企业培训_粉尘防爆培训

粉尘防爆技术讲座2012年3月2 2 ExplosionPrevention 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 ChinaDustExplosionCasesin2010 Summary 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 Faninduststream Dustyplant 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 m3 MoistureContent湿度 50 ParticleSize颗粒尺寸 420microns微米 orequivalent或等于 ForDusts 对于灰尘 e g MilkPowder 60gm m3isaconcern比如奶粉大于60gm m3就应关注了 19 DustExplosibilityData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 Time StrongDeflagration强爆燃 RateofPressureRisedP dT dP dT WeakDeflagration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 20 EvaluatingtheHazard 危险评估 Material 物料 MassMedian Diameter 尺寸 Microns 微米 Kst bar m s Pmax barga WoodFlour 29 205 10 5 Sugar 30 138 8 5 BituminousCoal 24 129 9 2 CornStarch 7 202 10 3 PVC 60 98 8 3 DataUsedforSuppression Venting IsolationandContainmentdesign TypicalMaterialExplosibilityData 典型物料的爆炸性参数 烟煤 21 StartingPoint EvaluatingTheHazard Primarytestdevicefordeterminingexplosioncharacteristics 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 35 Videoshowingexplosionventundertest 36 VentexplosionwithHighspeedCamera 37 VideoshowingFlamePropagationafterventedexplosion 38 ExplosionReliefVenting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 43 SiloProtectionwithVSPVents 44 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 Pred MAWP 45 FlamelessVents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 可以在清洗以后快速恢复生产 49 抑爆理论 Pressure FlameRadius Rf Time时间 目的是 探测到燃料爆燃的最初阶段 2 快速启动火焰抑制系统 3 阻止完全爆炸压力的发展 Rf PressureWave压力波 Fuel Air燃料 空气 Pressurewavemovesfasterthanflamefrontinadeflagration 在爆燃过程中压力波要比火球传播得快很多 50 抑制系统如何保护你的设备 Time时间 Pressure压力 Pmax Ps Pred Ignition点火 Suppression抑制 Unsuppressed不抑制 Suppressed抑制 Detection察觉 Pmaxtypicallyover100psi Pmax通常高于100psi Predtypicallylessthan3psi Pred通常低于3psi 通过减小爆炸的影响 余压将低于过程设备的安全水平 51 IPDSystemappliedtoDustCollector 应用于粉尘收集器的IPD系统 Cannon灭火筒 Sensor传感器 IsolationCannon IntrinsicallySafePowerSide故固有的安全电源侧 PowerSupply电源 Monitor监视器 Suppression抑制 事件的进程 探测到爆炸启动发射筒3 把灭火剂喷进容器4 抑制爆炸和隔离燃烧的物料5 设备停车 52 安装的发射筒和压力传感器 IPD发射筒可以按任意方向安装 53 爆炸保护 Isolation隔离防止火焰通过管道传播 MechanicalMethods机械措施FastactingKnifegatevalve 快速刀阀PinchValve收缩阀Rotaryvalve回转阀Screwconveyors 螺旋输送机 ChemicalMethods 化学措施抑制灭火技术 54 IPDSystemappliedtoDustCollector 应用于IPD系统的粉尘收集器 PowerSupply Monitor 带有抑制系统的化学隔离 ChemicalIsolation 化学隔离 1 探测到爆炸2 启动发射筒3 把灭火剂喷进容器4 抑制爆炸和隔离燃烧物料 旋风分离器上的应用 隔离管道进出口 设备抑制 过滤器 出口物料过滤器 螺旋输送机的隔离 化学隔离和抑爆 ChemicalIsolationPreventsSpreadofBurningMaterialThroughDucting SuppressionProtectsProcessEquipment 干燥原料厂房的典型设备 储存和研磨斗式提升机磨碎机筒仓粉尘收集器旋风分离器过滤器风力输送系统 MaterialHandlingandAirPollutionControl 典型的物理处理系统 ElevateRawMaterial GrindandSift SortandStore