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摘要:随着科学技术的不断进步,人们对于猝不及防的粉尘爆炸灾害的认识也在不断提高,不断深刻。世界许多国家都把工业粉尘防爆技术的研究工作列为重大科研课题。本文主要分析了烟草生产企业的防爆措施,以供参考。
关键词:烟草;防爆;措施
中图分类号:TD684文献标识码: A
引言
烟草加工企业的生产活动是把烟叶经过烟草加工系统加工为成品烟,它包含烟叶初加工、打叶、切丝、烟丝膨胀、薄片加工及卷制等生产工艺。在这一加工工艺的各个环节中,烟草粉尘也存在于其中。所以,一定要在调查研究的基础上,进行科学的论证,采取合理的方法,制定出有效的防爆技术措施和管理,保证烟草生产企业的安全和发展。
一、烟草粉尘防爆理论基础
(一)烟草粉尘爆炸性危险区域的划分
烟草粉尘爆炸性危险区域的划分如表1:
表1烟草粉尘爆炸性危险区域的划分表
注:本表采用以厂房建筑为单位划定烟草粉尘爆炸性危险区域的方法:
墙指砖、轻质材料墙体等
(二)爆炸机理
烟草粉尘爆炸是非常复杂的非定常气-固两相动力学过程,有关爆炸机理的问题到目前也不是很明确。从烟草粉尘颗粒点火而言,现阶段的观点主要有两种,即气相点火机理与表面非均相点火机理。通常情况下,如果有弱点火源的作用,爆炸初期或者小尺寸空间中火焰主要是受热辐射和湍流作用机理控制且用爆炸波形式来传播的;如果有强点火源的作用,大尺寸空间或长管道火焰主要是通过流换热和冲击波(激波)绝热压缩机理控制而传播的,其不断加快火焰传播速度,最后可能会从爆燃演变为爆轰。
(三)烟草粉尘防爆技术原理
从技术原理角度来看,预防物理或者化学爆炸发生条件如果同时出现,能够从根本上预防爆炸事故的发生。从爆炸事故形成的破坏力角度而言,通常下列五个条件应该同时具备,即可燃物;助燃剂;混合可燃物与助燃剂;爆炸性混合物地处封闭的空间内;能量足够的点火源。
我们用图1来对形成爆炸破坏力条件进行了描述。防爆技术原理恰好是从形成爆炸破坏力的五边形出发,采取具有针对性的技术措施和管理措施,实现安全生产。
图1爆炸破坏力形成五边形
三、烟草粉尘防爆技术措施
(一)烟草爆炸预防技术措施
1、控制工艺参数
(1)温度控制主要有控制反应热量、防止搅拌中断及其对传热介质的正确选择等几方面。
(2)投料控制主要包含对投料速度、配比、顺序及原料纯度等的控制。
(3)避免在生产、运输及储存易燃易爆物料过程中发生跑、冒、滴、漏,通常来说,跑、冒、滴、漏是造成可燃气体或液体在环境中扩散、发生爆炸事故的主要原因之一。
(4)紧急情况停车处理。如果有停电停气停水等突然情况发生,生产装置必须可以对其进行处理,要是处理不当,就可能会引发爆炸事故。
2、预防形成爆炸性混合物
(1)设备密闭。充装易燃易爆的设备和管道,气密性要是不好,就会导致跑、冒、滴、漏等问题,在设备与管道四周产生爆炸性混合物。一样,如果设备与管道在负压状态下,设备、管道、系统中则会有外界空气渗入,在内部产生爆炸性混合物。
(2)厂房通风。采用加强通风手段,使其渗入到设备、管道与系统中粉尘和空气混合的浓度保持在爆炸浓度极限范围之外。
(3)惰性介质保护。将定量的惰性介质加入到烟草粉尘和空气混合物中,能够有效减少爆炸性混合物的氧含量,使其降到最大允许氧含量之外。
3、控制点火源
点火源的控制和消除是有效预防爆炸危险性物质引发燃烧、爆炸事故的技术措施。在工业生产中,点火源有很多种类,比如电火花、摩擦、绝热压缩、高温表面、热辐射、明火等,并且它的作用也很多,有时候甚至可以是几种点火源共同作用;除此之外,不同的可燃性物质的最小点火有着不同的能量,所以,应依据点火源种类以及其具体的作用制定科学的、具有针对性的防爆技术措施对点火源加以有效的控制,从而实现安全生产。
