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摘要:文章分析了粮筒仓设备发生粉尘爆炸事故的原因,并在此基础上提出了港口散粮筒仓设备防尘防爆的工艺及措施,以供参考。
关键词:粉尘防爆;爆炸条件;改造
中图分类号: S888 文献标识码: A
一、粮筒仓设备发生粉尘爆炸事故的原因分析
1、港口装卸散粮系统火灾事故原因分析
1.1 人为因素。历年来,港口装卸散粮系统因使用明火作业不当,防范措施不到位曾发生过多起火灾,引起输送胶带起火、粮食积尘起火、甚至是粉尘爆燃。1990年,某港散粮系统在使用电气焊进行维修动火作业时,因动火作业后没彻底清除残火,引起粮食粉尘阴燃酿致成灾。1991年,某港使用电气焊进行胶带机安装作业,由于施工人员对玻璃钢的易燃性认识不足,安全防范措施未落实到位,动火时引燃了玻璃钢防尘罩,造成火灾。
1.2 电气设备故障。1988年某港散粮筒仓胶带驱动电机故障,造成电机及附近粉尘起火,烧损胶带。
1.3 设备机械故障。2007年3月,某港散粮装卸系统胶带输送机的重锤张紧托辊部位发生火灾,烧毁皮带0.9 m,造成这起火灾事故的原因是:胶带机张紧机构托辊的紧固螺栓松动,导致托辊移位,使托辊轴根部与轴承座发生强力摩擦,产生高温,引燃附着粮食粉尘,将皮带烧断。另一起火灾是由于皮带机托辊轴承损坏,硬摩擦发热引起。2011年某港临时仓储货位进行入库作业,当天气温35. 80C,风速18.9m/s(风力7级),仓库02号临时仓储货位的苇栅因为工作人员思想上的麻痹大意,未做好检修工作,粮库作业过程中,皮带式输送机在振动状态下,穿过金属配电箱的电源导线与配电箱体空洞边缘产生摩擦,导致导线绝缘皮破损漏电并打火,引燃了可燃的苇栅和麻袋,造成火灾。火借风势,顺势蔓延,粮囤的苇栅和覆盖物接连燃烧,最后大火引燃了其他36个临时粮囤。
1.4 静电引发粉尘爆燃。曾发生过一起集尘器内部由于静电导致粉尘爆燃。1991年,某港散粮筒仓提升楼集尘罐内部发生爆燃。因爆燃压力从泄爆门泄出,没有造成更大损失。
1.5 其它原因。在卸船机头部料斗曾发生过几次粉尘火灾事故。某港1988
年至1991年,卸船机头部料斗多次发生着火事故,最严重的一次火顺流程向上,一直烧到卸船机横大臂中部,火灾原因主要是喂料器中绞进绳头、磷化铝袋、铁器等杂物摩擦发热起火。
2、散粮筒仓系统发生粉尘爆炸必备条件
散粮筒仓系统发生粉尘爆炸必须具备以下4个条件而且缺一不可。
2.1 粉尘云的形成
当一定浓度和粒径的粉尘在外部力量的作用下产生移动,经过一定时间形成粉尘云之后,就有可能导致爆炸。如果粉尘的粒径较大,点火燃烧时,其产生的热量是逐步释放的,而且很容易被驱散,其爆炸的危险性比较小;若粉尘的粒径很小,则其表面积很大,与空气中的氧气充分接触,一旦着火燃烧,在瞬间就可以释放大量的能量引起爆炸。对于任何粉尘爆炸都必须达到一定的浓度,达到粉尘爆炸的最低浓度,称为爆炸下限。根据粮食品种的不同,港口散粮筒仓发生粉尘爆炸的下限浓度为40―60g/m³。
2.2 存在具有足够能量的点火源
粉尘云形成后,即使粉尘浓度达到爆炸下限,也不会自行爆炸,还必须要有足够的温度和热量的火源同时存在。使粉尘云点燃所需的最低温度称为着火温度,或者称为发火点。大部分粮食产品的着火温度在400-500℃之间。当温度达到200℃左右时,会使粉尘冒烟,冒烟的粉尘能导致起火,引起爆炸。粉尘着火后要经过起燃、阴燃和明燃,然后才起爆,这是一个急剧加速的过程。研究证明,粉尘开始爆炸时(原始爆炸)的破坏力并不大。但它爆炸后气浪搅起附近的粉尘,起始爆炸的火焰作为点火源,引爆了被搅起的粉尘云,这种爆炸称为二次爆炸。二次爆炸具有很大的破坏力,要绝对避免发生二次爆炸的可能。
