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粉尘防爆政策
粉体工厂的预防与保护
1）2）3）4）简介
粉尘爆炸的条件 粉末涂料粉尘爆炸的危险 预防措施
A）预防爆炸 B）5）爆炸发生后的保护
需要采取的行动。
A）新设备的设计
B）C）现有设备的改进 现有设备的重新安置
D）程序 E）F）6）7）8）9）
维护 设备的改装
设计标准 概要
进一步阅读相关文件 该政策的基础 1）简介
粉体工厂存在发生爆炸的危险。这个文件说明的是Interpon的粉末涂料政策，目的是在降低爆炸的危险和防止人员和财产的损失。这仅仅是陈述一般的政策要求，涉及到详细的设计内容仍然要咨询专家。
2）粉尘爆炸的条件
粉尘爆炸的形成，以下条件需满足： a)粉尘必须是可燃的。
b)粉尘聚集在一定封闭空间内。c)粉尘颗粒的分布易使火焰蔓延。d)氧气的存在。e)火源。
爆炸的严重性取决于：
i)粉尘的易爆性。ii)容器中所含粉尘的数量。iii)粉尘的分散与聚集。iv)气流的等级。
3）粉末涂料粉尘的爆炸危险
a)粉末涂料是可燃的，会存在一定的爆炸等级。等级的划分取决于一定体积的某种粉尘在爆炸时压力增加的速度。St0 –不可燃
St1 –0-200巴 米/秒 St2 –200-300巴 米/秒 St3 –300巴 米/秒以上
粉末涂料的爆炸等级在ST1的范围内，但不说明其危险就小。其主要说明在爆炸时压力增长速度比较高级别的要慢。粉体爆炸的统计表明，许多在ST1范围内的爆炸也导致严重的后果，如死亡或其他严重的设备或建筑的损坏。b)在我们粉碎系统内粉末浓度是150克每立方米，要明显高于粉末涂料的最低爆炸浓度值10克每立方米。
c)传播媒介是空气，因此氧气必然存在。
d)在粉碎过程中颗粒尺寸在易爆范围之内（0-500微米）。
e)最可能的燃烧源是静电的聚集。也可能是因粉碎机的机械故障而产生的摩擦火花或热度过高。
从以上的说明我们能够看到在一个制粉工厂确实存在发生爆炸的危险。如果发生爆炸，它所产生的最大压力基本上在10巴范围之内。
4）建议采取的预防措施
A）预防爆炸
完全消除爆炸发生是不可能的，但是可以利用以下措施将爆炸危险降到最小。
i)所有操作员工都应在正确的操作方法、机器设备的维护方面经过培训，同时也要穿防静电鞋。
ii)所有设备必须接地以释放在粉碎过程中产生的静电荷。接地系统的有效性应定期检查（至少6个月一次）。
iii)设备维修人员应定期对粉碎机内部进行检查，以确保将机械故障所产生的危险降到最小。建议每周进行一次检查。
iv)当机器在运转时禁止进行焊接或切割操作。可以适用动火审批程序。v)所有电器设备防尘防水要达到IP55，或相当的国际上可接受的标准。
B)对爆炸所产生的影响提供防护。
在我们的粉体工厂完全排除粉尘爆炸是不可能的。采取适当的措施将爆炸产生的后果降低到以达到保持工厂完整、员工不在处于危险的水平是必要的。
最普遍应用的三种方法是排泄压力、加强设备和事前控制。排泄压力是在设备或容器上开泄爆口的防护，可以将爆炸的压力转移到安全的地方。加强设备使设备能够承受爆炸所产生的能量。事前控制需要进行较早的爆炸检测，以便于在设备内输入合适的控制剂来抑制燃烧。另外，每一种方法都必须通过安装隔离阀来防止爆炸向没有安全保护的容器或周围环境蔓延。