4、防爆监控措施
(1)安装信号报警。在生产过程中如果出现危险状况,信号报警装置能够及时对操作者提出警告以便采取相应的技术措施,将事故隐患消除。通常,警报装置和测量仪器是相连的,如果温度、压力、液位或者可燃气浓度等超过了规定控制指标,报警系统就会发出声、光、数字显示等报警信号。
(2)安全联锁。指的是一种让各种仪器与设备按照预设程序依次接通的机械或电气安装。与规定操作规程不相符的情况下,仪器与设备则不可以启动、运转或者停车,以便于实现安全生产的效果。
(3)保险装置。如果信号报警装置指示出系统已经出现异常情况或者故障,保险装置则可以自动采取措施,及时将不正常的或者危险状况消除。
(二)烟草粉尘爆炸防护技术措施
1、惰化防爆
掺入定量的惰性介质到烟草粉尘和空气混合物中,比如氮气、二氧化碳、水蒸气、卤代烃、氦气等,从而对燃烧反应条件进行破坏的防爆技术措施。预先将定量的惰化介质加入到烟草粉尘和空气混合物中,不但能够预防发生爆炸事故,还能有效提高生产工艺及过程中的安全性,即使被生产工艺、产品性能等所影响,允许加入的惰性介质质量还无法完全对爆炸事故做出预防,也可以在一定程度上限制爆炸,从而减轻爆炸事故灾害程度。
2、爆炸抑制
在发生爆炸及其爆炸发展的初始阶段,通过实时监测爆炸危险信号(如温度或压力升高、可燃物浓度及其点火源光信号)等,及时将抑爆系统触发,使其喷洒抑爆剂给设备,从而对爆炸范围和破坏程度起到抑制作用,将设备中爆炸压力的耐压强度降低,防止损坏设备或者造成伤亡事故的防爆措施。按触发方式不同,抑爆系统包括监控动作式与爆炸信号波从动式,按照不同的抑爆作用机制,又包括降温型、传热屏蔽型、惰化型及其联合作用型等类型。
3、爆炸阻隔
运用隔爆装置阻隔设备中出现的燃烧爆炸火焰,使其不能通过管道传播到其他设备中去的防爆措施。隔爆技术措施可以对火焰传播加以阻止,将事故的灾害程度减轻,对高速传播火焰喷射点燃或者引爆可燃物、爆炸压力进行防止,并且还能对在设备之间因燃烧爆炸火焰加速传播引起压力叠加的作用進行抑制。根据其不同的作用机制,可把隔爆技术的类型分为机械隔爆与化学隔爆,烟草加工业采用的机械主要是隔爆型的。隔爆装置主要有工业阻火器以及主动式、被动式隔爆装置等。工业阻火器的作用是对燃烧爆炸初期的火焰蔓延进行阻隔;主动式隔爆装置根据传感器探测到的爆炸信号;被动式隔爆装置则通过爆炸波作用引发振动。
4、爆炸封闭
爆炸装置指的是通过封闭容器或者设备有效的将爆炸火焰与压力进行封闭,让四周的设备或者人员不会遭到伤害的防爆技术措施。所以,爆炸封闭的容器或者设备必须可以在一定可燃物的最大爆炸压力下而不遭受破坏。一般,这种容器或者设备一定要按耐压水平或者抗爆水平进行设计,两者的区别主要在于如果在爆炸压力作用下,耐压容器不可以有裂痕或者变型出现,抗爆容器则允许出现一定的塑性变型。
结语
我国烟草行业要想在国际激烈竞争的洪流中不被淘汰,就要在加工工艺上不断引进新技术、新设备、新工艺,同时要求安全管理要以安全工程技术、系统安全为指导,对企业进行风险管理,对风险进行辨识和安全评价来全面提高安全管理水平。不断消除隐患,减少事故发生率,降低事故的破坏程度,以现代安全管理为手段创造健康安全卫生的工作环境。
参考文献:
[1]刘永芹,许春家.可燃性粉尘的爆炸特性、分类及防爆措施[J].防爆电机,2006,03:14-18.
[2].烟草生产企业的防爆法[J].湖南安全与防灾,2008,10:39.