2.3充足的空气(氧气)存在
粉尘爆炸是由尘粒表面与氧气发生反应所引起的,只有当空气中的氧含量达到一定的量时,粉尘才可能燃烧和爆炸。
2.4 密闭的空间
粉尘爆炸地点为一相对密闭的空间,一旦粉尘燃烧,气体体积发生急剧膨胀,压力迅速上升,气体来不及排放,与空间外界形成压力差,从而引起爆炸。
二、港口散粮筒仓设备防尘防爆工艺及措施
1、基于安全事故预防要求的人因工程设计与应用
人因工程以“人机系统”的一个基本的核心理念,全面注重预防为主而不是事后的补偿和修改,它更重视设计阶段的分析和准备。充分考虑和重视人在整个系统中的作用,“以人为本”要求环境和工具的设计充分考虑工作人员在生理和心理上的需要。
上述内容己经将储粮企业的安全事故进行了情况描述、问题识别、不同层次和角度的分析,找到事故发生的相关原因,现在从人因工程的角度进行考虑,可以通过防错法中的作业环境设计、目视化管理、电子角度监视、灯号音频警报系统、视觉讯号指出正确物料等方法增加感官多重判断,在日常安全生产管理中进一步有效预防事故发生的控制方法。
2、警告标识的设计
在粮食仓储企业中预防安全事故的一个比较有效的措施是使用警告标识。在一些危险的地方,贴一些危险的标志,以提高一线作业人员的警觉。警告标识的内容应该清楚的传达警告的目的,包括禁止、注意、安全方向等,比如说电器设备上的“小心触电”和粮仓门口“熏蒸作业,禁止入仓”等等。设计安全标识时要考虑颜色,形状、亮度、大小等。比如说,使用红色表示禁止,用绿色来表示安全疏散的反向和急救,黄色表示危险。用圆形表示禁止,三角形表示警告,四方形表示紧急,指引及附加信息等。警告标识的设计形式可以通过文字描述和图像表示两种方法来表达。
3、作业中保险或报警等装置的防护
找出设备日常使用不符合作业人员能力与习惯之处,在紧急状态时,因为时间紧迫,工作人员主要是根据自己的习惯,而不是思维来行事的。对于那些对人身安全有危险的机器装置等,应安装保护设置,安装电子角度监视、灯号音频警报系统,增加感官多重判断,增加防错设计。如电工操作的安全防错,将绝缘手套挂在配电柜的门把手上,并在旁边注明安全标示,避免电工不带手套操作,导致触电伤害。另外在入仓扒粮作业中,设置带有安全绳的防护栏,进行入仓扒粮作业必须配系有效长度的安全绳。
4、降低粉尘产生密闭空间的条件
设备布置尽可能将有可能发生粉尘爆炸的设备布置在开阔的室外,降低产生密闭空间的条件,同时在斗式提升机、埋刮板输送机、皮带输送机及除尘装置等设备粉尘浓度较大的位置上布置适当的泄爆门。斗提机尽量建在室外,或将泄压导管伸向室外泄压。脉冲除尘器泄压导管伸向室外。
5、储粮安全事故中危险源的预警及预防信息
5.1 储粮安全事故中危险源的预警
储粮企业安全生产危险源是企业风险管控的重点,危险源要及时查找、分析、锁定、监控。经根据统计数据分析,目前储粮企业安全生产危险源主要包括生产作业事故危险源、火灾事故危险源、储粮化学药剂事故危险源等,具体内容如下:
①发生违规操作、防范措施不当、设备维护不及时等,存在事故风险。如:粮食进出仓和港口卸粮作业时,在粮食自流过程中人员违规入仓进场,或粮面接拱时人员违规入仓清理,有可能发生人员被埋事故,导致伤亡;
②粮情检查、药剂熏蒸、机械通风、登高作业等工作中,由于人员违反操作规程或机械故障等原因可能会造成人员伤亡;