建议采用以下排泄压力和加强设备相结合的方法。i)粉碎机、管道输送（包括接口）和旋风分离器的设计最小应能抵抗10 巴的压力冲击（所谓的PRS11）ii)集尘桶/集尘器也要达到PRS11。另一种选择是集尘桶/集尘器的设计最小能抵抗2.5巴的压力冲击，但是要配备合适尺寸的减爆口。减爆口开口方向应指向安全的区域。iii)在旋风分离器末端的回转阀和集尘桶的也应定额为10巴。
5)、需要采取的行动。5A）新设备的设计
在粉体工厂为了保护员工和财产免受粉尘爆炸的影响，建议新设备的设计应符合下面的标准。所有新设备的防爆能力也定额为10巴。
a)粉碎机-设计为最小能抵抗10巴压力冲击。我们应该记住依此标准设计的粉碎机将有一个很厚重的顶盖，因此必须有帮助员工打开和关闭顶盖的辅助设备。b)旋风分离器-最小能抵抗10毫巴压力冲击。
c)集尘桶和集尘器-圆柱型集尘桶抗冲击最小值10巴，允许没有泄爆口。在特殊情况下运用适当的2.5巴抗压能力并具有泄爆口的集尘桶也可以，但要咨询集团的QHSE主管。
d)风管-从输入口到输出口的风管最小能抵抗10巴压力冲击，风管连接点也符合此标准。e)隔离阀-用以保护爆炸蔓延到未保护的容器或地区。
i)冷风输入口-当所有的加工设备（集尘桶、旋风分离器、粉碎室、和风管）设计成密闭装置时，在10巴的主机与无抗压能力的热交换器之间应安装隔离阀。
ii)冷风输出口-隔离阀应安装在集尘桶（或第二个旋风分离器）和排风风扇之间的风管里。隔离阀装配的平面（垂直的或水平的）应在购买时说明，并要定期保养维修隔离阀，如果空间和设计允许，建议使用自动的关闭阀。在测定风扇大小时隔离阀的抗压力应当考虑。f)粉碎机送料设备-用于下料的回转阀应设计为最小抗压力10巴。回转阀的叶片和下料桶壁之间的间隙不得大于0.2毫米。请注意在添加剂的进料口应有一个自动关闭的气门，同样要符合PSR11。
如果超出筛网的部分会被重新抽回粉碎室，自动关闭的折合气门和下料回转阀是必需的。粉碎主机的进料口不能打开。
g)产品的输出阀-（i）下料回转阀-设计为最小抗压力10巴。回转阀的叶片和下料桶壁之间的间隙不得小于0.2毫米。（ii）双面折合阀-设计为最小抗压力10巴。h)原料输入管-这个管应设计为最小抗压力10巴，（为了保证密闭系统的完整性）原料输入管应该与隔离阀和粉碎主机之间的冷风进入管道连接。
除了以上的内容，章节4A中预防爆炸应该被实施。附录A展示了新的具有防爆能力的粉碎系统的大略的结构。
最后一点是设备的供应商必须提供经确认的资格证。5)、需要采取的行动（后续步骤）。5B）现有设备的改进。
当现有设备低于标准以下应该改进其性能，应符合第五章节D段进度表。
a)冷风输入口-如果粉碎主机、旋风分离器、风管、下料和成品回转阀不符合PSR11，冷风输入口必须能够安全的将任何爆炸引到外面。（请注意当爆炸放生时，热交换器、空气过滤器和消音器必须能够承担爆炸的压力）。
b)粉碎主机-一般来说改进粉碎主机使其具有10巴的抗压力是不实际的。只有当粉碎主机需要换时，应该替换成符合PSR11标准的粉碎机。
c)旋风分离器-应改进为最小10巴的抗压能力。这样一般是可行的，独立于现存设备的设计在加一层刚性材料。然而，为了对整改设计负责连接主体的焊接点的强度应该进行测试。任何已具有泄爆口但没有泄爆风管的现存设备都应尽快的安装这种风管，除非旋风分离器被改进为具有抗10巴压力冲击的能力。泄爆风管应设计为最小抗压力为10巴，这样就可以将爆炸所产生的能量传输到工厂以外的安全地带。一般来说，在泄暴风管上不应存在弯管，但是在某些条件下没有选择的余地时，90度直角半径是风管直径的两倍的弯管是可用的。应经常清理旋风分离器上的泄爆风管上的障碍物。当没有泄爆口时，将旋分离器改进为10巴的抗压能力是最好的解决办法。
