自20世纪初以来,粉尘爆炸一直是一个热门话题。在1922年由美国国家消防协会(NFPA)出版的一本名为《粉尘爆炸》的书中,作者大卫·j·普莱斯和哈罗德·h·布朗承认需要一种能够承受严酷工业环境的真空,并指出,尽管采取了各种预防措施从源头上吸附灰尘,但少量的灰尘“会进入工厂的大气,并聚集在地板、墙壁和壁架上。”这本书的作者当时知道,今天也同样知道,“如果没有灰尘堆积,植物完全干净,爆炸就不会传播,植物就不会被摧毁。”

1922年,即使工业环境中没有足够的真空吸尘器,作者仍然警告不要在清洁实践中使用扫帚和压缩空气,因为这些方法经常导致灰尘在清洁过程中悬浮在环境中,本身可能会引燃,或者会落回地板、设备和横梁上,导致潜在的二次爆炸。

初级粉尘爆炸发生时,可燃性粉尘存在,并形成一个粉尘云(在足够的量)在一个封闭的环境,有火源和氧气。Cv Technology工程副总裁、NFPA 654委员会成员Bill Stevenson说:“爆炸是由尘埃云快速燃烧导致的压力快速上升引起的。所以它必须在一个围栏里。如果它在外面,你会有很大的闪光。(Cv Technology是一家总部位于佛罗里达州的公司,致力于预防、保护和减轻工业粉尘爆炸及相关火灾)。史蒂文森进一步解释说,如果桌子上有一层可燃灰尘,“你可以用火焰点燃它,但它不会爆炸。如果你把火炬拿走,它会闷烧,大多数会自行熄灭。但是,如果你把同样的灰尘扔到空中,然后点燃,它真的会在你的脸上爆炸,”他说。

灾难性的二次爆炸发生时,从第一次爆炸的力量移走粉尘,产生更多的尘埃云,并产生多米诺骨牌效应,可以引起进一步的爆炸。如果你拿着桌子上闷烧的灰尘,挥舞一张纸,让这些颗粒随风飘散,就会形成尘埃云并爆炸。

根据NFPA的一份题为《美国工业和制造业财产结构火灾》的情况说明书,“美国在2003-2006年期间,消防部门平均每年应对10500起工业和制造业建筑火灾,“平均每天发生29起工业火灾。在这些火灾中,29%涉及车间工具或工业设备,而制造区域是火灾的主要来源。

控制爆炸五角大楼

爆炸五边形包括火三角的三个要素:燃料(可燃粉尘)、点火源(热)和氧化剂(空气),但还需要两个额外的要素,粉尘颗粒的分散(足够的数量和浓度)和粉尘云的限制(容器、区域或建筑物)(图1)。

如果缺少其中一个元素,火灾或爆炸就不会发生。虽然很难从三角形中去除空气和燃料,但防火和防爆的第一条规则是消除点火源。虽然大多数机械制造商在设计设备时都考虑到安全问题,但机械设备有可能出现故障、过热和起火。

虽然采取了一切预防措施来消除火源以防止火灾,并且集尘设备的设计可以安全地容纳工厂中的大部分灰尘,但制造商必须对扬尘进行同等重要的管理,以防止粉尘爆炸。

用于控制逸散性可燃性粉尘的工业吸尘器应适用于II类Div 2区域,该类区域可被定义为那些因可燃性粉尘的存在而变得危险的区域,其中粉尘通常不会以可燃性浓度悬浮(但可能意外存在)和/或存在粉尘层的区域。

自1954年以来,Vac-u-Max是工业真空清洗和气动输送领域的先驱,生产了一系列冗余接地的可燃粉尘真空吸尘器,是可燃粉尘的理想选择。

史蒂文森说:“真空吸尘器尤其容易着火。“Vac-U-Max非常小心,以确保产品没有机会接触任何可燃物。”

任何时候,只要有粉末沿着一个方向流过塑料真空清洗软管,就会产生明显的静电电荷。此外,单个灰尘颗粒上可能会积聚静电。如果一个带电的、不接地的用于真空可燃粉尘的软管接触到一个接地的物体,静电就会产生电弧并引发剧烈爆炸。这就是为什么OSHA在需要II类Div 2设备的地方使用标准吸尘器的原因。