[3]周豪.我国烟草加工系统粉尘爆炸危险性分析[J].工业安全与环保,2003,07:26-27.
关键词:烟草;防爆;措施
中图分类号:TD684文献标识码: A
引言
烟草加工企业的生产活动是把烟叶经过烟草加工系统加工为成品烟,它包含烟叶初加工、打叶、切丝、烟丝膨胀、薄片加工及卷制等生产工艺。在这一加工工艺的各个环节中,烟草粉尘也存在于其中。所以,一定要在调查研究的基础上,进行科学的论证,采取合理的方法,制定出有效的防爆技术措施和管理,保证烟草生产企业的安全和发展。
一、烟草粉尘防爆理论基础
(一)烟草粉尘爆炸性危险区域的划分
烟草粉尘爆炸性危险区域的划分如表1:
表1烟草粉尘爆炸性危险区域的划分表
注:本表采用以厂房建筑为单位划定烟草粉尘爆炸性危险区域的方法:
墙指砖、轻质材料墙体等
(二)爆炸机理
烟草粉尘爆炸是非常复杂的非定常气-固两相动力学过程,有关爆炸机理的问题到目前也不是很明确。从烟草粉尘颗粒点火而言,现阶段的观点主要有两种,即气相点火机理与表面非均相点火机理。通常情况下,如果有弱点火源的作用,爆炸初期或者小尺寸空间中火焰主要是受热辐射和湍流作用机理控制且用爆炸波形式来传播的;如果有强点火源的作用,大尺寸空间或长管道火焰主要是通过流换热和冲击波(激波)绝热压缩机理控制而传播的,其不断加快火焰传播速度,最后可能会从爆燃演变为爆轰。
(三)烟草粉尘防爆技术原理
从技术原理角度来看,预防物理或者化学爆炸发生条件如果同时出现,能够从根本上预防爆炸事故的发生。从爆炸事故形成的破坏力角度而言,通常下列五个条件应该同时具备,即可燃物;助燃剂;混合可燃物与助燃剂;爆炸性混合物地处封闭的空间内;能量足够的点火源。
我们用图1来对形成爆炸破坏力条件进行了描述。防爆技术原理恰好是从形成爆炸破坏力的五边形出发,采取具有针对性的技术措施和管理措施,实现安全生产。
图1爆炸破坏力形成五边形
三、烟草粉尘防爆技术措施
(一)烟草爆炸预防技术措施
1、控制工艺参数
(1)温度控制主要有控制反应热量、防止搅拌中断及其对传热介质的正确选择等几方面。
(2)投料控制主要包含对投料速度、配比、顺序及原料纯度等的控制。
(3)避免在生产、运输及储存易燃易爆物料过程中发生跑、冒、滴、漏,通常来说,跑、冒、滴、漏是造成可燃气体或液体在环境中扩散、发生爆炸事故的主要原因之一。
(4)紧急情况停车处理。如果有停电停气停水等突然情况发生,生产装置必须可以对其进行处理,要是处理不当,就可能会引发爆炸事故。
2、预防形成爆炸性混合物
(1)设备密闭。充装易燃易爆的设备和管道,气密性要是不好,就会导致跑、冒、滴、漏等问题,在设备与管道四周产生爆炸性混合物。一样,如果设备与管道在负压状态下,设备、管道、系统中则会有外界空气渗入,在内部产生爆炸性混合物。
(2)厂房通风。采用加强通风手段,使其渗入到设备、管道与系统中粉尘和空气混合的浓度保持在爆炸浓度极限范围之外。
(3)惰性介质保护。将定量的惰性介质加入到烟草粉尘和空气混合物中,能够有效减少爆炸性混合物的氧含量,使其降到最大允许氧含量之外。
3、控制点火源
点火源的控制和消除是有效预防爆炸危险性物质引发燃烧、爆炸事故的技术措施。在工业生产中,点火源有很多种类,比如电火花、摩擦、绝热压缩、高温表面、热辐射、明火等,并且它的作用也很多,有时候甚至可以是几种点火源共同作用;除此之外,不同的可燃性物质的最小点火有着不同的能量,所以,应依据点火源种类以及其具体的作用制定科学的、具有针对性的防爆技术措施对点火源加以有效的控制,从而实现安全生产。