d)集尘桶/集尘器-可以对其采取以下三个行动
i)一个没有泄爆口圆柱形集尘桶设计为最小抗压力10巴。
ii)一个矩形集尘桶设计为最小抗压力2.5巴，这样的集尘桶要有足够区域的泄爆口。泄爆口应当安在过滤器和风管的一面，用于引导废粉或爆炸的能量到建筑以外的安全地方。泄爆口不应指向车道和人行道，在操作过程中应防止接近泄爆口。泄爆风管应尽可能短最好长度不要超过3米，如果集尘桶设置在外面，泄爆风管是不需要的。e)风管-设计为10巴的抗压能力（包括接口）。一般说来，更换是必要的，但在某些情况下进行改进是可行的。
f)隔离阀-对于新设备是独立的装置。（请看第5章节A段e）g)粉碎下料设备-建议安装具有10巴抗压能力的回旋阀。h)产品输出口的回转阀-新设备必备的。（看第5章节A段g）。i)原料输入口-新设备必备的。（看第5章节A段h）。在第4章节A段提出的预防爆炸应当被实施。
5)、需要采取的行动（后续步骤）。5C）现有设备的重新安置。
从一个工厂向另一个工厂移动的设备的部件应该经过改进，使其符合以下的最低标准：
——旋风分离器设计为最小抗压能力为10巴或安装隔离阀、泄爆口、具有10巴抗压能力泄爆风管将爆炸引向安全地方。
——集尘桶具有2.5巴抗压能力及足够的泄爆安全区域或10巴抗压能力但可以没有泄爆口。在集尘桶与排风风扇之间安装隔离阀。（除非在安全区域）。
5)、需要采取的行动（后续步骤）。5D）过程
需要时间改进设备使其达到最低标准。最有效的是新设备应符合第五章节A段所描述“Best Practice”(最好的实践)去做。现有设备应按以下描述的最低标准去做。以下行动建议在2006年以前实施。（即比原来的政策延长了一年，原因是投资风险。）
i)所有的集尘桶经过改进使其具有10巴抗压能力或配备泄爆口的2.5巴的抗压力。ii)所有的风管（和输送原料管）都要设计为具有10巴的抗压能力。
iii)任何与泄爆口是整体的旋风分离器应该装泄爆风管将出现的爆炸引向安全地方。然而最好的办法是用一个符合PSR11标准的旋风分离器系统替换。iv)在旋风分离器和过滤器之间安装隔离阀。
——如果集尘桶上有泄爆口，系统剩下的部分符合PSR11这样可起双重作用。
——如果集尘桶上有泄爆口，但系统剩下的部分不符合PSR11只可起单一作用即如果爆炸发生在滤袋内起作用。
v)所有粉碎设备必须配备静电接地系统。
vi)在粉碎机临近区域的所有电器设备符合需要的标准，为了减少电器火花的危险。（最小IP5X）
vii)对于不符合PSR11标准的粉碎机，在冷风输入口和主机之间肯定没有隔离阀。冷风输入口应设置在建筑物外面。当不符合PSR11的粉碎主机受到爆炸冲击时，没有冷风输送管上的隔离阀给予保护，所以冷风口必须设在外面安全的地方使爆炸能量排出。viii)粉碎的下料应改为回转阀型。
ix)新产品的输出口应安装旋风分离器和过滤器。
x)粉碎主机的开口应闭合，添加剂和溢漏部分的回收都必须有回转阀保护。
5)、需要采取的行动。5E）维护