ProcesstoEndCondition Mill Blend Hydrogenation andotherprocesses 典型的面粉加工布置图 斗式提升机的保护 室内设备 抑爆方案 1 顶部和底部抑爆 2 支架上部和下部隔离 3 进口和出口的化学隔离 为了防止爆炸传播到其他设备 连接管道必须隔离 顶部保护 底部保护 糖厂斗式提升机的抑爆 65 ChinaABSDryerProtectionProject1 66 ChinaABSDryerProtectionProject1 SensorElectronicsremotelyInstalledoninletofDryerDueToHighProcessTemp InletisolationCannonwithHeatIsolationAssy SparkDetectorSensorwithFiberOpticconnection InletisolationCannonwithHeatIsolationAssy INLETSideofDryer 67 InstalledPicturestakenfromsiteduringcommissioningProject1 OutletisolationCannonsForDryer InletIsolationCannonforDC OutletSideofDryer 典型的奶粉生产工艺干燥器 震动流化床 分离器等应考虑爆炸保护 69 典型的奶粉生产工艺干燥器 震动流化床 分离器等应考虑爆炸保护 斗式提升机 爆炸风险举例 DustCollectionSystem HammerMill HeatingEffect IgnitionRisk FeedChute 粉尘收集系统 排放到室外例子 GrainandFoodIndustryOfteninsideDryEnvironmentPestControlWhenOutsideIsolateinlet Aaron IsolateRecirc LinesNotethattheAirisre circulatedbackintothebuilding 旋风分离器抑爆系统应用 旋风分离器上抑爆和化学隔离保护 ChemicalIsolationisalsoreferredtoas blocking preventionofflamepropagation 粉尘收集器的保护 Murphy RodgersOneidaRees MemphisScientificDustCollectorsStilesMachineryWheelabrator AirHandlingSystemsDonaldsonToritDISASystemsDustexFarrKiceMikropul ProperExplosionProtectionistheresponsibilityoftheowner operatoroftheequipment Thisiswhohas orcanfind thecompleteapplicationinformationforriskassessment 75 多种保护方案组合应用 Venting ChemicalIsolation泄放和化学隔离Venting MechanicalIsolation泄放和机械隔离FlamelessVenting ChemicalIsolation无焰泄放和化学隔离FlamelessVenting MechanicalIsolation无焰泄放和机械隔离Containment MechanicalIsolation遏制和机械隔离 Codes Standards 美国相关法规和标准 77 标准和原则 预防和保护系统 NFPA68StandardforVentingDeflagrations NFPA68爆燃泄放的指导 NFPA69StandardonExplosionPreventionSystems NFPA69有关爆炸保护系统的标准 OxidantReduction 减少氧化剂 Fuelconcentrationreduction 减少燃料浓度 Suppression 抑制 Isolation 隔离 PressureContainment 压力遏制 78 NFPA654 2006粉尘处理系统的防护要求 NFPA654StandardforthepreventionofFireandDustExplosionsfromtheManufacturing Processing andHandlingofCombustibleParticulateSolids 关于制造 加工 处理易燃颗粒过程中火灾和粉尘爆炸之保护措施的标准 Introducesstrongfocusonisolationofducting 集中介绍了管道隔离问题 Includedasareferenceinthe2006InternationalFireCodes 在2006版国际防火法规中作为一个参考 MaybeadoptedbyUSOSHAasbasicprotectionrequirement 可能被美国OSHA采纳并作为基本的保护要求 79 NFPA654的隔离要求 WhereanExplosionHazardExists IsolationDevicesShallbeProvided 当有爆炸危险的存在 应当提供隔离设备 80 Isolation 隔离 防止爆炸火球的传播 Propagation thefocusofnewNFPA654 2006edition 传播 新的NFPA654 2006版的焦点 Transferofflameandpressureviainterconnections 火焰和压力通过连接管道传播 pipesandducts 管子和输送管 across I beams 通过 I 型梁 upanddownstairwells 上下楼梯 throughtunnels 过道 acrossfloors 通道走廊 Ducts3 andlargermustbeconsidered 3 或以上的管道必须考虑 81 公认的隔离措施 使用隔离技术阻止传播 Chemical化学的Mechanical机械的 ExampleofChemicalBarrierIsolationon1mdiameterduct 在1m直径大的管道上使用化学隔离的例子 82 公认的爆炸隔离措