王月紅 關(guān)雅潔 馬文學(xué)

摘 要：低密度聚乙烯粉體料倉粉塵燃爆具有很強(qiáng)的危險性，因此從靜電的產(chǎn)生、靜電放電類型及其放電能量、粉塵最小點火能、雜混物的最小點火能變化規(guī)律、脫除可燃?xì)怏w幾方面的內(nèi)容進(jìn)行分析，通過預(yù)先危險性分析的方法識別出存在的問題，然后用道化學(xué)方法對其進(jìn)行定量的分析，并且在研究這類問題的基礎(chǔ)上，制定相應(yīng)的安全措施，設(shè)置反吹風(fēng)系統(tǒng)，降低乙烯氣體粉塵濃度，從而達(dá)到降低危險級別，減輕粉塵爆炸的危害。

關(guān)鍵詞：粉體料倉；最小點火能；預(yù)先危險性分析；反吹風(fēng)系統(tǒng)

低密度聚乙烯是一種通用樹脂，它具有良好的透明性和突出的加工型[ 1 ]，以及其它的優(yōu)異性能，因此在我國的工業(yè)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。隨之而來的由聚烯烴引發(fā)的各類問題及事故也越來越多，其中很關(guān)鍵的一個是低密度聚乙烯粉體料倉粉塵爆炸引發(fā)的危險。近年來低密度聚乙烯粉體料倉粉塵燃爆事故逐漸增多，越來越為企業(yè)及人們所關(guān)注，影響粉塵燃爆的因素有多個，形式不容小覷，由于聚烯烴爆炸不僅會給企業(yè)帶來難以想象的經(jīng)濟(jì)損失及人員傷亡，還會給社會乃至國家?guī)聿缓玫呢?fù)面影響，因此作為安全管理人員以及企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)人員都應(yīng)該高度重視并治理這個問題。

1 粉體料倉粉塵燃爆影響因素分析

1.1 粉塵因素對粉塵料倉爆炸的影響分析

最小點火能量就是能夠使之燃燒的最小的火花能量，它是衡量粉塵與氣體能夠被點燃的能力的數(shù)量單位。粉塵的最小點火能量與粉塵的各種性質(zhì)密切相關(guān)，受粉塵溫度，濃度，物理及化學(xué)性質(zhì)的影響[ 2 ]。在生產(chǎn)、儲運中會因摩擦或雷電感應(yīng)在可燃?xì)怏w（或蒸氣）內(nèi)、生產(chǎn)儲存裝置及運輸裝置上積累電荷，甚至達(dá)到幾萬伏電壓，極易引起火花放電從而引起可燃?xì)怏w（或蒸氣蒸氣）的燃燒或爆炸?？扇嘉镔|(zhì)對電火花越敏感程度受最小點火能大小的影響。

1.2 氣體因素對粉塵料倉爆炸的影響分析

在工藝生產(chǎn)過程中，低密度聚乙烯裝置在擠壓造粒的過程中得到的聚乙烯顆粒料中含有一定量的乙烯氣體，這些氣體會在粒料通過的設(shè)備中漸漸擴(kuò)散并且釋放。當(dāng)粉體料倉中的乙烯氣體在空氣中的濃度達(dá)到爆炸的上下限之間時，遇到引燃源就會爆炸。聚乙烯料倉中乙烯氣體的存在，降低了粉塵的最低點火能，沿面放電很容易就會引起靜電燃爆事故，為此安全管理人員或是操作人員應(yīng)降低料倉中乙烯氣體的濃度。但是也有許多的事故是乙烯氣體濃度并不高而且也達(dá)不到爆炸的極限值之內(nèi)，那就是工業(yè)生產(chǎn)中的雜混合物[ 4 ]，它可以促使爆炸的迅速發(fā)生，而且在一定程度上也會增加乙烯氣體的濃度，由雜混合物引發(fā)的爆炸事故也不在少數(shù)。

1.3 粉體料倉粉塵靜電因素分析

顆粒送風(fēng)時，其帶電量隨著顆粒摩擦和碰撞的劇烈程度的增加而增加，而其劇烈程度也隨著輸送速度的改變而改變[ 3 ]。一旦顆粒上的電荷達(dá)到一個飽和的狀態(tài)時，顆粒的帶電量將不會再增加，由實驗的結(jié)果可得知，顆粒靜電帶電量呈飽和狀態(tài)所需時間的長短與運動速度成反比的關(guān)系，在輸送工藝過程中，顆粒靜電達(dá)到飽和狀態(tài)時需要氣流速0.7度高達(dá)幾米到幾十米每秒，而其所需的管道長度卻不超過幾米。

當(dāng)運動速度恒定不變時，每個顆粒在管道內(nèi)停留一定的時間的情況下，顆粒數(shù)量隨著載荷量的變大而增多，這樣必會導(dǎo)致所有顆粒在管道內(nèi)減少碰撞和摩擦的概率。此外，載荷量也與顆粒帶的靜電電量成反比，利用這一比例關(guān)系，也可制定出相應(yīng)靜電的預(yù)防措施。