一个检查和测试程序应该得到实施以防止因机器故障而产生火花，以确保所有的安全保护设备都能发挥作用。在这个程序中应进行下列检查： i)为了减少机器元件的故障和因此而产生的火花，应由维修员工每周对粉碎机内部进行检查。ii)由合格的电工进行静电接地系统的检查和测试，确保接地系统的持续有效性。最少6个月检查一次。实际上，供应商应该说明检查和测试计划。检测计划应通过公司的维修工认可。iii)维修员工应每月对防爆门进行检查，以确保在爆炸发生时发挥作用。然而必须明白这些检查是制造商针对特定爆炸压力提前设置的程序，没有咨询他们的调试是不允许的。iv)隔离阀应依照制造商的说明打开清理干净。
5)、采取的行动（后续步骤）。5F）设备的改装
设备改装的许可程序应用于确保整个防爆系统的完整性。建议在进行这种情况之前要经过厂务经理、维修主管、安全主管共同签字认可。
6）、设计标准
目前没有完全的容器抗压能力的设计标准，但以下可以作为参考。德国VDI3673粉尘爆炸的泄压标准
中国GB/T15605-1995 设备容器的设计应交给专家来做，他们对设备材料与抗压能力有全面的了解。
容器的设计必须能在设计压力之内预防破裂，但可以允许部分变形。设计时应仔细考虑焊接和加固的细节，同时在制造过程中应有专家检测焊接的质量，现场放射光线测试应该被应用，在完成后应测试不会导致容器永久变形的压力水平（设计压力的80%-90%）。6A）新欧洲规范-ATEX137和ATEX100a 这个规范在2003年开始实施。ATEX100 a涉及的设备要用在有爆炸危险的环境中。责任由设备的制造者来负。ATEX137涉及员工的安全和健康，我们具有以下职责：-在风险评估的基础上准备预防爆炸文件。-依据爆炸环境的存在将车间划分区域。
-根据划分的区域选择符合ATEX100a标准的设备。-警示标记的强制应用。
这个规范对新设备的应用有直接的影响，一直适用直到2006年。
FELLING通过咨询外界专家对规范的含义进行了评估，建议集中在电器设备的更新为IP65、安全泄爆口、危险区域的划分。
7）概要
有必要采取行动降低粉体工厂粉尘爆炸的可能性，确保人员和财产免受爆炸的影响。
建议可采取的行动在第5章节进行了详细说明，在附录A中也附图说明，简要概括如下： a)新设备-设备全部包括风管和回转阀都要设计成10巴的抗压能力，并通过隔离阀与未受保护的设备隔离开（如风扇和冷风进入口）。b)现有设备-所有不符合必需标准的设备，要根据第5章节B段的需要和D段的程序对起进行改进。应确保接地的有效性并进行常规的检查和维护。c)引进确保必需标准执行的程序。
现代粉碎设备的购买将会有助于产量、效率、生产力、和质量的提高，所以花费的增加的理由不仅仅是安全的增强。
请注意这个政策不涉及铝粉的爆炸危险。请参考最好的实践A4.1“铝粉的安全处理过程”同样也不涉及集尘系统的防爆管理，这个可参考MRPA4.3“集尘系统的商业指南”（LEV-本地排风系统）。
8）进一步阅读相关文件 粉末制作的实践
A.3.2
将静电荷在绝缘体上聚集的潜在危险最小化。A.4.13 集尘系统的商业指南 C.3.7
规范的粉碎机维护保养 D.3.3
粉碎机的标准规范
D.3.6
粉碎机风管上符合PSR11标准的快速夹 D.4.1
粉末涂料工厂电器设备的保护 AGCO-TE（投资和技术）维修指南 静电释放手册确认
9）该政策的基础
涂料投资和技术队伍的支持和建议给予政策的建立很大帮助。特别我们要承认该政策是在Geogre Wheeler 的“粉体工厂的爆炸预防”的基础上建立起来的。
John Kettley
HSE