4、防爆监控措施
(1)安装信号报警。在生产过程中如果出现危险状况,信号报警装置能够及时对操作者提出警告以便采取相应的技术措施,将事故隐患消除。通常,警报装置和测量仪器是相连的,如果温度、压力、液位或者可燃气浓度等超过了规定控制指标,报警系统就会发出声、光、数字显示等报警信号。
(2)安全联锁。指的是一种让各种仪器与设备按照预设程序依次接通的机械或电气安装。与规定操作规程不相符的情况下,仪器与设备则不可以启动、运转或者停车,以便于实现安全生产的效果。
(3)保险装置。如果信号报警装置指示出系统已经出现异常情况或者故障,保险装置则可以自动采取措施,及时将不正常的或者危险状况消除。
(二)烟草粉尘爆炸防护技术措施
1、惰化防爆
掺入定量的惰性介质到烟草粉尘和空气混合物中,比如氮气、二氧化碳、水蒸气、卤代烃、氦气等,从而对燃烧反应条件进行破坏的防爆技术措施。预先将定量的惰化介质加入到烟草粉尘和空气混合物中,不但能够预防发生爆炸事故,还能有效提高生产工艺及过程中的安全性,即使被生产工艺、产品性能等所影响,允许加入的惰性介质质量还无法完全对爆炸事故做出预防,也可以在一定程度上限制爆炸,从而减轻爆炸事故灾害程度。
2、爆炸抑制
在发生爆炸及其爆炸发展的初始阶段,通过实时监测爆炸危险信号(如温度或压力升高、可燃物浓度及其点火源光信号)等,及时将抑爆系统触发,使其喷洒抑爆剂给设备,从而对爆炸范围和破坏程度起到抑制作用,将设备中爆炸压力的耐压强度降低,防止损坏设备或者造成伤亡事故的防爆措施。按触发方式不同,抑爆系统包括监控动作式与爆炸信号波从动式,按照不同的抑爆作用机制,又包括降温型、传热屏蔽型、惰化型及其联合作用型等类型。
3、爆炸阻隔
运用隔爆装置阻隔设备中出现的燃烧爆炸火焰,使其不能通过管道传播到其他设备中去的防爆措施。隔爆技术措施可以对火焰传播加以阻止,将事故的灾害程度减轻,对高速传播火焰喷射点燃或者引爆可燃物、爆炸压力进行防止,并且还能对在设备之间因燃烧爆炸火焰加速传播引起压力叠加的作用進行抑制。根据其不同的作用机制,可把隔爆技术的类型分为机械隔爆与化学隔爆,烟草加工业采用的机械主要是隔爆型的。隔爆装置主要有工业阻火器以及主动式、被动式隔爆装置等。工业阻火器的作用是对燃烧爆炸初期的火焰蔓延进行阻隔;主动式隔爆装置根据传感器探测到的爆炸信号;被动式隔爆装置则通过爆炸波作用引发振动。
4、爆炸封闭
爆炸装置指的是通过封闭容器或者设备有效的将爆炸火焰与压力进行封闭,让四周的设备或者人员不会遭到伤害的防爆技术措施。所以,爆炸封闭的容器或者设备必须可以在一定可燃物的最大爆炸压力下而不遭受破坏。一般,这种容器或者设备一定要按耐压水平或者抗爆水平进行设计,两者的区别主要在于如果在爆炸压力作用下,耐压容器不可以有裂痕或者变型出现,抗爆容器则允许出现一定的塑性变型。
结语
我国烟草行业要想在国际激烈竞争的洪流中不被淘汰,就要在加工工艺上不断引进新技术、新设备、新工艺,同时要求安全管理要以安全工程技术、系统安全为指导,对企业进行风险管理,对风险进行辨识和安全评价来全面提高安全管理水平。不断消除隐患,减少事故发生率,降低事故的破坏程度,以现代安全管理为手段创造健康安全卫生的工作环境。
参考文献:
[1]刘永芹,许春家.可燃性粉尘的爆炸特性、分类及防爆措施[J].防爆电机,2006,03:14-18.
[2].烟草生产企业的防爆法[J].湖南安全与防灾,2008,10:39.
[3]周豪.我国烟草加工系统粉尘爆炸危险性分析[J].工业安全与环保,2003,07:26-27.