2 料倉粉塵燃爆風(fēng)險分析

2.1 料倉粉塵燃爆的預(yù)先危險性分析

由于低密度聚乙烯粉體料倉自身的結(jié)構(gòu)以及聚乙烯粉粒的化學(xué)物理性質(zhì)都會發(fā)生危險事故，我們首先要把其中的危險源找出來，然后才能分析它的特性，下面將運用作業(yè)條件危險性分析法，也就是我們通常所說的LEC法。用公式來表示，則為：

D=LEC

其中L、E、C三個字母代表的意義分別是：

1）發(fā)生事故或危險事件的可能性；

2）暴露于這種危險環(huán)境的情況；

3）事故一旦發(fā)生可能產(chǎn)生的后果。

其中根據(jù)L、E、C、D值分級標(biāo)準(zhǔn)來確定這四個標(biāo)準(zhǔn)值的分?jǐn)?shù)值。

通過上述對L、E、C值的取值后，由公式D=LEC[ 4 ]可計算出作業(yè)條件危險性， 并且可以確定可能發(fā)生的危險事故的等級，那么下面就開始通過預(yù)先危險性分析識別出低密度聚乙烯粉體料倉中存在的危險源及可能發(fā)生的事故。

預(yù)先危險分析方法可以識別系統(tǒng)中的主要危險，危害因素，并對其發(fā)生的可能性和后果嚴(yán)重性進(jìn)行分析評估，從而提出改進(jìn)系統(tǒng)，預(yù)防事故發(fā)生的安全措施。低密度聚乙烯粉體料倉粉塵燃爆的危險因素分析與安全措施恰好是需要分析出在低密度聚乙烯粉體預(yù)先危險，分析的過程如表1所示。

由上述預(yù)先危險性分析法分析可以得出在低密度聚乙烯粉體料倉中存在的危險因素以及危險等級，因此可以對事故的發(fā)生作出預(yù)防或是當(dāng)事故發(fā)生后能夠減小損失程度，其中危險事故的等級多數(shù)為Ⅱ或Ⅲ級，均是由顯著危險的，因此需要立即整改，提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

2.2 料倉粉塵燃爆半徑

通過預(yù)先危險性分析的方法識別出粉體料倉中可能會發(fā)生危險的事故，并且定性的劃分出來了他們的級別[ 5 ]，對今后的預(yù)防提供了一個研究的思路。為了更加全面的分析評價，下面用定量的方法對粉體料倉這個危險單元進(jìn)行道化學(xué)評價表2是用道化學(xué)方法對識別出來的危險因素進(jìn)行評價。

火災(zāi)爆炸危險指數(shù)的計算是用物質(zhì)系數(shù)與單元危險系數(shù)相乘而得到的，即： F&EI=F3×MF，得出火災(zāi)爆炸危險指數(shù)為134.4，單元火災(zāi)爆炸危險等級為很大，由此可以制定出相應(yīng)的安全措施來預(yù)防低密度聚乙烯粉體料倉粉塵燃爆危險事故的發(fā)生，以及降低事故發(fā)生后導(dǎo)致的風(fēng)險與危害。

3 針對粉體料倉燃爆危險的安全措施

3.1 反吹風(fēng)系統(tǒng)

料倉中通過設(shè)置反吹風(fēng)系統(tǒng)來降低乙烯氣體的濃度。料倉的反吹風(fēng)系統(tǒng)在設(shè)計上具有很多的缺陷，例如通風(fēng)不均勻[ 6 ]，形成通風(fēng)死區(qū)，各種原因引發(fā)的靜電燃爆事故，在許多情況下，料倉的進(jìn)風(fēng)口不能設(shè)置的太低，但是設(shè)置的過高則會導(dǎo)致通風(fēng)死區(qū)增大，不利于靜電燃爆危險事故的預(yù)防。

空倉外料倉底部進(jìn)風(fēng)口風(fēng)速較低，特別是粒料填滿錐體時風(fēng)速會變得很小.因此當(dāng)料位處于反吹風(fēng)上進(jìn)風(fēng)口下沿時[ 7 ]，下進(jìn)風(fēng)口不能夠起到通風(fēng)作用，錐體部分會因此而形成通風(fēng)死區(qū)。

3.2 消除產(chǎn)品料倉乙烯氣體爆炸隱患

乙烯氣體的濃度應(yīng)控制在遠(yuǎn)離爆炸范圍以確保對料倉的安全使用。在工藝生產(chǎn)中，許多企業(yè)通過采取吹風(fēng)凈化系統(tǒng)[ 8 ]來使乙烯氣體遠(yuǎn)離爆炸范圍，這樣就可以預(yù)防料倉以及空送混合設(shè)備裝置中乙烯氣體等或其他氣體發(fā)生爆炸事故。

4 結(jié)論

通過上述分析和研究，低密度聚乙烯粉體料倉粉塵燃爆的危險因素更清晰明了的被表現(xiàn)出來，更加有利于我們?nèi)粘５姆婪逗椭卫恚矠榫垡蚁┑纳a(chǎn)提高了生產(chǎn)效率。通過這些分析也使得聚乙烯裝置的設(shè)計更加的完善，降低了因裝置的缺陷而導(dǎo)致的風(fēng)險問題。由于低密度聚乙烯粉體料倉粉塵存在著種種危險因素，使發(fā)生爆炸的可能性大大增加，因此給企業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也給眾多企業(yè)造成了干擾和隱患，因此我們的分析與研究具有現(xiàn)實意義。

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