导致容器破裂
• 来自该破裂容器的冲击波从过程区域中积聚在水平表面上的灰尘，例如梁，管道，输送机甚至灯具，导致它悬浮在过程区域中
• 从初始处理容器中逸出的火球点燃了处理区域新悬浮的粉尘，导致可能摧毁建筑物的二次爆炸
• 通过互连的管道，滑槽或传送器来发生火焰繁殖，以连接设备上游和/或下游，由此产生的额外爆炸。

爆炸的风险管理

管理这种爆炸风险需要全面了解加工设备的正常、异常和异常情况。国家防火协会(NFPA)建议进行粉尘危害分析(DHA)。这包括对正在处理的粉尘的可燃性进行评估，确定在处理过程中粉尘云可能发生的地方，并确定可能的火源。DHA应该评估爆燃的后果，包括主要和次要的爆炸情景。DHA的另一个关键部分是确定为减少事故风险而应采取的预防和减轻爆炸的步骤。

DHA将重点关注设施中历史上最有可能经历爆燃的区域。在农业加工设施中，这些包括:

机械传输设备

斗式升降机、拖式输送机和螺旋输送机是设备中常见的点火威胁。磨损或不对中引起的摩擦加热风险可能导致阴燃或燃烧余烬传递到下游。当这些余烬呈层状时，就有起火的危险。在转移点，比如电梯头的排放点，燃烧的余烬可能会被引入尘云，在那里所有的条件都符合爆炸的条件。

减少颗粒大小

磨粉机、磨粉机和粉碎机机械地减小产品的尺寸。由于摩擦加热，该设备的点火风险是加工设施内最高的。外来物质的引入或铣削设备本身的磨耗都可以产生火源。通常，磨矿机的构造足以承受低等级爆炸的超压;但是，火焰传播给互连设备造成
有可能发生二次爆炸。

集尘

在设备内部，通常最细小的粉尘是在除尘系统中发现的。粉尘越细，点燃所需的点火能量就越少。此外，来自特定固体材料的粉尘越细，其爆炸特性往往越高。此外，除尘器与上游的一个或多个容器相连，火焰传播的风险很高，并且在相连的容器中产生二次爆炸。这些因素使除尘器成为工厂中最大的爆炸风险之一。

贮存

在物料输送系统中处理的物料，粒度减少，和经常的粉尘收集，通常最终在一个储存容器，如料仓，料斗或筒仓。上游产生的火源可能无法找到合适的尘云条件，直到它被投入存储容器，然后爆炸发生。此外，多个存储容器通过进料系统或粉尘抽取相互连接，为火焰从一个容器传播到另一个容器留下路径，这并不罕见。

爆炸的预防

第一线路应该是防爆。这包括最小化点火源电位的措施。典型的点火源包括轴承故障/过热，静电放电和产品或机动设备的机械故障。常用的点火防止技术是策略性放置的磁性隔膜，轴承温度监测器和静电粘接和接地。最小化残余
水平表面上的灰尘层是任何爆炸预防计划的重要组成部分。勤奋的家务来防止工艺设备外面的灰尘积累将降低流程船舶爆炸的风险将导致破坏设施的二次爆炸。

三种有效的减少爆炸的方法

点火控制、适当清理残留粉尘以及对工厂人员进行持续的安全培训，这些都是在正常操作条件下防止爆炸发生的关键。不幸的是，导致爆炸的异常情况可能发生在任何生产线上。这就是为什么NFPA 61(农业和食品加工设施)和NFPA 652(可燃粉尘基础)要求对遭受爆炸威胁的船只使用防爆技术。NFPA 68(爆燃通风)和NFPA 69(爆炸预防系统)列出了一些不同的缓解方法，可以用来处理爆炸威胁。最常见的技术包括泄爆、抑爆和隔爆。