③进入长期密闭不通风、低氧气调储粮的仓房、或熏蒸后的仓房,可能对入仓作业人员造成中毒、休克甚至死亡;
④粮油超装超储或作业不规范,有可能引起粮仓墙体倾斜、仓壁开裂甚至倒塌,油罐破裂漏油等事故;
⑤露天堆垛、土堤仓、包装堆垛储粮,操作不当,堆码过程中可能会发生粮堆坍塌伤人;
⑥储粮仓房、卸粮地坑、粮食清杂整理或加工车间,在作业过程中可能发生粉尘爆炸;
⑦粮食烘干时,入塔粮食清理不充分,杂质过多,或出塔排粮机械发生故障,都可能导致闷塔事故,损坏烘干塔并可能伤及人员;
⑧油脂、大米、面粉等粮油食品加工企业生产线的违规操作,储粮设施、储油设施、烘干设施、生产设备、检化验室、粮食熏蒸作业、电气线路(设施)、违章用火用电、储粮化学药剂、自然灾害等发生的火灾事故。
⑨用电系统老化或违规用电、粮食熏蒸过程中措施不当、设备运行及维修过程中处理不当、违章操作、生产区域违规吸烟或其它火源引发的火灾。在储存过程中,有可能发生化学药剂泄漏、丢失等事故;在熏蒸过程中有可能发生火灾、爆炸、中毒等事故;
⑩化学药剂在废弃(指药剂残渣和包装物处理等,下同)过程中,有可能发生中毒、环境和水体污染等事故。
5. 2 设施设备事故应急措施
当发生设施设备事故时应立即启动应急预警处置,组织人员撤离开展抢救工作,并抓紧清除污物,对消耗物资要及时、足量补充。发生火灾时,发现者应立即向事发单位消防职能部门或值班领导报警,消防职能部门接警后立即赶赴现场处置,并及时向应急领导小组报告。对基础设施受损的要及时安排维修改造或重建工作。
露天堆垛坍塌时,现场负责人应立即组织人员维持秩序并对事故现场进行隔离,有人员被掩埋的要立即组织开展有效抢救。发生火灾时,按火灾应急预案处置。当发生闷塔事故时,要立即切断总电源,现场负责人要立即组织作业人员撤离现场。
5.3 粉尘爆炸事故应急措施
立即启动火灾、粉爆声音报警系统、室内消防系统,并向值班负责人报告。现场负责人要立即组织人员疏散,同时尽可能采取紧急处理措施,防止发生第二次粉尘爆炸。要组织对受伤人员进行抢救并保护现场,同时向消防部门求援。
6、加强安全管理
安全管理的主要内容有:①建立健全的安全管理规则,随着社会的进步,
人们生活水平的提高,人们对工作的质量和安全的标准要求也越来越高;②对安全装置,劳动保护用具以及其它防护设施作定期的检查:③安全教育,安全事故多数是由于操作人员的不安全行为和忽视安全的思想引起的。如一项调查表明,美国工厂中发生的75000件意外事故中,有88%的事故是由于不安全的动作造成的,不安全的动作主要有:违反操作规程,未能控制速度,安全装置不当,误置,工作姿势或位置不妥,在移动的设备上工作,不专心,未使用保护装置。这些事故绝大部分是完全可以避免的,所以对操作人员进行安全教育是十分必要的,积极应用防错法,将安全教育与对操作人员的培训结合起来,加强效果;④调查,分析事故的原因,研究制定改进安全的实施对策;⑤在发生事故时组织救护与避难;⑥有关安全的重要事项的记录和各种安全资料的保存;⑦环境和设备也是造成事故的原因,为了防止事故,也应考虑这方面的因素,如使机器设备安全化,改善工作条件等。
结束语
随着港口生产的不断发展及适应市场竞争的需要,港口散粮筒仓作业的散粮品种及数量不断增加,散粮作业的专用设备也不断地更新,发生粉尘爆炸危险性的点及面也越来越复杂,散粮筒仓的防尘防爆工作也越来越艰难,相关企业必须要加强安全管理,建立预警机制,从根源上降低危险事故发生率。
参考文献
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