粉尘防爆培训

粉尘防爆技术讲座2012年3月22ExplosionPrevention&ProtectionTechnology（爆炸预防与保护技术）:-Venting（泄放）-Suppression（抑制）-Isolation（隔离）-FlamelessVenting（无焰泄放）-Testing（测试）-RiskAnalysis（风险分析）美国化学品安全和风险调查委员会对发生的事故进行研究发现在过去25年间，美国工业上发生了281起粉尘火灾和爆炸！导致119人死亡和超过718人受伤！美国工业粉尘火灾和爆炸的统计ChinaDustExplosionCasesin2010Summary.AluminumDust8casesWoodDust3casesFood–Cornstarch/additives/Plastics/Rubber/Pharmaceutical/Silicon/Coal2caseseach!21recordedDustexplosioninChina(inyear2010)!Resultingin41death,over144injuries!LatestActualDustExplosionIncidentinChina!最近发生的粉尘爆炸！Howdowepreventthisaccidentfromhappeningagain!我们怎么预防这些事件的发生?QinHuangDaoCornStarchFactoryExplosion21Killed,47Injured!2010年2月24日秦皇岛市淀粉-粉尘爆炸May20,2011,3Killed,16InjuredatFoxconnChengDufactorythisyear!最近发生的粉尘爆炸！我们怎么预防这些事件的发生?2010年2月24日秦皇岛市淀粉-粉尘爆炸欧洲发生的港口爆炸事件爆炸发生后的现场图片Thereisa“Unsafedesign”:FaninduststreamDustyplant爆炸发生的原因爆炸发生的起因二次爆炸的发生!CompleteSolutiontoProtectDustCollector保护粉尘收集器的全面的解决方案预防、保护和隔离技术在粉尘过滤器上的应用Cannon发射筒Sensor传感器IsolationCannon隔离阀IntrinsicallySafePowerSide固有的安全电源旁EliminationofanySourceofIgnitionfromUpstreamProcessbySparkDetection&ExtinguishingSystemsPreventionMethod通过火星探测和灭火系统消除上游工艺的任何火源FullSuppression&ChemicalIsolation.ProtectionMethod完整的抑爆和化学隔离保护措施1-Dust粉尘2-Confinement空间3-Ignition火源4-Oxygen氧气5-Suspension:TheExplosionPentagon爆炸五角形18危险性物料•Grains谷物•Plastics塑料•Pesticides杀虫剂•Inks,DyesandToners墨水、染料、墨粉•Pharmaceuticals医药品•CarbonaceousDusts碳粉•Aerosols喷雾剂•Vaporrecovery蒸汽回收•Wood木屑•Starches淀粉•Sugars食糖•MilkPowder奶粉灰尘、粉末、颗粒、谷物、气体、蒸汽或气雾Concentration浓度~15gm/m3MoistureContent湿度50%ParticleSize颗粒尺寸420microns微米(orequivalent或等于)ForDusts（对于灰尘）:e.g.MilkPowder60gm/m3isaconcern比如奶粉大于60gm/m3就应关注了19DustExplosibilityData粉尘可爆炸性参数•Whatdataisrequired?需要什么参数？•KstandPmaxarefundamentaltotheunderstandingofallapplications.•Kst和Pmaxare是非常重要的参数来理解所有的应用.TimeStrongDeflagration强爆燃RateofPressureRisedP/dTdPdTWeakDeflagration弱爆燃Pmax:maximumpressureofunventeddeflagrationtest在测试时，密闭容器中爆燃所能达到的最大压力Kst:factorrelatedtorateofpressurerisedP/dtofunventeddeflagrationtest在爆燃测试中，密闭容器里面压力升高率。20EvaluatingtheHazard（危险评估）Material（物料）MassMedianDiameter（尺寸）(Microns，微米)Kst(bar-m/s)Pmax(barga)WoodFlour2920510.5Sugar301388.5BituminousCoal241299.2CornStarch720210.3PVC60988.3DataUsedforSuppression,Venting,IsolationandContainmentdesign.TypicalMaterialExplosibilityData（典型物料的爆炸性参数）（烟煤）21StartingPoint-EvaluatingTheHazardPrimarytestdevicefordeterminingexplosioncharacteristics;Pmax–MaximumExplosionPressureKst–ExplosibilityIndex(Dusts)20literSphereASTMstandardtestapparatus(ATEXstandards1m3*)ExplosibilityIndexAnsweringthequestion:Howquicklydoesitgeneratepressureandwhatisthemaximumpressurecreated?