爆炸救济通风是减少粉尘爆炸使用最广泛的方法之一。它需要在工艺容器的壁上安装一个防爆排气口。通风口的特点是由比血管壁更弱的材料构成的膜。在粉尘爆炸的初期阶段，通风口破裂，并将爆炸的超压、火焰、燃烧和未燃烧的材料以及其他燃烧副产品从容器转移到安全的位置。防爆泄风口的设计是为了确保爆炸的压力上升不超过容器的抗压力冲击能力。这些通风口是根据NFPA 68:爆燃通风防爆标准的程序设计的。NFPA提供了一个估算泄漏火球大小的公式，根据这些信息，你可以计算出在泄漏容器前保护工人、设备和建筑结构免受喷射火球伤害所需的安全距离。

无光丝通风通过将爆炸缓解通风口与捕捉火焰的网眼陷阱结合并保留颗粒来保护灰尘爆炸保护室内设备免受灰尘爆炸。像爆炸释放通风口一样，在燃烧过程中，无焰释放通风口密封装置（弹簧装载盘或破裂面板）。通过网格陷阱的换挡的过压，火焰和材料放电，防止火焰排出到周围区域。相反，无光道通风口排出热气体和过压。必须在无毛孔周围建立安全周长，以保护工人免受这种放电。

重要的是要理解，爆炸通风仅减轻了保护容器的爆燃压力。它不会阻止火焰传播到任何互连的血管，也不是它在排气血管中解决了爆炸后的火灾。需要其他保护措施来处理这些威胁。

爆炸抑制系统通常安装在应用程序中，无法安全地向远离工艺设备发泄爆炸。当点火后，系统在点火后立即检测到初期的粉尘爆炸，并且在设备内部发育中的发育火球速度充分放电，以在破坏性的过压发展之前熄灭爆燃。爆炸抑制系统根据NFPA 69：防爆系统标准设计。通常，爆炸抑制系统还包括用于互连的管道的爆炸隔离，通过该导管可以发生火焰传播的互连管道。

爆炸抑制的主要优点是没有火焰从受保护的容器中喷射出来，并且爆燃后热事件的风险大大降低。

爆炸隔离设备防止工艺容器内的爆燃通过管道、溜槽或传送带等连接处传播到其他设备，否则可能导致随后的爆炸。该装置的工作原理是减缓火焰传播和连接设备之间的压力堆积。隔离设备可以是主动的，也可以是被动的。一种有源设备具有检测组件，包括爆炸压力和/或火焰探测器和一个控制单元。探测器探测到爆炸压力或火焰，并向控制器发送信号，以迅速部署设备。这些主动隔爆装置要么是化学的，要么是机械的。化学隔离装置的工作原理是将化学灭火剂(如碳酸氢钠)迅速排放到连接的管道系统中，以减缓火焰的传播。机械隔离选项包括高速闸阀。在主动高速闸阀的探测器感应到爆炸压力或火焰的几毫秒后，控制装置迅速展开机械屏障——关闭连接管道系统的闸阀。

除了主动隔离选项，还有被动隔离手段可用来减轻火焰传播。这种被动阀可以有襟翼或浮子，由爆燃产生的气流自动驱动，因此不需要探测器或控制装置。该设备通常用于隔离粉尘负荷相对较低的除尘设备。

总结

饲料和谷物处理设施的灰尘爆炸不需要发生。理解在设施中可能发生爆炸，实现点火防止系统，遵循刚性内政标准，并提供适当的员工培训应该是设计一个最大限度地减少爆炸起动威胁的过程的一部分。采用这种措施作为爆炸通风，抑制和隔离，将最大限度地减少工艺设备爆炸的风险升级到设施中的灾难性事件中。❚

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David Grandaw是全球最大的工业防爆集团Hoerbiger Safety Solutions旗下IEP Technologies的销售副总裁。David自1986年以来一直在IEP Technologies工作，担任现场工程师、系统设计工程师和区域经理。自1991年以来，他一直任职于NFPA委员会，并发表了大量关于防爆和保护的技术文章。