利用系统保障安全--防爆安全成为流程设备管理者论坛的焦点

作者:本网编辑 文章来源:《流程工业》(化工) 发布时间:2010-07-05


图1 系统地考虑问题是使松散物料设备具有防爆安全性能的前提,系统的安全是设备生产厂和操作者的共同愿望。

如何防止流程设备爆炸?在德国Osterburken市举行的AZO公司的技术开放日我们寻找到了这一问题的答案。开放日的重点是落实98/37/EG欧盟机械指令和流程设备满足Atex防爆认证。

如何才能避免流程设备发生爆炸呢?加工、生产松散物料的流程设备操作者对此问题通常不够敏感。因为凡是生产、加工和处理粉质原材料和稀释剂时,随时随地都可能存在发生爆炸的危险。AZO公司最近一次举办的名为 “机械部件的防爆保护”的技术开放日中,防爆话题将240多人吸引到了德国Osterburken市。

灰尘和溶剂

无论是药品、食品或者塑料包装,它们都是由粉质原材料配料、混合、输送、研磨、称重和包装而成的产品。而凡是与粉末有关的操作,都有可能产生尘雾,当尘雾中的粉尘比例达到一定的程度后,就有爆炸、爆燃的危险;粉质原材料的混合生产流程经常要定量加入液体介质进行混合,如果这些液体介质具有可燃性,或闪点较低,就会挥发出可爆、燃气体或蒸汽。

在流程工业中对加工、处理这些材料的流程设备有着很高的防爆要求,且这些防爆要求必须与现代的技术水平相符合。在原材料自动化中,就有许多的技术规范、技术标准,例如欧盟机械指令98/37/EG,就要有许多特殊的、与流程生产设备安全保护方案有关的安全检验分析方法。在此情况下,尽可能早地就生产环境进行调查、咨询、了解有关安全技术文件成为安全生产中的核心。在这方面,AZO公司始终能够给您的咨询调查工作以最大的帮助。


图2 根据圆形料仓的充填频率进行的安全防爆区域定义。本例说明了气动输送装置的安全区域划分。设备的防爆安全区域归属问题是设备操作者的责任。

二者合一

毫无疑问,流程设备的生产厂和操作者之间的对话对制定和落实防爆技术方案有着重要的作用。每一个与此有关的参与者都有自己特定的任务,因此每一个参与者都应该了解其他参与者的义务和需求,这也是CEN TC 305委员会主席、EG委员会的安全技术和机械安全咨询师Randandt博士的经验总结,只有这样才能找到最佳的防爆解决方案。在了解情况、技术咨询的过程中,谁承担什么样的责任和任务则由欧盟95号和137号技术协议进行调节。其中涉及到在德国国内执行的一些“基本要求”,当这些基本要求涉及到流程设备时,欧盟的PL98/37/EG号机械指令就起到了重要的调节和规范作用。它规定给机械生产厂家的任务是:按照三步设计方法对其设计的机械设备可能带来的风险进行分析和评判,采取措施加以避免。为此,准则做了下列规定:

采用机械设计的措施避免和减小风险,从而保障机械设计本身的安全。

若不能用上面提到的设计措施避免危险,必须采取安全防护措施。

生产厂对机械设备使用者进行全面的风险防护技术培训。

风险评估还包括爆、燃风险的评估,即由一个仪器可能引发的、涉及到Atex防爆安全认证的爆燃风险评估。在实践中经常遇到的问题是“什么时候仪器需要考虑Atex防爆安全认证?”只有潜在引火源的、或者工作在有易燃易爆气体环境中的仪器设备才需要执行欧盟94/9/EG号Atex防爆安全认证。而在实践中这些仪器和设备区分的难度很大,我们可以从带有安全减压阀和分离装置的圆形料仓的实例中了解到这一归类划分的难易程度。由于没有潜在的引火源,单纯的圆形料仓不属于要求按照Atex防爆安全认证的设备范围之内。但它所使用的安全防护系统,即有着防爆安全保护作用的安全减压阀和分离装置则属于需要按照Atex防爆安全认证的仪器。

机械设备生产厂家的传统任务是:按照Atex防爆安全技术规范对仪器或者机械部件进行分类,分为1级(很高的防护等级)、2级(较高的防护等级)和3级(一般的防护等级)。而机械和流程设备的操作者则相反,他们负责的是仪器设备所在环境,也就是建筑物、空间、设备安装和操作等。


图3 AZO公司用户的讨论和对话。

在生产厂与使用者之间有关防爆安全的关键词是区域的分类。通过防爆安全区域标记(20,21,22)(如上图),可以清楚的知道易燃易爆气体存在的可能性,知道它们出现的经常性和持续长短。由于只有流程设备的操作者能够准确的知道使用的原材料和生产操作过程,因此防爆安全区域的划分是他应该完成的任务。“我们作为机械和设备的生产制造者在区域划分过程中将全力提供帮助,并通过我们的实践经验给予支持。例如在编辑防爆技术规范时。”AZO公司的技术负责人Gerhard Nied先生解释道:“通过合理的区域划分有可能节约购买防爆型仪器设备的投资,从而实现节约的目的。”

技术规范、技术规则和其他

大量的规定、规则和技术规范不仅仅为机械设备的使用者而且也为机械设备的生产厂提供了防爆安全保护的指导。在风险评估中,对由易燃易爆危险化学品引发的风险评估中,最重要的指导文件是危险材料的有关规定。它把应该采取的安全措施与总体技术规范(TRBS和TRGS)结合起来。在安全生产技术规范第10章中规定的一个非常重要的防爆安全要求,机械设备检验,在新版的2002年规定中作为设备使用者的责任有着比以往更加严格的规定。它对设备操作者应该进行的检验做了如下详细规定:

装配后、第一次试车前对生产使用的辅助原材料进行检验;

检验期结束之前;

特殊情况下的特殊检验;

设备工装维修之后;

按照安全生产法规第3章进行风险评估。

在粉尘爆燃风险的评估中,粉尘的可燃性分析具有非常重要的意义。Ciba公司的工程师Norbert Jaeger先生将最低点燃能量(MZE)、点火温度(ZT)、糊化温度(GT)和最低爆炸极限(UEG)作为重要的粉尘可燃性评判指标。其经验表达为:最低点燃能量越低,粉尘越容易点燃。也就是说有时候一个小小的火花就有可能点燃塑料薄膜。在结晶糖或含有微细粉尘颗粒的聚酯原材料气动输送过程中,令人担忧的静电现象就能产生所谓的松散颗粒的静电效应。而这些静电有可能在颗粒的表面形成爆燃源。Jaeger先生说:最好使其充分接地,不让静电产生。

合理的设计

由于有些建议很难贯彻落实,因此总是在松散物料生产加工设备中出现爆燃。如何采取积极的设计措施避免粉尘爆燃的危险是FireEx公司工程师Richard Siwek先生关心的问题。根据他的经验,仅仅依靠爆燃压力卸荷装置还不足以解决所有的问题。在完成风险评估之后,从设计的角度采取保护措施,各个分离装置都有着合适的位置和尺寸,精确地设计到位是非常有益的。

Richard Siwek先生做出了这样的小结:部分的安全防护设计最终可导致价格昂贵。从设计的角度采取的安全防护措施是其他防爆安全措施的补充,不是解决易燃易爆问题的“灵丹妙药”,它需要支付较高的维护保养费用,以保障长期发挥作用。

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