*Requiresalotofdustfortesting!粉尘收集器旋风分离器存在粉尘爆炸危险的过程设备Dryers干燥器Silos筒仓Mills磨粉机Bins箱柜链式提升机25评估风险-火源的例子Impactsparks碰撞火花-NonferrousMaterials无含铁的物料StaticDischarges静电放电Friction摩擦BurningEmbers燃烧余烬SelfHeatingLayers自热层预防和保护粉尘爆炸的方法27爆燃的三个组成包含“安全三要素”预防策略的第一步要消除三要素中的一个或者多个组成因素。当不能预防的时候，采取保护措施就是必需的了。安全的三要素FuelDispersion燃料Oxidant氧化剂Ignition火源28过程设备的防爆选择措施Prevention预防InertAtmosphere(内部空气惰性化)用惰性气体如N2、C02等替代氧气通常适用于筒仓，但对于旋风分离器、干燥器、粉尘收集器等设备不适合）爆炸的预防•29ElectricalGrounding（电接地）必须符合当地规范ProperElectricalClassification.-正确分类电（通常有易燃粉尘的地方，要确保电气设备具有与该环境相称的等级.）爆炸的预防•30HouseKeeping（保持工作间的整洁）良好整洁的工作间；保持工作区无粉尘是非常重要的；防止粉尘的二次爆炸；由于更大量的燃料的加入，二次爆炸往往比初次爆炸要强很多；爆炸的预防•31SparkDetection&ExtinguishingSystem（火花探测和熄灭系统）-探测火花和燃烧物的存在；-在下游消除燃烧着的物料；-允许继续操作；-只需要最小限度的清洁；爆炸的预防32Containment（遏制）-制造高强度的设备来承受Pmax(通常为12bar或则更高)）-结构上要遵循压力容器标准；-因为这样会造成成本过高，所以不是很实际；爆炸的预防•33Protectionmethods保护措施ExplosionVenting;爆炸泄放Vents,Doors,FlamelessVents,BuildingVents（防爆板、无焰阻火器、建筑用防爆板）ExplosionSuppression爆炸抑制ExplosionIsolationBarriers;爆炸隔离PinchValve涨缩阀KnifegateValve闸阀ChemicalIsolation化学隔离爆炸保护装置•34泄放要考虑的因素Environment环境OperatingConditions操作条件VesselLocation容器的位置VesselStrength容器的强度Interconnections;联接–Isolateducting隔离的管道PostExplosionFires爆炸后火焰ReactionForces反作用力Cantheflameballbeaccepted?允许火球？35Videoshowingexplosionventundertest36VentexplosionwithHighspeedCamera37VideoshowingFlamePropagationafterventedexplosion38ExplosionReliefVenting防爆板ExplosionVents防爆板Lowburstpressure低的设定压力Widerangeofsizes尺寸范围广StainlessSteel–不锈钢onepiececleantype单片金属型compositetype复合结构型hightemptype高温型Replaceafteruse使用后更换Lowinertia/fasttoopen低的惯性，打开迅速Nofragmentation无碎片OpenVentsensoroption可选择爆开传感器SizedinaccordancewithNFPA68orVDI3673orEN14491:2006（尺寸确定遵循NFPA68或者VDI3673或者EN14491:2006）39将容器安装在室外：泄放到安全的地方！40通过墙壁泄放到外面墙壁的另一面是什么？41通过屋顶泄放到外面采取什么措施来保护免受雨水、冰雹和雪的影响？允许火球？42直接泄放到屋内！...不推荐！43SiloProtectionwithVSPVents44泄放方式的优点和缺点Pros（优点）无管道时最低的成本选择；安装容易；不需要日常维护；Cons（缺点）允许完全爆开；清洁很重要；需要保护隔离相联的设备；不能接受产生火球；在动作以后设备需要重修，除非使用很高的设计压力（PredMAWP）45FlamelessVents无焰泄放筒当设备在室内和不能通过管道进行安全泄放或者不允许产生火球的情况设计46无焰泄放装置•Interceptsflame截取火焰•Quenchesflame&pressurewave•熄灭火焰和压力波•Retainsflame,dustandpressure•留住火焰、粉尘和压力47用于建筑的爆炸泄放用于建筑的防爆板低的设定压力；在10~30mbar的范围，符合建筑规范；抗风和恶劣天气；重量轻，迅速的开启；半透明或者不透明涂饰剂，采用聚碳酸酯薄片材料；无破碎；无日常维护的需要，相对于带锁型装置需要更少的检查；Viewfrominlet/indoorside（从内测或者屋内看）DynamicTestingofBuildingVents（建筑用防爆板的动态实验）48爆炸保护装置•Suppression抑制早期探测快速喷射碳酸氢钠吸热剂进行灭火；允许在低压过程设备中遏制粉尘爆炸风险，