可燃性粉尘的正确工具

鲍比特联合环境系统公司的比尔·鲍比特已经在清洁空气行业工作了25年,他说:“我总是告诉我的客户,这不是如果的问题,而是什么时候的问题。条件必须是完美的,这个“时间”可以是30年后,也可以是下周。但如果你消除了逸散的粉尘,就不会产生二次粉尘爆炸。”他说。

博比特在工厂里看到了很多标准的车间式真空吸尘器。“他们有很多问题。在工业环境中,它们本身就是危险的。”它们没有被禁足或被划分为II类分区2区域;它们让工人感到震惊;它们很容易堵塞,这导致工人不想使用它们;如果工人不使用它们,浮尘就会积聚在工厂里。

使用一种工业吸尘器,它有五种不同的冗余接地方式,“消除了任何形式的真空爆炸的可能性,”博比特说。虽然vacuum -u- max确实为II类Div 2环境设计了电动真空吸尘器,但清洁可燃粉尘最经济的解决方案是其气动真空吸尘器。

事实上,气动真空吸尘器不用电,没有运动部件,真空-u- max真空吸尘器接地的五种方式中的第一种方式是从向机组提供压缩空气的空气管路开始的。由于大多数工厂都有由导电铁制成的压缩空气管道,该公司的气动真空吸尘器使用的是导电静电的高压压缩空气管道。除了导静电空气管路外,还采用导静电软管、过滤器和脚轮进一步降低风险。从真空头向下到55加仑桶的接地耳和皮带消除了电弧的可能性。

可燃性粉尘的气动真空在接地方面更安全。它们在工业环境中工作效率也更高。博比特说,在最近一次参观一家燃煤发电厂时,他看到仓库里有五个不同的电动真空吸尘器没有被使用。工作人员抱怨说,20分钟后,过滤器就会粘在一起,他们不想用了,因为他们必须把蛋糕的头从真空中拿出来,然后在得到更多的吸力之前把蛋糕敲掉。

博比特说,发电厂和两个姐妹工厂“现在使用的是空气动力的Vac-u-Max型号,过滤器上有脉冲清洗系统,只需按一下按钮就能释放过滤器中的灰尘。”

法规不明确时的遵从性

飘散的灰尘“是一个移动的目标,它的变化取决于过程的性质以及植物控制灰尘的能力,”史蒂文森说。大多数美国国家消防协会(NFPA)关于可燃性粉尘的指南指出,一层回形针厚度的粉尘足以引起严重的二次爆炸。他说,问题是,“它没有解释不同尘埃之间不同的Kst值(巴•米/秒)。有些比其他的反应性更强。有些更容易悬浮在云层中。一些测试发现,根据灰尘的类型,即使是回形针厚度的一半也太多了。”Kst值根据它们的爆炸性-被点燃后测试容器中粉尘的压力上升率对粉尘进行分类。

在处理许多不同粉尘的情况下,对所有粉尘进行测试可能会非常昂贵。例如,在一个高性能的工厂中,同一设施内生产几种不同的产品,工厂每个区域的灰尘可能有不同的Kst值。对于这种情况,建议与该领域的专家合作,选择代表最坏情况的样本。

这就是为什么,博比特说,当你处理爆炸性粉尘时,你可能需要在非II Div 2类区域使用II Div 2类真空。“你可能会有少量的爆炸性粉尘,而且可能需要非常热和长时间的引燃源,但随着新的可燃粉尘计划的实施,设施需要非常小心地遵守,因为遵守意味着什么还有很多问题。”

博比特说:“虽然有关可燃粉尘的规定并不明确,但我发现很多公司只是在努力提高一般的房屋清洁水平。”

Cv Technology的史蒂文森对此表示赞同。“有一件事你可以很简单、很容易地做,那就是保持一切都干净——就是这么简单。如果你清理了这个地方,保护了你的集尘器,即使你什么都不做,你也已经大大降低了爆炸的可能性。”他说。n

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